專利名稱：Gps定位車載記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在汽車的駕駛室里的GPS定位車載記錄儀，利用衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)和汽車記錄儀，對車輛進行定位和車況信息處理，并把處理結(jié)果通過該設(shè)備上的數(shù)字移動通訊(GSM)傳輸給營運監(jiān)控中心，從而實現(xiàn)車況信息顯示、防盜反劫、定位追蹤、車載電話、調(diào)度管理、交通導航、超時(疲勞)報警和車內(nèi)辦公等功能于一體成的智能車載設(shè)備，屬于通訊技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，汽車上裝的一般是行車記錄儀，只是記錄行車過程的一般車況，無法確定實時的的行車位置，對車況信息處理，僅僅提供給汽車的駕駛員，無法及時與監(jiān)控管理中心取得聯(lián)系，獲得支援和救助。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決前述長途行車中存在的問題，本發(fā)明提供一種GPS定位車載記錄儀，該記錄儀是由一系統(tǒng)控制單元分別與GPS和GSM控制單元、車況記錄儀控制元以及顯示屏控制單元通訊傳輸數(shù)據(jù)，并將車況記錄儀記錄的實時行車狀況，在顯示屏控制單元的顯屏上顯示，同時控制移動通訊GSM發(fā)送到監(jiān)控管理中心；GPS和GSM控制單元由一單片機MCU控制，分別與GPS模塊、GSM模塊通訊傳輸數(shù)據(jù)，并設(shè)置有存儲器RAM、FLASH，GSM模塊設(shè)置有車載電話、監(jiān)聽裝置和SIM卡；車況記錄儀控制單元由一MCU單片機控制，分別與車況信號輸入接口、報警信號輸入、按鍵輸入、IC卡接口、打印機接口、R232接口、USB接口連接，同時還與一存儲器RAM連接；顯示控制單元由一MCU單片機控制，分別與字庫、存儲器RAM、R232接口通訊交換數(shù)據(jù)，并根據(jù)系統(tǒng)控制單元指令，控制要顯示的內(nèi)容在LCD液晶顯示屏上顯示。上述各控制單元之間的聯(lián)系，是由三個單片機MCU控制的，三個MCU分別設(shè)置有控制程序，系統(tǒng)控制單元的控制程序，其工作步驟是(1)系統(tǒng)自檢；(2)身份識別；(3)啟動應用程序；(4)啟動系統(tǒng)控制程序，或者啟動車況記錄儀運行程序；(5)若啟動車況記錄儀動運行程序，則檢查車況是否正常？(6)若車況正常，則處理數(shù)據(jù)；(7)發(fā)送數(shù)據(jù)；(8)顯示，或發(fā)送至GPS系統(tǒng)；(9)步驟4若啟動系統(tǒng)控制程序，則接通鍵盤輸入口、USB口和打印口；(10)在鍵盤佃入口后面，進行信息管理、執(zhí)行命令和實現(xiàn)輸入。
GPS和GSM控制單元的控制程序，其工作步驟是(1)系統(tǒng)自檢；(2)初始化；(3)選擇工作模式；(4)黑認狀態(tài)，或設(shè)置狀態(tài)；(5)若為黑認狀態(tài)，則定時接受GPS數(shù)據(jù)和發(fā)送GSM數(shù)據(jù)；(6)若為設(shè)置狀態(tài)，則按設(shè)定接受GPS數(shù)據(jù)和發(fā)送GSM數(shù)據(jù)；(7)結(jié)束否？(8)若未結(jié)束，返回至步驟3。
顯示控制單元的工作步驟是(1)系統(tǒng)自檢；(2)初始化；(3)調(diào)用顯示示程序；(4)存儲否？(5)若存儲，則存儲數(shù)據(jù)；(6)若不存儲，保持顯示格式；(7)有顯示指令？(8)若有顯示示指令，查訊顯示內(nèi)容；(9)顯示記錄儀數(shù)據(jù)或GPS、GSM數(shù)據(jù)或存儲的數(shù)據(jù)；(10)若是顯示記錄儀數(shù)據(jù)或GPS、GSM數(shù)據(jù)，則存儲數(shù)并顯示示。
本發(fā)明的優(yōu)點是，使用GPS定位和車況記錄一體，替代原來的行車記錄儀，不但可以為駕駛員提供車況信息，而且實時的和營運監(jiān)控中心聯(lián)系，為車輛提供故障排除、緊急救助等服務，提高車輛運行的安全性和處理突發(fā)事件的能力，加強對車輛和駕駛員的管理。


附圖1是本發(fā)明的總方框圖。
附圖2是顯示控制單元方框圖。
附圖3是GPS、GSM控制單元方框圖。
附圖4是記錄儀控制單元方框圖。
附圖5是系統(tǒng)控制單元主程序流程圖。
附圖6是GPS、GSM控制單元程序流程圖。
附圖7是顯示控制單元程序流程圖。
附圖8是電源變換器示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明由以下5部分組成電源、記錄儀控制單元、顯示屏控制單元、GPS、.GPRS控制單元和系統(tǒng)控制單元。包含三個獨立的單片機MCU，分別管理顯示、GPS和GPRS以及記錄儀，它們即可以單獨的工作，又可以在記錄儀系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下，相互通訊，實施數(shù)據(jù)的傳輸。
記錄儀控制單元是整個設(shè)備系統(tǒng)的管理核心，對整個功能進行實時調(diào)配和管理，其硬件包含系統(tǒng)控制單元。記錄儀通過串口通訊實施對顯示、GPS和GSM進行管理，顯示屏顯示相應的內(nèi)容，這個內(nèi)容可以是記錄儀本身的信息，也可以是GPS或GSM的信息，同時GSM向外傳輸?shù)男畔?，即可是記錄儀的，也可以是GPS和GSM本身的。
附圖2是顯示屏控制單元方框圖；顯示屏控制單片機MCU，根據(jù)系統(tǒng)控制單元的命令來處理信息，包括來存儲和顯示。
顯示屏控制單片機MCU接到系統(tǒng)控制單元的命令，首先區(qū)分要顯示的內(nèi)容的來源記錄儀、GPS和GPRS或者是存貯器的內(nèi)容。對于這三者的內(nèi)容分別處理，前兩者是用串行通訊的方式實現(xiàn)，后一種是直接存取。
顯示屏上的所有字符從字庫Flash中提取。對于要顯示多的內(nèi)容，把一部分放入數(shù)據(jù)RAM中，分屏的格式定時的顯示，或者把一部分固定的顯示格式和內(nèi)容儲存在數(shù)據(jù)RAM中，以提高整個系統(tǒng)的速度。
附圖3是是GPS和GSM控制單元方框；GPS工作在默認或設(shè)定的情況下，每隔一定的時間通過串口由單片機MCU控制向GPS和GSM發(fā)送一次數(shù)據(jù)包汽車的經(jīng)緯度、時間、速度和高度等等，由MCU處理存儲，以供顯示或GSM發(fā)送用。
GSM模塊也工作在默認或設(shè)定的方式下，定時的向監(jiān)控中心發(fā)送設(shè)定的數(shù)據(jù)息信，還具有和外界直接通話和發(fā)短信的能力，也具有語音輸出能力以實現(xiàn)監(jiān)聽或者喇叭功能等等。
程序下載接口實現(xiàn)GPS和GSM的在線軟件升級。
附圖4是記錄儀控制單元方框圖；為本發(fā)明的核心部分，除具有單獨的功能外，還具有整體控制能力。
記錄儀控制單元通過接收速度傳感器的信號，實時地記錄車輛的行駛狀況時間、速度、啟動、中途停車、累程、累時、最高車速和日期等數(shù)據(jù)；接收發(fā)動啟動的ACC電壓、油路監(jiān)控和制動等等，以聲光和顯示的信息告訴給駕駛員；同時還把一部分車況信息通過GSM傳到監(jiān)控中心。
記錄儀控制單元在具有掉電保護功能的EEPROM中，更新和保存最近幾次停車前30秒的各種數(shù)據(jù)(時間、駕駛員、車速)和一些關(guān)鍵的車況信息(例如剎車、轉(zhuǎn)向、燈控、點火開關(guān)等等)，以應付處理突發(fā)事件的依據(jù)，例如交通事故分析等等，在此便充當通常人們所說的黑匣子功能。
記錄儀控制單元具有輸入和輸出接口。輸入接口有IC卡、報警和鍵盤。輸出接口有USB、打印和232通訊。其中最重要的是駕駛員可以通過鍵盤來完成的整體機的控制，通過USB實時的保存行使的數(shù)據(jù)。
在記錄儀控制單元的硬件中，邏輯解算是系統(tǒng)用來上電自檢，以檢驗系統(tǒng)開始工作是否正常。這是系統(tǒng)在硬件設(shè)計的自我身份標識，用普通的或非門實現(xiàn)。
附圖8是系統(tǒng)電源單元示意圖，為整個系統(tǒng)提供所需的各種電壓+8DCV、+5DCV和3.3DCV等。
行駛的汽車環(huán)境很復雜，電磁干擾和電壓的浪涌很大，所以從汽車的電瓶電源12DCV(或24DCV)來的電壓很不穩(wěn)定和波動性很大。GPS定位記錄一體中包含了3個MCU和大量的數(shù)據(jù)存儲器件，是一個對電源穩(wěn)定性要求很高的電子設(shè)備。這樣就決定了系統(tǒng)的電源設(shè)計相對復雜，除了傳統(tǒng)的穩(wěn)壓濾波外，也應用了幾個DC/DC器件，同時對于系統(tǒng)中不同的單元，采用各自分立的電源供電，以保證系統(tǒng)功率的要求，也防止電源系統(tǒng)本身相互串擾。
附圖5、6、7是本發(fā)明三個單片機MCU內(nèi)的程序流程圖，各自分別有自己獨立的程序在運行，三個程序是主程序、顯示程序、GPS和GSM程序，各程序的數(shù)據(jù)交換是通過串口完成的。
主程序執(zhí)行模塊如圖5所示，負責系統(tǒng)控制單元的控制和記錄儀控制單元的解算。系統(tǒng)控制單元根據(jù)鍵盤的輸入和屏幕顯示，完成各種控制功能，主要是對外數(shù)據(jù)交換，例如下載程序、USB等等，還有發(fā)送顯示數(shù)據(jù)和發(fā)送到監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)。而記錄儀部分則完成各種車況的監(jiān)控和數(shù)據(jù)的處理，把運行的車輛的各種狀態(tài)提供報告。
附圖7是顯示程序，負責信息數(shù)據(jù)的顯示。顯示程序的任務單一，接受系統(tǒng)控制單元的命令，把要顯示的內(nèi)容顯示在屏幕區(qū)域。顯示的內(nèi)容分為靜態(tài)和動態(tài)兩種靜態(tài)是指要顯示變量的格式和名稱，在屏幕上不需要頻繁的變更。其裝在顯示板上，而動態(tài)是這些變量的數(shù)值，隨著車況的改變而改變，數(shù)據(jù)來自記錄儀或者GPS板。
附圖6是GPS和GSM程序流程，GPS接受數(shù)據(jù)和GSM發(fā)送數(shù)據(jù)分為兩種，默認方式和系統(tǒng)控制單元受控方式。前者是在制造商設(shè)定的時間間隔內(nèi)完成數(shù)據(jù)傳輸，后者是接到系統(tǒng)控制單元命令修改時間間隔而完成，但這種修改不是隨意的，是制造商提供的幾個模式。
對于一款GPS其每次串行輸出的數(shù)據(jù)格式和內(nèi)容是一樣的，控制MCU定時的處理就好了。但是GSM所發(fā)送的數(shù)據(jù)格式一定，內(nèi)容卻變化很大。
權(quán)利要求
1.一種GPS定位車載記錄儀，其特征在于一系統(tǒng)控制單元分別與GPS和GSM控制單元、車況記錄儀控制元以及顯示屏控制單元通訊傳輸數(shù)據(jù)，并將車況記錄儀記錄的實時行車狀況，在顯示屏控制單元的顯屏上顯示，同時控制移動通訊GSM發(fā)送到監(jiān)控管理中心。
2.按權(quán)利要求1所述的GPS定位車載記錄儀，其特征在于GPS和GSM控制單元由一單片機MCU控制，分別與GPS模塊、GSM模塊通訊傳輸數(shù)據(jù)，并設(shè)置有存儲器RAM、FLASH，GSM模塊設(shè)置有車載電話、監(jiān)聽裝置和SIM卡。
3.按權(quán)利要求1所述的GPS定位車載記錄儀，其特征在于車況記錄儀控制單元由一MCU單片機控制，分別與車況信號輸入接口、報警信號輸入、按鍵輸入、IC卡接口、打印機接口、R232接口、USB接口連接，同時還與一存儲器RAM連接。
4.按權(quán)利要求1所述的GPS定位車載記錄儀，其特征在于顯示控制單元由一MCU單片機控制，分別與字庫、存儲器RAM、R232接口通訊交換數(shù)據(jù)，并根據(jù)系統(tǒng)控制單元指令，控制要顯示的內(nèi)容在LCD液晶顯示屏上顯示。
5.按權(quán)利要求1所述的GPS定位車載記錄儀的系統(tǒng)控制元的控制方法，其特征在于該方法的工作步驟是(11)系統(tǒng)自檢；(12)身份識別；(13)啟動應用程序；(14)啟動系統(tǒng)控制程序，或者啟動車況記錄儀運行程序；(15)若啟動車況記錄儀動運行程序，則檢查車況是否正常？(16)若車況正常，則處理數(shù)據(jù)；(17)發(fā)送數(shù)據(jù)；(18)顯示，或發(fā)送至GPS系統(tǒng)；(19)步驟4若啟動系統(tǒng)控制程序，則接通鍵盤輸入口、USB口和打印口；(20)在鍵盤佃入口后面，進行信息管理、執(zhí)行命令和實現(xiàn)輸入。
6.按權(quán)利要求1所述的GPS定位車載記錄儀的GPS和GSM控制單元的控制方法，其特征在于在該控制單元的MCU內(nèi)設(shè)置一控制程序，該程序的工作步驟是(9)系統(tǒng)自檢；(10)初始化；(11)選擇工作模式；(12)黑認狀態(tài)，或設(shè)置狀態(tài)；(13)若為黑認狀態(tài)，則定時接受GPS數(shù)據(jù)和發(fā)送GSM數(shù)據(jù)；(14)若為設(shè)置狀態(tài)，則按設(shè)定接受GPS數(shù)據(jù)和發(fā)送GSM數(shù)據(jù)；(15)結(jié)束否？(16)若未結(jié)束，返回至步驟3。
7.按權(quán)利要求1所述的GPS定位車載記錄儀的顯示控制單元的控制方法，其特征是顯示控制單元的工作步驟是(11)系統(tǒng)自檢；(12)初始化；(13)調(diào)用顯示示程序；(14)存儲否？(15)若存儲，則存儲數(shù)據(jù)；(16)若不存儲，保持顯示格式；(17)有顯示指令？(18)若有顯示示指令，查訊顯示內(nèi)容；(19)顯示記錄儀數(shù)據(jù)或GPS、GSM數(shù)據(jù)或存儲的數(shù)據(jù)；(20)若是顯示記錄儀數(shù)據(jù)或GPS、GSM數(shù)據(jù)，則存儲數(shù)并顯示示。
全文摘要
本發(fā)明提供一種GPS定位車載記錄儀，該記錄儀是由一系統(tǒng)控制單元分別與GPS和GSM控制單元、車況記錄儀控制元以及顯示屏控制單元通訊傳輸數(shù)據(jù)，并將車況記錄儀記錄的實時行車狀況，在顯示屏控制單元的顯屏上顯示，同時控制移動通訊GSM發(fā)送到監(jiān)控管理中心；本發(fā)明由三個單片機MCU內(nèi)的程序控制，三個程序是主程序、顯示程序、GPS和GSM程序，各程序的數(shù)據(jù)交換是通過串口完成的。優(yōu)點是，使用GPS定位和車況記錄一體，不但可以為駕駛員提供車況信息，而且實時地和營運監(jiān)控中心聯(lián)系，為車輛提供故障排除、緊急救助等服務，提高車輛運行的安全性和處理突發(fā)事件的能力，加強對車輛和駕駛員的管理。
文檔編號G01S1/00GK1811826SQ20061002367
公開日2006年8月2日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者姚薇 申請人:上海遙薇實業(yè)有限公司