CN207625580U - 车载控制终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车载控制终端，包括：主控制器以及与主控制器相连接的GPS模块、通讯模块、以太网模块和多个外设接口；GPS模块与主控制器连接，用于将获取的定位信息传送给主控制器处理；通讯模块包括4G模块、WIFI模块以及USB集线器，USB集线器提供多个USB接口分别连接主控制器和4G模块、WIFI模块；以太网模块连接主控制器上的以太网接口，用于车载控制终端与上位机的通讯、文件传输和调试。本实用新型集成了GPS设备的功能，解决了自动报站多设备设置带来的协同工作问题；增加了无线通信和USB接口，解决了传输稳定性和速度限制的问题；采用以太网接口，可方便地使用计算机对车载控制终端进行升级调试。

Description

车载控制终端

技术领域

本实用新型涉及车载系统领域，尤其涉及一种车载控制终端。

背景技术

公交车载系统是城市公交一卡通核心建设部分，是智能化公交IC卡收费系统的一部分。在公交车载系统中，控制器设备是一项重要的组成部分。

目前，城市公交针对GPS运营调度、IC采集控制器的需求分别装配GPS设备和控制器设备，分别完成相关业务应用。也就是说，现有的车载控制器一般不包含GPS设备，需要从其他设备获取GPS信息，也需要通过GPS设备提供GPRS通道以与后台进行数据交互。但是，GPS设备和控制器设备都可以设置自动报站和手动报站模式，在使用中造成了功能的重复和设置的复杂性。

另外，现有的大部分车载控制器系统与刷卡机连接接口为2芯接口，连接方式为RS485模式，与小键盘连接模式为RS485和CAN模式，与刷卡机的连接方式采用的为有线RS485方式，这种方式按照DATA+和DATA-方式发送数据。485方式为半双工模式，区分主从设备，主从设备的发送命令冲突后会导致命令无效，此方式要求设备间通信方式较严格，同时会导致数据传输的速度降低。

同时，现有的车载控制器升级接口为RS232接口，升级控制器程序时需要采用手持机或电脑接串口进行。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

本实用新型实施例提出一种车载控制终端，以解决现有的车载控制终端集成度不够，通信方式受限的问题。

为了达到上述目的，本实用新型实施例提供一种车载控制终端，包括：主控制器以及与所述主控制器相连接的GPS模块、通讯模块、以太网模块和多个外设接口；所述GPS模块与所述主控制器连接，用于将获取的定位信息传送给所述主控制器处理；所述通讯模块包括4G模块、WIFI模块以及USB集线器，所述USB集线器提供多个USB接口分别连接所述主控制器和4G模块、WIFI模块；所述以太网模块连接所述主控制器上的以太网接口，用于所述车载控制终端与上位机的通讯、文件传输和调试。

进一步地，在一实施例中，所述GPS模块上还包括天线检测电路，用以检测所述GPS模块上的天线的开路和短路状态。

进一步地，在一实施例中，车载控制终端还包括一微控制器，连接在所述GPS模块和主控制器之间，用于接收所述GPS模块发生的定位信息，并将所述定位信息通过串口发送给所述主控制器。

进一步地，在一实施例中，车载控制终端还包括一外部接口板；所述外部接口板通过36针FPC接口连接至所述主控制器；所述外部接口板上包括有LED灯、IR接口和Debug接口。

进一步地，在一实施例中，车载控制终端还包括隔离电源和隔离电源板，所述隔离电源板连接所述隔离电源，用于阻断由于电源不稳定对后端信号的干扰。

进一步地，在一实施例中，车载控制终端还包括存储装置，连接于所述主控制器；所述存储装置包括DDR2、NOR Flash和NAND Flash。

进一步地，在一实施例中，所述多个外设接口包括：多个RS232接口，多个RS485接口，多个CAN接口，多个IO输入接口和多个IO输出接口。

进一步地，在一实施例中，所述主控制器为HI3515芯片。

进一步地，在一实施例中，所述以太网模块为LAN8710。

进一步地，在一实施例中，所述微控制器为STM32F105VC芯片。

本实用新型实施例的车载控制终端，集成了GPS设备的功能，可以摆脱GPS设备的限制直接获取位置信息以及同后台进行数据交互，同时解决了自动报站多设备设置带来的协同工作问题；增加了无线通信和USB接口，解决了传输稳定性和速度限制的问题；采用以太网接口，可方便地使用计算机对车载控制终端进行升级调试。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例车载控制终端的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的GPS模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的通讯模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的以太网模块的结构示意图；

图5为本实用新型一具体实施例的车载控制终端的结构示意图；

图6为本实用新型另一具体实施例的车载控制终端的硬件结构连接图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。

本实用新型实施例所公开的车载控制终端是一种将公交车辆运营调度管理、运营记录、安全行驶记录、卫星定位、语音报站、无线数据传输、语音通信以及对车载刷卡机、报站器、线路牌、车内显示屏等进行集中控制和管理于一体的综合性智能车载设备，能够满足公交车辆运营、调度、IC卡机、报站器管理等各种管理工作的需要。

图1为本实用新型实施例车载控制终端的结构示意图。如图1所示，本实施例的车载控制终端包括：主控制器以及与所述主控制器相连接的GPS模块、通讯模块、以太网模块和多个外设接口。

在本实施例中，GPS模块按照模块要求与所述主控制器的对应管脚连接，用于将获取的定位信息传送给所述主控制器处理。图2为本实用新型实施例的GPS模块的结构示意图。如图2所示，GPS模块通过一微控制器与主控制器相连接。

本实施例中，所述主控制器为HI3515芯片，所述微控制器为STM32F105VC芯片。微控制器STM32接收GPS模块传送的定位信息，通过串口传给主控制器Hi3515处理。并且，GPS模块上还包括一天线检测电路，用以检测所述GPS模块上的天线的开路和短路状态。

图3为本实用新型实施例的通讯模块的结构示意图。如图3所示，通讯模块包括4G模块、GPRS通讯模块、WIFI模块以及USB集线器，所述USB集线器提供多个USB接口分别连接所述主控制器和4G模块、WIFI模块。本实用新型实施例中，GPRS通讯模块使用U6300V(WCDMA模块)、U8300(TD-LTE/FDD-LTE)模块来实现车载控制终端与后台的网络通信。并且，本实施例中，由USB集线器连接到WIFI模块实现无线通信。

图4为本实用新型实施例的以太网模块的结构示意图。以太网模块连接所述主控制器上的以太网接口，用于所述车载控制终端与上位机的通讯、文件传输和调试。主控制器Hi3515提供了1个以太网MAC，实现网络接口数据的接收和发送，可以工作在10Mbit/s或100Mbit/s模式下，支持全双工或者半双工工作模式，提供MII接口(Media IndependentInterface)。本实施例中，以太网模块可以采用LAN8710。

图5为本实用新型一具体实施例的车载控制终端的结构示意图。本实施例中，采用HI3515作为主控制器芯片，运行Linux系统，进行相关GPS和控制器业务的主运算单元，其主要处理其他接口传输的数据，进行高速运算等功能。

在本实施例中，如图5所示，车载控制终端还包括一外部接口板；所述外部接口板通过36针FPC接口连接至所述主控制器；所述外部接口板上包括有LED灯、IR接口和Debug接口。

在一实施例中，外部接口板上包括8个LED灯，分别可以表征系统的各项运行状态如下：

3G：表征系统中的3G/4G连接通讯状态；

USB：U盘状态；

GPS：定位信号状态；

SD：内部存储卡状态；

ERR：系统运行故障状态；

REC：视频编码状态；

WIFI：WIFI连接状态；

ALM：系统运行报警状态。

IR接口为红外信号接口，用于车载控制终端与手持遥控器的通讯。手持遥控器的设置是修改系统底层关键参数的必要要求，某些特定参数必须由遥控器设置，为最高权限，禁止使用人员随意设置。

在本实施例中，如图5所示，车载控制终端还包括隔离电源和隔离电源板，所述隔离电源板连接所述隔离电源，用于阻断由于电源不稳定对后端信号的干扰，起稳定信号的作用。

在本实施例中，如图5所示，车载控制终端还包括存储装置，连接于所述主控制器。所述存储单元包括NOR FLASH、NAND FLASH、DDR2等。

在本实施例中，如图5所示，车载控制终端的多个外设接口包括：多个RS232接口，多个RS485接口，多个CAN接口，多个IO输入接口和多个IO输出接口。在一具体实施例中，其可以包括1个网络接口，3路RS232，5个RS485接口，4个CAN接口，8路IO输入(也可作为告警输入)和2路IO输出(也可作为告警输出)，支持车辆运行状态开关量和速度电脉冲信号输入，支持加速度和陀螺仪传感器。

图6为本实用新型另一具体实施例的车载控制终端的硬件结构连接图。本实施例中，由于车载控制终端要求的高实时性，故采用两片MCU进行数据通讯保证数据的实时传输。两片MCU均采用STM32系列芯片作为协处理器，负责低速串口与外设互联。

在本实施例中，为了满足视频监控的要求，车载控制终端还包括车载音/视频设备接口，例如连接外部的摄像头设备、对讲设备和功放设备。

本实用新型实施例的车载控制终端，存在以下有益效果：

1、集成了GPS设备

终端上集成GPS模块可以摆脱GPS设备的限制直接获取位置信息以及同后台进行数据交互，同时解决了自动报站多设备设置带来的协同工作问题。

2、采用USB接口设计

USB接口使用简单。USB系统接口一致，连线简单，系统可对设备进行自动检测和配置，支持热插拔，新添加设备系统不需要重新启动。

USB系统数据报文附加信息少，带宽利用率高，可同时支持同步传输和异步传输两种传输方式。一个USB系统最高可支持127个物理设备。USB2.0接口可支持最高几百Mbps的传输速率。

USB有较强的纠错能力。USB协议中包含了传输错误管理、错误恢复等功能，同时根据不同的传输类型来处理传输错误。

USB可为其连接的设备进行供电。

USB设备目前的使用较为广泛，升级公交车载智能终端设备只需要一只U盘，不再需要一个专门的手持设备。

3、采用WIFI连接替代485方式

1)建设便捷：因为WiFi是无线技术，所以组建网络时免去了布线工作，只需一个或多个无线AP，就可以满足一定范围的上网需求。

2)无线电波覆盖范围广：最新的WiFi半径可达900英尺左右，约合300米。

3)投资经济：缺乏灵活性是有线网络的固有缺点。在规划有线网络的时候，需要提前考虑到以后的发展需求，这就会导致大量的超前投资，进而出现线路利用率低的情况。而WiFi网络可以随着用户数的增加而逐步扩展。一旦用户数量增加，只需增加无线AP，不需要重新布线，与有线网络相比节约了很多网络建设成本。

4)传输速度快：可达到37.5Mbit/s，能够满足绝大多数个人和社会信息化的需求。

5)业务可集成：WiFi技术在OSI参考模型的数据链路层上与以太网完全一致，所以可以利用已有的有线接入资源，迅速部署无线网络，形成无缝覆盖。

较有线网络相比，有如下优势：

1)无须布线：作为无线网络WiFi最主要的优势就是无须布线从而摆脱了布线的烦恼，因此非常适合移动办公用户，市场前景非常广阔。

2)健康安全：IEEE802.11规定的发射功率在100毫瓦以内，实际发射功率约60～70毫瓦。而蜂窝电话的发射功率在200毫瓦至1瓦之间，手持式对讲机的发射功率高达5瓦，另外无线网络在使用时不会直接接触人体，更加健康安全。

3)简单的组建方法：组建无线网络只需要无线网卡、无线AP和有线架构，费用和复杂度远远低于有线网络。如果要用几台电脑组建对等网，也可不要无线AP，只需要为每台电脑配备一个无线网卡。它的作用主要是在媒体存取控制层中扮演无线工作站和有线局域网的桥梁。无线AP就像有线网络的Hub，无线工作站可以快速且容易地与网络相连。

4)长距离工作：在网络建设完备的情况下，最新的802.11n标准的真实工作距离可以达到300米以上，得益于将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMOOFDM技术，提高了无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。

4、使用以太网接口方式，可方便地使用计算机对车载控制终端进行升级调试。

本实用新型实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本领域技术人员还可以了解到本实用新型实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本实用新型实施例保护的范围。

本实用新型实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种车载控制终端，其特征在于，包括：主控制器以及与所述主控制器相连接的GPS模块、通讯模块、以太网模块和多个外设接口；

所述GPS模块与所述主控制器连接，用于将获取的定位信息传送给所述主控制器处理；

所述通讯模块包括4G模块、WIFI模块以及USB集线器，所述USB集线器提供多个USB接口分别连接所述主控制器和4G模块、WIFI模块；

所述以太网模块连接所述主控制器上的以太网接口，用于所述车载控制终端与上位机的通讯、文件传输和调试。

2.根据权利要求1所述的车载控制终端，其特征在于，所述GPS模块上还包括天线检测电路，用以检测所述GPS模块上的天线的开路和短路状态。

3.根据权利要求1所述的车载控制终端，其特征在于，还包括一微控制器，连接在所述GPS模块和主控制器之间，用于接收所述GPS模块发生的定位信息，并将所述定位信息通过串口发送给所述主控制器。

4.根据权利要求1所述的车载控制终端，其特征在于，还包括一外部接口板；

所述外部接口板通过36针FPC接口连接至所述主控制器；

所述外部接口板上包括有LED灯、IR接口和Debug接口。

5.根据权利要求1所述的车载控制终端，其特征在于，还包括隔离电源和隔离电源板，所述隔离电源板连接所述隔离电源，用于阻断由于电源不稳定对后端信号的干扰。

6.根据权利要求1所述的车载控制终端，其特征在于，还包括存储装置，连接于所述主控制器；

所述存储装置包括DDR2、NOR Flash和NAND Flash。

7.根据权利要求1所述的车载控制终端，其特征在于，所述多个外设接口包括：多个RS232接口，多个RS485接口，多个CAN接口，多个IO输入接口和多个IO输出接口。

8.根据权利要求1-7任一项所述的车载控制终端，其特征在于，所述主控制器为HI3515芯片。

9.根据权利要求1-7任一项所述的车载控制终端，其特征在于，所述以太网模块为LAN8710。

10.根据权利要求3所述的车载控制终端，其特征在于，所述微控制器为STM32F105VC芯片。