專利名稱：一種基于北斗系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過自由空間的傳輸系統(tǒng)，尤其涉及適用于衛(wèi)星鏈路的傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前我國軌道交通行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，一些網(wǎng)絡(luò)化、智能化、模塊化等先進(jìn)的高科技產(chǎn)品及控制思想開始在車輛中成熟應(yīng)用。隨著軌道車輛的不斷增加，給車輛的運(yùn)營管理帶來了考驗(yàn)，如何實(shí)現(xiàn)在我國幅員遼闊的地域環(huán)境下對車輛實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，如何合理高效的加強(qiáng)運(yùn)營調(diào)度，如何準(zhǔn)確的掌握每輛車所處的位置成為我們迫切需要解決的問題。然而現(xiàn)在蓬勃發(fā)展的的無線網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)航定位技術(shù)，為我們解決這些問題提供了可能。提到衛(wèi)星導(dǎo)航定位，我們首先想到的就是目前應(yīng)用最為廣泛的GPS導(dǎo)航。GPS是 20世紀(jì)70年代由美國陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，是美國獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成部分。目前GPS導(dǎo)航已向民用開放。由于GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動測量的特點(diǎn)，作為先進(jìn)的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。另外一個(gè)具備導(dǎo)航定位功能的是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BD、BeidoU)。這是我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括北斗一號和北斗二號的2代系統(tǒng)。北斗一號是一個(gè)已投入使用的區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗二號則是一個(gè)正在建設(shè)中的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)主要有三大功能。一是快速定位北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可為服務(wù)區(qū)域內(nèi)用戶提供全天候、高精度、快速實(shí)時(shí)定位服務(wù)；二是短報(bào)文通信北斗導(dǎo)航系統(tǒng)用戶終端具有雙向短報(bào)文通信能力；三是精密授時(shí)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有單向和雙向兩種授時(shí)功能，可提供數(shù)十納秒級的時(shí)間同步精度。也就是說，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域?yàn)橹袊爸苓厙液偷貐^(qū)，它可以在服務(wù)區(qū)域內(nèi)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，為用戶確定其所在的地理經(jīng)緯度和海拔高度，并提供雙向短報(bào)文通信和精密授時(shí)服務(wù)。目前我們較為熟悉的無線傳輸技術(shù)主要有無線電臺、WLAN和GPRS。其中無線電臺與WLAN由于傳輸距離最大只有幾公里或幾十公里，很難滿足我們幅員遼闊、地形復(fù)雜的地理環(huán)境，因此實(shí)際應(yīng)用較多的主要是GPRS。GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS采用分組交換技術(shù)。分組交換的基本過程是把數(shù)據(jù)先分成若干個(gè)小的數(shù)據(jù)包，可通過不同的路由，以存儲轉(zhuǎn)發(fā)的接力方式送到目的端，而組裝成完整的數(shù)據(jù)。分組交換基本上不是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，延時(shí)也不固定，但可以使不同的數(shù)據(jù)傳輸“共用”傳輸帶寬有數(shù)據(jù)占用帶寬，無數(shù)據(jù)時(shí)不占用，從而分享資源。GPRS提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸。我國廣泛使用的車輛定位方式為GPS定位。在車輛中安裝一個(gè)GPS導(dǎo)航終端，該導(dǎo)航終端通過接收空間站GPS導(dǎo)航衛(wèi)星所提供導(dǎo)航報(bào)文，可以計(jì)算車輛所處的位置，包括當(dāng)
3前的經(jīng)度、維度、海拔高度以及車輛的運(yùn)行速度。GPS導(dǎo)航終端以導(dǎo)航地圖的形式顯示車輛所處的位置，或者將該信息發(fā)送到車輛的一個(gè)數(shù)據(jù)記錄裝置中進(jìn)行記錄。但是由于GPS屬于被動接受系統(tǒng)，即GPS終端只有使用者才能知道自己的所在位置，而無法通知指揮部門， 這樣帶來的問題就是只有車輛所在的司機(jī)才能準(zhǔn)備掌握車輛的位置，而作為車輛所有者的鐵路局或機(jī)務(wù)段則無法了解到車輛的準(zhǔn)確位置。這種情況是由于GPS本身的設(shè)計(jì)原理導(dǎo)致的。為了讓鐵路局或機(jī)務(wù)段也能夠準(zhǔn)備掌握車輛的位置信息，目前還有一種方案是在使用GPS導(dǎo)航定位的基礎(chǔ)上引入了 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸功能。就是通過一個(gè)GPRS收發(fā)裝置， 將GPS終端提供的位置信息，發(fā)送到該車輛所在的鐵路局或機(jī)務(wù)段。與此同時(shí)，GPRS收發(fā)裝置將車輛的一些狀態(tài)信息也傳輸給鐵路局或機(jī)務(wù)段，這樣就實(shí)現(xiàn)了地面對車輛運(yùn)行位置與運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視。但是這種方式也存在一些問題，由于GPRS采用分組交換的技術(shù)，而分組交換基本上不是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，延時(shí)也不固定，這將導(dǎo)致從車輛傳輸?shù)降孛娴男畔⒀訒r(shí)較大。另外由于GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種業(yè)務(wù)，也就是GPRS要依賴于GSM網(wǎng)絡(luò)，而GSM 網(wǎng)絡(luò)目前在一些邊遠(yuǎn)地區(qū)或山區(qū)等還沒有完全覆蓋到，即使在覆蓋到的地區(qū)由于GSM信號受環(huán)境影響較大，也可能導(dǎo)致信號不穩(wěn)定或形成信號盲區(qū)而無法提供GPRS服務(wù)，因此采用 GPRS實(shí)現(xiàn)車輛的運(yùn)行監(jiān)視是一種不可靠的方式。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是顯而易見的，主要表現(xiàn)在(I)GPS只具有單向通訊功能。由于美國的GPS屬于被動接受系統(tǒng)，使用者只能知道自己的所在位置，而無法通知指揮部門，也就是在鐵路局或車站并不能獲取車輛的位置 fn息ο(2)GPRS采用了分組交換技術(shù)，這就決定了其延時(shí)不固定，無法作為一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)使用，因此從安全角度考慮，無法實(shí)時(shí)可靠的將地面指令傳輸?shù)杰囕v中。(3)由于GPRS是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展起來的，因此對于GSM不能覆蓋的區(qū)域以及一些信號盲區(qū)，無法提供服務(wù)。并且GSM網(wǎng)絡(luò)受周圍環(huán)境影響較大，因此通過GPRS傳輸定位信息與車輛信息不可靠。(4)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完全由美國掌控，在一些特殊情況下容易受到美國國家政策的影響，給我國的國計(jì)民生帶來一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決以下問題(1)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)由于采用衛(wèi)星和地面控制中心復(fù)合定位技術(shù)，用戶在知道自己的地理坐標(biāo)的同時(shí)，地面控制中心也知道了終端的地理位置。這樣就可以實(shí)現(xiàn)在鐵路局或機(jī)務(wù)段實(shí)時(shí)掌握車輛的準(zhǔn)確位置。(2)無需使用GSM網(wǎng)絡(luò)提供的GPRS服務(wù)，不受GSM網(wǎng)絡(luò)信號與覆蓋范圍的影響，可以全天候的提供定位服務(wù)。(3)通過北斗系統(tǒng)的短報(bào)文通訊功能，車輛運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)可以及時(shí)發(fā)送到地面監(jiān)控中心，并從地面監(jiān)控中心接收控制指令。北斗系統(tǒng)的短報(bào)文具有實(shí)時(shí)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，這就避免了使用GPRS傳輸時(shí)延時(shí)不確定、信號不穩(wěn)定等問題。(4)北斗系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的授時(shí)服務(wù)，可以為全路所有車輛提供統(tǒng)一的時(shí)鐘信息，便于車輛的管理與數(shù)據(jù)記錄。(5)充分利用了我國自主研發(fā)的北斗系統(tǒng)，可以進(jìn)一步促進(jìn)我國北斗系統(tǒng)的發(fā)展， 提高我國國家安全能力。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于由以下三個(gè)部分組成北斗地面監(jiān)控中心、北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星和北斗車載系統(tǒng)，其中北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星是依賴于現(xiàn)有的北斗網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建好的衛(wèi)星系統(tǒng)；北斗車載系統(tǒng)包括北斗終端與列車網(wǎng)絡(luò)，列車網(wǎng)絡(luò)是目前軌道行業(yè)中普遍使用的TCMS系統(tǒng)，TCMS系統(tǒng)中包括車輛牽引、制動、信號和廣播子系統(tǒng)，TCMS系統(tǒng)通過RS232接口與北斗終端通訊，一方面向北斗終端提供車輛狀態(tài)信息，另一方面接收北斗導(dǎo)航定位信息、授時(shí)信息以及來自地面監(jiān)控中心的控制指令實(shí)現(xiàn)對車輛的運(yùn)行控制；北斗終端則通過導(dǎo)航電文與定位衛(wèi)星通訊，導(dǎo)航衛(wèi)星將北斗終端的定位信息以及車輛狀態(tài)信息一起發(fā)送到地面監(jiān)控中心，北斗地面監(jiān)控中心服務(wù)器承擔(dān)了對北斗終端設(shè)備的管理、以及數(shù)據(jù)的存儲、轉(zhuǎn)發(fā)功能，使得所有地面監(jiān)控終端都可以監(jiān)控運(yùn)行中的車輛，在地面監(jiān)控終端即可完成對所有車輛的運(yùn)行監(jiān)視與控制指令下發(fā)。2、一種基于北斗系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括下述步驟(1)系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，進(jìn)行硬件參數(shù)配置，包括設(shè)置硬件寄存器、 配置I/O端口及UART 口操作；(2)初始化完成后，檢查與射頻芯片BG-DB-M16CX相連接的I/O 口，查看是否有數(shù)據(jù)發(fā)送過來，如果沒有數(shù)據(jù)則掃描于UART 口，查看是否有TCMS發(fā)送過來的數(shù)據(jù)；(3)如果檢查到射頻芯片BG-DB-M16CX發(fā)送過來數(shù)據(jù)，則基帶芯片BD-2RDSS按照北斗導(dǎo)航電文的格式，對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼與脫格式處理，最后形成有用的信息；(4)基帶芯片BD-2RDSS根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行判斷，如果收到是授時(shí)信息， 則自動完成對TCMS系統(tǒng)時(shí)鐘的校對工作，確保車輛具有統(tǒng)一的時(shí)鐘；如果收到的導(dǎo)航電文，則將車輛所處的經(jīng)度、緯度及海拔信息顯示出來；如果收到的為短報(bào)文指令，則將指令轉(zhuǎn)發(fā)給TCMS系統(tǒng)，由TCMS系統(tǒng)執(zhí)行用戶的控制指令；(5)基帶芯片BD-2RDSS在接收到TCMS發(fā)送過來的車輛狀態(tài)信息后，按照北斗導(dǎo)航電文格式，對這些信息進(jìn)行格式化處理并進(jìn)行加密，然后發(fā)送到射頻芯片BG-DB-M16CXji 頻芯片BG-DB-M16CX進(jìn)行上變頻處理轉(zhuǎn)化給高頻，然后通過功放將信號放大，最后經(jīng)發(fā)送天線將信號發(fā)送出去。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在充分利用了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航、授時(shí)以及短報(bào)文通信功能，并將其應(yīng)用到軌道交通行業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對軌道車輛的更為強(qiáng)大的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。這些功能的實(shí)現(xiàn)，可以(1)加大對運(yùn)營車輛的監(jiān)控力度北斗導(dǎo)航系統(tǒng)給各地面監(jiān)控站提供了全時(shí)域、全天候、連續(xù)的所管轄區(qū)域內(nèi)車輛的位置、速度等數(shù)據(jù)，車載北斗終端通過短報(bào)文通信功能向地面監(jiān)控人員提供車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行情況及相關(guān)動態(tài)數(shù)據(jù)，供地面監(jiān)控站分析研究，從而提高了鐵路系統(tǒng)的安全運(yùn)營能力。(2)優(yōu)化鐵路行車組織北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可以確保地面監(jiān)控站完全掌握全國范圍內(nèi)任何一輛車輛的準(zhǔn)備位置，也可以查看任何一個(gè)區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的車輛數(shù)量及運(yùn)行情況，通過對這些數(shù)據(jù)的進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)研究，可以分析出每條線路在任何時(shí)刻的運(yùn)載能力負(fù)荷情況，從而制定出更加合理、高效的運(yùn)行路線，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化行車組織與調(diào)度的目的，在降低運(yùn)行成本的同時(shí)進(jìn)一步提高鐵路系統(tǒng)的運(yùn)營能力。(3)使所有在線車輛基于統(tǒng)一的時(shí)間運(yùn)行北斗導(dǎo)航系統(tǒng)提供的授時(shí)服務(wù)，可以為在線運(yùn)行的車輛提供統(tǒng)一的系統(tǒng)時(shí)間，使得所有運(yùn)行車輛的時(shí)間完全相同，在進(jìn)一步確保行車安全的同時(shí)，也便于車輛運(yùn)行、調(diào)度， 以及故障的分析查找。(4)提供實(shí)現(xiàn)無人駕駛及遠(yuǎn)程控制的可能隨著軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展，可以將北斗導(dǎo)航系統(tǒng)與鐵路信號系統(tǒng)整合到一個(gè)軌道行業(yè)專用的信息平臺，然后利用北斗的導(dǎo)航功能可以實(shí)現(xiàn)軌道車輛的無人駕駛，或在在一些緊急情況下，可以利用北斗系統(tǒng)短報(bào)文通訊功能，實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)行的一些緊急控制功能。


本發(fā)明有附圖4幅，其中圖1是基于北斗系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是地面監(jiān)控中心控制流程圖；圖3是北斗終端原理示意圖；圖4是北斗終端控制邏輯框圖。在圖中1、北斗地面監(jiān)控中心，2、北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星，3、北斗車載系統(tǒng)，4、北斗終端，5、列車網(wǎng)絡(luò)。
具體實(shí)施例方式如圖1 圖4所示的一種基于北斗系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于該監(jiān)控系統(tǒng)主要包含三個(gè)部分北斗車載系統(tǒng)5，地面監(jiān)控中心1及北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星2。其中北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星2是由國家建立的定位系統(tǒng)，我們可以直接使用。因此該方案的實(shí)施主要分為兩步設(shè)計(jì)北斗車終端4，并與列車網(wǎng)絡(luò)5建立通訊，形成北斗車載系統(tǒng)3 ；建立地面監(jiān)控中心1，對所有的北斗終端與用戶監(jiān)控終端進(jìn)行管理。1地面監(jiān)控中心地面監(jiān)控中心服務(wù)器，選用北斗天璣集團(tuán)用戶中心(指揮所)設(shè)備，通過該設(shè)備可以利用北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對車輛的監(jiān)控管理、指揮調(diào)度功能，它提供了北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)用的全面解決方案。北斗天璣集團(tuán)用戶中心(指揮所)設(shè)備非常適用于軌道交通運(yùn)輸用戶。它的主要功能是可以為軌道交通行業(yè)提供車輛定位、授時(shí)及短報(bào)文信息，完成信息的管理、監(jiān)控、顯示、分析、存儲及查詢，并可以向單獨(dú)的軌道車輛發(fā)送命令電文，實(shí)施指揮控制。將北斗天璣集團(tuán)用戶中心(指揮所)設(shè)備通過hternet直接或間接接入北斗信息服務(wù)系統(tǒng)，這樣就在地面監(jiān)控中心與北斗系統(tǒng)之間建立起一條信息通道。該設(shè)備可以滿足軌道交通行業(yè)對系統(tǒng)功能、安全性、可靠性和運(yùn)行性能的全面要求。地面監(jiān)控中心服務(wù)器的控制方法，包括下述步驟
(1)地面監(jiān)控中心服務(wù)器上電后，即進(jìn)行初始化工作，主要進(jìn)行硬件系統(tǒng)檢查。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置等操作；(2)系統(tǒng)初始化操作完成后，自動通過hternet接入北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，在連接過程中如果出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會自動復(fù)位并重新連接，指導(dǎo)正確接入北斗導(dǎo)航系統(tǒng)；(3)地面監(jiān)控中心服務(wù)器接入北斗導(dǎo)航系統(tǒng)后，即向北斗導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送指令，掃描所管理的北斗終端的工作情況，并向北斗終端發(fā)送控制指令，激活北斗終端的數(shù)據(jù)短報(bào)文傳輸，從而開始接受北斗終端傳輸過來的車輛狀態(tài)信息。(4)在用戶成功登陸后，地面監(jiān)控中心將各個(gè)北斗終端傳輸過來車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，向用戶提供管理、監(jiān)控、顯示、分析、存儲及查詢數(shù)據(jù)的功能。(5)地面監(jiān)控中心服務(wù)器根據(jù)用戶的登陸名稱，判斷是否授權(quán)用戶，如果是則提供用戶指令界面，用戶可以在該界面，直接向指定的北斗終端(北斗終端所在的車輛)發(fā)送控制指令，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的目的。(6)地面監(jiān)控中心服務(wù)器在收到用戶發(fā)送的控制指令后，立即將該信息通過 hternet傳輸?shù)奖倍废到y(tǒng)，最后由北斗系統(tǒng)以短報(bào)文的形式向(北斗終端所在的車輛)發(fā)送控制指令。2北斗終端北斗終端設(shè)計(jì)方案是基于北京廣嘉電子設(shè)計(jì)的北斗一代射頻芯片BG-DB-M16CX 和上海復(fù)控復(fù)華基帶芯片“領(lǐng)航一號”。如圖3所示。該方案的模塊電路由基帶芯片“領(lǐng)航一號” BD-2RDSS、射頻芯片BG_DB_M16CX、低噪放大器和功率放大器組成，主要功能是通過配置外設(shè)在北斗系統(tǒng)中心站的支持下完成定位和通信任務(wù)，同時(shí)兼有授時(shí)功能。該模塊通過配置的接收天線將收到的北斗衛(wèi)星信號送入40dB的低噪放大器放大，然后送入射頻芯片BG-DB-M16CX進(jìn)行下變頻處理轉(zhuǎn)換成中頻信號，再經(jīng)過片內(nèi)A/D量化后輸出送入基帶芯片BD-2RDSS?；鶐酒珺D-2RSS進(jìn)行信號解密及脫格式處理，通過UART 口將信息傳輸?shù)杰囕v網(wǎng)絡(luò)的TCMS系統(tǒng)。TCMS系統(tǒng)將車輛數(shù)據(jù)打包通過UART 口輸入到基帶芯片BD-2RDSS，經(jīng)加密、編碼、擴(kuò)頻后形成待發(fā)數(shù)據(jù)。發(fā)射信號通過功率放大器放大后，由發(fā)射天線發(fā)射出去。模塊的應(yīng)用控制則通過控制接口外接配置來實(shí)現(xiàn)。射頻芯片采用北京廣嘉創(chuàng)業(yè)電子自主研發(fā)的BG-DB-M16CX射頻芯片(北斗一代接收/發(fā)射芯片)。它僅需少量的外部元件就可實(shí)現(xiàn)北斗一代射頻信號的接收和發(fā)射功能。 該芯片集成了接收通道和發(fā)射通道，以及接收發(fā)射頻率綜合器，接收通道采用兩次變頻結(jié)構(gòu)，首先把射頻信號下變頻到第一中頻，然后再通過正交混頻器產(chǎn)生最終的正交中頻信號 12. 24MHZ。發(fā)射通道采用直接調(diào)制結(jié)構(gòu)，可直接處理TTL電平輸入信號，并將其調(diào)制到所需的載波頻率上，從而完成發(fā)射功能?；鶐Р糠植捎帽倍芬淮鶐酒珺D-2RSS。該芯片集成了 10個(gè)獨(dú)立的數(shù)字接收通道和一個(gè)發(fā)射通道，可完成北斗衛(wèi)星基帶信號的接收處理和發(fā)射基帶信號的生成?；鶐幚硇酒捎肅MOS 0. 18um工藝，內(nèi)嵌一個(gè)16位定點(diǎn)數(shù)字信號處理器作為處理引擎，具有豐富的接口資源，方便擴(kuò)展應(yīng)用。其外設(shè)包括一個(gè)支持六個(gè)獨(dú)立通信上下文的DMA、SPI接口、 兩個(gè)通用串行接口，此外還包括兩個(gè)通用定時(shí)器、8個(gè)通用輸入輸出口、鎖相環(huán)時(shí)鐘發(fā)生器。該北斗終端通過UART 口與TCMS系統(tǒng)的RS232接口相連，在TCMS系統(tǒng)與北斗系統(tǒng)之間建立無線通訊通道，通過短報(bào)文通訊功能將TCMS系統(tǒng)中的車輛狀態(tài)信息發(fā)送到地面監(jiān)控中心，同時(shí)將地面監(jiān)控中心發(fā)送過來的控制指令發(fā)送到TCMS系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)車輛的遠(yuǎn)程控制功能。其控制方法包括下述步驟(1)系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，進(jìn)行硬件參數(shù)配置，包括設(shè)置硬件寄存器、 配置I/O端口及UART 口等操作；(2)初始化完成后，檢查與射頻芯片BG-DB-M16CX相連接的I/O 口，查看是否有數(shù)據(jù)發(fā)送過來，如果沒有數(shù)據(jù)則掃描于UART 口，查看是否有TCMS發(fā)送過來的數(shù)據(jù)；(3)如果檢查到射頻芯片BG-DB-M16CX發(fā)送過來數(shù)據(jù)，則基帶芯片BD-2RDSS按照北斗導(dǎo)航電文的格式，對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼與脫格式處理，最后形成有用的信息；(4)基帶芯片BD-2RDSS根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行判斷，如果收到是授時(shí)信息， 則自動完成對TCMS系統(tǒng)時(shí)鐘的校對工作，確保車輛具有統(tǒng)一的時(shí)鐘；如果收到的導(dǎo)航電文，則將車輛所處的經(jīng)度、緯度及海拔信息顯示出來；如果收到的為短報(bào)文指令，則將指令轉(zhuǎn)發(fā)給TCMS系統(tǒng)，由TCMS系統(tǒng)執(zhí)行用戶的控制指令；(5)基帶芯片BD-2RDSS在接收到TCMS發(fā)送過來的車輛狀態(tài)信息后，按照北斗導(dǎo)航電文格式，對這些信息進(jìn)行格式化處理并進(jìn)行加密，然后發(fā)送到射頻芯片BG-DB-M16CXji 頻芯片BG-DB-M16CX進(jìn)行上變頻處理轉(zhuǎn)化給高頻，然后通過功放將信號放大，最后經(jīng)發(fā)送天線將信號發(fā)送出去。
權(quán)利要求
1.一種基于北斗系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于由北斗地面監(jiān)控中心(1)、北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星( 和北斗車載系統(tǒng)C3)組成，其中北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星是依賴于現(xiàn)有的北斗網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建好的衛(wèi)星系統(tǒng)；北斗車載系統(tǒng)包括北斗終端⑷與列車網(wǎng)絡(luò)(5)，列車網(wǎng)絡(luò)(5)是目前軌道行業(yè)中普遍使用的TCMS系統(tǒng)，TCMS系統(tǒng)中包括車輛牽引、制動、信號和廣播子系統(tǒng)，TCMS系統(tǒng)通過RS232接口與北斗終端(4)通訊，一方面向北斗終端(4)提供車輛狀態(tài)信息，另一方面接收北斗導(dǎo)航定位信息、授時(shí)信息以及來自地面監(jiān)控中心(1)的控制指令實(shí)現(xiàn)對車輛的運(yùn)行控制；北斗終端(4)則通過導(dǎo)航電文與定位衛(wèi)星通訊，導(dǎo)航衛(wèi)星將北斗終端(4)的定位信息以及車輛狀態(tài)信息一起發(fā)送到地面監(jiān)控中心(1)，北斗地面監(jiān)控中心(1) 服務(wù)器承擔(dān)了對北斗終端(4)設(shè)備的管理、以及數(shù)據(jù)的存儲、轉(zhuǎn)發(fā)功能，使得所有地面監(jiān)控終端都可以監(jiān)控運(yùn)行中的車輛，這樣在地面監(jiān)控終端即可完成對所有車輛的運(yùn)行監(jiān)視與控制指令下發(fā)。
2.一種基于北斗系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括下述步驟(1)系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，進(jìn)行硬件參數(shù)配置，包括設(shè)置硬件寄存器、配置 I/O端口及UART 口等操作；(2)初始化完成后，檢查與射頻芯片BG-DB-M16CX相連接的I/O口，查看是否有數(shù)據(jù)發(fā)送過來，如果沒有數(shù)據(jù)則掃描于UART 口，查看是否有TCMS發(fā)送過來的數(shù)據(jù)；(3)如果檢查到射頻芯片BG-DB-M16CX發(fā)送過來數(shù)據(jù)，則基帶芯片BD-2RDSS按照北斗導(dǎo)航電文的格式，對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼與脫格式處理，最后形成有用的信息；(4)基帶芯片BD-2RDSS根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行判斷，如果收到是授時(shí)信息，則自動完成對TCMS系統(tǒng)時(shí)鐘的校對工作，確保車輛具有統(tǒng)一的時(shí)鐘；如果收到的導(dǎo)航電文，則將車輛所處的經(jīng)度、緯度及海拔信息顯示出來；如果收到的為短報(bào)文指令，則將指令轉(zhuǎn)發(fā)給 TCMS系統(tǒng)，由TCMS系統(tǒng)執(zhí)行用戶的控制指令；(5)基帶芯片BD-2RDSS在接收到TCMS發(fā)送過來的車輛狀態(tài)信息后，按照北斗導(dǎo)航電文格式，對這些信息進(jìn)行格式化處理并進(jìn)行加密，然后發(fā)送到射頻芯片BG-DB-M16CX，射頻芯片BG-DB-M16CX進(jìn)行上變頻處理轉(zhuǎn)化給高頻，然后通過功放將信號放大，最后經(jīng)發(fā)送天線將信號發(fā)送出去。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于北斗系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于由北斗地面監(jiān)控中心、北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星和北斗車載系統(tǒng)組成，其中北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星是依賴于現(xiàn)有的北斗網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建好的衛(wèi)星系統(tǒng)，北斗車載系統(tǒng)包括北斗終端與列車網(wǎng)絡(luò)，列車網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)有的TCMS系統(tǒng)，其中包括車輛牽引、制動、信號和廣播子系統(tǒng)，TCMS系統(tǒng)通過RS232接口與北斗終端通訊，一方面向北斗終端提供車輛狀態(tài)信息，一方面接收北斗導(dǎo)航定位信息、授時(shí)信息以及來自地面監(jiān)控中心的控制指令，實(shí)現(xiàn)對車輛的運(yùn)行控制；北斗終端與定位衛(wèi)星通訊，定位衛(wèi)星將其定位及車輛狀態(tài)信息一起發(fā)送到地面監(jiān)控中心，該中心將這些信息發(fā)送所有地面監(jiān)控終端，使其都可監(jiān)控運(yùn)行中的車輛，對所有運(yùn)行中的車輛進(jìn)行監(jiān)視與控制。
文檔編號B61L27/00GK102390410SQ201110171610
公開日2012年3月28日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者任寶兵, 張立斌, 趙國平 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心