CN103675876A - 一种车辆定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种车辆定位系统，包括RFID室内基站、GPS定位单元、车载终端、语音合成单元、可视单元，在室内安装RFID室内基站，所述车辆定位系统的内场定位采用低频触发RFID技术，车上装有GPS定位单元，当安装有内场定位功能的车载终端的车辆进入室内基站区域时被唤醒，并将其各通道的RSSI值发给车载终端，由所述车载终端计算并转换成与途中GPS定位子系统相兼容的经纬度数据格式，并集合GIS可视技术，直观的显示给用户，同时通过语音合成技术，进行内场引导；整个系统采用3G与中心通信。本发明所述车辆定位系统，采用低频触发RFID内场定位与途中GPS定位的内外场融合技术，实现了车辆室内室外全程定位的目的，方便了车辆的定位和全程调度。

Description

一种车辆定位系统
技术领域
本发明涉及一种车辆定位技术，尤其涉及一种车辆定位系统。
背景技术
随着企事业单位规模的不断扩大，配送及运营所需的车辆逐渐增多，跑私活、干私事、外出车辆的风险管控、超速控制、区域报警等相关功能越来越受到企业管理者的关注，车辆定位系统能够很好的帮助企事业管理对于运营车辆的远程监控，杜绝跑私、干私事等额外增加企业运营成本的不良行为。
车辆定位系统应用在交通管理方面，可以将道路网上的车辆实时位置、运行轨迹准确地反映在控制中心的电子地图上，犹如给道路交通管理者增添了一双千里眼，实时监视着道路网上的车辆流向、流量、流速、密度、路网负荷程度等各种交通信息。车辆定位系统与城市交通信号控制系统、交通地理信息系统、交通情报信息系统相连接可以进行实时的交通信号控制，交通诱导和交通流组织优化，从而达到充分利用路网、缩短车辆旅行时间、降低行车延误、减少车辆空驶、保障行车安全、提高道路通行能力的目的。车辆定位系统还可以用于执行紧急任务的车辆定位、指挥、调度、救援和管理。
现有的车辆定位存在着以下问题，1.车辆进入室内后无法定位；2，定位应用无法全面覆盖，无法实现车辆全程的指挥调度。
本发明实现车辆室内、室外都能定位，为营运车辆的全程定位、全程诱导提供技术基础。
发明内容
针对现有技术存在的不足，为解决车辆进入室内后无法定位的问题，本发明提供一种新的技术方案，一种车辆定位系统，该系统采用低频触发RFID内场定位与途中GPS定位的内外场融合技术，实现了车辆室内室外全程定位的目的。
本发明提供了如下技术方案：
一种车辆定位系统，包括RFID室内基站、GPS定位单元、车载终端、语音合成单元、可视单元，在室内安装RFID室内基站，所述车辆定位系统的内场定位采用低频触发RFID技术，车上装有GPS定位单元，当安装有内场定位功能的车载终端的车辆进入室内基站区域时被唤醒，并将其各通道的RSSI值发给车载终端，由所述车载终端计算并转换成与途中GPS定位子系统相兼容的经纬度数据格式，并集合GIS可视技术，直观的显示给用户，同时通过语音合成技术，进行内场引导；整个系统采用3G与中心通信，实现定位数据上传，系统远程更新功能。
作为本发明所述车辆定位系统的一种优选方案，其中，所述低频触发RFID技术采用AS3933芯片(奥微公司有卖)，具有三通道数字RSSI，通过简单的定位算法，可以获得室内局部范围内的位置。
作为本发明所述车辆定位系统的一种优选方案，其中，语音合成芯片通过异步串口接收待合成的文本，实现文本到声音的转换。
在本发明中，所述RFID(Radio Frequency IDentification)，即射频识别技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
RSSI，所述是Received Signal Strength Indication的缩写，是指接收的信号强度指示，无线发送层的可选部分，用来判定链接质量，以及是否增大广播发送强度。
所述GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。
所述GPS(Global Positioning System)即全球定位系统，是美国研制的卫星导航定位系统，今采用wgs84坐标系统。因地球在天球空间中的位置是不稳定的，故协议用wgs84某一可的北极点指向位置。
本发明所述车辆定位系统，采用低频触发RFID内场定位与途中GPS定位的内外场融合技术，实现了车辆室内室外全程定位的目的，大大方便了车辆的定位和全程调度。
附图说明
图1是本发明所述车辆定位系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种车辆定位系统，包括RFID室内基站、GPS定位单元、车载终端、语音合成单元、可视单元，在室内安装RFID室内基站，所述车辆定位系统的内场定位采用低频触发RFID技术，车上装有GPS定位单元，当安装有内场定位功能的车载终端的车辆进入室内基站区域时被唤醒，并将其各通道的RSSI值发给车载终端，由所述车载终端计算并转换成与途中GPS定位子系统相兼容的经纬度数据格式，并集合GIS可视技术，直观的显示给用户，同时通过语音合成技术，进行内场引导；整个系统采用3G与中心通信，实现定位数据上传，系统远程更新功能。
其中内场定位采用低频触发RFID技术，采用奥微的AS3933芯片，具有三通道数字RSSI，通过简单的定位算法，就可以获得室内局部范围内的位置；AS3933采用16引脚TSSOP和16引脚QFN(4mmx4mm)封装；工作电压为3.0V，工作温度范围为-40至+85oC；接收频率范围广泛，为15至150kHz，为设计师设计有源RFID技术、高价值资产跟踪、实时定位系统、操作员识别、无线传感器网络和访问控制或远程无钥匙进入等各种应用提供了灵活性；AS3933为每个工作通道提供了一个数字RSSI(接收信号强度指示)值，并支持可编程数据速率和带时钟恢复的曼彻斯特解码。它还包括一个由晶体振荡器或内部RC振荡器产生的内部时钟发生器，且AS3933在同类器件中首次提供了内置自动天线调谐器，可将天线调谐到所需的载波频率。通常客户都会要求这些功能来降低他们的BOM成本，又不影响性能；AS3933的可编程功能允许为更长的距离进行优化设置，同时保持可靠的“唤醒”。AS3933的灵敏度级别可在较强的射频场或噪声环境下进行调节。天线调谐得到了极大简化，因其自动调谐功能可确保完美匹配所需的载波频率。保持了2.7uA的较低工作电流和编程灵活性，使其广泛适用于低功率系统；
其中GPS采用u-blox G5模块，一个全新设计架构的产品，已经接近GPS理论设计的极限(民用GPS的芯片组理论设计极限灵敏度为-165dbm，冷启动27秒)；
其中语音合成芯片采用宇音天下的Syn6288，通过异步串口接收待合成的文本，实现文本到声音(TTS)的转换，文本识别更智能，语音合成更自然，语音合成效果和智能识别效果大幅度提高，是一款面向中高端应用领域的语音合成芯片；
其中3G模块采用中兴的WCDMA MF210V，一款支持UMTS850(900)/1900/2100、GSM/GPRS/EDGE850/900/1800/1900多频段HSUPA的PCI ExpressMini Card无线网卡，可以提供移动环境下的WCDMA、GSM/GPRS、EDGE(EGPRS)和HSUPA高速数据接入服务。
车载3G语音引导终端包括：
1、为S5PV210又名“蜂鸟”(Hummingbird)，是本发明主CPU，它是三星推出的一款适用于智能手机和平板电脑、车载导航等多媒体设备的应用处理器，S5PV210和S5PC110功能一样，110小封装适用于智能手机，210封装较大，主要用于平板电脑和上网本，苹果的iPad和IPhone4上有的A4处理器(三星制造的)，就用的和S5PV210一样的架构(只是3D引擎和视频解码部分不同)，三星的Galaxy Tab平板电脑上用的也是S5PV210；采用ARM CortexTM-A8内核，ARM V7指令集，主频可达1GHZ，64/32位内部总线结构，32/32KB的数据/指令一级缓存，512KB的二级缓存，可以实现2000DMIPS(每秒运算2亿条指令集)的高性能运算能力；包含很多强大的硬件编解码功能，内建MFC(MultiFormat Codec)，支持MPEG-1/2/4，H.263，H.264等格式视频的编解码，支持模拟/数字TV输出。JPEG硬件编解码，最大支持8000x8000分辨率；内建高性能PowerVR SGX5403D图形引擎和2D图形引擎，支持2D/3D图形加速，是第五代PowerVR产品，其多边形生成率为2800万多边形/秒，像素填充率可达2.5亿/秒，在3D和多媒体方面比以往大幅提升，能够支持DX9，SM3.0，OpenGL2.O等PC级别显示技术；具备IVA3硬件加速器，具备出色的图形解码性能，可以支持全高清、多标准的视频编码，流畅播放和录制30帧/秒的1920×1080像素(1080p)的视频文件，可以更快解码更高质量的图像和视频，同时，内建的HDMIv1.3，可以将高清视频输出到外部显示器上；S5PV210的存储控制器支持LPDDR1，LPDDR2和DDR2类型的RAMFlash支持Nandflash，Norflash，OneNand等；
2、125k射频接收电路，采用AS3933，并采用精度比较高的电感，实现6米以上的触发距离，并具有3通道数字RSSI；AS3933出类拔萃的80μVrms敏感度，可对BOM成本及唤醒范围进行优化，其2.7μA超低电流消耗也极大地延长了电池寿命；其接收频率范围广泛，为15至150kHz，为设计师设计有源RFID技术、高价值资产跟踪、实时定位系统、操作员识别、无线传感器网络和访问控制或远程无钥匙进入等各种应用提供了灵活性。AS3933为每个工作通道提供了一个数字RSSI(接收信号强度指示)值，并支持可编程数据速率和带时钟恢复的曼彻斯特解码。它还包括一个由晶体振荡器或内部RC振荡器产生的内部时钟发生器，且AS3933在同类器件中首次提供了内置自动天线调谐器，可将天线调谐到所需的载波频率。通常客户都会要求这些功能来降低他们的BOM成本，又不影响性能；可编程功能允许为更长的距离进行优化设置，同时保持可靠的“唤醒”。AS3933的灵敏度级别可在较强的射频场或噪声环境下进行调节。天线调谐得到了极大简化，因其自动调谐功能可确保完美匹配所需的载波频率。
3、为中兴MF210V3G模块，使用USB口与主CPU通信，支持上行速率5.76Mbps，支持下行速率7.2Mbps，同时支持数据、语音、短信，工作温度：-10℃～+60℃，工作电压：3.3V-3.6V；
4、为语音合成电路，主要使用宇音天下的SYN6288芯片，当本发明的终端需要提醒报班成功、紧急通知等情况时，主CPU S5PV210会通过UART发送合成指令给它；
5、为GPS定位模块，主要用于途中定位导航，与主CPU通过UART连接，采用最新推出的第5代芯片组应用的高灵敏度版本的GPS芯片组做成的GPS模块，产品性能优异，可进行室内及桥梁底部定位，大大的增强了产品的可靠性，定位灵敏度令人叹为观止，事实上，它可以做到毫不费力的在大部分室内进行良好的定位，当然，在中国，用得最多的地方还是将它放在车辆内部用于隐蔽安装GPS天线并做好伪装处理，这样做的好处是盗贼无法发现GPS系统从而增加车辆找回的机率。
6、曼彻斯特编码(Manchester Encoding)，也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。在这个技术下，实际上的二进制数据被传输通过这个电缆，不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的。相反地，这些位被转换为一个稍微不同的格式，它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。
7、125k射频发射电路，采用分立元件实现，主要包括TC4426、IRF7389、PMEG4010等；
其中6和7是配合本发明的内场定位基站功能包括：
本发明所述定位系统的系统流程：①为主CPU，开机后一直运行，③3G模块与⑤GPS模块也一直工作，不断将接收到的GPS数据转发到中兴服务器，当有紧急提醒时，④语音合成电路运行，将文本合成声音，当车辆进入室内时，⑥将位置编码通过⑦发射给本发明终端②125k射频接收电路，②收到并解析三通道的数字RSSI值，并启用定位算法转换成GPS相兼容的数据格式再通过③3G模块发向中心，中心指挥调度软件，能即时显示车辆位置，并根据策略定义通过网络发送内部引导、调度指令。
应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (3)

1.一种车辆定位系统，其特征在于：包括RFID室内基站、GPS定位单元、车载终端、语音合成单元、可视单元，在室内安装RFID室内基站，所述车辆定位系统的内场定位采用低频触发RFID技术，车上装有GPS定位单元，当安装有内场定位功能的车载终端的车辆进入室内基站区域时被唤醒，并将其各通道的RSSI值发给车载终端，由所述车载终端计算并转换成与途中GPS定位子系统相兼容的经纬度数据格式，并集合GIS可视技术，直观的显示给用户，同时通过语音合成技术，进行内场引导；整个系统采用3G与中心通信，实现定位数据上传，系统远程更新功能。
2.如权利要求1所述的车辆定位系统，其特征在于：所述低频触发RFID技术采用AS3933芯片，具有三通道数字RSSI，通过简单的定位算法，可以获得室内局部范围内的位置。
3.如权利要求1所述的车辆定位系统，其特征在于：所述语音合成芯片通过异步串口接收待合成的文本，实现文本到声音的转换。
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