CN200987153Y - 数字车牌 - Google Patents
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Abstract
一种数字车牌，包括密封壳体，其特征在于：所述密封壳体内设有嵌入式处理器模块、卫星定位模块、航迹推算系统定位模块、移动无线数据传输模块及电源控制模块，所述的嵌入式处理器模块由嵌入式CPU芯片、外围电路存储模块SDRAM和外围电路存储模块FLASH组成，所述嵌入式处理器模块经过串口与卫星定位模块、移动无线数据传输模块相连，通过A/D转换器与航迹推算系统定位模块相连。本实用新型既具有车辆的数字化标识(车辆电子编号)又可作为获取车辆定位信息并发送至控制系统的交通信息采集平台，从而实现车辆的智能化管理和定位导航以及实现全国统一的智能交通系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数字车牌。
背景技术
现有的车牌只起到一种物理标识的作用，且只能固定悬挂在车辆上，功能单一，无法实现车辆的智能化管理和定位导航，也无法解决智能交通系统问题，然而，随着我国改革开放，机动车拥有量近十年以12％的年均速度增长，目前汽车保有量已达到3400万辆，而道路发展跟不上汽车发展，矛盾日益加剧，道路堵塞、交通事故、尾气污染、能源浪费的现象变得越来越严重，成为严重的社会问题，同时与汽车相关的案件也日益增多，区此，对于车辆的智能化管理和定位导航以及实现智能交通的要求日益提高。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种数字车牌，该产品既具有车辆数字化标识(车辆电子编号)功用又可作为获取车辆定位信息并发送至控制系统的交通信息采集平台，从而有利于实现车辆的智能化管理和定位导航以及实现智能交通系统。
本实用新型是通过以下技术方案来实现发明目的的：
本实用新型包括密封壳体，其特征在于：所述密封壳体内设有嵌入式处理器模块、卫星定位模块、航迹推算系统定位模块、移动无线数据传输模块及电源控制模块，所述的嵌入式处理器模块由嵌入式CPU芯片、外围电路存储模块SDRAM和外围电路存储模块FLASH组成，所述嵌入式处理器模块经过串口与卫星定位模块、移动无线数据传输模块相连，通过A/D转换器与航迹推算系统定位模块相连。
本实用新型与现有的汽车牌照(物理编号)相结合，悬挂在车辆前部，便于在控制系统的导航电子地图上确定车辆的跟踪标识符号(跟踪标识符号是车辆实际外观，主要是外廓尺寸、车身颜色，按导航电子地图比例的缩小版，其基本特征是由控制系统上的车辆属性数据库中的车辆相关属性决定的)，也可以放在车内，便于通过功能扩展接口模块连接LED液晶显示屏、语音模块、汽车信息电子设备、防盗报警设备等，数字车牌还可以通过功能扩展接口模块连接压力传感器、摄像头、酒精检测传感器、刷卡器、收款机等实现各种功能。
附图说明
附图是本实用新型构造原理图。
具体实施方式
本实用新型包括密封壳体，其特征在于：所述密封壳体内设有嵌入式处理器模块、卫星定位模块、航迹推算系统定位模块、移动无线数据传输模块及电源控制模块，所述的嵌入式处理器模块由嵌入式CPU芯片、外围电路存储模块SDRAM和外围电路存储模块FLASH组成，所述嵌入式处理器模块经过串口与卫星定位模块、移动无线数据传输模块相连，通过A/D转换器与航迹推算系统定位模块相连。
上述的卫星定位模块是全球定位系统(GPS)定位模块、伽利略卫星定位系统(Galileo)定位模块或北斗导航卫星系统(CNSS)定位模块。
上述的航迹推算系统(DRS)定位模块是由陀螺仪或地磁角度传感器分别与速度计、里程仪、加速度计组合构成，最常用的是由一个单片机、三个微机械陀螺仪和三个微机械加速度计组成的微惯性测量单元(MIMU)。
上述的移动无线数据传输模块是通用分组无线业务(GPRS)无线数据传输模块或码分多址(CDMA)无线数据传输模块或通用移动通信系统(UMTS)无线数据传输模块或高速下行链路分组接入(HSDPA)无线数据传输模块或微波接入全球协作(WiMAX)无线数据传输模块或移动宽带无线接入(MBWA)无线数据传输模块。
上述电源模块由车载电瓶供电，并输出数字车牌所需的电压，为处理器模块、定位模块、移动无线数据传输模块、功能扩展接口模块、LED液晶显示屏、语音模块提供电源，该电源模块还集成有备用充电电池，一旦车载电源被恶意切断、被偷盗、或由于意外无法供电，将会激发备用电池供电。
上述密封壳体内还设有与嵌入式处理器模块相连接的功能扩展接口模块，所述的功能扩展接口模块可以包括视频接口、音频接口、I/O控制模块或预留有GPIO口和A/D通道的A/D转换模块。
本实用新型各模块构成及功能说明如下：
1、嵌入式处理器模块：由嵌入式CPU芯片及外围电路存储模块(FLASH、SDRAM)组成，是整个硬件的核心，一方面通过串口及A/D转换器与定位模块相连，接收GPS或Galileo或CNSS和DRS定位模块输出的定位信息，一方面经串口与GPRS或CDMA或UMTS或HSDPA或WiMAX或MBWA移动无线数据传输模块相连，控制移动无线数据传输模块与控制系统进行规定内容的数据传输。处理器模块CPU芯片(特别是数字车牌悬挂在车辆前部)要求能适用于各种恶劣的工作环境，FLASH用于存放嵌入式操作系统，SDRAM用于存放应用软件和指令数据以及车辆电子编号。
2、卫星定位模块：由DRS模块和GPS或Galileo或CNSS定位模块组成，是能否实现车辆定位和控制系统各种功能的关键，定位模块不间断地向处理器发送定位坐标，处理器也可以向定位模块发送设置命令，以控制定位模块的状态和工作方式。能够实现DRS模块的传感器有很多种，如陀螺仪或者地磁角度传感器分别与速度计、里程仪、加速度计组合等，最常用的是由一个单片机、三个微机械陀螺仪和三个微机械加速度计组成的微惯性测量单元(MIMU)，三个陀螺仪和加速度计被安装在三个正交的方向；GPS或Galileo或CNSS定位模块可采用由GPS、Galileo或CNSS组合的双工模块，也可单独使用GPS、Galileo或CNSS模块。通过低成本的DRS传感器和GPS/Galileo/CNSS的特点互补，采用所固有的系统动态和测量模型、算法和处理程序，利用DRS和GPS/Galileo/CNSS的原始测量数据直接估计出准确的组合位置、速度和姿态。
3、移动无线数据传输模块：根据控制系统对实时动态交通电子地图的准确度要求和移动无线数据传输网络的性能、建设和使用情况，确定采用GPRS、CDMA、UMTS、HSDPA、WiMAX、或者MBWA移动无线数据传输模块，如希望得到更为准确的实时动态交通电子图，满足平滑车辆定位轨迹的需要，DRS模块和GPS/Galileo/CNSS模块必须有较高的数据刷新率(如DRS模块数据刷新率采用100Hz，GPS/Galileo/CNSS模块数据刷新率为10Hz)，就需要采用在移动情况下有高的数据传输速率、无延时、用户容量大的移动无线数据传输模块(如HSDPA，数据传输速率可达2Mbps至7Mbps之间)。移动无线数据传输模块主要是根据控制系统的要求上传车辆电子编号和定位信息，也可以接收来自控制系统的指令。
4、功能扩展接口模块：包括视频接口、音频接口、I/O控制模块(RS232串行端口、IrDA红外数据端口、USB通用串行总线端口等)、A/D转换模块(预留有GPIO口和A/D通道)等，便于以后加装各种传感器(如在货运车辆上加装压力传感器、在客运车辆内加装探头等防止超载，加装酒精检测传感器防止酒后驾驶等)、刷卡器(如读取驾驶证信息防止无证驾驶)、收款机(用于车辆缴纳过路费、过桥费、停车费、养路费、油费、违章罚款等)、语音模块(交通管理部门用于交通疏导)和LED液晶显示屏(用于导航)等，经过数字车牌及其移动无线数据传输模块，将传感器、刷卡器和收款机信息传送到控制系统，或由控制系统将交通信息传送到语音模块、LED液晶显示屏。
5、电源模块：供电采用车载电瓶(12V)，通过电源模块输出数字车牌所需的电压(3.3V)，为处理器模块、定位模块、移动无线数据传输模块、扩展接口模块、LED液晶显示屏、语音模块等提供电源。另外电源模块还集成了备用充电电池锂电池，一旦车载电源被恶意切断、被偷盗、或由于意外(如车祸)无法供电，将会激发备用电池供电。
6、数字车牌外壳：采用高新技术材料，防潮、防水、防腐、防尘、防震和耐高温、低温，以及两米高抗摔落。
要使数字车牌实现采集车辆定位信息、并将车辆电子编号和定位信息发送至控制系统，还要依靠软件设计，通过程序来完成。数字车牌采用嵌入式操作系统如Linux作为软件开发平台以缩短开发时间，并使源代码更易于维护和升级；采用嵌入式数据库如人民大学开发的“小金灵”(minidragon)用于信息点数据存储、数据访问与数据交换，嵌入式数据库具有占用系统资源少、运行速度快的特点；相对于功能扩展接口模块，采用MiniGUI系统开发易于使用的人机交互图形界面。通过软件设计，实现系统初始化、接收并处理定位模块发送的定位信息和控制系统下发的指令、处理并发送控制系统请求上传的车辆电子编号和当前状态(如经纬度、高度、速度，或行使距离、方位角变化量，和时间等)、紧急情况时(如车载电池被恶意断开、车祸)上传报警信息等。
通过数字车牌上的GPS/Galileo/CNSS和DRS定位模块采集车辆的实时位置，由GPRS/CDMA/UMTS/HSDPA/WiMAX/MBWA等移动无线数据传输模块将车辆的电子编号和实时位置发送到控制系统，在控制系统，经过数据处理程序修正，得到车辆准确的位置坐标，在GIS应用服务器上，根据车辆准确的位置坐标，在导航电子地图的相应位置添加车辆跟踪标识符号，从而实现将车辆定位到导航电子地图的车道上，所有车辆同一时刻动态显示其当前所在的位置和轨迹，就可以得到准确的实时动态交通电子地图。在控制系统，对于交通管理部门，可以依据准确的实时动态交通电子图，实现对车辆的的智能化管理和对整个交通(特别是城市交通)的监控和疏导；对于用户终端(特别是车载终端)可以得到实时交通导航电子图，经过扩展模块和相关数据库，可以实现车辆的导航、定位、防盗、停车位预约、消息推送等功能；对于公众，也可以通过浏览控制系统网站，得到感兴趣的交通讯息。
在控制系统的车辆属性数据库中，保存有车辆的所有人(所属单位)、所有人身份证(所属单位地址)、登记机关、登记日期、制造厂名称、车辆类型、车辆品牌、车辆型号、车辆识别代码(车架号)、发动机号、外廓尺寸、货厢内部尺寸、车身颜色、总质量、核定载客数(载重量)、机动车登记证书编号、车辆电子编号(数字化标识)和物理编号(机动车登记编号，即车牌号)等属性，车辆的电子编号用于计算机的检索和处理，物理编号用于人工界面的显示和帮助，并且车辆电子编号和物理编号的对应关系，只能在控制系统的内部网站通过对用户的权限采用双重验证的机制后得到，这样可以保证车辆的行踪不被泄漏。由于控制系统网站采用物理隔离网闸，同时对用户的权限验证采用双重验证的机制，确保了控制系统数据的安全性，很好地保护车辆位置的隐私。
综上所述，本实用新型结合其控制系统能够很好地解决车辆的智能化管理和城市交通拥堵及其它有关交通问题，而且进一步完善各项位置服务功能，可以实现全国统一的智能交通系统平台，具有十分重要的社会意义。
Claims (7)
1、一种数字车牌，包括密封壳体，其特征在于：所述密封壳体内设有嵌入式处理器模块、卫星定位模块、航迹推算系统定位模块、移动无线数据传输模块及电源控制模块，所述的嵌入式处理器模块由嵌入式CPU芯片、外围电路存储模块SDRAM和外围电路存储模块FLASH组成，所述嵌入式处理器模块经过串口与卫星定位模块、移动无线数据传输模块相连，通过A/D转换器与航迹推算系统定位模块相连。
2、根据权利要求1所述的数字车牌，其特征在于：所述的卫星定位模块是全球定位系统定位模块、伽利略卫星定位系统定位模块或北斗导航卫星系统定位模块。
3、根据权利要求1所述的数字车牌，其特征在于：所述的航迹推算系统定位模块是由陀螺仪或地磁角度传感器分别与速度计、里程仪、加速度计组合构成。
4、根据权利要求1所述的数字车牌，其特征在于：所述的移动无线数据传输模块是通用分组无线业务无线数据传输模块或码分多址无线数据传输模块或通用移动通信系统无线数据传输模块或高速下行链路分组接入无线数据传输模块或微波接入全球协作无线数据传输模块或移动宽带无线接入无线数据传输模块。
5、根据权利要求1所述的数字车牌，其特征在于：所述电源模块由车载电瓶供电，该电源模块还集成有备用充电电池。
6、根据权利要求1、2、3、4或5所述的数字车牌，其特征在于：所述密封壳体内还设有与嵌入式处理器模块相连接的功能扩展接口模块。
7、根据权利要求6所述的数字车牌，其特征在于：所述的功能扩展接口模块可以包括视频接口、音频接口、I/O控制模块或预留有GPIO口和A/D通道的A/D转换模块。
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