CN201986167U - 通讯装置以及通讯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种通讯装置以及通讯系统。所述的通讯装置包括CPCI接口单元、串口控制单元、GPS模块、GSM/GPRS模块和WLAN模块，所述串口控制单元分别连接于所述的GPS模块、GSM/GPRS模块和CPCI接口单元；所述WLAN模块连接于CPCI接口单元。所述的通讯系统包括一个或者多个所述的通讯装置；以及监控中心，所述的通讯装置中的GSM/GPRS模块和WLAN模块与该监控中心进行数据交换。本实用新型的通讯系统引用了GPRS辅助GPS定位技术，作为一个校验GPS信息准确度的参照，弥补了GPS/GSM监测系统的缺陷和不足，更能满足高速轨道车辆的实时监测。

Description

通讯装置以及通讯系统

技术领域

本实用新型涉及一种移动通讯技术领域的通讯装置，特别是涉及一种集成GPS、GSM/GPRS和WLAN技术的通讯装置以及通讯系统。

背景技术

GPS全球定位系统是美国从上世纪70年代开始研制的具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统，能为用户目标提供全天候、高精度、连续实时的导航、定位和授时，已被广泛应用于地面移动目标的跟踪定位。

GPRS(General Packet RADIo Service，通用分组无线业务)是一种以分组交换技术为基础，采用IP数据网络协议，传输高速、低速数据及信令的高效数据传输网络。相对于传统的远程传输方式来说，GPRS数据传输GPRS资费比较便宜，同时又能长时间保持网络连接，信道不被占用。

WLAN(Wireless Local Area Network)技术从标准的角度出发，技术结构已由传统的单点方式向集中结构演化。本质特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。

近年来，随着国内工业的高速发展，轨道交通建设成为国家建设的一个重点。现有的车辆监控系统融合了GPS(global positioning system)全球卫星定位系统、GIS(geographic information system)地理信息系统和GSM(global system for mobile communication)无线移动通信系统等通信技术于一体，是轨道交通系统的核心组成部分。但是，现有的交通车辆监测系统存在以下缺陷：

整机硬件平台采用通用式电脑或通用型工业控制计算机，该平台虽然成本低廉，但采用X86架构，功耗高，启动速度慢，故障后恢复时间长。无法在高低温，震动，湿热和盐雾的环境下工作，长期工作可能存在处理 器卡工作不稳定等问题。更无法保证整套设备的稳定，高效工作。

采用单一、带宽低和接入速度较慢的GSM网络。不能满足数据量较大，要求比较苛刻的情况。在偏远轨道线GSM网络的不完全覆盖，一旦列车出现故障，没办法通过GSM网络向地面控制中心发送故障信息，无法保证轨道的顺畅和新兴轨道交通的高速发展。

现有的车辆监测系统中的GPS是由美国开发的军民两用卫星定位系统。当今投入使用的均为民用定位系统，定位精度较差，同时主动权不在中国用户，如果GPS被战略关闭，国内轨道交通势必遭受很大的打击。

有鉴于上述现有的通讯装置存在的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的通讯装置以及通讯系统，使其更具有实用性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的通讯装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的通讯装置以及通讯系统，所要解决的技术问题是使其集成GPS、GSM/GPRS和WLAN技术，从而更加适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种通讯装置，包括CPCI接口单元、串口控制单元、GPS模块、GSM/GPRS模块和WLAN模块，所述串口控制单元分别连接于所述的GPS模块、GSM/GPRS模块和CPCI接口单元；所述WLAN模块连接于CPCI接口单元。本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的通讯装置，还进一步包括：电源模块，向所述CPCI接口单元、串口控制单元、GPS模块、GSM/GPRS模块和WLAN模块提供电力，所述的串口控制单元采用oxuPci954型芯片作为主控器，连接于所述的GPS模块还连接有GPS天线接口。所述的GSM/GPRS模块包括GSM模块和GPRS模块。

本实用新型还提出一种通讯系统，其包括一个或者多个上述的通讯装置以及监控中心，所述的通讯装置中的GSM/GPRS模块和WLAN模块与该监控中心进行数据交换。

借由上述技术方案，本实用新型通讯装置至少具有下列优点：

与现有技术相比，本实用新型的通讯装置由GPS模块收集定位信息，然后通过GSM/GPRS和WLAN将信息网络上传，其引用WLAN无线网络技术并结合GPRS技术，使得GPS定位信息更加精准、并可以高速地进行信息反馈。其中的CPCI接口单元由于其功能的独立性与可维护性，生产与测试更为高效，其完全满足当今高速轨道列车监测系统的要求。

本实用新型的通讯系统，引用了GPRS辅助GPS定位技术，作为一个校验GPS信息准确度的参照，弥补了GPS/GSM监测系统的缺陷和不足，能满足高速轨道车辆的实时监测。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的通讯装置的结构示意图。

图2是本实用新型的通讯系统的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体实施方式详细说明如后。

如图1所示，本实用新型提出的通讯装置10，包括GPS模块11、GSM/GPRS模块12、WLAN模块13、串口控制单元14、CPCI接口单元15和电源模块16。所述串口控制单元14分别连接于所述的GPS模块11、GSM/GPRS模块12和CPCI接口单元15，所述WLAN模块13连接于CPCI接口单元15。所述电源模块16向所述CPCI接口单元、串口控制单元、GPS模块、GSM/GPRS模块和WLAN模块提供电力。

所述的GPS模块11，用于接收GPS卫星40的信号，并计算出本通讯装置目前所在位置。GPS模块11采用的是compass systems的EB818 surf 3代GPS模块，它由变频器、信号通道、微处理器和存储单元组成。GPS模块11通过串行口向串口控制单元14发送定位坐标；串口控制单元14也可以向GPS模块发送设置命令，以控制GPS模块的状态和工作方式。GPS模块需 要配备GPS天线接收GPS卫星信号。一般在比较开阔的地区，需接收到三颗以上的GPS卫星信号才能进行准确定位。本通讯装置的GPS模块11连接于GPS天线接口，方便用户将天线放置在GPS接收理想的列车外部。当本通讯装置上电时，GPS模块初始化，以每秒一次的速度向串口控制单元14发送接收到的GPS定位信息。该GPS模块是小体积、高集成度、低功耗、高性能的定位模块，有较高的灵敏度，能够在较为恶劣的工业环境中正常工作的模块，实时、有效地接收GPS定位信息。

GSM/GPRS模块12包括GSM模块和GPRS模块，可以方便地利用GSM/GPRS进行通讯。GSM/GPRS模块具备G网连接通信能力，能够正常短信、语音功能，并能够通过GPRS网络传输以及GPRS网络定位功能。本实用新型采用西门子公司的GSM/GPRS模块MC55I，它同串口控制单元14以串行口的方式连接，并采用一定的波特率进行通信。串口控制单元14通过AT命令控制GSM模块使其发送短消息，使用GPRS模块传送数据或进行语音通话。GSM模块与SIMM卡之间主要通过SIMCLK和SIMDATA信号线进行数据通信。在使用GPRS功能时，还需要选择支持GPRS的SIM卡，并开通GPRS服务。GSM模块还支持驱动两路麦克风、两路扬声器和一路蜂鸣器。其中一路麦克风和扬声器可以连到手柄的听筒上，以实现车载电话功能。上电初始化完成后，当用户通过短信方式请求发送GPS定位信息时，GSM模块检查接收情况，然后解析和调用发送请求的用户号码，然后通知主控器将GPS定位信息通过短信方式发送给目标用户。GSM/GPRS模块同时也能实现网络定位功能，需要本通讯装置使用开通GPRS服务的SIM卡。当终端用户请求查询位置信息时，通过特定指令向离终端最近的移动基站30发送查询信息，移动基站30根据信号接收时延粗略计算你所处的地理位置。使用GPRS查询定位信息是用于辅助GPS定位，得到更精确更实时的GPS定位信息。

所述的WLAN模块13能够将GPS模块获取的定位信息通过无线网络形式传送给用户。WLAN网络与GSM/GPRS网络传输不同，WLAN网络一般采用近距离传输、接入速度快、系统容量大，对于当今无线网络覆盖面非常广的情况下，采用无线传输能够取得非常好的效果，能够弥补GPRS资费问题、信号质量问题和传输延迟问题。WLAN模块作为独立的模块，拥有自身的主控器，是PCI桥下的另外一个设备，使得用户可以通过无线网络发送定位信息请求和发送，可以通过上位机控制和接收GPS信息。本通讯装置的WLAN模块13采用atheros的ar5006x主控器，其具备同CPCI接口单元连接的能力，以及良好的无线网络特性，能够大吞吐量和高速的传输GPS定位信息。

所述的串口控制单元14，具备同CPCI接口单元连接的逻辑，同时又具备连接GPS模块、GSM/GPRS模块的能力。其采用oxford(牛沣仪器公司)的器件oxuPci954型芯片作为主控器，它拥有PCI接口使它无需转换便能工作在PCI桥下，具有4个高性能通用串口UART通道，GPS模块11和GSM/GPRS模块12分别挂在其中的两个串口通道上。GPS定位信息和我GSM指令都是通过UART串口进行传输。当本通讯装置上电后，进行初始化，设置串口波特率和配置各个寄存器。然后oxuPci954主控器通过中断请求信号得知是GSM还是GPS发出中断请求信号。如果是GPS的请求，则实时更新之前保存的GPS定位信息；如果是GSM的请求，则将当前GPS定位信息实时发送给用户。对GPS模块和GSM/GPRS模块的控制都是通过操作主控器的两个串口实现的，因此要保证串口收发数据的准备性，串口波特率、校验位和CRC校验的正确性。

所述的CPCI接口单元15采用标准CPCI连接器，遵循PICMG 2.0coreCompact PCI标准，保证了本通讯装置的实用性和通用性。其经过PCI-PCI桥芯片PCI2050的转换，串口控制单元14和WLAN模块13能够作为PCI外围设备正常工作在PCI桥下。

所述的电源模块16用于给本通讯装置中的其它模块供电。本通讯装置的电源模块提供三路电压，分别为：3.6V、5V、3.3V。其中，GSM模块在发送和接收数据时需要的电流比较大(约为2A)，选用了linear公司的LM3086电源芯片。它是一种PWM方式调制的高功率稳压芯片，可以提供高达3.5A的尖锋电流。电源模块中还设计了后备电池系统，在车载电源不工作或被破坏时给车载GPS终端供电。在车载电源工作正常的情况下，后备电池会自动被充电。

本实用新型的通讯装置在加电启动完成板初始化过程后，GPS模块开始工作，每秒一次实时更新当前的GPS定位信息，当用户通过短信、网络或PCI上位机请求定位信息时，本通讯装置将会以短信方式、GPRS/WLAN网络 方式、PCI总线方式、或GSM语音方式给用户实时反馈当前定位信息。

如图2所示，本实用新型还提出一种通讯系统，包括一个或者多个上述的通讯装置10以及监控中心20，所述的通讯装置10中的GSM/GPRS模块12和WLAN模块13与监控中心进行数据交换。监控中心20包含无线网络接口，GSM/GPRS接口，能够实时解析通过网络传输过来的GPS定位信息；同时又必须发送GPS定位信息发送请求的功能，以直观的界面提供给监控人员，和存储各个节点的GPS经纬度、时间、速度等定位信息。本通讯系统可以实现对每个通讯装置进行定位。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种通讯装置，其特征在于包括：CPCI接口单元、串口控制单元、GPS模块、GSM/GPRS模块和WLAN模块，

所述串口控制单元分别连接于所述的GPS模块、GSM/GPRS模块和CPCI接口单元；

所述WLAN模块连接于CPCI接口单元。

2.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，还包括：

电源模块，向所述CPCI接口单元、串口控制单元、GPS模块、GSM/GPRS模块和WLAN模块提供电力。

3.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，所述的串口控制单元采用oxuPc i954型芯片作为主控器。

4.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，还包括GPS天线接口，连接于所述的GPS模块。

5.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，所述的GSM/GPRS模块包括GSM模块和GPRS模块。

6.一种通讯系统，其特征在于其包括：

一个或者多个权利要求1-5任一项所述的通讯装置；以及

监控中心，所述的通讯装置中的GSM/GPRS模块和WLAN模块与该监控中心进行数据交换。