CN220549157U - 智能码表及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能码表及车辆。该智能码表包括：定位模块，用于根据接收到的空间卫星信号识别得到车辆的当前位置信息；传感器模块，用于采集车辆的方向变化信息、位置变化信息；中央处理器，用于根据车辆的当前位置信息、方向变化信息和位置变化信息，确定车辆的行驶速度和姿态角度，以基于行驶速度和姿态角度确定车辆在行驶途中是否发生目标事件。可以解决现有的智能码表无法实现自主识别危险及报警的问题，实现了提供一种可以自主识别危险及报警的智能码表的技术效果。

Description

智能码表及车辆

技术领域

本实用新型涉及码表技术，尤其涉及一种智能码表及车辆。

背景技术

目前,智能码表的样式、种类繁多，但具备的功能，却大多都仅限于码表计数、GPS定位等功能，少数具备安全报警功能的码表也仅仅只能被动通过按键采用GPRS网络报警，往往在遇到意外时，难以触发；同时发生误触发后，难以确认，因此，无法实现自主识别危险及报警。

并且，如智能码表用于骑行场景，目前的智能码表也无法实现对骑行者的远程监听。

实用新型内容

本实用新型提供一种智能码表及车辆，用以解决现有的智能码表无法实现自主识别危险及报警的问题，实现了提供一种可以自主识别危险及报警的智能码表的技术效果。

一方面，本实用新型提供一种智能码表，所述智能码表设置于车辆中，所述智能码表包括：

定位模块，用于根据接收到的空间卫星信号识别得到所述车辆的当前位置信息；

传感器模块，用于采集所述车辆的方向变化信息、位置变化信息；

中央处理器，用于根据所述车辆的当前位置信息、方向变化信息和位置变化信息，确定所述车辆的行驶速度和姿态角度，以基于所述行驶速度和所述姿态角度确定所述车辆在行驶途中是否发生目标事件。

一种可选的实施方式中，所述智能码表，还包括：

通信模块，集成于所述中央处理器，用于在所述车辆在行驶途中发生目标事件时，发送告警信息。

一种可选的实施方式中，所述通信模块，包括：

第一射频前端，该第一射频前端包括功率放大器，滤波器，射频开关，天线，其中，所述第一射频前端用于将所述天线接收到的基站信号经所述开关选通对应通路，并经所述滤波器进行滤波处理后得到滤波后信号；

射频收发器，集成于所述中央处理器，与所述第一射频前端连接，用于将所述滤波后信号进行解调处理得到语音信号；

所述射频收发器，还用于将本地语音信号调制后经射频功率放大器放大，经所述滤波器滤波，经所述开关汇入所述天线后得到的语音信号发送到基站。

一种可选的实施方式中，所述定位模块，还包括：

第二射频前端，该第二射频前端包括低噪声放大器、滤波器、天线；所述第二射频前端用于将天线接收到的空间卫星信号经滤波器滤波处理后，低噪声放大器放大后得到放大后信号；

定位芯片，与所述第二射频前端连接，用于将所述放大后信号进行解调处理得到所述车辆的当前位置信息，并将所述当前位置信息发送给所述中央处理器。

一种可选的实施方式中，所述传感器模块，还包括：

地磁传感器与加速度传感器，集成或分开设置，用于采集所述车辆的方向变化信息和位置变化信息，以及将所述方向变化信息和所述位置变化信息转换成电信号后发送给所述中央处理器。

一种可选的实施方式中，所述智能码表，还包括：

语音模块，与所述中央处理器连接，用于收集所述车辆的本地语音信号及播放来自基站的语言信号。

一种可选的实施方式中，所述语音模块，还包括：

麦克风，用于收集及播放语音信号；

音频功率放大器，用于接收所述中央处理器输出的经音频编解码处理后的待播放语音信号，对所述待播放语音信息的音量范围进行调整。

一种可选的实施方式中，所述智能码表，还包括：

外设，与所述中央处理器连接，用于接收外部信号，该外设包括：显示屏、按键、USB接口；

电源模块，用于为所述智能码表进行供电和充电管理。

另一方面，本实用新型提供一种车辆，所述车辆中设置有任意一项所述的智能码表。

本实用新型提供的一种智能码表及车辆。该智能码表包括：定位模块，用于根据接收到的空间卫星信号识别得到车辆的当前位置信息；传感器模块，用于采集车辆的方向变化信息、位置变化信息；中央处理器，用于根据车辆的当前位置信息、方向变化信息和位置变化信息，确定车辆的行驶速度和姿态角度，以基于行驶速度和姿态角度确定车辆在行驶途中是否发生目标事件。可以解决现有的智能码表无法实现自主识别危险及报警的问题，实现了提供一种可以自主识别危险及报警的智能码表的技术效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例提供的一种智能码表的架构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种可选的基于智能码表的车辆监测方法的流程示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种可选的通信模块的架构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种可选的定位模块的架构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种可选的传感器模块的架构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种可选的智能码表的架构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种可选的语音模块的架构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种可选的电源模块的架构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的一种可选的外设的电路示意图。

通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

首先对本实用新型所涉及的名词进行解释：

长期演进技术类别1：(Long Term Evolution Category 1，简称LTE CAT 1)是一种众所周知的LTE标准，广泛应用于全球物联网通信行业，LTE CAT 1可以被称为LTE物联网的特定变体，它使物联网网络更加智能。

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，简称GNSS)该数据由下文GNSS定位芯片提供，包括详细的位置信息，结合地图有效识别方向及位置变动。

目前,智能码表的样式、种类繁多，但具备的功能，却大多都仅限于码表计数、GPS定位等功能，少数具备安全报警功能的码表也仅仅只能被动通过按键采用GPRS网络报警，往往在遇到意外时，难以触发；同时发生误触发后，难以确认，因此，无法实现自主识别危险及报警。

并且，如智能码表用于骑行场景，目前的智能码表也无法实现对骑行者的远程监听。此外，现有的码表还存在单一的GPS定位方式慢，定位精度低，定位时间长，以及码表中采用的通讯模组采用GSM模组，数据传输慢，受运营商退网影响较大等等问题。

本实用新型提供的智能码表，旨在解决现有技术的如上技术问题。该智能码表，可以适用于图1所示的一种智能码表的架构示意图。如图1所示，该智能码表100包括：

定位模块101，用于根据接收到的空间卫星信号识别得到上述车辆的当前位置信息；

传感器模块102，用于采集上述车辆的加速计坐标轴分量以及磁力计坐标轴分量；

中央处理器103，用于根据上述车辆的当前位置信息、加速计坐标轴分量以及磁力计坐标轴分量确定上述车辆的行驶速度、行驶方向和姿态角度，以基于上述行驶速度、行驶方向和上述姿态角度确定上述车辆在行驶途中是否发生目标事件。

可选的，本实用新型实施例所提供的智能码表可以但不限于设置于车辆中，例如，骑行车辆中。本实用新型实施例中的智能码表，可以用于监测车辆在行驶途中是否发生意外事件，危险行为事件等目标事件。

一种示例中，在智能码表安装在车辆，例如，自行车，单车等，之后确定智能码表的设备坐标系，X轴对应车体前进轴，Y轴对应车体平衡轴，Z轴对应车体垂直轴。

可选的，上述定位模块可以为GNSS定位模块，可以通过通讯模块，通过LTE CAT1网络进行通信接收到空间卫星信号，实时地图下载，网络时间及天气信息同步，车辆位置信息及骑行数据上报。可选的，本实用新型实施例中的定位模块可以采用GPS、BDS、GLONASS、wif i、AGPS等5重定位方式，定位精度及时间均优于现有方案。

可选的，上述传感器模块可以包括：地磁传感器(磁力计)与加速度传感器(加速计)，集成或分开设置。在智能码表中的定位模块根据接收到的空间卫星信号识别得到上述车辆的当前位置信息之后，地磁传感器与加速度传感器可以采集磁力计传感器数据和加速计传感器数据，包括加速计GX/GY/GZ轴分量以及磁力计MX/MY/MZ轴分量，以根据上述数据计算出俯仰角，横滚角，导航角，方向及速度。具体可以采用算法实现，即通过地磁传感器和加速度传感器模拟出陀螺仪，可以有效计算出俯仰角，横滚角，导航角度。

可选的，本实用新型实施例中，采用集成射频收发器及音频编解码器的微处理芯片作为中央处理器(CPU)，通过集成音频功率放大器的电源管理芯片进行电源管理。

进一步地，中央处理器在确定上述车辆的当前位置信息、加速计坐标轴分量以及磁力计坐标轴分量之后，还可以根据车辆的当前位置信息、加速计坐标轴分量以及磁力计坐标轴分量，计算得到上述车辆的行驶速度、行驶方向和姿态角度，以基于上述行驶速度、行驶方向和上述姿态角度确定上述车辆在行驶途中是否发生目标事件。

例如图2所示的一种可选的车辆监测方法的流程示意图，在智能码表实现上述方案之前，在智能码表开机、关机和切换界面之后，均可以先执行初始化，例如，注册LTE网络，校准时间；基于GNSS提供的定位数据通过LTE网络加载区域地图及当前位置、天气等；以及进行校准智能码表的静态初始值等；获取显示屏显示的地图及位置、天气、时间、速度、网络信号；上传初始化信息到服务器等。

进一步的，仍如图2所示，通过对智能码表的休眠按键和车辆是否运动变化执行检测，响应于智能码表上外设的休眠按键的触发，执行关机操作。另一流程分支，通过检测车辆运动即传感器数据是否变化，例如，没有变化则持续监测3分钟，3分钟仍没有变化则确定车辆没有运动，智能码表可以静止休眠，并持续监测休眠按键和运动检测；有变化则确定车辆运动，可以根据接收到的空间卫星信号识别得到上述车辆的当前位置信息，以及采用传感器模块采集上述车辆的加速计坐标轴分量以及磁力计坐标轴分量。

之后，如果切换界面为切换到关机界面，则智能码表直接关机；如果切换到导航界面，则智能码表通过LTE网络上传导航指令到服务器，获取路线及地图，并加载到本地显示屏，或者如果直接切换或刷新界面。

进一步的，若上述行驶速度小于第一速度阈值，且上述姿态角度中的横滚角或俯仰角大于目标角度，则确定上述车辆在行驶途中发生了意外事件，具体可以是如图2所示，若上述行驶速度小于第一速度阈值0，且上述姿态角度中的横滚角或俯仰角大于目标角度60，则确定上述车辆在行驶途中发生了意外事件；若上述行驶速度大于第二速度阈值120，且上述行驶方向为目标方向，例如，1分钟内的行驶轨迹为S弯型，则确定上述车辆在行驶途中发生了危险行为事件；其中，上述第一速度阈值小于上述第二速度阈值。

如果确定上述车辆在行驶途中发生了意外事件，由智能码表可以基于语音识别功能主动发起上报给设定联系人；当收到告警及意外时间信息后，远端可控制设备主动呼叫设定联系人，进行对环境检测，还可以修改网络同步时间。

另一可选的实施例中，智能码表可以每间隔几分钟，例如，5分钟，通过全球导航卫星系统GNSS提供的定位数据，校对一下磁力计传感器数据和加速计传感器数据的计算速度，以便于提升对车辆行驶途中是否发生意外事件或者危险行为事件的监测精度。

本实用新型实施例中的网络连接方式，采用LTE CAT1作为主网连接方式，信号好，网速快，时延低。此外，本实用新型实施例还可以提供一种集成的设计方案，即通过一体集成MCU及各功能核心处理单元的主芯片替代单一的MCU。

一种可选的实施方式中，上述智能码表，还包括：

通信模块，集成于上述中央处理器，用于在上述车辆在行驶途中发生目标事件时发出告警信息，其中，该通信模块具备长期演进技术类别1的物联网通信模块。

可选的，该通信模块采用LTE CAT1通讯方式，作为现阶段通信网络主流，通信数据快，网络信号好。

一种示例中，骑行者在骑行过程中，一旦遭遇意外，智能码表会立刻发出报警并将位置状态发送至预先设置的紧急联系人，并发送几分钟(例如，3分钟)的环境语音检测给紧急联系人，保证了骑行的安全性。

另外一种示例中，骑行者在骑行过程中，一旦出现危险骑行行为，设备会立刻发出语音警告，提示骑行的安全性。

之后，远端可通过应用程序APP主动查询设备状态，当收到告警后，可通过APP控制设备主叫联系人，无需骑行者任何操作即可监听当前状态，了解现场情况。另外，还可以将骑行数据上传到云端的服务器，实现了骑行数据的永不丢失，方便用户随时随地查看历史骑行数据。

本实用新型实施例中的智能码表还具有自主联网功能，无需借助其他设备即可将骑行数据上传到云端，备份数据更加方便。

本实用新型提供的智能码表中通信模块可以适用于不同的网络制式，例如，可以适用于全球移动通讯(Global System of Mobile communication，简称GSM)、码分多址(Code Division Multiple Access，简称CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access，简称WCDMA)、时分同步码分多址(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access，简称TD-SCDMA)、长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)系统及未来的5G等网络制式。可选的，上述通信模块为具备长期演进技术类别1(Long TermEvolution Category 1，简称LTE CAT1)的物联网通信模块。

故而，可选的，本实用新型实施例中的基站可以是GSM或CDMA中的基站(BaseTransceiver Station，简称BTS)和/或基站控制器，也可以是WCDMA中的基站(NodeB，简称NB)和/或无线网络控制器(Radio Network Controller，简称RNC)，还可以是LTE CAT1中的演进型基站(Evolutional Node B，简称eNB或eNodeB)，或者中继站或接入点，或者未来5G网络中的基站(gNB)等，本实用新型在此并不限定。

一种可选的实施方式中，上述通信模块，包括：

第一射频前端，如图3所示，该第一射频前端包括功率放大器(如图3所示的多模多频功率放大器)，滤波器或双工器，射频开关，天线。

其中，上述第一射频前端用于将上述天线接收到的基站信号经上述开关选通对应通路，并经上述滤波器进行滤波处理后得到滤波后信号。

射频收发器，集成于上述中央处理器，与上述第一射频前端连接，用于将上述滤波后信号进行解调处理得到语音信号；上述射频收发器，还用于将本地语音信号调制后经射频功率放大器放大，经上述滤波器滤波，经上述开关汇入上述天线后得到的语音信号发送到基站。

可选的，上述通信模块可以但不限于由中央处理器中集成的射频收发器及射频前端构成，支持LTE cat1 B1/B3/B5/B8/B34/B38/B39/B40/B41可实现国内LTE全网通信。射频前端包括：功率放大器，双工器/滤波器，射频开关，天线。一种示例中，由天线将基站信号接收后经射频开关选通到相应通路，经双工器/滤波器滤波，后送入射频收发器解调处理。同时将本地语音及数据由射频收发器调制后经多模多频功率放大器进行放大处理，经双工器/滤波器滤波，然后经开关汇入天线发送到基站。可选的，上述通信模块中的链路器件可以但不限于以50欧姆射频线相连。图3中，TDD TX:时分频段发射路径、FDD TX:频分频段发射路径、TDD RX:时分频段接收路径、FDD RX：频分频段接收路径、FDD TRX:频分频段收发公用路径。

一种可选的实施方式中，如图4所示，上述定位模块，还包括：

第二射频前端，该第二射频前端包括低噪声放大器、滤波器、天线；上述第二射频前端用于将上述天线接收到的空间卫星信号经滤波器滤波处理后，低噪声放大器放大后得到放大后信号；

定位芯片，与上述第二射频前端连接，用于将上述放大后信号进行解调处理得到上述车辆的当前位置信息，并将上述当前位置信息发送给上述中央处理器。

可选的，上述定位模块可以但不限于由GNSS定位芯片及射频前端构成，可实现三重定位。第二射频前端包括但不限于：低噪声放大器,滤波器，天线。由天线将空间卫星信号接收后经滤波器滤波，低噪声放大器放大后送入GNSS定位芯片进行解调处理，识别位置信息后将信息通过通用非同步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)UART接口传递给中央处理器做统筹处理。可选的，定位芯片及前端链路器件可以但不限于通过50欧姆射频线相连。

一种可选的实施方式中，如图5所示，上述传感器模块，还包括：

地磁传感器与加速度传感器，集成或分开设置，用于采集上述车辆的方向变化信息和位置变化信息，以及将上述方向变化信息和上述位置变化信息转换成电信号后发送给上述中央处理器。

可选的，上述地磁传感器可以为三轴地磁传感器，上述加速度传感器可以为三轴(12bit)加速度传感器，传感器模块可以为地磁传感器与加速度传感器集成于一体的传感器构成，也可以分开设置，主要负责将方向变化信息和位置变化信息转化成电信号，通过I2C总线传递给中央处理器，即微处理器处理。

一种可选的实施方式中，如图6所示，上述智能码表，还包括：

语音模块(如图6所示的扬声器和麦克风)，与上述中央处理器连接，用于收集上述车辆的本地语音信号及播放来自基站的语言信号；

外设，与上述中央处理器连接，用于接收外部信号，该外设包括：显示屏、按键(如图6所示的按键和显示屏，如液晶显示屏)、USB接口；

电源模块，用于为上述智能码表进行供电和充电管理。

一种可选的实施方式中，如图7所示，上述语音模块，还包括：

麦克风，用于收集及播放语音信号；

音频功率放大器，用于接收上述中央处理器输出的经音频编解码处理后的待播放语音信号，对上述待播放语音信息的音量范围进行调整。

可选的，上述语音模块可以理解为是智能码表的音频前端部分，主要由麦克风，音频功率放大器，扬声器构成，用于负责收集及播放语音信号，由音频编解码器进行内部编解码及调制解调。当播放语音信号时，通路嵌入有音频功率放大器进行语音放大，保证合适可调的音量范围。可选的，智能码表的语音模块中的链路器件之间以差分线相连。

一种示例中，本实用新型实施例中的电源模块可以如图8所示，电源模块可以但不限于采用5V输入，还可以为3.8V锂电池供电，通过电源管理芯片进行电源管理，电源管理芯片可以通过USB接口采用3.4～4.2V电压输出进行充电及充电管理，同时可提供0～4.2V范围内多种电压输出，可对整版不同电源域器件供电，例如，采用1.0V输出为中央处理器供电，例如，采用0～4.2V动态输出为射频功率放大器供电，例如，采用1.8V/3.3V自适应输出为ESIM卡供电，例如，采用3.3V输出为定位芯片供电，例如，采用1.8V输出为系统I/O，传感器，温补晶体振荡器TCXO供电，再例如，采用2.8V输出为射频开关供电，但是本实用新型实施例并不限于上述电压输出值，其他可以实现的电压输出值均在本实用新型实施例的范围之内。

如图9所示，外设的电路部分包含LCD显示屏屏电路，按键电路和USB接口电路，LCD屏：作为界面显示，通过I2C总线和主芯片相连，按键电路：用于对设备的基本操作，主要包括语音和数据的接收发送，界面切换，语音输入，设置，射频开关机功能。通过连接通用型之输入输出GPIO接口实现，USB接口：充电及本地数据传输，与主芯片专有接口以差分线相连。

此外，本实用新型实施例通过更新使用平台或者主芯片接口的扩展应用，实现更加丰富的功能及降低成本。通过RAM扩展实现对地图功能的扩展，包括但不限于地图导航；通过对内存的扩展，实现对音乐的播放；通过增加摄像头，实现行车记录仪功能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (9)

1.一种智能码表，其特征在于，所述智能码表设置于车辆中，所述智能码表包括：

定位模块，用于根据接收到的空间卫星信号识别得到所述车辆的当前位置信息；

传感器模块，用于采集所述车辆的方向变化信息、位置变化信息；

中央处理器，用于根据所述车辆的当前位置信息、方向变化信息和位置变化信息，确定所述车辆的行驶速度和姿态角度，以基于所述行驶速度和所述姿态角度确定所述车辆在行驶途中是否发生目标事件。

2.根据权利要求1所述的智能码表，其特征在于，所述智能码表，还包括：

通信模块，集成于所述中央处理器，用于在所述车辆在行驶途中发生目标事件时，发送告警信息。

3.根据权利要求2所述的智能码表，其特征在于，所述通信模块，包括：

第一射频前端，该第一射频前端包括功率放大器，滤波器，射频开关，天线，其中，所述第一射频前端用于将所述天线接收到的基站信号经所述开关选通对应通路，并经所述滤波器进行滤波处理后得到滤波后信号；

射频收发器，集成于所述中央处理器，与所述第一射频前端连接，用于将所述滤波后信号进行解调处理得到语音信号；

所述射频收发器，还用于将本地语音信号调制后经射频功率放大器放大，经所述滤波器滤波，经所述开关汇入所述天线后得到的语音信号发送到基站。

4.根据权利要求1所述的智能码表，其特征在于，所述定位模块，还包括：

第二射频前端，该第二射频前端包括低噪声放大器、滤波器、天线；所述第二射频前端用于将天线接收到的空间卫星信号经滤波器滤波处理后，低噪声放大器放大后得到放大后信号；

定位芯片，与所述第二射频前端连接，用于将所述放大后信号进行解调处理得到所述车辆的当前位置信息，并将所述当前位置信息发送给所述中央处理器。

5.根据权利要求1所述的智能码表，其特征在于，所述传感器模块，还包括：

地磁传感器与加速度传感器，集成或分开设置，用于采集所述车辆的方向变化信息和位置变化信息，以及将所述方向变化信息和所述位置变化信息转换成电信号后发送给所述中央处理器。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的智能码表，其特征在于，所述智能码表，还包括：

语音模块，与所述中央处理器连接，用于收集所述车辆的本地语音信号及播放来自基站的语言信号。

7.根据权利要求6所述的智能码表，其特征在于，所述语音模块，还包括：

麦克风，用于收集及播放语音信号；

音频功率放大器，用于接收所述中央处理器输出的经音频编解码处理后的待播放语音信号，对所述待播放语音信息的音量范围进行调整。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的智能码表，其特征在于，所述智能码表，还包括：

外设，与所述中央处理器连接，用于接收外部信号，该外设包括：显示屏、按键、USB接口；

电源模块，用于为所述智能码表进行供电和充电管理。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆中设置有权利要求1至8中任意一项所述的智能码表。