CN205507090U - 基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其包括基座、电路板、立柱、天线和蓄电池；所述基座安装在车辆外部，所述基座内设置有所述电路板，且所述基座上部与所述立柱一端连接，所述立柱另一端连接有所述天线；所述电路板经所述立柱与所述天线电连接；在所述基座内还安装有用于在更换外电源时不中断连续工作的所述蓄电池。本实用新型用于定位车辆地理位置，地理位置用经纬度描述；电路板的CUP中设置有搜索最近SIM卡方法；同时电路板中安装有功能类似SIM卡的通讯模块，将车辆地理位置信息和乘客SIM卡信息传输到通信公司后台系统。当乘客出门乘车时，只要乘客携带手机乘车，乘客在通信公司留存的指定亲人或紧急联系人，就会收到乘客的乘车信息。

Description

基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统

技术领域

本实用新型涉及一种交通信息网络领域，特别是关于一种基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统。

背景技术

中国北斗卫星导航系统（BEIDOU Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具有通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒，覆盖亚太地区，2020年左右将覆盖全球。

完整的北斗导航系统包括卫星组群、地面控制系统、BDS接收机，其中BDS接收机能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及BDS数据的后处理软件包构成完整的BDS用户设备。BDS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。

目前各种类型的接收机体积越来越小，重量越来越轻，用户设备部分，它通过接受天空不同位置的三颗以上的卫星信号，测定接收机所在的位置，简单来说是利用了数学上三条线确定一个点的原理。随着北斗导航技术的快速发展，现在众多车辆管理机构或公司都已经将导航技术应用在车辆上，结合后台系统中的地图，对车辆进行跟踪和监督，极大提高了车辆的管理效率。

虽然出行方式愈加多元化，乘车更加便捷，但是乘车活动中遇到的问题却依然存在，比如出租车司机抢劫，或者对乘客进行人身伤害事件层出不穷，依靠道德约束并不能完全杜绝人们的恶念，必须依靠科学技术力量来保障依法治国理念的顺利实施。假如乘客在乘车时，乘客的亲人或者紧急联系人能够及时收到乘客的乘车信息，其中包括上车时间、上车地点、车牌号、车辆负责人信息、下车时间、下车地点，在这种乘车信息共享条件下，车辆司机会完全杜绝恶念，假如做出违法犯罪行为，公安机构就可以及时根据乘客乘车信息对犯罪分子进行抓捕。因此，开发一种基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，利用科学技术来限制人们的恶念，保障依法治国的顺利实施，这对于推动科学技术发展，促进社会的和谐进步具有重大意义。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，该系统能有效保障乘客的人身安全，使乘客的亲人或紧急联系人能够及时收到乘客的乘车信息。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其特征在于：它包括基座、电路板、立柱、天线和蓄电池；所述基座安装在车辆外部，所述基座内设置有所述电路板，且所述基座上部与所述立柱一端连接，所述立柱另一端连接有所述天线；所述电路板经所述立柱与所述天线电连接；在所述基座内还安装有用于在更换外电源时不中断连续工作的所述蓄电池。

优选地，所述电路板包括变频模块、信号通道和通信模块；所述天线经前置放大器将接收到的卫星信号传输至所述变频模块，所述变频模块将该卫星信号变频率处理后经所述信号通道传输至所述通信模块，所述通信模块将处理后的卫星信号传输至已有通信公司后台系统。

优选地，所述变频模块包括频率变换器、基准频率模块和频率综合模块；所述频率变换器用于接收所述天线传输至的卫星信号，并将变换频率后的信号传输至所述信号通道；外部电源与所述基准频率模块输入端连接，所述基准频率模块输出端经所述频率综合模块与所述频率变换器连接；所述频率综合模块输出端还连接所述信号通道。

优选地，所述信号通道包括信号解扩解调器、C/A码发生器、P码发生器、D(t)模块、伪码测量模块和载波相位测量模块所述信号解扩解调器用于接收所述变频模块传输至的卫星信号，所述C/A码发生器、P码发生器输入端与所述频率综合模块输出端连接，所述C/A码发生器、P码发生器输出端连接所述信号解扩解调器；所述信号解扩解调器输出端分别连接所述D(t)模块、伪码测量模块和载波相位测量模块，所述D(t)模块用于将接收到的数据码进行运算处理，并将处理后的信号传输至所述通信模块；所述伪码测量模块用于求得定接收机天线所在点的三维坐标，所述载波相位测量模块是利用载波相位观测值或载波相位差分观测值，经基线向量解算以获得两个同步观测站之间的基线向量坐标差；所述伪码测量模块和载波相位测量模块将处理后的信号都传输至所述通信模块。

优选地，所述通信模块包括存储器和CPU，所述存储器用于存储所述信号通道传输至的信号，且所述存储器与所述CPU进行信息交互，所述CPU将接收到的信号经通信网络传输至已有通信公司后台系统。

优选地，所述天线采用碟形天线，由陶瓷材料制成。

优选地，所述立柱为空心管，所述电路与所述天线电连接的线路位于所述立柱的空心内；在所述立柱两头还分别设置有用于连接所述天线和基座的螺纹。

优选地，所述基座、立柱都采用尼龙塑料材料制成，所述基座通过螺钉固定在车辆外部。

优选地，所述电路板中搜索最近SIM卡的方法为：以乘客经度和乘客纬度为变量，以（｜乘客经度-接收机经度｜/360）²+ （｜乘客纬度-接收机纬度｜/360）²为距离、以接收机位置为基准，查找距离最近的乘客，进而查找出最近的SIM卡。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

（1）本实用新型主要包括天线、立柱、基座、电路板，并在电路板CPU中设置搜索最近SIM卡的方法。当乘客出门乘车时，只要乘客携带手机乘车，乘客在通信公司留存的指定亲人或紧急联系人，就会收到乘客的上车时间、上车地点、车牌号、车辆负责人信息、下车时间、下车地点这些信息；

（2）本实用新型全自动智能化，不需要消费者做任何实施动作；

（3）本实用新型由北斗导航系统、通信公司、车辆管理机构共同合作，实现技术共享，信息共享，极大推动社会的科技水平快速发展；

（4）本实用新型有利于公安人员根据乘客乘车信息快速破获违法犯罪行为，实现利用科技力量保障法治的顺利实施。

因此，本实用新型的乘车信息共享系统，乘客提前在通信公司留存亲人或紧急联系人手机号，当乘客出门乘车时，留存电话会接收到上车地点、上车时间、车牌号、车辆负责人信息、下车时间、下车地点这些信息，免除了乘客亲人对乘客的担心挂念，公安部分也可根据乘车信息快速获取案件证据进行破案，消除车辆驾驶员犯罪的念头，利用科技力量保障了依法治国的顺利实施，极大推动了社会的和谐发展。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

图1是本实用新型收紧状态时安装在汽车上的示意图。

图2是本实用新型撑开状态时的结构正视图。

图3是本实用新型收紧状态时的拆解图。

图4是本实用新型的电路板结构示意图。

图5是本实用新型的整体应用原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1～图3所示，本实用新型提供一种基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其包括基座1、电路板2、立柱3、天线4和蓄电池，基座1、电路板2、立柱3和天线4构成BDS接收机。基座1安装在车辆外部，基座1内设置有电路板2，且基座1上部与立柱3一端连接，立柱3另一端连接有天线4。其中，电路板2经立柱3与天线4电连接。在基座1内还安装有蓄电池，用于在更换外电源时不中断连续工作，在使用外电源时蓄电池自动充电，关机后，蓄电池为电路板2中的存储器供电，以防止数据丢失。使用时，通过BDS接收机定位车辆地理位置，地理位置用经纬度描述；乘客在出门乘车时需要携带手机，手机中也安装有SIM卡，BDS接收机中的电路板2可以实现搜索最近SIM卡功能，并能将车辆地理位置信息和乘客SIM卡信息传输到已有通信公司后台系统。

上述实施例中，如图4所示，电路板2包括变频模块、信号通道和通信模块。天线4经前置放大器将接收到的卫星信号传输至变频模块，变频模块将该卫星信号变频率处理后经信号通道传输至通信模块，通信模块将处理后的卫星信号传输至已有通信公司后台系统。

其中，变频模块包括频率变换器、基准频率模块和频率综合模块。频率变换器用于接收天线4传输至的卫星信号，并将变换频率后的信号传输至信号通道；外部电源与基准频率模块输入端连接，基准频率模块输出端经频率综合模块与频率变换器连接。频率综合模块输出端还连接信号通道。

信号通道包括信号解扩解调器、C/A码发生器、P码发生器、D(t)模块、伪码测量模块和载波相位测量模块。信号解扩解调器用于接收频率变换器传输至的卫星信号，卫星信号包括数据码、测距码和载波信号；C/A码发生器、P码发生器输入端与频率综合模块输出端连接，C/A码发生器、P码发生器输出端连接信号解扩解调器。信号解扩解调器输出端分别连接D(t)模块、伪码测量模块和载波相位测量模块，D(t)模块用于将接收到的数据码进行运算处理，并将处理后的信号传输至通信模块。伪码测量模块是由BDS接收机在某一时刻测出得到四颗以上卫星的伪距以及已知的卫星位置，采用距离交会的方法求定接收机天线所在点的三维坐标。所测伪距就是由卫星发射的测距码信号到达BDS接收机的传播时间乘以光速所得出的量测距离。由于卫星钟、接收机钟的误差以及无线电信号经过电离层和对流层中的延迟，实际测出的距离与卫星到接收机的几何距离有一定差值，因此一般称量测出的距离为伪距；用码进行测量的伪距为码伪距。同时，所测伪距又可以作为载波相位测量中解决整波数不确定问题（模糊度）的辅助资料。载波相位测量模块是利用BDS接收机测定载波相位观测值或载波相位差分观测值，经基线向量解算以获得两个同步观测站之间的基线向量坐标差。由BDS接收机在某一指定历元产生的基准信号的相位与此时接收到的卫星载波信号的相位之差(也称瞬时载波相位差)，将此值按测站、卫星、观测历元3个要素对其进行差分处理而得到的间接观测值(称载波相位的差分观测值)。按求差分的次数，可分为一次差、二次差、三次差观测值。此两观测值中包含卫星至接收机的距离信息，而它连同卫地距的时间变化，均为卫星与接收机位置的函数，故可用其进行接收机定位和卫星定轨。伪码测量模块和载波相位测量模块将处理后的信号都传输至通信模块。

通信模块包括存储器和CPU，存储器用于存储D(t)模块、伪码测量模块和载波相位测量模块传输至的信号，且存储器与CPU进行信息交互，CPU将接收到的信号经通信网络传输至已有通信公司后台系统。其中，CPU内设置有搜索最近SIM卡功能。

上述实施例中，电路板2的CPU内搜索最近SIM卡功能实现方法如下：以乘客经度和乘客纬度为变量，以（｜乘客经度-接收机经度｜/360）²+ （｜乘客纬度-接收机纬度｜/360）²为距离、以接收机位置为基准，查找距离最近的乘客，进而查找出最近的SIM卡。

本实用新型采用的搜索最近SIM卡方法查询速度是mysqI空间数据算法的2倍，其本质是三角函数，对距离的平方值进行了筛选，经测试，在100万数据中提取100条数据只需要2.5秒，本实用新型只要求找出最近的SIMI号即可，所以本实用新型最后可直接查找出最近距离乘客即可。寻找到距离最近的SIMI编码后，BDS接收机中的通信模块将IMSI编码发送到通信公司后台系统，后台系统中的数据库中描述了IMSI编码和手机号的对应关系，乘客需提前在通信公司办理这项服务，提前在通信公司后台数据库中留存了亲人或紧急联系人的手机号，随后后台系统将BDS接收机收集的乘客乘车信息，包括上车地点、上车时间、车牌号、车辆负责人信息、下车时间、下车地点这些信息，发送到亲人或紧急联系人的手机上。

而且，车辆管理公司已经在应用北斗导航系统来监管记录车辆行驶信息，在车辆的BDS接收机中提前录入车牌号和车辆负责人信息。因此，本实用新型的基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统联合了通信公司、车辆管理机构进行合作实施。

上述各实施例中，基座1、立柱3都采用尼龙塑料材料制成，基座1通过螺钉固定在车辆外部。

上述各实施例中，立柱3为空心管，电路2与天线4电连接的线路位于立柱3的空心内。在立柱3两头还分别设置有螺纹，分别用于连接天线4和基座1。

上述各实施例中，天线4采用碟形天线，属于全向天线的一种，无波速角度，适用情况同全向天线。天线4采用陶瓷材料制成，其读取距离较近，读取距离可达2米，具抗干扰、抗雷、防水防尘能力，陶瓷天线的作用是将卫星传来的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流。

综上所述，如图5所示，本实用新型在应用时，北斗导航系统的地外空间部分分布有多颗卫星，工作人员正确的运行轨迹编成星历，分别注入每个卫星，且经由卫星发送给本实用新型的BDS接收机，正确接收每个卫星的星历，就可确知卫星的准确位置。北斗导航系统在每颗卫星上装置有十分精密的原子钟，并由监测站经常进行校准。卫星发送导航信息，同时也发送精确时间信息。BDS接收机接收此信息，使与自身的时钟同步，就可获得准确的时间，因此，BDS接收机除了能准确定位之外，还可产生精确的时间信息。

卫星向地面BDS接收机发送伪随机码，发送时间和接收时间差就是电磁波传输时间，乘以电磁波传输速度，就可获知卫星和地面BDS接收机的距离。因此地面BDS接收机处于多个球形的交点，球形的球心是卫星的位置，球半径为卫星和地面BDS接收机的距离，交点的经纬度即BDS接收机的经纬度。

BDS接收机中安装有功能类似SIM的通信模块，乘客手机中也安装SIM卡，每张SIM卡里面一般都存着一个全球唯一的标志号，叫做IMSI，当SIM卡都在激活状态时，即手机开机不断读取SIM信息时，就会将IMSI号发给通信网络，然后通信网络会给每一个IMSI分配IP，所以此时乘客手中的SIM卡和BDS中的通讯芯片，分别被分配特定的IP。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的连接和结构都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件的连接和结构进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其特征在于：它包括基座、电路板、立柱、天线和蓄电池；所述基座安装在车辆外部，所述基座内设置有所述电路板，且所述基座上部与所述立柱一端连接，所述立柱另一端连接有所述天线；所述电路板经所述立柱与所述天线电连接；在所述基座内还安装有用于在更换外电源时不中断连续工作的所述蓄电池。

2.如权利要求1所述的基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其特征在于：所述电路板包括变频模块、信号通道和通信模块；所述天线经前置放大器将接收到的卫星信号传输至所述变频模块，所述变频模块将该卫星信号变频率处理后经所述信号通道传输至所述通信模块，所述通信模块将处理后的卫星信号传输至已有通信公司后台系统。

3.如权利要求2所述的基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其特征在于：所述变频模块包括频率变换器、基准频率模块和频率综合模块；所述频率变换器用于接收所述天线传输至的卫星信号，并将变换频率后的信号传输至所述信号通道；外部电源与所述基准频率模块输入端连接，所述基准频率模块输出端经所述频率综合模块与所述频率变换器连接；所述频率综合模块输出端还连接所述信号通道。

4.如权利要求2所述的基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其特征在于：所述信号通道包括信号解扩解调器、C/A码发生器、P码发生器、D(t)模块、伪码测量模块和载波相位测量模块所述信号解扩解调器用于接收所述变频模块传输至的卫星信号，所述C/A码发生器、P码发生器输入端与所述频率综合模块输出端连接，所述C/A码发生器、P码发生器输出端连接所述信号解扩解调器；所述信号解扩解调器输出端分别连接所述D(t)模块、伪码测量模块和载波相位测量模块，所述D(t)模块用于将接收到的数据码进行运算处理，并将处理后的信号传输至所述通信模块；所述伪码测量模块用于求得定接收机天线所在点的三维坐标，所述载波相位测量模块是利用载波相位观测值或载波相位差分观测值，经基线向量解算以获得两个同步观测站之间的基线向量坐标差；所述伪码测量模块和载波相位测量模块将处理后的信号都传输至所述通信模块。

5.如权利要求2所述的基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其特征在于：所述通信模块包括存储器和CPU，所述存储器用于存储所述信号通道传输至的信号，且所述存储器与所述CPU进行信息交互，所述CPU将接收到的信号经通信网络传输至已有通信公司后台系统。

6.如权利要求1所述的基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其特征在于：所述天线采用碟形天线，由陶瓷材料制成。

7.如权利要求1所述的基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其特征在于：所述立柱为空心管，所述电路与所述天线电连接的线路位于所述立柱的空心内；在所述立柱两头还分别设置有用于连接所述天线和基座的螺纹。

8.如权利要求1或7所述的基于北斗导航和通信网络的乘车信息共享系统，其特征在于：所述基座、立柱都采用尼龙塑料材料制成，所述基座通过螺钉固定在车辆外部。