CN113301139A - 一种电动车轨迹的监控装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动车轨迹监控技术领域，尤其是指一种电动车轨迹的监控装置及其方法，该电动车轨迹的监控装置，包括：控制模块，电源模块，通信模块，定位模块，及陀螺仪传感器；所述电源模块，通信模块，定位模块，及陀螺仪传感器均与所述控制模块连接；所述电源模块还与所述通信模块和定位模块连接；所述通信模块还与云端服务器连接。本发明可以实时监控电动车的行驶轨迹和当前位置，便于对电动车进行管理，还可以起到规范骑手行驶行为的作用，减少违规，提高安全性。

Description

一种电动车轨迹的监控装置及其方法
技术领域
本发明涉及电动车轨迹监控技术领域，尤其是指一种电动车轨迹的监控装置及其方法。
背景技术
现有外卖和快递的电动车上没有安装监控模块，无法确定骑手是否按照交通规则行驶，容易造成交通事故，并且在事故发生后很难进行责任划分，目前骑手的定位是通过手机APP，定位精度不够，对于电动车的管理，不方便，也无法规范骑手的行驶行为。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动车轨迹的监控装置及其方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种电动车轨迹的监控装置，包括控制模块，电源模块，通信模块，定位模块，及陀螺仪传感器；所述电源模块，通信模块，定位模块，及陀螺仪传感器均与所述控制模块连接；所述电源模块还与所述通信模块和定位模块连接；所述通信模块还与云端服务器连接。
其进一步技术方案为：所述控制模块包括控制芯片U5，所述控制芯片U5的型号为GD32F303RCT6。
其进一步技术方案为：所述通信模块包括4G芯片U1和SIM卡的卡槽J1；所述4G芯片U1与所述控制芯片U5通过串口通信连接；所述SIM卡的卡槽J1与所述4G芯片U1的14脚-17脚连接。
其进一步技术方案为：所述4G芯片U1的型号为EC200S；所述SIM卡的卡槽J1的型号为SIM-8P15-007。
其进一步技术方案为：所述定位模块包括GPS芯片U4，所述GPS芯片U4的型号为L76K；所述GPS芯片U4与所述控制芯片U5的51脚和52脚连接。
其进一步技术方案为：所述陀螺仪传感器包括三轴陀螺仪芯片U6，所述三轴陀螺仪芯片U6的型号为QMA7981；所述三轴陀螺仪芯片U6与所述控制芯片U5的36脚和41脚连接。
其进一步技术方案为：还包括：存储模块，所述存储模块与所述控制模块连接；所述存储模块包括存储芯片U7，所述存储芯片U7的型号为FM25Q16；所述存储芯片U7与所述控制芯片U5的20脚-23脚连接。
其进一步技术方案为：所述电源模块包括供电芯片U8，供电芯片U9，及供电芯片U10；所述供电芯片U8与所述控制芯片U5连接，所述供电芯片U9与所述4G芯片U1连接，所述供电芯片U10与所述GPS芯片U4连接。
其进一步技术方案为：所述供电芯片U8的型号为SY8201CABC；所述供电芯片U9的型号为SY8113C1；所述供电芯片U10的型号为XC6228D33。
一种电动车轨迹的监控方法，包括以下步骤：
实时采集电动车的轨迹信息；
将轨迹信息发送至云端服务器；
云端服务器对轨迹信息进行分析处理，以得到处理结果。
本发明与现有技术相比的有益效果是：可以实时监控电动车的行驶轨迹和当前位置，便于对电动车进行管理，还可以起到规范骑手行驶行为的作用，减少违规，提高安全性。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种电动车轨迹的监控装置的方框示意图；
图2为本发明一种电动车轨迹的监控装置的电路示意图一；
图3为本发明一种电动车轨迹的监控装置的电路示意图二；
图4为本发明一种电动车轨迹的监控装置的电路示意图三；
图5为本发明一种电动车轨迹的监控装置的电路示意图四；
图6为本发明一种电动车轨迹的监控装置的电路示意图五；
图7为本发明一种电动车轨迹的监控装置的电路示意图六；
图8为本发明一种电动车轨迹的监控装置的电路示意图七；
图9为本发明一种电动车轨迹的监控装置的电路示意图八；
图10为本发明一种电动车轨迹的监控装置的电路示意图九；
图11为本发明一种电动车轨迹的监控装置的电路示意图十；
图12为本发明一种电动车轨迹的监控方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
如图1至图12所示的具体实施例，本发明公开了一种电动车轨迹的监控装置，包括控制模块10，电源模块20，通信模块30，定位模块40，及陀螺仪传感器50；所述电源模块20，通信模块30，定位模块40，及陀螺仪传感器50均与所述控制模块10连接；所述电源模块20还与所述通信模块30和定位模块40连接；所述通信模块30还与云端服务器60连接。
其中，该装置预装在电动车上，通信模块30可以通过4G联网，上传电动车的GPS数据、陀螺仪数据，下载控制命令，也可以通过4G联网进行软件升级。定位模块40实时监测电动车当前的GPS信息，并通过4G上传到云端服务器，云端服务器收到GPS信息之后，会先做初步的过滤，将漂移数据过滤掉之后，结合地图进行描点，然后基于地图绘制出行驶轨迹图，用于定位。陀螺仪传感器50可以实时监测电动车的姿态，例如转弯、加速、减速、停止、跌倒等等，并将数据通过4G上传到云端服务器，云端服务器收到陀螺仪数据后，结合GPS数据计算当前电动车的行驶姿态，判断是否超速或者跌倒等，云端服务器根据GPS数据和三轴陀螺仪数据计算电动车当前的行驶轨迹和行驶姿态，通过GPS数据可以在地图上定位电动车位置是否处于正确的道路，并通过大数据得知当前道路的限速情况等等；陀螺仪数据可以计算出加速、减速、匀速、跌倒状态等等，结合GPS数据和陀螺仪数据可以精确判断电动车行驶轨迹和行驶状态，配合当时路况信息(限速、逆行等等)，确认骑手的驾驶行为是否合规，并且能清楚知道当前电动车的位置信息，对于到达时间给出更准确的判断，当得知路况信息、GPS数据定位、电动车行驶姿态，可以更精确得知电动车行驶速度、状态，从而更精确判断到达时间。
其中，如图2所示，所述控制模块10包括控制芯片U5，所述控制芯片U5的型号为GD32F303RCT6，控制芯片U5为单片机，用于读取GPS、陀螺仪的信息，并将信息数据通过4G上传到云端服务器，控制芯片U5也可以做简单的本地计算，计算电动车的姿态，例如转弯、加速、减速、停止、跌倒等等，在4G信号差的情况下，还能保证基本的监控功能。其中，该单片机工作需要外部提供24MHz和32.768KHz两个晶振，该单片机需要外部提供3.3V电源供电，该单片机外界2个LED指示灯作为工作状态指示，该单片机有丰富的外设接口，例如I2C接口外接陀螺仪传感器，2个UART接口分别外接4G模块和GPS模块，还有一个UART接口用作调试，还有GPIO接口用作辅助控制。
其中，如图3至图4所示，所述通信模块30包括4G芯片U1和SIM卡的卡槽J1；所述4G芯片U1与所述控制芯片U5通过串口通信连接；所述SIM卡的卡槽J1与所述4G芯片U1的14脚-17脚连接，4G芯片U1用于与云端服务器通信，SIM卡的卡槽J1支持全网通，方便使用。进一步地，所述4G芯片U1的型号为EC200S，CAT1规格，支持全网通，传输效果好，抗干扰强；该4G芯片U1需外部提供3.8V电源供电，该4G芯片U1工作需外接4G天线，该4G芯片U1通过UART接口与主控通信，并受到主控的控制，通过该4G芯片U1实现上网功能，与云端服务器对接。
进一步地，所述SIM卡的卡槽J1的型号为SIM-8P15-007，SIM卡的卡槽J1配合4G芯片U1实现4G上网功能，该SIM卡槽支持抽屉式的大卡，更加稳定可靠。
其中，如图5所示，所述定位模块40包括GPS芯片U4，所述GPS芯片U4的型号为L76K；所述GPS芯片U4与所述控制芯片U5的51脚和52脚连接，GPS芯片U4用于读取时间信息和GPS数据，GPS数据用于计算当前电动车的行驶轨迹。该GPS芯片U4支持GPS和北斗，可以根据需要选择，该GPS芯片U4工作需外接无源GPS天线，该GPS芯片U4需外部提供3.3V电源供电，该GPS芯片U4通过UART与主控通信，并受到主控控制，该GPS芯片U4可以实现卫星定位功能。
其中，如图6所示，所述陀螺仪传感器50包括三轴陀螺仪芯片U6，所述三轴陀螺仪芯片U6的型号为QMA7981；所述三轴陀螺仪芯片U6与所述控制芯片U5的36脚和41脚连接，三轴陀螺仪芯片U6用于读取当前电动车的加速度信息，此信息通过控制芯片U5计算出电动车的姿态。该传感器需外部提供3.3V电源供电，该传感器通过I2C与主控通信，并受到主控控制。该传感器可以提供远动检测，可以检测出加速、减速、停止、跌倒等常规动作，配合GPS实现轨迹监控。
其中，如图1和图7所示，该装置还包括：存储模块70，所述存储模块70与所述控制模块10连接；所述存储模块70包括存储芯片U7，所述存储芯片U7的型号为FM25Q16；所述存储芯片U7与所述控制芯片U5的20脚-23脚连接；存储芯片U7用于在无网络的情况下(楼宇内等信号差位置)保存运动数据，避免因为网络不好丢失数据，导致行驶轨迹和姿态信息丢失。
其中，如图8至图10所示，所述电源模块20包括供电芯片U8，供电芯片U9，及供电芯片U10；所述供电芯片U8与所述控制芯片U5连接，为控制芯片U5提供1A的电流；所述供电芯片U9与所述4G芯片U1连接，为4G芯片U1提供2A的电流；所述供电芯片U10与所述GPS芯片U4连接；为GPS芯片U4提供3.3V或3.8V的电压。
其中，在本实施例中，所述供电芯片U8的型号为SY8201CABC；所述供电芯片U9的型号为SY8113C1；所述供电芯片U10的型号为XC6228D33，供电稳定。
其中，如图11所示，电源模块20还连接有雷击、静电、及浪涌防护电路，用于提供稳定电流，保护该装置的稳定运行。当监控装置与电动车的BMS控制板连接时，需要实现防护功能，避免监控装置被烧坏，使用气体放电管+PTC+TVS实现静电浪涌防护，与BMA控制板连接的电源接口和UART接口都进行此防护。
在本实施例中，未写出的各个元器件及其型号、及连接关系，在图2至图11的具体电路图中已经标明，在此不在赘述。
本发明提供的装置可以实时监控电动车的行驶轨迹和当前位置，便于对电动车进行管理，还可以起到规范骑手行驶行为的作用，减少违规，提高安全性。
其中，如图12所示，本发明还公开了一种电动车轨迹的监控方法，包括以下步骤：
S1，实时采集电动车的轨迹信息；
其中，轨迹信息包括位置信息，时间信息，加速、减速、匀速、跌倒状态信息等。
S2，将轨迹信息发送至云端服务器；
其中，通过4G将轨迹信息发送至云端服务器，简单快捷。
S3，云端服务器对轨迹信息进行分析处理，以得到处理结果。
其中，云端服务器根据轨迹信息，计算电动车当前的行驶轨迹和行驶姿态，然后通过GPS数据在地图上定位电动车位置是否处于正确的道路，并通过大数据得知当前道路的限速情况等等，结合GPS数据和陀螺仪数据可以精确判断电动车行驶轨迹和行驶状态，配合当时路况信息(限速、逆行等等)，确认骑手的驾驶行为是否合规，并且能清楚知道当前电动车的位置信息，对于到达时间给出更准确的判断；当骑手的驾驶行为不规范时，云端服务器通过后台向骑手下发警告信息，并保存电动车的轨迹信息，便于对电动车进行管理，更好地规范骑手的行驶行为，减少违规，提高安全性。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动车轨迹的监控装置，其特征在于，包括控制模块，电源模块，通信模块，定位模块，及陀螺仪传感器；所述电源模块，通信模块，定位模块，及陀螺仪传感器均与所述控制模块连接；所述电源模块还与所述通信模块和定位模块连接；所述通信模块还与云端服务器连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动车轨迹的监控装置，其特征在于，所述控制模块包括控制芯片U5，所述控制芯片U5的型号为GD32F303RCT6。
3.根据权利要求2所述的一种电动车轨迹的监控装置，其特征在于，所述通信模块包括4G芯片U1和SIM卡的卡槽J1；所述4G芯片U1与所述控制芯片U5通过串口通信连接；所述SIM卡的卡槽J1与所述4G芯片U1的14脚-17脚连接。
4.根据权利要求3所述的一种电动车轨迹的监控装置，其特征在于，所述4G芯片U1的型号为EC200S；所述SIM卡的卡槽J1的型号为SIM-8P15-007。
5.根据权利要求4所述的一种电动车轨迹的监控装置，其特征在于，所述定位模块包括GPS芯片U4，所述GPS芯片U4的型号为L76K；所述GPS芯片U4与所述控制芯片U5的51脚和52脚连接。
6.根据权利要求5所述的一种电动车轨迹的监控装置，其特征在于，所述陀螺仪传感器包括三轴陀螺仪芯片U6，所述三轴陀螺仪芯片U6的型号为QMA7981；所述三轴陀螺仪芯片U6与所述控制芯片U5的36脚和41脚连接。
7.根据权利要求6所述的一种电动车轨迹的监控装置，其特征在于，还包括：存储模块，所述存储模块与所述控制模块连接；所述存储模块包括存储芯片U7，所述存储芯片U7的型号为FM25Q16；所述存储芯片U7与所述控制芯片U5的20脚-23脚连接。
8.根据权利要求7所述的一种电动车轨迹的监控装置，其特征在于，所述电源模块包括供电芯片U8，供电芯片U9，及供电芯片U10；所述供电芯片U8与所述控制芯片U5连接，所述供电芯片U9与所述4G芯片U1连接，所述供电芯片U10与所述GPS芯片U4连接。
9.根据权利要求8所述的一种电动车轨迹的监控装置，其特征在于，所述供电芯片U8的型号为SY8201CABC；所述供电芯片U9的型号为SY8113C1；所述供电芯片U10的型号为XC6228D33。
10.一种电动车轨迹的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时采集电动车的轨迹信息；
将轨迹信息发送至云端服务器；
云端服务器对轨迹信息进行分析处理，以得到处理结果。
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CN113781780A (zh) * 2021-09-10 2021-12-10 浙江嘉兴数字城市实验室有限公司 一种电瓶车逆行检测记录系统

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