CN206117650U - 基于卫星的车载平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于卫星的车载平台。本实用新型基于卫星的车载平台，包括：中央处理器CPU板、移动通信板以及卫星通信定位板，其中卫星通信定位板上设置有全球定位系统GPS模块、北斗卫星通信接口以及处理模块；GPS模块用于获取GPS定位信息，北斗卫星通信接口用于获取北斗定位信息，处理模块用于根据GPS定位信息和北斗定位信息，确定目标定位信息；CPU板用于将车载数据发送给卫星通信定位板和移动通信板，卫星通信定位板和移动通信板用于将目标定位信息和车载数据发送给地面监控中心。本实用新型提供的车载平台不仅提高了无线通信的稳定性和实时性以及定位的精确性，还为实时准确的监视和诊断机车状态提供了更加完善的信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆通信技术，尤其涉及一种基于卫星的车载平台。
背景技术
我国机车的运用、检修情况主要依靠车载平台进行状态监测与故障诊断，辅助机车的管理和维修，实现对机车设备故障进行预警，为推进机车设备状态提供支持。
现有的车载平台采用第三代移动通信技术3G/第四代移动通信技术4G/无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)进行数据的采集和传输，利用全球定位系统(Global Positioning System，GPS)进行定位，实现车载数据实时上传给地面监控中心，由地面监控中心完成远程监控。
现有技术中，一方面机车经常运行在高海拔或较为偏僻的地区，3G/4G/WLAN信号较弱，容易造成数据的丢失或错误，影响对机车状态的分析。另一方面GPS单模的定位也只能精确到10m，不能满足精确定位机车的需求。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于卫星的车载平台，以克服3G/4G/WLAN无线通信在复杂条件下无法及时准确传输数据以及采用GPS单模的定位方式无法满足机车精准定位的需求的问题。
本实用新型提供一种基于卫星的车载平台，包括：中央处理器CPU板、移动通信板以及卫星通信定位板，其中
所述CPU板上设置有以太网接口和串行接口，所述移动通信板通过所述以太网接口与所述CPU板连接，所述卫星通信定位板通过所述串行接口与所述CPU板连接，所述卫星通信定位板上设置有全球定位系统GPS模块、北斗卫星通信接口以及处理模块；
所述GPS模块用于获取GPS定位信息，所述北斗卫星通信接口用于获取北斗定位信息，所述处理模块用于根据所述GPS定位信息和所述北斗定位信息，确定目标定位信息；
所述CPU板用于将车载数据发送给所述卫星通信定位板，所述卫星通信定位板用于将所述目标定位信息和所述车载数据发送给地面监控中心；
所述卫星通信定位板还用于将所述目标定位信息发送给所述CPU板，所述CPU板还用于将所述车载数据和所述目标定位信息发送给所述移动通信板，所述移动通信板用于将所述目标定位信息和所述车载数据发送给地面监控中心。
可选地，还包括：电源板和网卡；
所述电源板通过背板总线分别与所述网卡、所述CPU板、所述移动通信板以及所述卫星通信定位板连接；
所述网卡还分别与多功能车辆总线MVB和所述CPU板连接；
所述网卡用于从所述MVB获取所述车载数据，并将所述车载数据发送给所述CPU板。
可选地，所述电源板上设置有电压转换单元，所述电压转换单元用于将高压转换为低压。
可选地，所述移动通信板上设置有移动通信模块和无线局域网WLAN模块。
可选地，所述GPS模块和所述北斗卫星通信接口一体设置。
可选地，所述移动通信板还用于接收所述地面监控中心发送的控制指令，并将所述控制指令发送给所述CPU板；
所述卫星通信定位板还用于接收所述地面监控中心发送的控制指令，并将所述控制指令发送给所述CPU板。
本实用新型基于卫星的车载平台，通过CPU板由以太网接口将车载数据和目标定位信息发送给移动通信板，同时由串行接口将车载数据和目标定位信息发送给卫星通信定位板，移动通信板和卫星通信定位板将车载数据和目标定位信息发送给地面监控中心，实现了车载平台通过移动通信板和卫星通信定位板双通道对数据进行传输。同时，GPS模块和北斗卫星通信接口获得通过采用北斗卫星与GPS双模结构得到的GPS定位信息和北斗定位信息，再经过处理模块得到更为准确的目标定位信息，实现了对机车的精准定位。车载平台不仅提高了无线通信的稳定性和实时性以及定位的精确性，还为实时准确有效的监视和诊断机车状态提供了更加完善的信息。
附图说明
图1为本实用新型基于卫星的车载平台实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型基于卫星的车载平台实施例二的结构示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型基于卫星的车载平台实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的车载平台包括：中央处理器CPU板10、移动通信板20以及卫星通信定位板30，其中CPU板10上设置有以太网接口11和串行接口12，移动通信板20通过以太网接口11与CPU板10连接，卫星通信定位板30通过串行接口12与CPU板10连接，卫星通信定位板30上设置有全球定位系统GPS模块31、北斗卫星通信接口32以及处理模块33；GPS模块31用于获取GPS定位信息，北斗卫星通信接口32用于获取北斗定位信息，处理模块33用于根据GPS定位信息和北斗定位信息，确定目标定位信息；CPU板10用于将车载数据发送给卫星通信定位板30，卫星通信定位板30用于将目标定位信息和车载数据发送给地面监控中心；卫星通信定位板30还用于将目标定位信息发送给CPU板10，CPU板10还用于将车载数据和目标定位信息发送给移动通信板20，移动通信板20用于将目标定位信息和车载数据发送给地面监控中心。
具体地，该车载平台设置在机车上，该车载平台可以获取机车的各种车载数据以及定位信息。该机车可以为火车、汽车、摩托车等各种车辆。例如，该火车可以为动车。车载数据可包括实时的机车状态信息、仪器设备的状态信息以及相应的记录文件等信息。该车载平台可以完成车载数据和目标定位信息向地面监控中心的传输，从而能够向地面监控中心提供机车准确的定位信息，以及实时向地面监控中心提供机车的状态信息，便于地面监控中心的远程监控。
在车载平台提供机车准确的定位信息方面，本实施例利用北斗卫星的大范围且高精度覆盖的优势，采用北斗卫星与GPS双模结构得到GPS定位信息和北斗定位信息，车载平台通过GPS模块31获得GPS定位信息，且通过北斗卫星通信接口32获得北斗定位信息，经由处理模块33将GPS定位信息和北斗定位信息进行交叉比较，通过预设算法计算得到目标定位信息，目标定位信息会更为精准，从而实现对机车的精准定位，对于预设算法的具体实现方式，本实施例此处不做特别限制。
在车载平台实时提供机车的状态信息方面，卫星通信定位板30将目标定位信息传输给CPU板10，CPU板10不仅通过以太网接口11将车载数据和目标定位信息发送给移动通信板20，还通过串行接口12将车载数据发送给卫星通信定位板30，从而移动通信板20和卫星通信定位板30都能够将车载数据和目标定位信息发送给地面监控中心。车载平台通过移动通信板20和卫星通信定位板30双通道进行数据传输，从而实现对机车进行高精度的定位和对机车状态全面实时的监控。
可选地，移动通信板20上设置有移动通信模块21和无线局域网WLAN模块22。
具体地，在进行机车到地面监控中心传输车载数据和目标定位信息的过程中，移动通信模块21提供3G/4G无线传输通道，本领域技术人员可以理解，随着通信技术的发展，还可提供第四代移动通信技术5G等无线传输通道，WLAN模块22提供无线保真Wi-Fi接口，便于车载数据和目标定位信息的快速传输。
下面结合具体的机车行驶的环境条件，选择不同的传输通道传输车载数据和目标定位信息给地面监控中心的进行详细说明。
一种可行的实现方式，一般在车库中，车载平台采用WLAN模块22将车载数据和目标定位信息传输给地面监控中心。
另一种可行的实现方式，机车行驶在正常的条件时，车载平台通过移动通信模块21和卫星通信定位板30进行车载数据和目标定位信息传输，优先采用移动通信模块21传输的车载数据和目标定位信息。
又一种可行的实现方式，机车行驶在复杂的环境时，如高海拔以或较为偏僻的地区，3G/4G信号较弱，车载平台采用卫星通信定位板30上的GPS模块31和北斗卫星通信接口32将车载数据和目标定位信息传输给地面监控中心，保证了全天候数据的实时传输，实现了地面监控中心对机车进行实时远程监控。
本实施例提供的基于卫星的车载平台，通过CPU板由以太网接口将车载数据和目标定位信息发送给移动通信板，同时由串行接口将车载数据和目标定位信息发送给卫星通信定位板，移动通信板和卫星通信定位板将车载数据和目标定位信息发送给地面监控中心，实现了车载平台通过移动通信板和卫星通信定位板双通道对数据进行传输。同时，GPS模块和北斗卫星通信接口获得通过采用北斗卫星与GPS双模结构得到的GPS定位信息和北斗定位信息，再经过处理模块得到更为准确的目标定位信息，实现了对机车的精准定位。车载平台不仅提高了无线通信的稳定性和实时性以及定位的精确性，还为实时准确有效的监视和诊断机车状态提供了更加完善的信息。
下面采用详细的实施例，对本实用新型提供的基于卫星的车载平台的结构进行详细说明。图2为本实用新型基于卫星的车载平台实施例二的结构示意图，如图2所示，本实施例提供的车载平台还包括：电源板40和网卡50；电源板40通过背板总线70分别与网卡50、CPU板10、移动通信板20以及卫星通信定位板30连接；网卡50还分别与多功能车辆总线MVB60和CPU板10连接；网卡50用于从MVB60获取车载数据，并将车载数据发送给CPU板10。
具体地，网卡50从MVB60获取车载数据发送给CPU板10，获取需要监视和诊断的车载数据。在实际应用过程中，各种监测设备以及传感设备都与MVB60连接，因此，网卡50可从MVB60中获取监测设备和传感设备获取对应的车载数据。
可选地，电源板40上设置有电压转换单元，电压转换单元用于将高压转换为低压。
具体地，电源板40将110V转换成5V，供电给网卡50、CPU板10、移动通信板20以及卫星通信定位板30，起到防浪涌保护、输入欠压保护、输入反向保护、输入过流、过压保护、输出过流保护、输出短路保护等功能。
可选地，GPS模块31和北斗卫星通信接口32一体设置。
具体地，GPS模块31和北斗卫星通信接口32可以一体设置在一个模块中，该一体设置的模块具有天线，通过该天线可自动识别GPS和北斗卫星双模结构且能够获取GPS定位信息和北斗定位信息。
本实施例中不仅可以实现车载数据和目标地位信息由车载平台向地面监控中心的传输，而且还能实现地面监控中心发送控制指令给车载平台，实现数据的双向远程传输。
下面采用详细的实施例，对地面监控中心发送控制指令给车载平台的实现进行详细说明。移动通信板20还用于接收地面监控中心发送的控制指令，并将控制指令发送给CPU板10；卫星通信定位板30还用于接收地面监控中心发送的控制指令，并将控制指令发送给CPU板10。本领域技术人员可以理解，地面监控中心可以通过各种服务器来实现。
具体地，地面监控中心可将控制指令发送给移动通信板20和卫星通信定位板30，移动通信板20和卫星通信定位板30再将控制指令发送给CPU板10，CPU板10控制车载平台进行设备状态的改变、文件数据的传输等操作，从而实现了地面监控中心对车载平台的远程操作。
最后，以一个具体的例子，对本实施例提供的各器件的参数进行说明。
下面为车载平台中的CPU板10、和移动通信板20、卫星通信定位板30、电源板40和网卡50的具体参数指标。
其中，CPU板10的参数包括：功耗小于15W，供电电源为5V，以太网接口支持1路以太网接口11，串口采用2路串口，1路是异步传输标准接口RS232，与串行接口12不同，CPU板10通过RS232与外部设备连接，进行调试，1路是串行接口12，采用智能仪表RS485，CPU板10通过串行接口12与卫星通信定位板30连接，实现数据的传输，可选地串行接口12设在CPU板10的背板上；
移动通信板20的参数包括：支持的远程网络制式有全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communication，GSM)、通用分组无线服务(General Packet RadioService，GPRS)、3G/4G/5G，功耗小于15W，供电电源为5V；
卫星通信定位板30的参数包括：定位精度可达实时厘米级，处理后可达毫米级，授时精度为100ns，捕获时间为冷启动30s，热启动15s，失锁重捕为1s，通信成功率大于95％，跟踪灵敏度为-161dBm，功耗小于15W，供电电源为5V；
电源板40的参数包括：输入电源范围是77V-137.5V，标称电压为110V，额定输出电压为5V且小于12A，输出电压精度不大于+1％，输出电压纹波不大于+120mV，输出过压保护范围是5.8V-6.2V(输出电压为5V时)，输出功率不小于120W；
网卡50的参数包括：编解码方式为曼彻斯特编解码，波特率为1.5Mbps，接口类型具备EMD、ESD通信接口，实际可配端口数大于120个，且端口地址可配，端口数据长度为2、4、8、16、32字节可配，功率小于12W，供电电源为5V。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种基于卫星的车载平台，其特征在于，包括：中央处理器CPU板、移动通信板以及卫星通信定位板，其中
所述CPU板上设置有以太网接口和串行接口，所述移动通信板通过所述以太网接口与所述CPU板连接，所述卫星通信定位板通过所述串行接口与所述CPU板连接，所述卫星通信定位板上设置有全球定位系统GPS模块、北斗卫星通信接口以及处理模块；
所述GPS模块用于获取GPS定位信息，所述北斗卫星通信接口用于获取北斗定位信息，所述处理模块用于根据所述GPS定位信息和所述北斗定位信息，确定目标定位信息；
所述CPU板用于将车载数据发送给所述卫星通信定位板，所述卫星通信定位板用于将所述目标定位信息和所述车载数据发送给地面监控中心；
所述卫星通信定位板还用于将所述目标定位信息发送给所述CPU板，所述CPU板还用于将所述车载数据和所述目标定位信息发送给所述移动通信板，所述移动通信板用于将所述目标定位信息和所述车载数据发送给地面监控中心。
2.根据权利要求1所述的车载平台，其特征在于，还包括：电源板和网卡；
所述电源板通过背板总线分别与所述网卡、所述CPU板、所述移动通信板以及所述卫星通信定位板连接；
所述网卡还分别与多功能车辆总线MVB和所述CPU板连接；
所述网卡用于从所述MVB获取所述车载数据，并将所述车载数据发送给所述CPU板。
3.根据权利要求2所述的车载平台，其特征在于，所述电源板上设置有电压转换单元，所述电压转换单元用于将高压转换为低压。
4.根据权利要求1所述的车载平台，其特征在于，所述移动通信板上设置有移动通信模块和无线局域网WLAN模块。
5.根据权利要求1所述的车载平台，其特征在于，所述GPS模块和所述北斗卫星通信接口一体设置。
6.根据权利要求1所述的车载平台，其特征在于，所述移动通信板还用于接收所述地面监控中心发送的控制指令，并将所述控制指令发送给所述CPU板；
所述卫星通信定位板还用于接收所述地面监控中心发送的控制指令，并将所述控制指令发送给所述CPU板。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106374952A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-01 | 中车大连电力牵引研发中心有限公司 | 基于卫星的车载平台 |
| CN107356277A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-11-17 | 重庆天盛仪表有限公司 | 具有gps防盗定位追踪的仪表 |
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2016
- 2016-10-11 CN CN201621113949.3U patent/CN206117650U/zh active Active
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