CN204925400U - 一种基于双模卫星导航系统的车载终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于双模卫星导航系统的车载终端，卫星信号接收机与卫星信号处理模块相连，中央处理器分别与卫星信号处理模块、GIS系统、通信模块、语音控制模块、外部接口模块、输入输出模块和存储模块相连；所述的卫星信号接收机包括北斗卫星信号接收机和GPS卫星信号接收机中的一种或两种的组合；输入输出模块分别与显示器、指示灯、键盘和触摸屏相连；语音控制模块分别与扬声器和麦克风连接。本实用新型提供了一种具有北斗和GPS双模卫星定位功能的车载终端，在定位功能中采用GIS系统提高定位精度，通过外部接口模块与车载网络系统相连，集数据采集、数据处理、数据传输、CAN技术、行驶记录等功能于一体。

Description

一种基于双模卫星导航系统的车载终端

技术领域

本实用新型属于卫星导航技术领域，特别涉及一种双模基于卫星导航系统的车载终端。

背景技术

在我国交通运输和道路工程中，车辆监控调度系统应用市场有着很大的产业潜能，且已经到了开发大规模发展关键时期。车辆监控调度系统的应用行业十分广泛，如运钞车的报警、定位监控，警车、消防车、救护车的指挥调度，有些城市的出租车、租车服务、物流配送等行业已经开始对车辆进行监控跟踪、调度管理。车载导航终端是一种利用全球卫星定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)提供的位置、速度及时间等信息，并配合高精度的导航电子地图，为用户提供导航服务，帮助用户准确、实时的在电子地图上规划行车路线，同时引导用户按规划的路线到达目的地的设备。使用时，当用户输入目的地后，车载GPS终端会在几秒钟内计算出最佳行驶路线，并在行驶的途中用语音提示正确的行驶方向，同时，通过显示屏可以实时的显示车辆所在的位置及周围环境设施。

车载终端安装在监控车辆上，由GPS信号接收模块、数据处理软件及相应的用户设备组成，实时获取车辆的地理位置、车辆的运行情况等信息，将信息在本地显示，然后将信息通过通信系统传输给监控调度中心，此外终端还需要能够接收来自监控调度中心的调度命令，且将命令反馈给用户。车载终端硬件部分的设计关系到整个系统的效率。要很好的实现车辆监控调度系统，达到理想的定位精度，有好的用户体验，车载终端的硬件部分的设计是很关键的一个部分。目前，在我国市场上，豪华车上装设的车载导航仪多为采用GPS进行导航的导航仪。然而，虽然GPS技术比较成熟、器件价格低且民用频段是完全免费的，但是现有的GPS/GSM组合模式车辆监控调度系统存在不足：GPS本身不具备数字通信功能，而作为通信手段的GSM存在大量的通信盲区等。另外，GPS是受他人所控制，其有权利在GPS中加入干扰码，在非常时期我们可能无法有效使用GPS信号，使得定位在关机时失效，甚至产生误导。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有北斗和GPS双模卫星定位功能的车载终端，在定位功能中采用GIS系统提高定位精度，集数据采集、数据处理、数据传输、CAN技术、行驶记录等功能于一体的基于双模卫星导航系统的车载终端。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于卫星导航系统的车载终端，，包括卫星信号接收机、卫星信号处理模块、GIS系统、通信模块、电源管理模块、中央处理器、输入输出模块、存储模块、语音控制模块和外部接口模块；卫星信号接收机与卫星信号处理模块相连，中央处理器分别与卫星信号处理模块、GIS系统、通信模块、语音控制模块、外部接口模块、输入输出模块和存储模块相连；

所述的卫星信号接收机包括北斗卫星信号接收机和GPS卫星信号接收机中的一种或两种的组合；电源管理模块包括电源和电源转换单元，电源的输出通过电源转换单元后分别与其余模块连接，为车载终端内其余模块供电；输入输出模块分别与显示器、指示灯、键盘和触摸屏相连；语音控制模块分别与扬声器和麦克风连接；

所述的卫星信号处理模块包括数字基带信号处理器和数字信号处理器，数字信号处理器与中央处理器连接。

进一步地，所述的北斗卫星信号接收机包括北斗接收天线、北斗LNA低噪放大器和北斗信号射频处理模块，北斗接收天线与北斗LNA低噪放大器连接，北斗LNA低噪放大器与北斗信号射频处理模块连接，北斗信号射频处理模块连接数字基带信号处理器，数字基带信号处理器与数字信号处理器连接。

进一步地，所述的GPS卫星信号接收机包括GPS接收天线、GPSLNA低噪放大器和GPS信号射频处理模块，GPS接收天线与GPSLNA低噪放大器连接，GPSLNA低噪放大器与GPS信号射频处理模块连接，GPS信号射频处理模块与数字基带信号处理器连接，数字基带信号处理器与数字信号处理器连接。

进一步地，所述的外部接口模块包括USB接口、RJ-45以太网接口、RS232通信接口、RS485通信接口或CAN总线通信接口中的一种或多种的组合。

进一步地，所述的指示灯包括工作状态指示灯和报警指示灯，两种指示灯的颜色不相同。

进一步地，所述的通信模块包括GPRS通信模块、SMS通信模块、3G通信模块或Wi-Fi通信模块中的一种或多种的组合。

本实用新型的有益效果是：

1、提供了一种具有北斗和GPS双模卫星定位功能的车载终端，在定位功能中采用GIS系统提高定位精度，通过外部接口模块与车载网络系统相连，可实现车内信息的共享，可通过外部接口模块获取的方向信息、车速信息和位置信息来实现车辆自主导航功能，集数据采集、数据处理、数据传输、CAN技术、行驶记录等功能于一体，可应用于出租车辆、运输车辆、特种车辆、租赁车辆等交通调度领域；

2、由于北斗卫星导航定位系统是由中国自行研制开发的区域导航定位系统，本实用新型采用该导航系统作为定位和数据传输信道，可保证全国及东南亚部分却与覆盖以及数据的时效性、自主性、高安全性、高可靠性和高稳定性且能够节省成本。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图；

图2为本实用新型的卫星信号和数据接收和解析结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，一种基于双模卫星导航系统的车载终端，，包括卫星信号接收机、卫星信号处理模块、GIS系统、通信模块、电源管理模块、中央处理器、输入输出模块、存储模块、语音控制模块和外部接口模块；卫星信号接收机与卫星信号处理模块相连，中央处理器分别与卫星信号处理模块、GIS系统、通信模块、语音控制模块、外部接口模块、输入输出模块和存储模块相连；

所述的卫星信号接收机包括北斗卫星信号接收机和GPS卫星信号接收机中的一种或两种的组合；电源管理模块包括电源和电源转换单元，电源的输出通过电源转换单元后分别与其余模块连接，为车载终端内其余模块供电；输入输出模块分别与显示器、指示灯、键盘和触摸屏相连；语音控制模块分别与扬声器和麦克风连接；

所述的卫星信号处理模块包括数字基带信号处理器和数字信号处理器，数字信号处理器与中央处理器连接。

地理信息系统(GIS)是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统。在严格的意义上，是一个具有集中、存储、操作、和显示地理参考信息的计算机系统，能够有效提高定位的精度。

本发明为复合型车载终端，完整的车载终端通信功能包括接收北斗/GPS卫星信息，数据接受和解析，信息发送。其中，在信息接收和数据接收和解析部分，如图2所示：所述的北斗卫星信号接收机包括北斗接收天线、北斗LNA低噪放大器和北斗信号射频处理模块，北斗接收天线与北斗LNA低噪放大器连接，北斗LNA低噪放大器与北斗信号射频处理模块连接，北斗信号射频处理模块连接数字基带信号处理器，数字基带信号处理器与数字信号处理器连接。

所述的GPS卫星信号接收机包括GPS接收天线、GPSLNA低噪放大器和GPS信号射频处理模块，GPS接收天线与GPSLNA低噪放大器连接，GPSLNA低噪放大器与GPS信号射频处理模块连接，GPS信号射频处理模块与数字基带信号处理器连接，数字基带信号处理器与数字信号处理器连接。卫星天线包括北斗接收天线和GPS接收天线，北斗接收天线和GPS接收天线的作用是分别收集由北斗/GPS卫星传来的微弱信号，并尽可能去除杂讯。低噪声放大电路其实是由噪声系数很低的放大器(LNA)和它的外围电路组成。它对卫星信号进行了第一级的滤波，之后的信号处理都是基于LNA放大后的信号进行的，因而这一部分电路非常重要。

北斗信号射频处理模块和GPS信号射频处理模块均采用中频数据采集技术，将采集到的高频射频信号输入通过AGC、下变频器和振荡器变频为中频信号，且能利用A/D转换器和频率合成器将中频信号采样和数字化，稳定地将数字信息传递给数字基带信号处理器单元。要求为：在下变频处理、模数转换输出的过程中做到尽量排除噪声的干扰、提高信噪比。这一部分电路主要包括混频器(Mixer)、压控振荡器(VCO)、可编程变频器(PFD)、可变增益放大器(VGA)、A/D转换器(A/DConverter)等。

数字基带信号处理器的作用是基于一些数学算法，将来自于第一部分信号接收模块的中频信号进行处理，捕获并且跟踪信号，并将导航电文数据解调，提取定位所必须的观测量，进而解算出定位和导航的信息，然后以一定格式的数据形式，将有用的信息通过串口方式传送给DSP、MCU或PC等中央处理器。而其详细功能可以概括为对北斗/GPS信号的捕获、北斗/GPS信号的跟踪、数据解调、提取观测量和导航解算这五部分。

进一步地，所述的外部接口模块包括USB接口、RJ-45以太网接口、RS232通信接口、RS485通信接口或CAN总线通信接口中的一种或多种的组合。中央处理器通过外部接口模块与车载网络系统相连，且用于接收所述车载网络系统发送的车辆状态信息，所述车辆状态信息包括车辆的方向信息、车速信息、位置信息、转向状态信息、制动状态信息以及灯光状态信息。可理解地，通过所述外部接口模块获取的方向信息、车速信息和位置信息可实现车辆自主导航功能。而且，通过外部接口模块还可以通过连接在外部接口模块上的车载网络系统直接读取车辆中的转速、水，温、油压、机油温度等信息，从而实现信息共享。另外，通过外部接口模块还可实现与车辆的仪表、发动机管理系统、变速箱控制系统、ABS系统的通信并可扩展实现报警管理、行驶记录管理等业务，如偏航报警、里程统计、状态报警、油量监测等。也可以通过外部接口模块将数据导出。

进一步地，所述的指示灯包括工作状态指示灯和报警指示灯，两种指示灯的颜色不相同。

所述的通信模块为了让车载终端能发送信息，和系统交互，无线通信模块与监控中心的服务器进行数据交换，发送GPS定位信息与车辆行驶信息到监控中心，监控中心则反馈交通路况信息、天气资讯信息与其他调度指示等。通信模块包括GPRS通信模块、SMS(短信)通信模块、3G通信模块或Wi-Fi通信模块中的一种或多种的组合。所述服务信息具体包括等。较佳地，所述通信模块还可以接收北斗卫星系统发送的短报文信息，通过北斗一号卫星接收后台服务处理中心发送的故障诊断信息和调度指令，从而扩展实现远程故障诊断、指挥调度功能。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于双模卫星导航系统的车载终端，其特征在于，包括卫星信号接收机、卫星信号处理模块、GIS系统、通信模块、电源管理模块、中央处理器、输入输出模块、存储模块、语音控制模块和外部接口模块；卫星信号接收机与卫星信号处理模块相连，中央处理器分别与卫星信号处理模块、GIS系统、通信模块、语音控制模块、外部接口模块、输入输出模块和存储模块相连；

所述的卫星信号接收机包括北斗卫星信号接收机和GPS卫星信号接收机中的一种或两种的组合；电源管理模块包括电源和电源转换单元，电源的输出通过电源转换单元后分别与其余模块连接，为车载终端内其余模块供电；输入输出模块分别与显示器、指示灯、键盘和触摸屏相连；语音控制模块分别与扬声器和麦克风连接；

所述的卫星信号处理模块包括数字基带信号处理器和数字信号处理器，数字信号处理器与中央处理器连接。

2.根据权利要求1所述的基于双模卫星导航系统的车载终端，其特征在于，所述的北斗卫星信号接收机包括北斗接收天线、北斗LNA低噪放大器和北斗信号射频处理模块，北斗接收天线与北斗LNA低噪放大器连接，北斗LNA低噪放大器与北斗信号射频处理模块连接，北斗信号射频处理模块连接数字基带信号处理器，数字基带信号处理器与数字信号处理器连接。

3.根据权利要求1所述的基于双模卫星导航系统的车载终端，其特征在于，所述的GPS卫星信号接收机包括GPS接收天线、GPSLNA低噪放大器和GPS信号射频处理模块，GPS接收天线与GPSLNA低噪放大器连接，GPSLNA低噪放大器与GPS信号射频处理模块连接，GPS信号射频处理模块与数字基带信号处理器连接，数字基带信号处理器与数字信号处理器连接。

4.根据权利要求1所述的基于双模卫星导航系统的车载终端，其特征在于，所述的外部接口模块包括USB接口、RJ-45以太网接口、RS232通信接口、RS485通信接口或CAN总线通信接口中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的基于双模卫星导航系统的车载终端，其特征在于，所述的指示灯包括工作状态指示灯和报警指示灯，两种指示灯的颜色不相同。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的基于双模卫星导航系统的车载终端，其特征在于，所述的通信模块包括GPRS通信模块、SMS通信模块、3G通信模块或Wi-Fi通信模块中的一种或多种的组合。