CN1811826A - Gps定位车载记录仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种GPS定位车载记录仪,该记录仪是由一系统控制单元分别与GPS和GSM控制单元、车况记录仪控制元以及显示屏控制单元通讯传输数据,并将车况记录仪记录的实时行车状况,在显示屏控制单元的显屏上显示,同时控制移动通讯GSM发送到监控管理中心;本发明由三个单片机MCU内的程序控制,三个程序是主程序、显示程序、GPS和GSM程序,各程序的数据交换是通过串口完成的。优点是,使用GPS定位和车况记录一体,不但可以为驾驶员提供车况信息,而且实时地和营运监控中心联系,为车辆提供故障排除、紧急救助等服务,提高车辆运行的安全性和处理突发事件的能力,加强对车辆和驾驶员的管理。

Description

GPS定位车载记录仪
技术领域
本发明涉及一种安装在汽车的驾驶室里的GPS定位车载记录仪,利用卫星定位技术(GPS)和汽车记录仪,对车辆进行定位和车况信息处理,并把处理结果通过该设备上的数字移动通讯(GSM)传输给营运监控中心,从而实现车况信息显示、防盗反劫、定位追踪、车载电话、调度管理、交通导航、超时(疲劳)报警和车内办公等功能于一体成的智能车载设备,属于通讯技术领域。
背景技术
现在,汽车上装的一般是行车记录仪,只是记录行车过程的一般车况,无法确定实时的的行车位置,对车况信息处理,仅仅提供给汽车的驾驶员,无法及时与监控管理中心取得联系,获得支援和救助。
发明内容
为了解决前述长途行车中存在的问题,本发明提供一种GPS定位车载记录仪,该记录仪是由一系统控制单元分别与GPS和GSM控制单元、车况记录仪控制元以及显示屏控制单元通讯传输数据,并将车况记录仪记录的实时行车状况,在显示屏控制单元的显屏上显示,同时控制移动通讯GSM发送到监控管理中心;
GPS和GSM控制单元由一单片机MCU控制,分别与GPS模块、GSM模块通讯传输数据,并设置有存储器RAM、FLASH,GSM模块设置有车载电话、监听装置和SIM卡;车况记录仪控制单元由一MCU单片机控制,分别与车况信号输入接口、报警信号输入、按键输入、IC卡接口、打印机接口、R232接口、USB接口连接,同时还与一存储器RAM连接;
显示控制单元由一MCU单片机控制,分别与字库、存储器RAM、R232接口通讯交换数据,并根据系统控制单元指令,控制要显示的内容在LCD液晶显示屏上显示。上述各控制单元之间的联系,是由三个单片机MCU控制的,三个MCU分别设置有控制程序,系统控制单元的控制程序,其工作步骤是:
(1)系统自检;
(2)身份识别;
(3)启动应用程序;
(4)启动系统控制程序,或者启动车况记录仪运行程序;
(5)若启动车况记录仪动运行程序,则检查车况是否正常?
(6)若车况正常,则处理数据;
(7)发送数据;
(8)显示,或发送至GPS系统;
(9)步骤4若启动系统控制程序,则接通键盘输入口、USB口和打印口;
(10)在键盘佃入口后面,进行信息管理、执行命令和实现输入。
GPS和GSM控制单元的控制程序,其工作步骤是:
(1)系统自检;
(2)初始化;
(3)选择工作模式;
(4)黑认状态,或设置状态;
(5)若为黑认状态,则定时接受GPS数据和发送GSM数据;
(6)若为设置状态,则按设定接受GPS数据和发送GSM数据;
(7)结束否?
(8)若未结束,返回至步骤3。
显示控制单元的工作步骤是:
(1)系统自检;
(2)初始化;
(3)调用显示示程序;
(4)存储否?
(5)若存储,则存储数据;
(6)若不存储,保持显示格式;
(7)有显示指令?
(8)若有显示示指令,查讯显示内容;
(9)显示记录仪数据或GPS、GSM数据或存储的数据;
(10)若是显示记录仪数据或GPS、GSM数据,则存储数并显示示。
本发明的优点是,使用GPS定位和车况记录一体,替代原来的行车记录仪,不但可以为驾驶员提供车况信息,而且实时的和营运监控中心联系,为车辆提供故障排除、紧急救助等服务,提高车辆运行的安全性和处理突发事件的能力,加强对车辆和驾驶员的管理。
附图说明
附图1是本发明的总方框图。
附图2是显示控制单元方框图。
附图3是GPS、GSM控制单元方框图。
附图4是记录仪控制单元方框图。
附图5是系统控制单元主程序流程图。
附图6是GPS、GSM控制单元程序流程图。
附图7是显示控制单元程序流程图。
附图8是电源变换器示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明由以下5部分组成:电源、记录仪控制单元、显示屏控制单元、GPS、.GPRS控制单元和系统控制单元。包含三个独立的单片机MCU,分别管理显示、GPS和GPRS以及记录仪,它们即可以单独的工作,又可以在记录仪系统的协调下,相互通讯,实施数据的传输。
记录仪控制单元是整个设备系统的管理核心,对整个功能进行实时调配和管理,其硬件包含系统控制单元。记录仪通过串口通讯实施对显示、GPS和GSM进行管理,显示屏显示相应的内容,这个内容可以是记录仪本身的信息,也可以是GPS或GSM的信息,同时GSM向外传输的信息,即可是记录仪的,也可以是GPS和GSM本身的。
附图2是显示屏控制单元方框图;显示屏控制单片机MCU,根据系统控制单元的命令来处理信息,包括来存储和显示。
显示屏控制单片机MCU接到系统控制单元的命令,首先区分要显示的内容的来源:记录仪、GPS和GPRS或者是存贮器的内容。对于这三者的内容分别处理,前两者是用串行通讯的方式实现,后一种是直接存取。
显示屏上的所有字符从字库Flash中提取。对于要显示多的内容,把一部分放入数据RAM中,分屏的格式定时的显示,或者把一部分固定的显示格式和内容储存在数据RAM中,以提高整个系统的速度。
附图3是是GPS和GSM控制单元方框;GPS工作在默认或设定的情况下,每隔一定的时间通过串口由单片机MCU控制向GPS和GSM发送一次数据包:汽车的经纬度、时间、速度和高度等等,由MCU处理存储,以供显示或GSM发送用。
GSM模块也工作在默认或设定的方式下,定时的向监控中心发送设定的数据息信,还具有和外界直接通话和发短信的能力,也具有语音输出能力以实现监听或者喇叭功能等等。
程序下载接口实现GPS和GSM的在线软件升级。
附图4是记录仪控制单元方框图;为本发明的核心部分,除具有单独的功能外,还具有整体控制能力。
记录仪控制单元通过接收速度传感器的信号,实时地记录车辆的行驶状况:时间、速度、启动、中途停车、累程、累时、最高车速和日期等数据;接收发动启动的ACC电压、油路监控和制动等等,以声光和显示的信息告诉给驾驶员;同时还把一部分车况信息通过GSM传到监控中心。
记录仪控制单元在具有掉电保护功能的EEPROM中,更新和保存最近几次停车前30秒的各种数据(时间、驾驶员、车速)和一些关键的车况信息(例如刹车、转向、灯控、点火开关等等),以应付处理突发事件的依据,例如交通事故分析等等,在此便充当通常人们所说的黑匣子功能。
记录仪控制单元具有输入和输出接口。输入接口有:IC卡、报警和键盘。输出接口有:USB、打印和232通讯。其中最重要的是驾驶员可以通过键盘来完成的整体机的控制,通过USB实时的保存行使的数据。
在记录仪控制单元的硬件中,逻辑解算是系统用来上电自检,以检验系统开始工作是否正常。这是系统在硬件设计的自我身份标识,用普通的或非门实现。
附图8是系统电源单元示意图,为整个系统提供所需的各种电压+8DCV、+5DCV和3.3DCV等。
行驶的汽车环境很复杂,电磁干扰和电压的浪涌很大,所以从汽车的电瓶电源12DCV(或24DCV)来的电压很不稳定和波动性很大。GPS定位记录一体中包含了3个MCU和大量的数据存储器件,是一个对电源稳定性要求很高的电子设备。这样就决定了系统的电源设计相对复杂,除了传统的稳压滤波外,也应用了几个DC/DC器件,同时对于系统中不同的单元,采用各自分立的电源供电,以保证系统功率的要求,也防止电源系统本身相互串扰。
附图5、6、7是本发明三个单片机MCU内的程序流程图,各自分别有自己独立的程序在运行,三个程序是主程序、显示程序、GPS和GSM程序,各程序的数据交换是通过串口完成的。
主程序执行模块如图5所示,负责系统控制单元的控制和记录仪控制单元的解算。系统控制单元根据键盘的输入和屏幕显示,完成各种控制功能,主要是对外数据交换,例如下载程序、USB等等,还有发送显示数据和发送到监控中心的数据。而记录仪部分则完成各种车况的监控和数据的处理,把运行的车辆的各种状态提供报告。
附图7是显示程序,负责信息数据的显示。显示程序的任务单一,接受系统控制单元的命令,把要显示的内容显示在屏幕区域。显示的内容分为静态和动态两种:静态是指要显示变量的格式和名称,在屏幕上不需要频繁的变更。其装在显示板上,而动态是这些变量的数值,随着车况的改变而改变,数据来自记录仪或者GPS板。
附图6是GPS和GSM程序流程,GPS接受数据和GSM发送数据分为两种,默认方式和系统控制单元受控方式。前者是在制造商设定的时间间隔内完成数据传输,后者是接到系统控制单元命令修改时间间隔而完成,但这种修改不是随意的,是制造商提供的几个模式。
对于一款GPS其每次串行输出的数据格式和内容是一样的,控制MCU定时的处理就好了。但是GSM所发送的数据格式一定,内容却变化很大。

Claims (7)

1、一种GPS定位车载记录仪,其特征在于:一系统控制单元分别与GPS和GSM控制单元、车况记录仪控制元以及显示屏控制单元通讯传输数据,并将车况记录仪记录的实时行车状况,在显示屏控制单元的显屏上显示,同时控制移动通讯GSM发送到监控管理中心。
2、按权利要求1所述的GPS定位车载记录仪,其特征在于:GPS和GSM控制单元由一单片机MCU控制,分别与GPS模块、GSM模块通讯传输数据,并设置有存储器RAM、FLASH,GSM模块设置有车载电话、监听装置和SIM卡。
3、按权利要求1所述的GPS定位车载记录仪,其特征在于:车况记录仪控制单元由一MCU单片机控制,分别与车况信号输入接口、报警信号输入、按键输入、IC卡接口、打印机接口、R232接口、USB接口连接,同时还与一存储器RAM连接。
4、按权利要求1所述的GPS定位车载记录仪,其特征在于:显示控制单元由一MCU单片机控制,分别与字库、存储器RAM、R232接口通讯交换数据,并根据系统控制单元指令,控制要显示的内容在LCD液晶显示屏上显示。
5、按权利要求1所述的GPS定位车载记录仪的系统控制元的控制方法,其特征在于:该方法的工作步骤是:
(11)系统自检;
(12)身份识别;
(13)启动应用程序;
(14)启动系统控制程序,或者启动车况记录仪运行程序;
(15)若启动车况记录仪动运行程序,则检查车况是否正常?
(16)若车况正常,则处理数据;
(17)发送数据;
(18)显示,或发送至GPS系统;
(19)步骤4若启动系统控制程序,则接通键盘输入口、USB口和打印口;
(20)在键盘佃入口后面,进行信息管理、执行命令和实现输入。
6、按权利要求1所述的GPS定位车载记录仪的GPS和GSM控制单元的控制方法,其特征在于:在该控制单元的MCU内设置一控制程序,该程序的工作步骤是:
(9)系统自检;
(10)初始化;
(11)选择工作模式;
(12)黑认状态,或设置状态;
(13)若为黑认状态,则定时接受GPS数据和发送GSM数据;
(14)若为设置状态,则按设定接受GPS数据和发送GSM数据;
(15)结束否?
(16)若未结束,返回至步骤3。
7、按权利要求1所述的GPS定位车载记录仪的显示控制单元的控制方法,其特征是:显示控制单元的工作步骤是:
(11)系统自检;
(12)初始化;
(13)调用显示示程序;
(14)存储否?
(15)若存储,则存储数据;
(16)若不存储,保持显示格式;
(17)有显示指令?
(18)若有显示示指令,查讯显示内容;
(19)显示记录仪数据或GPS、GSM数据或存储的数据;
(20)若是显示记录仪数据或GPS、GSM数据,则存储数并显示示。
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