专利名称：汽车地理位置及can总线数据实时监控设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及监控设备，特别是一种汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备。
背景技术：
目前，公知的汽车地理位置实时监控设备，由GPS天线、GPS装置、GPRS天线、电源装置、微处理装置组成，可提供汽车实时地理位置信息，功能单一，无法实现汽车CAN总线数据实时监控。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，该设备不仅能实时提供汽车地理位置信息，还能提供汽车CAN总线信息。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是包括CAN总线协议转换装置、GPS装置、I/O控制装置、GPRS装置和电源装置，它们通过数据线和电源线与内含两个微处理单元和缓存器的MPU装置相连。所述MPU装置可以采用内含ATMEGA64和ATMEGA48两个微处理单元的装置，其中将ATMEGA64作为所述设备的核心控制单元，将ATMEGA48作为所述设备的副控制单元，ATMEGA64芯片和GPRS装置均通过I2C总线和ATMEGA48通讯。所述缓存器可以采用型号为ICSI-IC62LV256L产品。所述MPU装置可以通过I/O控制装置与用于接收汽车CAN总线发出的汽车工况信号的CAN总线协议转换装置相连。所述CAN总线协议转换装置可以采用GY-8502产品。所述GPS装置可以采用JRC-595产品。所述GPRS装置可以采用型号为QUECTEL-M12产品。 所述I/O控制装置可以由I/O控制器组成，该I/O控制器可以采用MAXIN-MAX3232型号的收发器。本实用新型提供的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其具体电路可以由Ul- UlO装置组成，其中U1为MPU装置副控制单元ATMEGA48 ；U2为MPU装置核心控制单元 ATMEGA64 ;U3 为 MPU 装置缓存器 ICIS-IC62LV256L ；U4 为寻址器 HITACHI-74HC573 ；U5为 I/O 控制器 MAXIN-MAX3232 ；U6 为 GPS 装置 JRC-595 ；U7 为 GPRS 装置 QUECTEL-M12 ；U8为CAN总线协议转换器GY-8502 ；U9芯片为5V稳压电源NSC-LM2596 ；U10为3. 3V稳压电源BCD-AP2121。所述的U1，其引脚4与UlO的引脚5连接；其引脚5接地；其引脚30、31，分别与U5的引脚9、10连接；所述的U2，其引脚 39、40、41、35、36、37、38 分别与 U3 引脚的 2、26、1、25、24、21、23连接；其引脚34、33分别与U3的引脚22、27连接；其引脚11、12、13分别与Ul的引脚17、15、16连接；其引脚43与U4的引脚11连接；其引脚6与U6的引脚3连接；其引脚2、3分别与U7的引脚60、61连接；其引脚52与UlO的引脚5连接；其引脚53接地；所述的U3，其引脚 11、12、13、15、16、17、18、19、10、9、8、7、6、5、4、3 分别与 U4 的引脚 2、3、4、5、6、7、8、9、19、18、17、16、15、14、13、12 连接；其引脚 14 与 UlO 的引脚 5 连接；其引脚28接地；所述的U4，其引脚20与UlO的引脚5连接；其引脚10接地；所述的U5，其引脚13与U8的引脚3连接；其引脚16与UlO的引脚5连接；其引脚15接地； 所述的U6，其引脚16连接外置GPS天线；其引脚6与UlO的引脚5连接；其引脚7接地；所述的U7，其引脚43与外置GPRS天线连接；其引脚12、13、14、15分别与SM卡供电、SM卡数据传输、SM卡时钟、SM卡重置功能引脚连接；其引脚52与U9的引脚2连接；其引脚8接地；所述的U8，其引脚9、10分别连接汽车CAN总线的CANL和CANH ;其引脚I与汽车的12V或24V电源正极连接；其引脚4接地；所述的U9，其引脚I与汽车的12V或24V电源连接；其引脚3接地；所述的U10，其引脚I与U9的引脚2连接；其引脚2接地。本实用新型提供的设备与现有技术相比，其优点主要是其一.能够实时提供汽车地理位置信息。其二 .能够提供汽车CAN总线数据信息，实现数据交换，提高设备的集成度和可靠性。其三.只需本设备一台，就能够实现多种数据上传功能，降低车载设备总体使用成本。
图I是本实用新型的功能装置图。图2是本实用新型的电路连接图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型提供的汽车地理位置实时监控及数据交换设备，其结构如图I所示，包括CAN总线协议转换装置、GPS装置、I/O控制装置、GPRS装置和电源装置，它们通过数据线和电源线与内含两个微处理单元和缓存器的MPU装置相连。所述MPU装置可以选用ATMEL公司生产的内含ATMEGA64和ATMEGA48两个微处理单元的装置，以加强数据处理能力。其中将ATMEGA64作为本设备的核心控制单元，将ATMEGA48作为本设备的副控制单元。ATMEGA64芯片采用流水线处理技术，提高了指令执行效率；集成JTAG，支持在线编程；采用低电压供电(2. 5 3. 6 V)，因为工程汽车车载电源为24V,必须经过电源转换装置才能转换为系统各装置所需的电压。GPRS装置和ATMEGA64芯片均通过I2C总线和ATMEGA48通讯，实现外扩两路UART，可同时外接车载设备。该MPU装置具备多种总线接口，两个UART 口可实现全双工通信，通信波特率可分别设定，可分别用于GPS信号的接收和GPRS通讯交互。所述缓存器可以使用256K缓存设计，使MPU装置具有充数据的存储、转发能力。该缓存器可采用型号为ICSI-IC62LV256L产品。该缓存器需寻址器协助其寻址，寻址器可以采用HITACHI-74HC573产品，该产品功能为数据缓冲、锁存。所述MPU装置外接CAN总线协议转换装置，用于接收汽车CAN总线发出的汽车工况信号。所述CAN总线协议转换装置，可以采用GY-8502产品作为CAN总线协议转换器。 该转换器可以实现CAN总线与RS232之间的数据通讯，以及CAN总线数据发送和接收；支持CAN2. OA和CAN2. OB协议，支持标准帧和扩展模式；支持CAN总线自发送自接收工作模式； 提供透明转换、透明带ID标识转换。所述GPS装置通过芯片引脚连接MPU装置。该GPS装置可以采用JRC-595产品，用于接收GPS信号。所述JRC-595装置是一个高效能、低功耗的智能型卫星接收装置，其工作电压为
3.3V，可以直接与单片机连接进行串口通讯。该装置遵循NMEA_0183标准，定位精度可达IOm以内，可以满足对汽车的定位要求。MCU装置通过编程对JRC-595装置输出的GPS信息进行处理，提取出用户所需的信息与监控中心通信以及存入外扩存储器装置。所述GPRS装置通过芯片引脚外接MPU装置。该GPRS装置可以采用型号为QUECTEL-M12产品，用于收发GPRS信号。所述QUECTEL-M12装置是一款完整的GSM/GPRS四频解决方案装置，可以广泛应用于WLL、M2M和手持设备中。使用工业标准界面，使得具备GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz功能的QUECTEL-M 12以小尺寸和低功耗实现语音、短信、数据和传真信息的高速传输。QUECTEL-M12的优良性能使其几乎能适应所有的工业应用要求，如M2M、遥测和其它移动数据通信系统中。其优势在于永久在线、快速数据存储，工作电压为3. 3至4.8V。该装置内嵌TCP/IP协议栈，使用AT指令进行通讯，收发GPRS信号。所述I/O控制装置通过芯片引脚外接MPU装置。该I/O控制装置用于和其他外接车载电子设备进行数据交换；控制输入输出数据的传送；检测外围设备的状态。该I/o控制装置由I/o控制器组成，该I/O控制器可以采用MAXIN-MAX3232型号的收发器，该收发器采用专有的低压差发送器输出级，利用双电荷泵在3. OV至5. 5V电源供电时能够实现真正的RS232性能，MAX3232供电电压5V或3. 3V。所述电源装置用于为整个系统提供工作电源。电源装置可采用一块NSC-LM2596芯片作为5V稳压电源，一块低压差线性稳压器BCD-AP2121产品作为3. 3V稳压电源，该产品是采用B⑶的低噪声低功耗CMOS工艺设计生产，具有低压差、低噪声、高电源纹波抑制比、低静态电流的等特点，其最大输出电流能力的最小值为150mA，并内置限流保护电路(300mA)。B⑶-AP2121的主要特征包括静态工作电源电流为25uA ;在输出电流150mA时的输入输出压差小于200mV ;电源纹波抑制比为70dB@lKHz且不需要外接补偿电容，其输出噪声小于30uVrms。本实用新型的电路结构及其连接方式如图2所示，其中U1为MPU装置副控制单元ATMEGA48 ；U2为MPU装置核心控制单元ATMEGA64 ；U3为MPU装置缓存器ICIS-IC62LV256L ；U4 为寻址器 HITACHI-74HC573 ；U5 为 I/O 控制器 MAXIN-MAX3232 ；U6 为GPS 装置 JRC-595 ；U7 为 GPRS 装置 QUECTEL-M12 ；U8 为 CAN 总线协议转换器 GY-8502 ；U9 芯片为5V稳压电源NSC-LM2596 ；U10为3. 3V稳压电源BCD-AP2121。Ul的引脚4与UlO的引脚5连接，为3. 3V供电输入。Ul的引脚5接地。Ul的引脚30、31，分别与U5的引脚9、10连接，使U5可向Ul传送汽车CAN信号数据。U2 的引脚 39、40、41、35、36、37、38 分别与 U3 引脚的 2、26、1、25、24、21、23 连接，作为数据传输通路，使U2可以与U3进行数据读写交换。U2的引脚34、33分别与U3的引脚22、27连接，分别用于“读”、“写”命令信号传输。U2的引脚11、12、13分别与Ul的引脚17、15、16连接，分别用于时钟输出、ISP输入、ISP输出，使两个微处理单元可形成数据交换。U2的引脚43与U4的引脚11连接，用于U2向U4发送数据锁存信号，使U4可协助U2对U3中的存储单元进行准确读取。U2的引脚6与U6的引脚3连接，用于接收GPS信号。U2的引脚2、3分别与U7的引脚60,61连接，用于收、发GPRS数据。U2的引脚52与UlO的引脚5连接，为3. 3V供电输入。U2的引脚53接地。
U3 的引脚 11、12、13、15、16、17、18、19、10、9、8、7、6、5、4、3 分别与 U4 的引脚 2、3、
4、5、6、7、8、9、19、18、17、16、15、14、13、12连接，作数据寻址控制，使说可向仍发送寻址信号。U3的引脚14与UlO的引脚5连接，为3. 3V供电输入。U3的引脚28接地。U4的引脚20与UlO的引脚5连接，为3. 3V供电输入。U4的引脚10接地。U5的引脚13与U8的引脚3连接，用于接收经U8转换为RS232格式的汽车CAN总线信号数据。U5的引脚16与UlO的引脚5连接，为3. 3V供电输入。U5的引脚15接地。U6的引脚16连接外置GPS天线，用于接收GPS卫星信号。U6的引脚6与UlO的引脚5连接，为3. 3V供电输入。U6的引脚7接地。U7的引脚43与外置GPRS天线连接，用于收发GPRS信号。U7的引脚12、13、14、15分别与SIM卡供电、SIM卡数据传输、SIM卡时钟、SIM卡重置功能引脚连接，以实现SIM卡功能。U7的引脚52与U9的引脚2连接，为5V供电输入。U7的引脚8接地。U8的引脚9、10分别连接汽车CAN总线的CANL和CANH，用于接收汽车CAN总线信号数据。U8的引脚I与汽车的12V或24V电源正极连接，为汽车12V或24V电源供电输入。U8的引脚4接地。U9的引脚I与汽车的12V或24V电源连接，为汽车的12V或24V电源供电输入。U9的引脚3接地。UlO引脚I与U9的引脚2连接，为5V供电输入。UlO的引脚2接地。本实用新型提供的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其工作过程是给车载终端上电后，便开始各装置的初始化以及开中断，GPS开始获取定位信息，MCU编程处理接收的数据并与CAN总线协议转换装置获取的汽车实时工作信息(水温、油温、油位、油压、发动机转速、汽车倾斜度、报警值等)合并组成一帧数据。系统一旦运行，GPRS通讯任务就开始通过AT指令登陆网络，并保持一直在线，然后准备接收其它任务的数据发送请求，并发送数据给远程服务器。
权利要求1.一种汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其特征在于包括CAN总线协议转换装置、GPS装置、I/O控制装置、GPRS装置和电源装置，它们通过数据线和电源线与内含两个微处理单元和缓存器的MPU装置相连。
2.如权利要求I所述的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其特征在于所述MPU装置采用内含ATMEGA64和ATMEGA48两个微处理单元的装置，其中将ATMEGA64作为所述设备的核心控制单元，将ATMEGA48作为所述设备的副控制单元，ATMEGA64芯片和GPRS装置均通过I2C总线和ATMEGA48通讯。
3.如权利要求I所述的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其特征在于所述缓存器采用型号为ICSI-IC62LV256L产品。
4.如权利要求I所述的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其特征在于所述MPU装置通过I/O控制装置与用于接收汽车CAN总线发出的汽车工况信号的CAN总线协议转换装置相连。
5.如权利要求I所述的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其特征在于所述CAN总线协议转换装置采用GY-8502产品。
6.如权利要求I所述的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其特征在于所述GPS装置采用JRC-595产品。
7.如权利要求I所述的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其特征在于所述GPRS装置采用型号为QUECTEL-M12产品。
8.如权利要求I所述的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其特征在于所述I/O控制装置由I/O控制器组成，该I/O控制器采用MAXIN-MAX3232型号的收发器。
9.如权利要求I所述的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其特征在于该设备的具体电路由Ul- UlO装置组成，其中U1为MPU装置副控制单元ATMEGA48 ;U2为MPU装置核心控制单元ATMEGA64 ；U3为MPU装置缓存器ICIS-IC62LV256L ；U4为寻址器HITACHI-74HC573 ；U5 为 I/O 控制器 MAXIN-MAX3232 ；U6 为 GPS 装置 JRC-595 ；U7 为 GPRS 装置QUECTEL-M12 ；U8为CAN总线协议转换器GY-8502 ；U9芯片为5V稳压电源NSC-LM2596 ；UlO 为 3. 3V 稳压电源 BCD-AP2121。
10.如权利要求9所述的汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，其特征在于 所述的U1，其引脚4与UlO的引脚5连接；其引脚5接地；其引脚30、31，分别与U5的引脚9、10连接； 所述的 U2，其引脚 39、40、41、35、36、37、38 分别与 U3 引脚的 2、26、1、25、24、21、23 连接;其引脚34、33分别与U3的引脚22、27连接；其引脚11、12、13分别与Ul的引脚17、15、16连接；其引脚43与U4的引脚11连接；其引脚6与U6的引脚3连接；其引脚2、3分别与U7的引脚60、61连接；其引脚52与UlO的引脚5连接；其引脚53接地； 所述的 U3，其引脚 11、12、13、15、16、17、18、19、10、9、8、7、6、5、4、3分别与况的引脚 2、3、4、5、6、7、8、9、19、18、17、16、15、14、13、12 连接；其引脚 14 与 UlO 的引脚 5 连接；其引脚28接地； 所述的U4，其引脚20与UlO的引脚5连接；其引脚10接地； 所述的U5，其引脚13与U8的引脚3连接；其引脚16与UlO的引脚5连接；其引脚15接地；所述的U6，其引脚16连接外置GPS天线；其引脚6与UlO的引脚5连接；其引脚7接地； 所述的U7，其引脚43与外置GPRS天线连接；其引脚12、13、14、15分别与SM卡供电、SIM卡数据传输、SM卡时钟、SM卡重置功能引脚连接；其引脚52与U9的引脚2连接；其引脚8接地； 所述的U8，其引脚9、10分别连接汽车CAN总线的CANL和CANH ;其引脚I与汽车的12V或24V电源正极连接；其引脚4接地； 所述的U9，其引脚I与汽车的12V或24V电源连接；其引脚3接地； 所述的U10，其引脚I与U9的引脚2连接；其引脚2接地。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车地理位置及CAN总线数据实时监控设备，该设备包括CAN总线协议转换装置、GPS装置、I/O控制装置、GPRS装置和电源装置，它们通过数据线和电源线与内含两个微处理单元和缓存器的MPU装置相连。本实用新型能够实时提供汽车地理位置信息；能够提供汽车CAN总线数据信息，实现数据交换，提高设备的集成度和可靠性；只需本设备一台，就能够实现多种数据上传功能，降低车载设备总体使用成本。
文档编号G05B19/418GK202677148SQ20112056243
公开日2013年1月16日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者熊晓飞 申请人:武汉昇达新能源科技有限公司