CN106168486A - 一种车载定位系统及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载定位系统及其定位方法。该定位系统包括：车载诊断模块，通信模块、定位模块以及用于为所述定位模块供电的能量收集单元。所述定位模块通过所述通信模块与所述车载诊断模块通信连接；在通信连接切断时，所述定位模块启动定位功能；所述能量收集单元为悬臂梁式压电能量收集器。结合了带有SIM卡的OBD设备的初定位和GPS/北斗模块提供卫星定位的双重定位功能，提高了汽车在被盗窃后定位的成功率。而且通过增设能量收集单元，实现了对于车辆行驶过程中机械能的采集并转换为电能，有利于降低定位系统在使用过程中的功耗。

Description

一种车载定位系统及其定位方法

技术领域

本发明涉及车载设备技术领域，尤其涉及一种车载定位系统及其定位方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，汽车作为一种常用消费品渐渐走入越来越多的普通家庭，成为人们日常生活中出行必不可少的代步工具。同时，汽车的盗窃问题也越来越严重，特别是在当今停车位紧张，一部分汽车不能停在具有监控器监控的区域内，更容易导致汽车的被盗。因此，为了在汽车被盗后，能够被定位，车载GPS防盗定位器已经广泛应用于各种机动汽车，特别多用于小型客车，其主要是改造一个GPS或者北斗终端，将电源与汽车电池连接，当汽车被盗后，可以通过定位查询来追踪，但是这种方式容易被盗贼破坏，而且GPS防盗定位器启用时需要通过电源引线与车载电源相连，容易造成能量的消耗。

现代电子技术的发展使得汽车上大量使用电控装置及传感器，这对于汽车的控制及其性能的提高有极大的好处。由于电子设备在汽车上的大量使用，为了管理这些车载电子设备及取得上述分布于汽车各处的传感器的状态、即取得汽车各部分的工作状态，通常在汽车上设置有中央处理器，并通过总线与各车载电子设备或传感器连接，这样的系统通常叫做车载自动诊断系统(On-Board Diagnostics，OBD)。目前，汽车上都设有上述的“OBD车载自动诊断系统专用插座”，而该OBD车载自动诊断系统专用插座的唯一用途也只是供汽车在维修时检测和诊断汽车故障之用，除此之外，该OBD车载自动诊断系统专用插座平时放空闲置，并未得到有效利用。

能量收集装置或其思想自2000年初就出现了，但只是凭借近期的技术发展才将其推近至商业化阶段。其运用在运输基础设施，无线医疗设备，轮胎压力检测，楼宇自动化等等多个方面。能量收集技术主要包括压电能量收集技术、电磁能量收集技术、热电能量收集技术、薄膜电池材料与技术、生物MEMS能量收集技术等。

但现有的能量收集技术的装置体积较大，小型化过程存在着一定的困难，而由于定位设备本身体积较小。因此，在定位设备中应用能量收集技术来降低其能耗是亟需解决的问题之一。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种车载定位系统及其定位方法，旨在解决现有的OBD设备利用率低而定位设备能耗较高的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种车载定位系统，包括车载诊断模块以及通信模块；其中，还包括：定位模块，所述定位模块通过所述通信模块与所述车载诊断模块通信连接；在通信连接切断时，所述定位模块启动定位功能；

以及用于为所述定位模块供电的能量收集单元；所述能量收集单元为悬臂梁式压电能量收集器。

所述的车载自动诊断系统，其中，所述悬臂梁包括若干独立的子悬臂梁；

所述子悬臂梁的一端设置有能量采集器；所述若干子悬臂梁的长度依次减小，宽度依次变大。

所述的车载自动诊断系统，其中，所述悬臂梁为矩形波形状；所述悬臂梁结构的宽度沿悬臂梁结构向设置能量采集器的延伸方向变大。

所述的车载自动诊断系统，其中，所述通信模块为蓝牙或者WiFi通信模块。

所述的车载自动诊断系统，其中，所述定位模块为GPS/北斗双模定位模块。

一种应用如上所述的车辆定位系统的定位方法，其中，包括：

通过所述通信模块，通信连接所述车载诊断模块与定位模块；

在车辆丢失的状态下，使用所述车载诊断模块进行初定位；

在通信连接切断的情况下，启用所述定位模块进行卫星定位，确定车辆位置。

有益效果：本发明提供的一种车辆定位系统及其定位方法，结合了带有SIM卡的OBD设备的初定位和GPS/北斗模块提供卫星定位的双重定位功能，提高了汽车在被盗窃后定位的成功率。而且通过增设能量收集单元，实现了对于车辆行驶过程中机械能的采集并转换为电能，有利于降低定位系统在使用过程中的功耗。而且该能量收集单元结构设计能够很好的实现小型化，便于实现，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例提供的车载定位系统的功能框图。

图2为现有技术中的压电能量收集器的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的能量收集单元的示意图。

图4为本发明另一实施例提供的能量收集单元的示意图。

图5为本发明实施例提供的智能封条的示意图。

图6为本发明实施例提供的数据处理与移动传输模块的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种车载定位系统及其定位方法。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种车载定位系统，包括车载诊断模块100(OBD模块)，通信模块200、定位模块300以及用于为所述定位模块供电的能量收集单元400。具体的，所述通信模块为蓝牙或者WiFi通信模块。更具体的，所述定位模块为GPS/北斗双模定位模块，当然也可以采用其他合适的卫星定位系统来实现该定位功能。

所述定位模块300通过所述通信模块200与所述车载诊断模块100通信连接。在通信连接切断时，所述定位模块300启动定位功能。

图2为现有技术中常用的压电能量收集器，其中Si基片(101)基础上制备的SiO2悬臂梁是结构支撑层，Pt/Ti复合层(102)作为上下电极采集压电层PZT材料(103)模式下的压点电荷。

压电能量收集器其基本工作原理是压电效应，当器件谐振工作于外界振动激励时，压电结构发生最大形变，压电材料产生相应的应力应变，从而诱发材料内部电荷位移产生最强电场/电压。通过电路整流、电荷存储等即可实现机械能向电能的转换和采集。

虽然采用压电能量收集技术的压电能量收集单元能够很好的实现小型化，但是由于通常车辆内环境的振动源基本特征频率比较低(在1KHz以下甚至低于100Hz)。而通常情况下随着装置尺寸的减小，结构的固有频率会上升，导致压电能量收集装置难以应用在低频环境中，需要设计压电能量收集器结构谐振工作于低频振动。

所述悬臂梁式压电能量收集器的压电陶瓷片为等边三角形，顶点设置有至少一个金属压点。设置为等边三角形的压电陶瓷片能够具有较其他几何形状更优秀的许用应力，避免压点陶瓷片因震动而受到疲劳损伤等情况发生，与实际应用过程中的低频震动更为适应。该金属压点可以提高悬臂梁式压电能量收集器的带宽，避免在偏离工作频率时，发电效率迅速下降。

如图3所示，为本发明实施例提供的能量收集单元400。该能量采集单元为悬臂梁式压电能量收集器。

其中，所述悬臂梁410包括一个或多个不相同的子悬臂梁411。子悬臂梁411的一端设置有能量采集器412。所述若干子悬臂梁411的长度依次减小，宽度依次变大。亦即不同的子悬臂梁411具有不同的宽度和长度，形成不同的固有频率。由此，不同的悬臂梁可以对应于不同的振动频率，提升了能量收集的效果。

如图4所示，为本发明另一实施例提供的能量收集单元400的示意图。所述悬臂梁410为矩形波形状。所述悬臂梁结构的宽度沿悬臂梁结构向设置能量采集器的延伸方向变大。通过图4所示的结构设置，可以降低能量收集单元的固有频率，提升压电能量收集的能量收集效果。

应当说明的是，图3和图4所示的结构也可以合并使用，例如，在设置有多个子悬臂梁411时，将其设置为相类似的矩形波形状以取得更好的能量收集效果。

与图2所示，单一结构不相同的是，该所述能量收集单元为悬臂梁式压电能量收集器，包括了若干个宽度或长度不相等的悬臂梁结构以及设置在悬臂梁结构上采集电能的能量采集器。通过提供多种宽度或者长度不同的支撑结构，能够更好的降低能量收集单元的结构固有频率，并且能够与更多不同频率的震动相适应，具有更好的能量收集效果。

本发明实施例还提供了一种应用如上所述的车辆定位系统的定位方法，该方法包括：

101：通过所述通信模块，通信连接所述车载诊断模块与定位模块。

103：在车辆丢失的状态下，使用所述车载诊断模块进行初定位。一般的车载诊断模块都具有SIM卡(GPRS相关通信)，可以用于进行车辆初定位。

105：在通信连接切断的情况下，启用所述定位模块进行卫星定位，确定车辆位置。

在平常使用过程中，定位模块不开启，处于休眠状态。当满足步骤105的条件以后，才启用定位模块，从而节约定位模块的功耗。进一步的，该定位模块可以是独立设置的硬件模块，该硬件模块可以由上述的能量采集单元供电，也可以与汽车的电池连接，由汽车电源作为后备供电电源。

在该定位模块的设置过程中，还可以增设如图5所示的智能封条。所述智能封条包括：封条锁钢丝1，电子锁扣2以及数据处理与移动传输模块3。

数据处理和移动传输模块3具体可以包括如图6所示的功能模块(包括数据传输模块37，处理器31，第一信号转换模块32，复用端口33、第二信号转换模块36、数据编码模块35以及数据源模块34)。其中，智能封条的数据可以通过数据源模块34获得，其位置或者其他合适的信息则可以通过例如移动蜂窝网络等方式，由数据传输模块37向外传输。

通过设置该智能封条，可能很好的保持在OBD系统设置过程中的位置，若不慎在修理或者进行其他操作时，破坏了封条，也可以及时的反馈信息或者是在汽车被盗时，定位装置遭到破坏时，及时的发送和反馈信息，从而更好的避免对OBD系统的正常工作造成影响。进一步地，该数据传输模块37与OBD系统中通信模块还可以整合为同一个模块。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种车载定位系统，包括车载诊断模块以及通信模块；其特征在于，还包括：定位模块，所述定位模块通过所述通信模块与所述车载诊断模块通信连接；在通信连接切断时，所述定位模块启动定位功能；

以及用于为所述定位模块供电的能量收集单元；所述能量收集单元为悬臂梁式压电能量收集器；

所述悬臂梁式压电能量收集器的压电陶瓷片为等边三角形，顶点设置有至少一个金属压点。

2.根据权利要求1所述的车载定位系统，其特征在于，所述悬臂梁包括若干独立的子悬臂梁；

所述子悬臂梁的一端设置有能量采集器；所述若干子悬臂梁的长度依次减小，宽度依次变大。

3.根据权利要求1所述的车载定位系统，其特征在于，所述悬臂梁为矩形波形状；所述悬臂梁结构的宽度沿悬臂梁结构向设置能量采集器的延伸方向变大。

4.根据权利要求1所述的车载定位系统，其特征在于，所述通信模块为蓝牙或者WiFi通信模块。

5.根据权利要求1所述的车载定位系统，其特征在于，所述定位模块为GPS/北斗双模定位模块。

6.一种应用如权利要求1-5任一所述的车载定位系统的定位方法，其特征在于，包括：

通过所述通信模块，通信连接所述车载诊断模块与定位模块；

在车辆丢失的状态下，使用所述车载诊断模块进行初定位；

在通信连接切断的情况下，启用所述定位模块进行卫星定位，确定车辆位置。