CN1415502A - 一种全球定位通讯车载系统 - Google Patents
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Abstract
一种全球定位通讯车载系统，包括GSM网络、车载终端和监控服务端，该车载终端包括：终端控制通讯模块，提供一个与外围部件相连的通用I/O接口，用于收发监控端的各种信令，处理GPS数据信息，驱动和控制外围部件；GPS定位器，用于接收GPS全球定位数据；显示终端，用于拨打、接听电话，收发短消息，进行参数配置。本发明通过改变终端系统的主控方式，大大提高了终端系统的集成度，减小了车载终端的体积，增加了装置的隐蔽性，也避免了传统车载系统由于中断过频，车辆震动等因素对系统性能的影响，进一步提高了系统的稳定性；同时，直接以短消息形式发送定位信息，不会增加网络信令负荷，从而有效地降低了终端成本。
Description
(1)技术领域
本发明涉及一种车载通讯和定位系统，尤其是一种GPS(全球定位系统)/GSM(全球移动通讯系统)车载系统。
(2)背景技术
车载设备通常运用的是无线通信技术和GPS全球定位系统。在无线通讯领域，传统使用的一般是集群通讯或CDPD网(蜂窝数字分组数据通讯系统)无线通讯，但这两种通讯手段存在覆盖有限、带宽不足的固有缺点，同时由于需要铺设网络基础设施，故前期投入也比较大。与之相比，GSM网络具有覆盖面广，价格低廉等显著优点，近年来被较多地应用于车载通讯设备中。随着GPS定位技术和GSM移动通讯技术的日趋完善和普及，GPS/GSM系统成为车载通讯和定位设备的理想选择。然而在一般的GPS/GSM车载终端中，系统的主控模块一般采用单片机(通常是MCS51系列的)为主处理器。通过RS232串行接口，主控模块可连接GPS模块和专用GSM模块。GPS模块提供模块设置和GPS信息输出；GSM MODEM(全球移动通讯系统调制解调器)以短消息发送GPS定位信息，监控信息。这种设计中，GPS模块与GSM模块都需要通过串行接口与中央处理器CPU交互数据，从而引起主控系统产生中断。当GPS模块和GSM终端模块频繁向作为主控设备的单片机发送中断申请时，系统会因为中断次数过多，导致其性能受到一定的影响；而且由单片机作为主控设备需要配合适当的外部芯片，以构成具有串行双向数据通信接口的系统，因此传统的终端系统体积往往很大，对于系统的安装和隐蔽会造成不利影响。此外，由于单片机一般是接插件，故在运行中车辆受到的不同程度的震动也会影响到系统的性能。
(3)发明内容
本发明的目的在于提供一种高集成度、系统稳定的全球定位通讯车载系统。
本发明所提供的一种全球定位通讯车载系统，包括GSM网络和连接在该GSM网络两端的车载终端、监控服务端，其特点是，所述的车载终端包括：终端控制通讯模块，提供一个与外围部件相连的通用输入/输出(I/O)接口，用于收发监控端的各种信令，处理GPS数据信息，驱动和控制外围部件；GPS定位器，与所述的终端控制通讯模块相连，用于接收GPS全球定位数据；显示终端，与所述的终端控制通讯模块相连，用于拨打、接听电话，收发短消息，进行参数配置。
上述的全球定位通讯车载系统，其中，终端控制通讯模块包括物理驱动层、GSM协议栈、GPS控制单元、I/O控制单元、终端主控单元。物理驱动层，用于上述单元与本车载终端硬件之间连接的接口，它首先构成系统中GSM网络的物理层部分，负责控制GSM物理层硬件并以接口函数的形式向GSM协议栈提供服务接口，同时该层还受GPS控制单元和I/O控制单元的控制，驱动串行口和通用输入/输出口，以实现对GPS定位器和其它汽车设备的监控；GSM协议栈，实现GSM网络协议的第二层和第三层，协议的第二层为数据链路层，该层与物理驱动层直接相连，通过物理驱动层中GSM网络物理层部分的接口函数完成GSM逻辑通道的信令数据的发送和接收，协议的第三层接收数据链路层提供的信令数据，并进行相应的处理，向终端主控单元提供接口服务，该层又分为无线资源、移动管理、连接管理三个子层，分别负责GSM网络的无线资源管理、移动管理和通信管理；GPS控制单元，与物理驱动层相连，利用物理驱动层提供的GPS定位器接口函数，实现对GPS定位器的初始化、重设定、数据读取、处理、存储；I/O控制单元，与物理驱动层相连，通过物理驱动层对输入/输出口的驱动，完成对通用输入/输出口的操作，实现对输入/输出口状态的查询、置位、复位；终端主控单元，与上述各单元相连，实现GSM网络应用层，向车载系统用户提供各种服务功能，同时负责分析监控服务端的调度信令、分析输入/输出口状态、根据监控服务端的指令对输入/输出口进行设置或根据输入/输出口的状态产生相应的控制动作，并通过GSM网络发送信令和位置信息。
上述的全球定位通讯车载系统，其中，GPS定位器是用于接收卫星每秒钟发来的定位数据，并根据从三颗以上不同卫星发来的数据计算出自身所处地理位置的坐标。
上述的全球定位通讯车载系统，其中，车载终端与监控服务端之间的各种信令和定位数据通过GSM网络以短消息的形式进行传递。
由于采用了上述方法，通过改变终端系统的主控方式，直接采用终端控制通讯模块取代传统的单片机作为主控系统，大大提高了终端系统的集成度，减小了车载终端的体积，增加了装置的隐蔽性，也避免了传统车载系统由于中断过频，车辆震动等因素对系统性能的影响，进一步提高了系统的稳定性；同时，直接以短消息形式发送定位信息，不会增加网络信令负荷，从而有效地降低了终端成本。
(4)附图说明
图1为本发明的车载终端硬件结构图。
图2为本发明的车载终端的终端控制通讯模块的软件功能结构图。
(5)具体实施方式
本发明，即一种全球定位通讯车载系统，包括GSM网络和连接在该GSM网络两端的车载终端、监控服务端。
其中，车载终端的硬件如图1所示，它包括：
终端控制通讯模块1，提供一个与外围部件相连的通用输入/输出(I/O)接口4，具有两方面的功能：负责通过GSM网络以短消息形式收发监控服务端的调度信令；同时监控GPS定位器，处理GPS数据，驱动和控制GSM硬件和外围部件；
GPS定位器6，它通过GPS接口2提供的通讯通道与终端控制通讯模块1相连通，用于接收GPS全球定位数据；
显示终端5，它通过显示终端接口3提供的通讯通道与终端控制通讯模块1相连通，为用户提供人机界面，使用户能通过AT命令对车载终端进行近端配置、发送或读取短消息，也能通过音频输入输出接口接听或拨出电话；
其中：
显示终端接口3结合了标准串口和音频输入输出接口，标准串口用于通AT(注意)命令，音频输入输出接口用于通话音；
GPS接口2是一个标准RS232串口，由终端控制通讯模块1驱动，能以9600/19200bps与GPS定位器6相连；
通用I/O口4，终端控制通讯模块1通过通用I/O口与传感器等外围设备相连，通用I/O口的功能是监控汽车的油路、电路、车门等设备。
如图2所示，本发明的终端控制通讯模块的软件部分包括：
物理驱动层11，用于提供软硬件之间连接的软接口，它首先构成系统中GSM网络的物理层部分，负责控制GSM物理层硬件并以接口函数的形式向GSM协议栈24提供服务接口，同时该层还受GPS控制单元12和I/O控制单元13的控制，驱动串行口和通用I/O口4，以实现对GPS定位器6和其它汽车设备的监控；
GSM协议栈14，实现GSM网络协议的第二层和第三层，协议的第二层为数据链路层，该层与物理驱动层直接相连，通过物理驱动层中GSM网络物理层部分的接口函数完成GSM逻辑通道的信令数据的发送和接收，协议的第三层接收数据链路层提供的信令数据，并进行相应的处理，向终端主控单元15提供接口服务，该层又分为无线资源、移动管理、连接管理三个子层，分别负责GSM网络的无线资源管理、移动管理和通信管理；
GPS控制单元12，与物理驱动层11相连，利用物理驱动层11提供的GPS定位器接口函数，实现对GPS定位器6的初始化、重设定、数据读取、处理、存储；
I/O控制单元13，与物理驱动层11相连，通过物理驱动层11对I/O(输入/输出)口4的驱动，完成对通用I/O口4的操作，实现对I/O口4状态的查询、置位、复位；
终端主控单元15，与上述各单元相连，实现GSM网络应用层，向车载系统用户提供各种服务功能，同时负责分析监控服务端的调度信令、分析I/O口4状态、根据监控服务端的指令对I/O口进行设置或根据I/O口的状态产生相应的控制动作，并通过GSM网络发送信令和位置信息。
值得指出的是，由于终端控制通讯模块是一种嵌入式系统，在编写软件模块时一定要充分考虑嵌入式系统软硬件上的特点。
Claims (4)
1.一种全球定位通讯车载系统，包括GSM网络和连接在该GSM网络两端的车载终端、监控服务端，其特征在于，所述的车载终端包括：
终端控制通讯模块，提供一个与外围部件相连的通用输入/输出接口，用于收发监控端的各种信令，处理GPS数据信息，驱动和控制外围部件；
GPS定位器，与所述的终端控制通讯模块相连，用于接收GPS全球定位数据；
显示终端，与所述的终端控制通讯模块相连，用于拨打、接听电话，收发短消息，进行参数配置。
2.根据权利要求1所述的一种全球定位通讯车载系统，其特征在于，所述的终端控制通讯模块包括物理驱动层、GSM协议栈、GPS控制单元、I/O控制单元和终端主控单元，
物理驱动层，用于上述单元与本车载终端硬件之间连接的接口，它首先构成系统中GSM网络的物理层部分，负责控制GSM物理层硬件并以接口函数的形式向GSM协议栈提供服务接口，同时该层还受GPS控制单元和I/O控制单元的控制，驱动串行口和通用输入/输出口，以实现对GPS定位器和其它汽车设备的监控；
GSM协议栈，实现GSM网络协议的第二层和第三层，协议的第二层为数据链路层，该层与物理驱动层直接相连，通过物理驱动层中GSM网络物理层部分的接口函数完成GSM逻辑通道的信令数据的发送和接收，协议的第三层接收数据链路层提供的信令数据，并进行相应的处理，向终端主控单元提供接口服务，该层又分为无线资源、移动管理、连接管理三个子层，分别负责GSM网络的无线资源管理、移动管理和通信管理；
GPS控制单元，与物理驱动层相连，利用物理驱动层提供的GPS定位器接口函数，实现对GPS定位器的初始化、重设定、数据读取、处理、存储；
I/O控制单元，与物理驱动层相连，通过物理驱动层对输入/输出口的驱动，完成对通用输入/输出口的操作，实现对输入/输出口状态的查询、置位、复位；
终端主控单元，与上述各单元相连，实现GSM网络应用层，向车载系统用户提供各种服务功能，同时负责分析监控服务端的调度信令、分析输入/输出口状态、根据监控服务端的指令对输入/输出口进行设置或根据输入/输出口的状态产生相应的控制动作，并通过GSM网络发送信令和位置信息。
3.根据权利要求1所述的一种全球定位通讯车载系统，其特征在于，所述的GPS定位器是用于接收卫星每秒钟发来的定位数据，并根据从三颗以上不同卫星发来的数据计算出自身所处地理位置的坐标。
4.根据权利要求1所述的一种全球定位通讯车载系统，其特征在于，所述的车载终端与监控服务端之间的各种信令和定位数据通过GSM网络以短消息的形式进行传递。
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