CN105610974A - 一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置及其工作方法，包括OBD模块、北斗模块、汽车维修救援指挥中心、供电及工作状态指示灯模块，所述OBD模块、所述北斗模块、所述汽车维修救援指挥中心依次连接，所述OBD模块、所述北斗模块、所述汽车维修救援指挥中心均连接所述供电及工作状态指示灯模块；本发明将网络通讯技术、无线通讯技术、北斗导航技术融为一体，互联网信息服务、远程故障诊断可以整合现有的分散、孤立的汽车维修服务资源，各维修服务部门可以信息共享，可以及时快捷地为客户提供服务，汽车服务企业也可以对各个维修站点进行系统和有效的管理。

Description

一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置及其工作方法，属于北斗定位技术应用、车载装置的技术领域。

背景技术

中国加入WTO后，中国的汽车行业面临着前所未有的机遇与挑战，竞争日益加剧。汽车行业的企业竞争力已不只是取决于价格因素，更取决于技术水平、产品质量和服务质量，完善的汽车服务信息网络的建立越来越受到企业的重视。但我国汽车维修行业发展不平衡，汽车维修服务水平不高，特别是汽车维修救援刚刚起步，不能满足人民对汽车维修救援个性化服务日益增长的需求。如何尽快建立起科学、规范的汽车维修救援服务网络，完善汽车维修救援市场服务功能，是当前汽车维修行业亟待解决的难题。。

由于地域的分散、孤立，各个汽车服务维修企业之间信息共享、信息交换、信息处理十分困难，无法为客户提供及时、快捷的服务，汽车维修企业也无法对其进行系统和有效的管理，因此汽车维修企业迫切需要建立有竞争力的完善的服务体系。

发生特殊状况时，由于各维修站点未联网且对于车辆各项性能状况的未知，造成大量无效性、重复性步骤，浪费时间与精力。同时车主由于无法及时了解车辆各性能的具体信息导致不必要的事故的发生。

中国专利文献CN204856893U公开了一种基于行车记录仪的车辆救援系统，包括分别与通讯装置相连的事故检测装置和GPS定位装置；所述通讯装置包括：与GPS定位装置相连的GPS信息接收模块，与事故检测装置相连的事故信息接收模块，及信息发送模块；所述事故信息接收模块、GPS信息采集模块和信息发送模块依次相连；所述事故检测装置包括依次相连的车辆运动信息传感器、相应的车辆运动信息计算模块、比较模块和信息发送触发模块；所述信息发送触发模块与事故信息接收模块相连。但是，该专利存在以下缺陷：1、车主在行驶过程中，车辆出现故障而车主安全的情况下，该装置不能解决车辆的维修问题；2、该专利采用各种传感器采集的数据的准确性不如OBD总线所测的数据；3、该装置所测量的数据太少，不能对车辆的整体情况作出全面的了解；4、在发生事故时，该装置发出求救的方式太少；5、该装置记录的车辆信息只用于检测车辆事故，从而造成了信息的浪费。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置；

本发明还提供了上述车辆快速救援服务智能车载装置的工作方法；

术语解释

OBD，全称为OnBoardDiagnostics，即车载自动诊断系统；

本发明的技术方案为：

一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置，包括OBD模块、北斗模块、汽车维修救援指挥中心、供电及工作状态指示灯模块，所述OBD模块、所述北斗模块、所述汽车维修救援指挥中心依次连接，所述OBD模块、所述北斗模块、所述汽车维修救援指挥中心均连接所述供电及工作状态指示灯模块；

所述OBD模块用于实时监控车辆自身的信息并发送至所述汽车维修救援指挥中心，所述车辆自身的信息包括车辆实时信息和存储信息，实时信息包括车辆自身的各种灯的状态、车速、油量、汽车尾气排放情况、水温、lambda灯信息以及实时的故障信息；存储信息为实时的故障信息；

所述北斗模块用于：(1)具有北斗短报文通信全功能，用于所述装置与汽车维修救援指挥中心的短报文通信，上传车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息至所述汽车维修救援指挥中心，接收所述汽车维修救援指挥中心下发的指令信息；(2)用于定位车辆，获取车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，所述位置信息包括车辆的经度、纬度、高度，所述运动状态信息包括车辆的速率、方位角；

所述汽车维修救援指挥中心用于：接收车辆救援的需求信息，分析车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息、及时间信息，对车辆故障进行分析判断，并结合中心数据库里的维修厂信息，做出正确的施救方案，通知维修厂家进行车辆救援，并记录相关的数据信息，监督后续车辆救援的运作，接收车主投诉。

所述供电及工作状态指示灯模块用于为OBD模块、北斗模块、汽车维修救援指挥中心供电，并判断车辆快速救援服务智能车载装置是否正常工作。

此处设计的优势在于，现有技术依靠车载电瓶供电，此发明采用独立电源，实时保持供电。

根据本发明优选的，所述汽车维修救援指挥中心包括存储模块、救援通信系统、维修救援指挥软件系统；

所述存储模块用于接收并存储所述OBD模块发送的车辆自身的信息、所述北斗模块发送的车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息；

所述救援通信系统通过PSTN及INTERNET双网络，实现多种通信方式；例如，移动电话、车载电话、IP电话、普通电话，以保证接收求救信息。

根据本发明优选的，所述维修救援指挥软件系统包括中心数据库、通信模块、管理模块及车辆故障分析软件模块；本系统具有极佳的扩展性。

所述中心数据库包括有关车辆的数据及维修厂家的信息，所述有关车辆的数据包括：所述车辆自身的信息，车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，车辆注册信息，入网客户信息，数据通信历史记录；

中心数据库是整个监控管理系统的核心，采用大型数据库来实现，以保证对大流量数据的处理。该数据库系统要配置高性能服务器；

所述通信模块用于数据通信及网络管理；

所述通信模块支持DDN专线/IP互联网或者GSM/GPRS模块的通信方式，可兼容中国移动、中国联通、电信等多家专线接入协议；该部分的功能体现在：

(1)支持超大信息量容量(GPRS)；

(2)支持多级构架(适合超大规模应用)；

(3)支持多种接入协议(支持移动或联通的多种SMSC协议、ISMG网关协议接入)；

(4)支持多种通讯通道进行信息互传；

(5)支持完善的通信日志记录保存；

(6)支持接口热启动功能，可以对主要模块在线拆卸；

(7)支持同类通信网关的级联；

(8)支持同时多种异种分中心多样接入(DDN，PPP，VPN，ADSL等)。

所述管理模块用于对所述维修救援指挥软件系统的安全、车辆及用户数据，提供增加、删除、更改、保存、查询、打印功能；

所述车辆故障分析软件模块通过分析车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息、及时间信息，对车辆故障进行分析判断，并结合中心数据库里的维修厂信息，从而做出正确的施救方案。

重大交通事故时，上报应急救援部门，接受上级救援部门的指挥，协调维修厂家组织紧急救援工作。

根据本发明优选的，所述OBD模块是指OBD系统。所述OBD系统是由扫描器、示波器、接口组成。

根据本发明优选的，所述北斗模块包括：微型天线、北斗一代及北斗二代。所述北斗一代具有短报文通信功能，它属于通信模块的一部分，用于信息的处理并将车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息发送至所述存储模块。所述北斗二代用于定位车辆，获取车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息。所述北斗二代采用卡尔曼滤波优化算法，在各种复杂环境下保持出色的捕获跟踪能力，输出连续可靠的定位数据。所述微型天线实现对所述北斗二代获取的车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息的接收和发送，实现所述车辆快速救援服务智能车载装置与卫星的通信。

根据本发明优选的，所述供电及工作状态指示灯模块包括供电模块及工作状态指示灯模块；

所述供电模块用于为OBD模块、北斗模块、汽车维修救援指挥中心供电，所述工作状态指示灯模块用于判断车辆快速救援服务智能车载装置的各个模块是否处于正常工作状态。所述工作状态指示灯模块通过发出不同颜色的灯光来表示各个模块的工作状态。

根据本发明优选的，所述供电模块包括电池与电源管理芯片。

上述车辆快速救援服务智能车载装置的工作方法，具体步骤包括：

(1)所述车辆快速救援服务智能车载装置开机并供电；

(2)初始化并自检，若自检成功，则进行步骤(3)；否则，断电重新启动，重复步骤(2)；

(3)正常工作模式：在时刻T1，所述北斗模块定位车辆，获取研究车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，并发送至所述存储模块；所述OBD模块实时监控车辆自身的信息并发送至所述存储模块；

(4)所述存储模块接收车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息并发送至所述通信模块，所述通信模块依次对其进行信息压缩、信息编码、信息存储，编码成短报文，并通过所述救援通信系统发送至所述维修救援指挥软件系统；发送完毕时刻为T2；信息发送完毕后，北斗一代将自动关闭，以达到省电的目的。汽车维修救援指挥中心从而做到对车辆的准确监控，以便对车辆发生的突发状况做出及时、快速、高效的处理方法。

(5)判断T2-T1是否大于或等于时间间隔T，其中，T的取值范围为5-60s；若是，进入步骤(6)，否则，进入步骤(3)；只有这样才能对车辆进行实时的监控，从而做到在出现问题时，做出快速正确的救援方案。

(6)根据车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，所述维修救援指挥软件系统对车辆故障分析判断，若判断车辆发生了故障，则通过救援通信系统通知维修厂家进行车辆救援；极大的缩短了车辆救援时间，提高了效率，节省了资金。否则，结束。

根据本发明优选的，所述步骤(3)中，所述北斗模块定位车辆，获取研究车辆的速率、方位角，具体步骤包括：

a、设定车辆在某个时刻状态矢量记为：其中，t为时间，j为车辆的经度，w为车辆的纬度，h为车辆的高度，v为车辆的速度，c为车辆的方位角，设定t₁、t₂为相隔时间很短的两个时刻，即t₂-t₁无限小-∞，t₁＜t₂，研究对象从t₁时刻的位置p₁运动到t₂时刻的位置p₂，研究对象在t₁时刻的经度、纬度及高度分别为j₁，w₁，h₁，研究对象在t₂时刻的经度、纬度及高度分别为j₂，w₂，h₂，以位置p₁为原点建立平面直角坐标系，则在该平面直角坐标系中，求取位置p₂的坐标(Δe，Δn，Δu)，假设地球是半径为R的球体，求取位置p₂的坐标(Δe，Δn，Δu)的计算公式如式(I)所示：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}e={\mathrm{\π}}^{2}R(j_2-j_1)(w_2-w_1)*{\left({180}^2\ln \right|\frac{1+{\mathrm{sinw}}_2}{{\mathrm{cosw}}_2}\·\frac{{\mathrm{cosw}}_1}{1+{\mathrm{sinw}}_2}\left|\right)}^{-1}\\ \mathrm{\Δ}n=\frac{\mathrm{\π}R}{180}(w_2-w_1)\\ \mathrm{\Δ}U=h_2-h_1\end{array}\right.---\left(I\right)$

因为t₂-t₁无限小-∞，因此，位置p₁、位置p₂距离无限小-∞，w₂-w₁≈0，则有如式(II)所示：

$\mathrm{\Δ}e\≈\frac{\mathrm{\π}R}{180}(w_2-w_1)\cos \left(\frac{w_2+w_1}{2}\right)---\left(II\right)$

设定相隔时间很短的两个时刻车辆的方位角c和运动速率v保持不变，则有如式(III)、式(IV)所示：

$v=3600\×\frac{\sqrt{{\mathrm{\Δe}}^2+{\mathrm{\Δn}}^2+{\mathrm{\Δu}}^2}}{t_2-t_1}---\left(III\right)$

$c=\left\{\begin{array}{cc}a\tan \left(\frac{\mathrm{\&Delta;}e}{\mathrm{\&Delta;}n}\right)& \mathrm{\&Delta;}e\&GreaterEqual;0,\mathrm{\&Delta;}n>0\\ 90+a\tan \left(\frac{\left|\mathrm{\&Delta;}n\right|}{\mathrm{\&Delta;}e}\right)& \mathrm{\&Delta;}e>0,\mathrm{\&Delta;}n\&le;0\\ 180+a\tan \left(\frac{\mathrm{\&Delta;}e}{\mathrm{\&Delta;}n}\right)& \mathrm{\&Delta;}e\&le;0,\mathrm{\&Delta;}n<0\\ 270+a\tan \left(\frac{\mathrm{\&Delta;}n}{\left|\mathrm{\&Delta;}e\right|}\right)& \mathrm{\&Delta;}e<0,\mathrm{\&Delta;}n\&GreaterEqual;0\end{array}\right.---\left(IV\right).$

此处设计的优势在于，只要知道相邻状态矢量的前4个参数t，j，w，h，利用式(I)～式(IV)就能够推出车辆的运动速率v和方位角c，即：传输从而对传输参数进行了有效的简化，提高了数据传输效率。

根据本发明优选的，采用动态Huffmam编码算法进行信息压缩。

根据本发明优选的，采用动态Huffmam编码算法进行信息编码。

该装置采用动态Huffmam编码算法进行信息压缩以及信息编码。动态Huffman算法的好处在于，只需要一遍扫描，无需维护和传输串，并且对字符在传输串中出现频率不均匀现象有很大的压缩效果。

本发明的有益效果为：

1、本发明大大减少了车辆因故障造成的停驶时间，通过本发明可以清楚地了解车辆的运行状态和故障情况，还可对维修人员在车辆故障后的到位情况、维修情况进行科学有效的监督管理，从而大大提高服务质量和效率；

2、本发明是将网络通讯技术、无线通讯技术、北斗导航技术融为一体，互联网信息服务、远程故障诊断可以整合现有的分散、孤立的汽车维修服务资源，各维修服务部门可以信息共享，可以及时快捷地为客户提供服务，汽车服务企业也可以对各个维修站点进行系统和有效的管理；

3、本发明采用北斗卫星通信技术，通过北斗一代的短报文通信功能来实现信息传递，北斗一代上传车辆的各种信息不是实时的，而是每隔一段时间集中上传一次。在没有信息上传的时间间隔内，北斗一代处于关闭状态，以达到省电的目的；采用北斗二代，通过北斗二代的定位功能获取车辆的经度、维度、速度等参数，从而获得车辆在行驶过程中的重要信息；

4、本发明采用一种简化参数以及动态Huffmam编码压缩算法对采集到的数据进行处理，实现数据的无损压缩编码，对内存读写的次数大为减小，从而提高了响应速度，对字符在整个串中出现频率不均匀现象有很大的压缩效果。

附图说明

图1为本发明的系统框架图；

图2为本发明所述维修救援指挥软件系统的结构连接图：

图3为本发明所述维修救援指挥软件系统的结构框图；

图4为本发明所述车辆快速救援服务智能车载装置的工作方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。

实施例1

一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置，包括OBD模块、北斗模块、汽车维修救援指挥中心、供电及工作状态指示灯模块，所述OBD模块、所述北斗模块、所述汽车维修救援指挥中心依次连接，所述OBD模块、所述北斗模块、所述汽车维修救援指挥中心均连接所述供电及工作状态指示灯模块；所述OBD模块是指OBD系统。

所述OBD模块用于实时监控车辆自身的信息并发送至所述汽车维修救援指挥中心，所述车辆自身的信息包括车辆实时信息和存储信息，实时信息包括车辆自身的各种灯的状态、车速、油量、汽车尾气排放情况、水温、lambda灯信息以及实时的故障信息；存储信息为实时的故障信息；

所述北斗模块用于：(1)具有北斗短报文通信全功能，用于所述装置与汽车维修救援指挥中心的短报文通信，上传车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息至所述汽车维修救援指挥中心，接收所述汽车维修救援指挥中心下发的指令信息；(2)用于定位车辆，获取车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，所述位置信息包括车辆的经度、纬度、高度，所述运动状态信息包括车辆的速率、方位角；

所述北斗模块包括：微型天线、北斗一代及北斗二代。所述北斗一代具有短报文通信功能，用于信息的处理并将车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息发送至存储模块。所述北斗二代用于定位车辆，获取车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息。所述北斗二代采用卡尔曼滤波优化算法，在各种复杂环境下保持出色的捕获跟踪能力，输出连续可靠的定位数据。所述微型天线实现对所述北斗二代获取的车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息的接收和发送，实现所述车辆快速救援服务智能车载装置与卫星的通信。

所述汽车维修救援指挥中心用于：接收车辆救援的需求信息，分析车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息、及时间信息，对车辆故障进行分析判断，并结合中心数据库里的维修厂信息，做出正确的施救方案，通知维修厂家进行车辆救援，并记录相关的数据信息，监督后续车辆救援的运作，接收车主投诉。

所述供电及工作状态指示灯模块用于为OBD模块、北斗模块、汽车维修救援指挥中心供电，并判断车辆快速救援服务智能车载装置是否正常工作。

所述供电及工作状态指示灯模块包括供电模块及工作状态指示灯模块；

所述供电模块用于为OBD模块、北斗模块、汽车维修救援指挥中心供电，所述工作状态指示灯模块用于判断车辆快速救援服务智能车载装置的各个模块是否处于正常工作状态。所述工作状态指示灯模块通过发出不同颜色的灯光来表示各个模块的工作状态。

所述供电模块包括电池与电源管理芯片。

如图1所示。

实施例2

根据实施例1所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置，其区别在于，所述汽车维修救援指挥中心包括存储模块、救援通信系统、维修救援指挥软件系统；

所述存储模块用于接收并存储所述OBD模块发送的车辆自身的信息、所述北斗模块发送的车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息；

所述救援通信系统通过PSTN及INTERNET双网络，实现多种通信方式；例如，移动电话、车载电话、IP电话、普通电话，以保证接收求救信息。

所述维修救援指挥软件系统包括中心数据库、通信模块、管理模块及车辆故障分析软件模块；如图3所示。本系统具有极佳的扩展性。

所述中心数据库包括有关车辆的数据及维修厂家的信息，所述有关车辆的数据包括：所述车辆自身的信息，车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，车辆注册信息，入网客户信息，数据通信历史记录；

中心数据库是整个监控管理系统的核心，采用大型数据库来实现，以保证对大流量数据的处理。该数据库系统要配置高性能服务器；

所述通信模块用于数据通信及网络管理；

所述通信模块支持DDN专线/IP互联网或者GSM/GPRS模块的通信方式，可兼容中国移动、中国联通、电信等多家专线接入协议；该部分的功能体现在：

(1)支持超大信息量容量(GPRS)；

(2)支持多级构架(适合超大规模应用)；

(3)支持多种接入协议(支持移动或联通的多种SMSC协议、ISMG网关协议接入)；

(4)支持多种通讯通道进行信息互传；

(5)支持完善的通信日志记录保存；

(6)支持接口热启动功能，可以对主要模块在线拆卸；

(7)支持同类通信网关的级联；

(8)支持同时多种异种分中心多样接入(DDN，PPP，VPN，ADSL等)。

所述管理模块用于对所述维修救援指挥软件系统的安全、车辆及用户数据，提供增加、删除、更改、保存、查询、打印功能；

所述车辆故障分析软件模块通过分析车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息、及时间信息，对车辆故障进行分析判断，并结合中心数据库里的维修厂信息，做出正确的施救方案。

重大交通事故时，上报应急救援部门，接受上级救援部门的指挥，协调维修厂家组织紧急救援工作。

实施例3

根据实施例1或2所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置的工作方法，具体步骤包括：

(1)所述车辆快速救援服务智能车载装置开机并供电；

(2)初始化并自检，若自检成功，则进行步骤(3)；否则，断电重新启动，重复步骤(2)；

(3)正常工作模式：在时刻T1，所述北斗模块定位车辆，获取研究车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，并发送至所述存储模块；所述OBD模块实时监控车辆自身的信息并发送至所述存储模块；

(4)所述存储模块接收车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息并发送至所述通信模块，所述通信模块依次对其进行信息压缩、信息编码、信息存储，编码成短报文，并通过所述救援通信系统发送至所述维修救援指挥软件系统；发送完毕时刻为T2；信息发送完毕后，北斗一代将自动关闭，以达到省电的目的。汽车维修救援指挥中心从而做到对车辆的准确监控，以便对车辆发生的突发状况做出及时、快速、高效的处理方法。

(5)判断T2-T1是否大于或等于时间间隔T，其中，T的取值范围为5-60s；若是，进入步骤(6)，否则，进入步骤(3)；只有这样才能对车辆进行实时的监控，从而做到在出现问题时，做出快速正确的救援方案。

(6)根据车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，所述维修救援指挥软件系统对车辆故障分析判断，若判断车辆发生了故障，则通过救援通信系统通知维修厂家进行车辆救援；例如，检测到车辆的发动机及车轮发生了故障，则从所述维修厂家的信息中检索发动机、车轮，检索到含有这两个关键词的维修厂家，并将这些维修厂家按照与车辆的距离由近及远进行排序，将前三位的维修厂家的信息发送至车辆车主或者直接联系第一位的维修厂家，进行车辆救援。极大的缩短了车辆救援时间，提高了效率，节省了资金。否则，结束。如图4所示。

所述步骤(3)中，所述北斗模块定位车辆，获取研究车辆的速率、方位角，具体步骤包括：

a、设定车辆在某个时刻状态矢量记为：其中，t为时间，j为车辆的经度，w为车辆的纬度，h为车辆的高度，v为车辆的速度，c为车辆的方位角，设定t₁、t₂为相隔时间很短的两个时刻，即t₂-t₁无限小-∞，t₁＜t₂，研究对象从t₁时刻的位置p₁运动到t₂时刻的位置p₂，研究对象在t₁时刻的经度、纬度及高度分别为j₁，w₁，h₁，研究对象在t₂时刻的经度、纬度及高度分别为j₂，w₂，h₂，以位置p₁为原点建立平面直角坐标系，则在该平面直角坐标系中，求取位置p₂的坐标(Δe，Δn，Δu)，假设地球是半径为R的球体，求取位置p₂的坐标(Δe，Δn，Δu)的计算公式如式(I)所示：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}e={\mathrm{\&pi;}}^{2}R(j_2-j_1)(w_2-w_1)*{\left({180}^2\ln \right|\frac{1+{\mathrm{sinw}}_2}{{\mathrm{cosw}}_2}\&CenterDot;\frac{{\mathrm{cosw}}_1}{1+{\mathrm{sinw}}_2}\left|\right)}^{-1}\\ \mathrm{\&Delta;}n=\frac{\mathrm{\&pi;}R}{180}(w_2-w_1)\\ \mathrm{\&Delta;}U=h_2-h_1\end{array}\right.---\left(I\right)$

因为t₂-t₁无限小-∞，因此，位置p₁、位置p₂距离无限小-∞，w₂-w₁≈0，则有如式(II)所示：

$\mathrm{\&Delta;}e\&ap;\frac{\mathrm{\&pi;}R}{180}(w_2-w_1)\cos \left(\frac{w_2+w_1}{2}\right)---\left(II\right)$

设定相隔时间很短的两个时刻车辆的方位角c和运动速率v保持不变，则有如式(III)、式(IV)所示：

$v=3600\&times;\frac{\sqrt{{\mathrm{\&Delta;e}}^2+{\mathrm{\&Delta;n}}^2+{\mathrm{\&Delta;u}}^2}}{t_2-t_1}---\left(III\right)$

$c=\left\{\begin{array}{cc}a\tan \left(\frac{\mathrm{\&Delta;}e}{\mathrm{\&Delta;}n}\right)& \mathrm{\&Delta;}e\&GreaterEqual;0,\mathrm{\&Delta;}n>0\\ 90+a\tan \left(\frac{\left|\mathrm{\&Delta;}n\right|}{\mathrm{\&Delta;}e}\right)& \mathrm{\&Delta;}e>0,\mathrm{\&Delta;}n\&le;0\\ 180+a\tan \left(\frac{\mathrm{\&Delta;}e}{\mathrm{\&Delta;}n}\right)& \mathrm{\&Delta;}e\&le;0,\mathrm{\&Delta;}n<0\\ 270+a\tan \left(\frac{\mathrm{\&Delta;}n}{\left|\mathrm{\&Delta;}e\right|}\right)& \mathrm{\&Delta;}e<0,\mathrm{\&Delta;}n\&GreaterEqual;0\end{array}\right.---\left(IV\right).$

此处设计的优势在于，只要知道相邻状态矢量的前4个参数t，j，w，h，利用式(I)～式(IV)就能够推出车辆的运动速率v和方位角c，即：传输从而对传输参数进行了有效的简化，提高了数据传输效率。

采用动态Huffmam编码算法进行信息压缩。

采用动态Huffmam编码算法进行信息编码。

该装置采用动态Huffmam编码算法进行信息压缩以及信息编码。动态Huffman算法的好处在于，只需要一遍扫描，无需维护和传输串，并且对字符在传输串中出现频率不均匀现象有很大的压缩效果。

Claims (10)

1.一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置，其特征在于，包括OBD模块、北斗模块、汽车维修救援指挥中心、供电及工作状态指示灯模块，所述OBD模块、所述北斗模块、所述汽车维修救援指挥中心依次连接，所述OBD模块、所述北斗模块、所述汽车维修救援指挥中心均连接所述供电及工作状态指示灯模块；

所述OBD模块用于实时监控车辆自身的信息并发送至所述汽车维修救援指挥中心，所述车辆自身的信息包括车辆实时信息和存储信息，实时信息包括车辆自身的各种灯的状态、车速、油量、汽车尾气排放情况、水温、lambda灯信息以及实时的故障信息；存储信息为实时的故障信息；

所述北斗模块用于：(1)具有北斗短报文通信全功能，用于所述装置与汽车维修救援指挥中心的短报文通信，上传车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息至所述汽车维修救援指挥中心，接收所述汽车维修救援指挥中心下发的指令信息；(2)用于定位车辆，获取车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，所述位置信息包括车辆的经度、纬度、高度，所述运动状态信息包括车辆的速率、方位角；

所述汽车维修救援指挥中心用于：接收车辆救援的需求信息，分析车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息、及时间信息，对车辆故障进行分析判断，并结合中心数据库里的维修厂信息，做出正确的施救方案，通知维修厂家进行车辆救援，并记录相关的数据信息，监督后续车辆救援的运作，接收车主投诉；

所述供电及工作状态指示灯模块用于为OBD模块、北斗模块、汽车维修救援指挥中心供电，并判断车辆快速救援服务智能车载装置是否正常工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置，其特征在于，所述汽车维修救援指挥中心包括存储模块、救援通信系统、维修救援指挥软件系统；

所述存储模块用于接收并存储所述OBD模块发送的车辆自身的信息、所述北斗模块发送的车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息；

所述救援通信系统通过PSTN及INTERNET双网络，实现多种通信方式。

3.根据权利要求2所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置，其特征在于，所述维修救援指挥软件系统包括中心数据库、通信模块、管理模块及车辆故障分析软件模块；

所述中心数据库包括有关车辆的数据及维修厂家的信息，所述有关车辆的数据包括：所述车辆自身的信息，车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，车辆注册信息，入网客户信息，数据通信历史记录；

所述通信模块用于数据通信及网络管理；

所述管理模块用于对所述维修救援指挥软件系统的安全、车辆及用户数据，提供增加、删除、更改、保存、查询、打印功能；

所述车辆故障分析软件模块通过分析车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息、及时间信息，对车辆故障进行分析判断，并结合中心数据库里的维修厂信息，从而做出正确的施救方案。

4.根据权利要求1所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置，其特征在于，所述OBD模块是指OBD系统。

5.根据权利要求1所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置，其特征在于，所述北斗模块包括：微型天线、北斗一代及北斗二代。

6.根据权利要求1所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置，其特征在于，所述供电及工作状态指示灯模块包括供电模块及工作状态指示灯模块；

所述供电模块用于为OBD模块、北斗模块、汽车维修救援指挥中心供电，所述工作状态指示灯模块用于判断车辆快速救援服务智能车载装置的各个模块是否处于正常工作状态。

7.根据权利要求6所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置，其特征在于，所述供电模块包括电池与电源管理芯片。

8.权利要求3所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置的工作方法，其特征在于，具体步骤包括：

(1)所述车辆快速救援服务智能车载装置开机并供电；

(2)初始化并自检，若自检成功，则进行步骤(3)；否则，断电重新启动，重复步骤(2)；

(3)正常工作模式：在时刻T1，所述北斗模块定位车辆，获取研究车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，并发送至所述存储模块；所述OBD模块实时监控车辆自身的信息并发送至所述存储模块；

(4)所述存储模块接收车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息并发送至所述通信模块，所述通信模块依次对其进行信息压缩、信息编码、信息存储，编码成短报文，并通过所述救援通信系统发送至所述维修救援指挥软件系统；发送完毕时刻为T2；

(5)判断T2-T1是否大于或等于时间间隔T，其中，T的取值范围为5-60s；若是，进入步骤(6)，否则，进入步骤(3)；

(6)根据车辆自身的信息、车辆的位置信息、运动状态信息及时间信息，所述维修救援指挥软件系统对车辆故障分析判断，若判断车辆发生了故障，则通过救援通信系统通知维修厂家进行车辆救援；否则，结束。

9.根据权利要求8所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置的工作方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述北斗模块定位车辆，获取研究车辆的速率、方位角，具体步骤包括：

a、设定车辆在某个时刻状态矢量记为：其中，t为时间，j为车辆的经度，w为车辆的纬度，h为车辆的高度，v为车辆的速度，c为车辆的方位角，设定t₁、t₂为相隔时间很短的两个时刻，即t₂-t₁无限小-∞，t₁＜t₂，研究对象从t₁时刻的位置p₁运动到t₂时刻的位置p₂，研究对象在t₁时刻的经度、纬度及高度分别为j₁，w₁，h₁，研究对象在t₂时刻的经度、纬度及高度分别为j₂，w₂，h₂，以位置p₁为原点建立平面直角坐标系，则在该平面直角坐标系中，求取位置p₂的坐标(Δe，Δn，Δu)，假设地球是半径为R的球体，求取位置p₂的坐标(Δe，Δn，Δu)的计算公式如式(Ⅰ)所示：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}e={\mathrm{\&pi;}}^{2}R\left(j_2-j_1\right)\left(w_2-w_1\right)*{\left({180}^2\ln |\frac{1+{\mathrm{sinw}}_2}{{\mathrm{cosw}}_2}\&CenterDot;\frac{{\mathrm{cosw}}_1}{1+{\mathrm{sinw}}_2}|\right)}^{-1}\\ \mathrm{\&Delta;}n=\frac{\mathrm{\&pi;}R}{180}\left(w_2-w_1\right)\\ \mathrm{\&Delta;}U=h_2-h_1\end{array}\right.---\left(I\right)$

因为t₂-t₁无限小-∞，因此，位置p₁、位置p₂距离无限小-∞，w₂-w₁≈0，则有如式(II)所示：

$\mathrm{\&Delta;}e\&ap;\frac{\mathrm{\&pi;}R}{180}(w_2-w_1)cos\left(\frac{w_2+w_1}{2}\right)---\left(II\right)$

设定相隔时间很短的两个时刻车辆的方位角c和运动速率v保持不变，则有如式(Ⅲ)、式(Ⅳ)所示：

$v=3600\&times;\frac{\sqrt{{\mathrm{\&Delta;e}}^2+{\mathrm{\&Delta;n}}^2+{\mathrm{\&Delta;u}}^2}}{t_2-t_1}---\left(III\right)$

$c=\left\{\begin{array}{cc}a\tan \left(\frac{\mathrm{\&Delta;}e}{\mathrm{\&Delta;}n}\right)& \mathrm{\&Delta;}e\&GreaterEqual;0,\mathrm{\&Delta;}n>0\\ 90+a\tan \left(\frac{\left|\mathrm{\&Delta;}n\right|}{\mathrm{\&Delta;}e}\right)& \mathrm{\&Delta;}e>0,\mathrm{\&Delta;}n\&le;0\\ 180+a\tan \left(\frac{\mathrm{\&Delta;}e}{\mathrm{\&Delta;}n}\right)& \mathrm{\&Delta;}e\&le;0,\mathrm{\&Delta;}n<0\\ 270+a\tan \left(\frac{\mathrm{\&Delta;}n}{\left|\mathrm{\&Delta;}e\right|}\right)& \mathrm{\&Delta;}e<0,\mathrm{\&Delta;}n\&GreaterEqual;0\end{array}\right.---\left(IV\right)$

10.根据权利要求8所述的一种基于北斗时空信息的车辆快速救援服务智能车载装置的工作方法，其特征在于，采用动态Huffmam编码算法进行信息压缩；采用动态Huffmam编码算法进行信息编码。