CN1996421A

CN1996421A - 双电源移动装备持续定位监控装置

Info

Publication number: CN1996421A
Application number: CN 200610147222
Authority: CN
Inventors: 刘成良; 李彦明; 王明军
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2007-07-11

Abstract

一种用于监控技术领域的双电源移动装备持续定位监控装置，包括：电源管理模块、主控模块、定位及数据无线传输模块，电源管理模块为整个终端提供电源，电源管理模块输入端接车载电源，输出端接主控模块和定位及数据无线传输模块；主控模块实现对定位及数据无线传输模块的管理并向远程监测中心发送车辆位置及工作状态信息，定位及数据无线传输模块实现位置信息的采集及无线传输，主控模块和定位及数据无线传输模块通过双向数据传输线联接，进行数据和控制指令的通讯。本发明可实现持续不间断监控，同时利用短消息通过远程监控中心发送指令，远程改变监控装置信息发送频率及工作模式，以保证该定位终端的长期稳定运行，真正起到防盗及监控的作用。

Description

双电源移动装备持续定位监控装置

技术领域

本发明涉及一种信息处理技术领域的装置，具体涉及一种双电源移动装备持续定位监控装置。

背景技术

车辆被盗现象是目前社会治安中普遍存在且十分严重的一个问题，从而对车辆跟踪定位装置次存在很大需求。为提高效率，增强管理，众多业务遍布全国的物流公司、轮船和公交运输公司也需要对其众多的移动装备进行实时定位跟踪。目前，已有类似的定位监控设备问世，并且已经有许多实际系统投入使用，但这些设备大多数只能用汽车，轮船的蓄电池供电，限制其应用。

经对现有技术文献的检索发现，中国实用新型专利“车辆定位调度防盗终端”，申请号200420042740.3，公告号为2588557Y。该专利公开了车辆定位调度防盗终端包括：天线、显示及输入、GPS/GPRS通讯及主控单元。该车辆定位调度防盗终端具有以下局限性：系统采用车载电源供电，一旦车载电源故障则系统无法工作，失去定位监测功能，控制中心对其控制性不灵活。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述不足，提供一种双电源移动装备持续定位监控装置，可实现持续不间断监控，同时利用短消息通过远程监控中心发送指令，远程改变监控装置信息发送频率及工作模式，以保证该定位终端的长期稳定运行，真正起到防盗及监控的作用。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：电源管理模块、主控模块、定位及数据无线传输模块。电源管理模块为整个终端提供电源，电源管理模块输入端接车载电源，输出端接主控模块和定位及数据无线传输模块；主控模块是整个装置的控制模块，实现对定位及数据无线传输模块的管理并向远程监测中心发送车辆位置及工作状态信息，定位及数据无线传输模块实现位置信息的采集及无线传输。主控模块和定位及数据无线传输模块通过双向数据传输线联接，进行数据和控制指令的通讯。

所述电源管理模块包括：电压转模块、锂电池充电及保护模块、电源切换模块。电压转化模块将车载电源电压转换为工作电压，电压转换模块的输入端与车载电源连接，输出端与锂电池充电及保护模块连接，同时与电源切换模块的输入端相联。电源切换模块的输出端监控装置的各集成电路提供工作电压。

锂电池充电及保护模块实现由锂电池对终端供电及对锂电池的充放电保护，包括充电管理芯片、充电保护开关、放电保护开关。电源切换模块将车载12V电源电压转换为4.2V和3.3V输出工作电压，电源管理模块的输入端接车载12V电源，经过其内部的自动转换及切换，输出4.2V和3.3V工作电压，其中3.3V电压输出端接主控模块，4.2V电压输出端接定位及数据无线传输模块。

电压转换模块的电压输出接充电保护开关输入端，充电保护开关输出端接充电管理芯片的电压输入端，充电管理芯片的输出端与放电保护开关输入端相连，充电管理芯片的两路控制输出端分别接充电保护开关的控制输入端和放电保护开关的控制输入端。放电保护开关输出端接监控装置应用电路。充电管理芯片对充电电池电压及电流进行管理判断，当电池电压大于充电设定值时，充电保护开关自动断开，停止充电；当电池电压小于充电设定值时充电保护开关又闭合，允许充电。当电池电压小于放电设定值时，放电保护开关自动断开，停止放电；当电池电压大于放电设定值时，放电保护开关又闭合，允许放电。电源切换模块实现车载电源及锂电池电源选择，由同时具有常开触点和常闭触点的继电器组成，常开触点接在车载电源输入回路，常闭触点接在锂电池供电回路，当接通车载电源时常开触点吸合，常闭触点断开，车载电源为终端供电；当车载电源故障或熄火时，常闭触点吸合，常开触点断开，由锂电池为终端供电。

所述主控模块由8位单片机系统组成，实现对远程监控中心控制命令的接收解析以及对定位及数据无线传输模块的控制。根据远程监控中心的控制命令，主控模块可以对定位及数据无线传输模块实现如下操作：开启、停止实时监视、改变定位数据发送频率、对远程控制中心及定位及数据无线传输模块之间数据的解析、实现对移动装备的锁定控制，控制定位及数据无线传输模块的工作状态。

所述定位及数据无线传输模块包括GPS定位模块及GPS天线、GPRS/GSM数据传输模块及GPRS/GSM天线。GPS定位模块通过GPS天线将移动装置的经纬度位置信息，姿态信息、速度信息、以及时间信息接收，经解析运算后发送给主控模块，主控模块将GPS定位模块发送的信息处理后送GPRS/GSM数据传输模块，通过GPRS/GSM天线发送到远程监控中心，远程监控中心可根据需要利用短消息通过GPRS/GSM模块发送控制命令给主控模块，以改变监控装置的信息发送频率及工作模式，使其可更加长期持续工作。同时也可随时对定位监控装置进行设置，包括开启和关闭实时监控功能。

本发明的电源管理模块可使本发明在车载电源不工作时也照样可靠运行，实现对移动装备的连续监控定位。本发明第二个特点就是利用网络，可以随时对定位监控装置进行设置，包括开启和关闭实时监控功能；通过设置发送时间间隔从而改变监控精度。

本发明安装于机动车辆之上，能对机动车辆的行驶速度，位置，时间以及有关车辆运行状况实时监测，并能通过结合远程监控中心系统利用GSM/GPRS无线通讯方式实现监控。该终端相比于其他类似产品的优点在于：它在完成相同功能的前提下，可以长期不需要外加电源，持续时间与用户自定义的发送间隔相关。它长期工作在低功耗模式下，无需到车载电源的连线，具有紧凑的硬件结构以及模块在整个的长期运行过程中不需要用户的直接参与使得其具有非常好的隐蔽性，相比同类专利产品更加适合应用于车辆的防盗等作用。

附图说明

图1为本发明系统原理图

图2为本发明锂电池充电及保护模块原理图

图3为本发明工作流程框图

具体实施方式

下面对本发明的一实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括：电源管理模块、主控模块、定位及数据无线传输模块。电源管理模块为整个终端提供电源，该模块的输入端接车载12V电源，经过模块内部的自动转换及切换，输出4.2V和3.3V工作电压，其中3.3V电压输出端接主控模块，4.2V电压输出端接定位及数据无线传输模块。主控模块是整个装置的控制模块，实现对定位及数据无线传输模块的管理并向远程监测中心发送车辆位置及工作状态信息。定位及数据无线传输模块实现位置信息的采集及无线传输。主控模块和定位及数据无线传输模块通过双向数据传输线联接，进行数据和控制指令的通讯。

所述电源管理模块包括：电压转换模块、锂电池充电及保护模块、电源切换模块。电压转换模块输入端与车载电源连接，输出端与锂电池充电及保护模块连接，同时与电源切换模块的输入端相联。电源切换模块的输出端监控装置的各集成电路提供工作电压。

电压转换模块采用国家半导体公司LM2596，实现将车载电源电压由12V转换为4.2V和3.3V输出。

如图2所示，所述锂电池充电及保护模块实现由锂电池对终端供电及对锂电池的充放电保护，包括充电管理芯片、充电保护开关、放电保护开关。充电管理芯片采用美国德州仪器公司生产的充电管理芯片bq2057，实现对充电电池电压及电流进行管理判断。充电保护开关和放电保护开关均采用ALPHA&OMEGA公司的场效应管A03401实现，在bq2057的控制下起到开关作用，bq2057在A03401控制端加高电平，相当于开关导通；在A03401控制端加低电平，相当于开关截止。电压转换模块的4.2V电压输出接充电保护开关A03401的输入端，充电保护开关A03401的输出端接电源管理芯片bq2057的电压输入端，电源管理芯片bq2057的电压输出端与放电保护开关A03401(1)输入端相连，电源管理芯片bq2057的控制信号输出1接充电保护开关A03401(1)的控制输入端，电源管理芯片bq2057的控制信号输出1放电保护开关A03401(2)的控制输入端。放电保护开关A03401(2)的输出端接监控装置应用电路。当锂电池电压低于3.1V时，电源管理芯片bq2057的控制输出1输出低电平，放电保护开关A03401(1)截止，锂电池停止向外输电流；当电池电压大于4.2V时，电源管理芯片bq2057的控制输出1输出高电平，放电保护开关A03401(1)导通，放电保护开关又闭合，允许放电。当锂电池电压高于4.2V时，电源管理芯片bq2057的控制输出2输出低电平，充电保护开关A03401(2)截止，电压转换模块停止向锂电池充电；当电池电压小于3.1V时，电源管理芯片bq2057的控制输出2输出高电平，充电保护开关A03401(2)又导通，允许充电。防止使用电池为监控装置供电时电池过渡放电以及电池电量不足充电时过渡充电。

电源切换模块实现车载电源及锂电池电源选择，由同时具有常开触点和常闭触点的欧姆龙公司的继电器G5V-1实现，G5V-1常开触点接在车载电源输入回路，G5V-1常闭触点接在锂电池供电回路，G5V-1的控制线圈串联在车载电源输出电路中，当接通车载电源时常开触点吸合，常闭触点断开，车载电源为终端供电；当车载电源故障或熄火时，常闭触点吸合，常开触点断开，由锂电池为终端供电。

所述的主控模块，由菲利普公司的8位单片机LPC938系统组成，LPC938内含程序存储器，I/O端口以及通讯功能等，可实现对监控装置的定位及数据无线传输模块的控制，包括定位及数据无线传输模块的启动、停止、参数设置及工作模式改变以及数据交换等。同时LPC938还实现对远程控制中心及定位及数据无线传输模块之间数据的解析、实现对移动装备的锁定控制，控制定位及数据无线传输模块的工作状态。

定位及数据无线传输模块采用Simens公司的XT55模块实现，XT55模块包括GPS定位模块和GPRS/GSM数据传输模块，可实现对被监控装置的定位及无线信息传输。XT55的GPS定位模块将位置信息发送给主控模块中的LPC938，主控模块中的LPC938将位置信息处理后送XT55模块的GPRS/GSM数据传输模块发出。

同时远程监控中心可根据需要利用短消息通过XT55模块发送控制命令给主控模块LPC938，以改变监控装置的信息发送频率及工作模式，使其可更加长期持续工作。同时也可随时对定位监控装置进行设置，包括开启和关闭实时监控功能。

如图3所示，本实施例工作时，首先上电，主控模块LPC938进行系统初始化等操作，如端口配置，串口中断使能等等；接着开启XT55模块中的GPRS/GSM模块，并且等待其登录到网络上，设置相应的工作模式，已将低功耗；然后打开XT55模块中的GPS接收器，并且设置睡眠模式和GPS信息的输出选择。紧接着，对电池电量进行A/D采样，并对采样结果寄存器值进行整合以适合远程传输。由于系统工作模式字符数组在编程时就预设了默认工作模式值，所以在A/D采样等动作完成之后，直接按照预定的工作模式进行操作，具体涉及与远程监控中心的数据发送间隔，是否需要电量字符串，当前用户预定工作模式等。在每次发送批量数据结束后，程序自动判别监控中心是否发来各种预定义指令。当监控中心没有预定义指令到来时，监控终端就按照原有模式进行工作，原有模式可能是编程时的预定义模式，也有可能是上一次远程监控中心所发指令的预定义模式。由此，远程监控中心就能够实时的对终端进行定位，并且动态的对终端的工作模式进行调整。另外，系统也实现了对终端所用电池的电量监控功能。当监控中心发送的指令要求发送间隔为0时，就进入编程时所定义的工作模式0。该模式下，远程终端不再向数据库发送位置电量速度方向等信息，终端处于“关”状态。由此，就实现了远程的开关机，既节省了在用户不需要使用时的费用，也大大地降低了本终端的功耗。

Claims

1、一种双电源移动装备持续定位监控装置，包括：电源管理模块、主控模块、定位及数据无线传输模块，其特征在于，电源管理模块为整个终端提供电源，电源管理模块输入端接车载电源，输出端接主控模块和定位及数据无线传输模块；主控模块实现对定位及数据无线传输模块的管理并向远程监测中心发送车辆位置及工作状态信息，定位及数据无线传输模块实现位置信息的采集及无线传输，主控模块和定位及数据无线传输模块通过双向数据传输线联接，进行数据和控制指令的通讯。

2、根据权利要求1所述的双电源移动装备持续定位监控装置，其特征是，所述电源管理模块包括：电压转换模块、锂电池充电及保护模块、电源切换模块，电压转化模块将车载电源电压转换为工作电压，电压转化模块输入端与车载电源连接，输出端与锂电池充电及保护模块连接，同时与电源切换模块的输入端相联，锂电池充电及保护模块实现由锂电池对终端供电及对锂电池的充放电保护，电源切换模块实现车载电源及锂电池电源选择。

3、根据权利要求1或2所述的双电源移动装备持续定位监控装置，其特征是，所述电源管理模块的输入端接车载12V电源，经过其内部的自动转换及切换，输出4.2V和3.3V工作电压，其中3.3V电压输出端接主控模块，4.2V电压输出端接定位及数据无线传输模块。

4、根据权利要求2所述的双电源移动装备持续定位监控装置，其特征是，所述电源切换模块由同时具有常开触点和常闭触点的继电器组成，常开触点接在车载电源输入回路，常闭触点接在锂电池供电回路，当接通车载电源时常开触点吸合，常闭触点断开，车载电源为终端供电；当车载电源故障或熄火时，常闭触点吸合，常开触点断开，由锂电池为终端供电。

5、根据权利要求2所述的双电源移动装备持续定位监控装置，其特征是，所述锂电池充电及保护模块，包括：充电管理芯片、充电保护开关、放电保护开关，充电保护开关输入端接电压转换模块的输出，充电保护开关输出端接电源管理芯片的电压输入端，电源管理芯片的电压输出端与放电保护开关输入端相连，电源管理芯片的两路控制信号输出分别接充电保护开关的控制输入端和放电保护开关的控制输入端，放电保护开关输出端接监控装置应用电路。

6、根据权利要求5所述的双电源移动装备持续定位监控装置，其特征是，所述充电管理芯片对充电电池电压及电流进行管理判断，当电池电压大于充电设定值时，充电管理芯片控制充电保护开关自动断开，停止充电；当电池电压小于充电设定值时，充电管理芯片又控制充电保护开关闭合，允许充电；当电池电压小于放电设定值时，充电管理芯片控制放电保护开关自动断开，停止放电；当电池电压大于放电设定值时，充电管理芯片又控制放电保护开关又闭合，允许放电。

7、根据权利要求1所述的双电源移动装备持续定位监控装置，其特征是，所述主控模块由8位单片机系统组成，主控模块根据远程监控中心的控制命令，主控模块对定位及数据无线传输模块实现如下操作：开启、停止实时监视、改变定位数据发送频率、对远程控制中心及定位及数据无线传输模块之间数据的解析、实现对移动装备的锁定控制，控制定位及数据无线传输模块的工作状态。

8、根据权利要求1所述的双电源移动装备持续定位监控装置，其特征是，所述定位及数据无线传输模块，包括GPS定位模块及GPS天线、GPRS/GSM数据传输模块及GPRS/GSM天线，GPS定位模块通过GPS天线将移动装置的经纬度位置信息，姿态信息、速度信息、以及时间信息接收，经解析运算后发送给主控模块，主控模块将GPS定位模块发送的信息处理后送GPRS/GSM数据传输模块，通过GPRS/GSM天线发送到远程监控中心。

9、根据权利要求8所述的双电源移动装备持续定位监控装置，其特征是，远程监控中心根据需要利用短消息通过GPRS/GSM模块发送控制命令给主控模块，以改变监控装置的信息发送频率及工作模式，同时实现随时对定位监控装置进行设置，包括开启和关闭实时监控。