专利名称：一种车辆状态实时监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆状态监控系统，更具体地说，涉及一种可对车辆状态进行实时监控的系统。
背景技术：
国家在2003年制定了汽车行驶记录仪的国家标准，但是标准规定的功能相对简单，并且没有车主更关心的防盗、故障提示、报警以及运营商要求的车辆运营管理的功能。因此，针对这些缺陷，在汽车行驶记录仪的国家标准的基础上，需要提供一种既能够提供普通汽车行驶记录仪的功能，又具备报警、车载电话、短信、摄像和运营管理等功能的系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述功能简单、无法进行实时监控的缺陷，提供一种多功能的、可实时监控车辆状态的系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供了一种车辆状态实时监控系统，包括车载终端100和远程监控中心200；所述车载终端100包括微处理器101以及受其控制的至少一个摄像头104、存储介质模块102、无线通讯模块106、GPS模块108以及车辆信号检测与控制电路110；所述至少一个摄像头104用于采集车内的实时状态图像，并将图像数据通过微处理器的第一串口105传送给微处理器101，微处理器101将该图象数据保存到存储介质模块102或上传给远程监控中心200；所述存储介质模块102包括至少一块半导体存储介质芯片，与所述微处理器的地址总线和数据总线103相连；所述无线通讯模块106通过微处理器的第二串口107实现车载终端100与远程监控中心200之间的无线通讯；所述GPS模块108用于获取车辆定位信息，并将该定位信息通过微处理器的第三串口109传送给微处理器101；所述车辆信号检测与控制电路103用于检测车辆状态，并将状态信息通过微处理器的输入端口111传送给微处理器101，微处理器101对该状态信息进行判断处理。
在本发明所述的车辆状态实时监控系统中，所述图象数据是指摄像头将采集到的图像经过压缩编码后得到的。
在本发明所述的车辆状态实时监控系统中，所述车载终端还包括输入输出设备112，通过微处理器的第四串口113实现数据的接收和发送，所述输入输出设备112包括汉显装置和/或手柄。
在本发明所述的车辆状态实时监控系统中，所述第一串口107为RS485接口。
在本发明所述的车辆状态实时监控系统中，所述第一串口105还可用于在车辆外部进行数据下载；采用单总线分时的原则对所述第一串口105进行操作。
在本发明所述的车辆状态实时监控系统中，所述第二串口107为RS232接口。
在本发明所述的车辆状态实时监控系统中，所述第三串口109为RS232接口。
在本发明所述的车辆状态实时监控系统中，所述存储介质模块102包括快闪存储器、电可刷可编程只读存储器、铁电体存储器、静态存储器、动态存储器、同步动态存储器和/或磁性随机存取存储器。
在本发明所述的车辆状态实时监控系统中，所述车载终端100还包括用于提供日期和时钟功能的时钟芯片，以及用于监控系统的软件运行情况的看门狗芯片。
在本发明所述的车辆状态实时监控系统中，所述时钟芯片通过I2C总线与微处理器101进行通讯。
实施本发明的车辆状态实时监控系统，具有以下有益效果可利用摄像头采集车辆的实时状态图片，通过车辆信号检测和控制电路得到车辆的各状态信息，并可通过GPS模块得到车辆的定位信息。监控系统中的车载终端可记录和存储这些车辆的状态信息，并可利用其中的无线通讯模块以无线通讯方式与远程监控中心进行通信，从而可对车辆状态进行实时监控，进而可显示车辆防盗、故障提示、报警和车辆运营管理等功能。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明的电路结构框图；图2是本发明中微处理器模块的电路图；图3是本发明中无线通讯模块的电路图；图4-1和4-2是本发明中输入输出设备模块的电路图；图5是本发明中车辆信号检测与控制电路模块的电路图；图6是本发明中电源模块的电路图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的硬件电路部分主要包括车载终端100和远程监控中心200，其中车载终端100包括下列模块微处理器101，这是整个车载终端的控制中心。可以采用一片32位的微处理芯片。
存储介质模块102，由一块或多块半导体存储介质芯片组成，存储介质模块102包括但不限于快闪存储器(Flash Memory)、电可刷可编程只读存储器(EEPROM)、铁电体存储器(FRAM)、静态存储器(SRAM)、动态存储器(DRAM)、同步动态存储器(SDRAM)和/或磁性随机存取存储器(MRAM)，按现有寻址方式连接。存储介质模块102的主要功能是存储数据，存储介质模块102对应一个存储空间，或者被划分为至少两个存储空间。在所述存储介质模块102中能够存放系统的软件代码和数据。存储介质模块102通过微处理器的地址总线和数据总线103与微处理器101相连，用于对存储器芯片进行访址以及对其进行读写数据操作。
至少一个摄像头104，用于采集车内的实时状态图片。摄像头104通过第一串口105与微处理器101进行通讯，第一串口105可利用RS485(但是不限于)接口。摄像头104采集到图片后，通过第一串口105传给微处理器101，微处理器101获取到图像数据信息后，可以进行临时保存，也可上传给远程监控中心200。远程监控中心200也可以通过向无线通讯模块106发送指令的方式去控制摄像头104对车内的情况进行拍照，也可对已经保存的图像数据进行查询等处理。
无线通讯模块106，用于为车载终端100提供GSM、GPRS，CDMA，EDGE等功能。可实现车辆和远程监控中心之间的无线通讯，包括电话和短信功能的实现。还可通过GPRS模块实现数据收发功能。无线通讯模块106与微处理器101主要是通过第二串口107进行通讯，该串口可以遵循RS232协议。该模块接收由微处理器101发送过来的AT(Attention)指令之后，对指令进行响应。然后无线通讯模块106通过第二串口107把这些响应返回给微处理器101。当无线通讯模块106处于GPRS的数据传输状态时，无线通讯模块106可以通过第二串口107把大量的数据返回给微处理器101去处理，同时微处理器101也可以通过第二串口107把数据发送到无线通讯模块106，无线通讯模块106然后通过GPRS将数据发送到远程监控中心200。
GPS模块108，用于为车载终端100提供车辆的定位信息。GPS模块108与微处理器101的通讯是通过第三串口109来完成的。第三串口109也可遵循RS 232协议。微处理器101通过第三串口109查询GPS提供的车辆定位信息，判断车辆目前所在的经纬度和速度等信息。进而为远程监控中心200提供必要的车辆定位信息。
车辆信号检测与控制电路110，用于检测车辆状态，如车辆的速度，车门的开关，车辆主电的电压高低等。车辆信号检测与控制电路110通过微处理器的输入端口111将这些状态信息输入到微处理器101中，由微处理器101进行判断、处理等操作。例如，如果车辆速度过高，微处理器101可发出警告信息，提示用户应降低车速。如果车门异常打开，微处理器101可将该信息通过无线通讯模块106上传至远程监控中心，远程监控中心据此可发出进一步指令以采取相应动作。例如，远程监控中心可要求进一步获得车辆的实时状态图片，摄像头收到指令后可采集图像并将图像数据传送给微处理器，进而由微处理器传送给远程监控中心。远程监控中心即可采取断油门和/或锁车门等方法实现防盗功能。
输入输出设备112，用于向用户显示信息或便于用户输入信息。其中包括汉显和/或手柄。输入输出设备112通过第四串口113与微处理器101进行通信。用户可以从汉显中读出车辆的实时状态，用户的一些操作也需要通过汉显告诉车辆。例如用户需要拨打电话，此时需要通过汉显来输入电话号码。如果用户需要登陆，则需要通过汉显来输入用户的ID和密码等信息。
时钟芯片，为系统提供日期和时钟功能。时钟芯片用于为系统提供当前时间。该芯片与微处理器101的通讯是通过I2C总线但不限于I2C总线来完成的，遵循但不限于I2C总线协议。可以是任何能够为中心提供时钟，日期的时钟芯片。
看门狗芯片，用于监控系统的软件运行情况。
其中，在微处理器的各接口中，其I/O口用于输入车辆的速度，车门的开关，车辆主电的电压高低等状态信息。微处理器的串口主要用作微处理器与移动通讯模块、包括汉显手柄等的输入输出设备、GPS模块以及摄像头之间的通讯。微处理器的I/O口主要用作控制口，用来对车辆以及其他模块进行控制。微处理器的地址总线和数据总线连接到存储器芯片，用于对存储器芯片进行访址以及对其进行读写数据操作。
微处理器的输入端口用于检测车辆的状态，包括车辆的左、右转向，前门、中门的开关状态，刹车状态，加速状态，SOS紧急求助的按钮是否按下等等，通过检测这些I/O，用户或者远程监控中心就可以知道车辆目前的实时状态。
微处理器101是车载终端100的控制中心，它可完成以下操作a)从存储介质模块102中获取指令，执行指令的操作。
b)向连接到无线通讯模块106的第二串口107进行读、写操作，也就是接收来自无线通讯模块106来的数据信息，对数据进行处理、存储，向无线通讯模块106进行写指令和数据发送等操作。
c)接受来自GPS模块108的定位信息，按照GPS定义的数据格式对定位信息进行处理、存储。
d)接受来自摄像头104的图像信息，对图像信息进行保存、读写、发送到远程监控中心200等操作。
e)接受来自输入输出设备112的用户指令操作，对指令进行解析，然后将执行的结果返回给输出设备或者远程监控中心，或者根据指令去执行指定的操作，这些指令包括但不限于登、退录GSM/GPRS，拨出电话，查询设置，进行运营管理等。
f)接受来自车辆信号检测与控制电路110的车辆状态信息，对这些输入信息进行判断，并且根据不同输入执行指定的操作，包括但不限于报警、上报中心等。
如图2-6所示，给出了本发明的优选实施例的电路图，其中微处理器采用32位的爱普生(EPSON)S1C33209芯片，无线通讯模块采取明基(BenQ)的M22模块，GPS模块采取鼎天(RoyalTek)的REB-12R系列。存储介质模块采用快闪存储器(Flash Memory)，缓存模块采用SRAM。
图2是本发明中微处理器模块的电路图。微处理器的第三串口(P00，P01)用于接收和发送无线通讯模块的数据，MCU(Micro Controller Unit，微处理单元)通过第三串口对M22模块发送AT指令来操作模块，当无线通讯模块接受MCU发送过来的AT指令后，会根据不同的AT指令去执行对应的操作，然后将操作结果通过串口返回给MCU，MCU接受到AT指令的反馈，就可以知道模块当前的工作状态，然后根据这些工作状态去执行不同的操作，例如，如果用户要打电话，那么根据MCU会发出一个“ATD”指令去让GSM模块执行拨号操作，GSM模块执行拨号操作后，会返回可能出现的结果，比如BUSY(遇忙)，NOCARRIER(无法连接)等状态，然后MCU通过串口接收到这些状态后，会去判断这些状态“遇忙”，“无法连接”，然后根据这些状态再去执行不同的操作，比如将这些状态返回给汉显或者其它显示设备，并且提示用户稍后重新拨号等。
图3是本发明中无线通讯模块的电路图。无线通讯模块除了用于电话功能外，还有一个主要的功能，就是远程数据传输，在本发明中，远程监控中心与车载之间数据传输就是通过M22模块工作在GPRS的数据传输模式下来完成的，MCU发送AT指令操作M22模块，让模块工作在GPRS状态下，当M22模块接收指令，并且使自己工作在GPRS数据传输状态下的时候，此时MCU通过串口向M22发送数据，此时M22模块会直接把接收到来自MCU的串口的数据发送到远程监控中心，远程监控中心接收到车辆通过GPRS传输过来的数据后，远程监控中心会根据事先商定的协议去解析这些数据，然后分析这些数据就能够得到车辆的实时状态。
微处理器的第二串口(P05)用于GPS模块数据的接收，GPS模块将车辆的定位信息通过串口传输到MCU，MCU根据GPS模块指定的数据格式解析数据，然后得出车辆的具体定位信息。包括车辆所在位置的经纬度，方位，速度等等信息。
微处理器的第四串口(P26，P27)用于输入输出设备的数据接收和发送，MCU通过对第四串口的操作，使用户能够通过终端输入输出设备，如优选实施例中为汉显装置或者手柄，与车辆进行通讯，并且用户能够从汉显装置中读出车辆的实时状态，用户的一些操作也需要通过汉显装置告诉车辆，比如如果用户需要拨打电话，电话号码的输入需要用户通过汉显装置来输入，如果用户需要登陆，则用户也必须通过汉显装置来输入用户的ID和密码等。图4-1和4-2是本发明中输入输出设备模块的电路图。
微处理器的第一串口(P33，P16)用于MCU和摄像头之间的通讯，由于本发明采用的摄像头和MCU之间的通讯，以及外部在进行车辆的数据下载时候使用的串口是同一个串口，因此为了避免总线竞争，需要采用单总线分时的原则来对串口进行操作。本发明采用的是使用RS485接口，因此在电路上需要外接一个MAX485芯片来完成这项特定的功能，当总线处于MCU对摄像头进行操作的时候，MCU会通过I/O(P30)口去使能MAX485芯片，并且在此时关掉其它中断操作，此时对第一串口的读写数据操作也就是对摄像头的操作。根据摄像头的数据传输协议，MCU对来自第一串口的图像数据进行处理，包括保存、上传到远程监控中心等，此时远程监控中心就能够获得车辆内部的实时图像资料。微处理器3的第一串口同时也可用作对数据的下载操作，此时外部可以通过第一串口得到存储器中保存的数据信息。
当车辆上电后，车辆默认所有的摄像头都有连接，车辆会根据摄像头提供的指令对摄像头进行初始化，当摄像头接收到初始化指令后，会根据指令去执行相应的初始化动作，并且将结果状态通过第一串口返回给MCU，MCU根据摄像头返回的状态来判断摄像头是否工作正常，如果状态正常表明有摄像头连接，并且可以进行下一步的操作，如果状态不正常，表明摄像头未连接或者摄像头错误，此时不能进行下一步操作，车辆就会将摄像头设置为处于未连接状态。车辆就是通过这种方式来实现摄像头的识别功能。车辆能够处理多达5个摄像头的连接。在摄像头初始化完成后，摄像头处于准备状态，等待MCU通过串口发送过来的操作指令。
当微处理器接收到无线通讯模块发送过来的指令后，MCU会根据车辆与远程监控中心的空中数据传输协议对指令进行解析，如果远程监控中心已发送拍照指令，此时MCU将拍照指令按照摄像头的指令格式传输给摄像头。如果此时摄像头处于准备状态，摄像头检测到有拍照指令传入时，执行拍照动作，并立即给MCU发送一个应答。通过该应答MCU可得知摄像头已经获取指令，并且可以接收接下来的指令。此时，MCU需要继续给摄像头指令，给摄像头提供更详细的操作信息，比如设置此时是快照操作还是预览图像，是需要压缩图像格式，还是未压缩图像格式。摄像头获得这些详细的操作信息后，如果摄像头通过第一串口给MCU提供了正确的应答，表明摄像头此时正处于正常工作状态，接着，如果需要压缩图像，则摄像头会采用一定的或事先设定的图像压缩编码对图像进行压缩处理，并将图像数据包按照MCU传给摄像头的数据包格式大小通过第一串口传给MCU。MCU在接收到这些数据包后按照指定格式的文件名将其保存在Flash中，便于中心的查询和搜索。也可按要求直接上传到远程监控中心。
微处理器的输入端口(K50-K66)用于检测车辆的状态，包括车辆的左、右转向，前门、中门的开关状态，刹车状态，加速状态，SOS紧急求助的按钮是否按下等等，通过检测这些I/O，用户或者远程监控中心就可以知道车辆目前的实时状态。如图5所示，是本发明中车辆信号检测与控制电路模块的电路图。各输出与微处理器的输入端口相对应。
图6是本发明中电源模块的电路图，其中包括电源转换器单元、电压检测单元、电源转换单元和电源控制单元等几个单元模块组成。
本发明的车辆状态实时监控系统可利用摄像头采集车辆的实时状态图片，通过车辆信号检测和控制电路得到车辆的各状态信息，并可通过GPS模块得到车辆的定位信息。监控系统中的车载终端可记录和存储这些车辆的状态信息，并可利用其中的无线通讯模块以无线通讯方式与远程监控中心进行通信，从而可对车辆状态进行实时监控，进而可显示车辆防盗、故障提示、报警和车辆运营管理等功能。
权利要求
1.一种车辆状态实时监控系统，其特征在于，包括车载终端(100)和远程监控中心(200)；所述车载终端(100)包括微处理器(101)以及受其控制的至少一个摄像头(104)、存储介质模块(102)、无线通讯模块(106)、GPS模块(108)以及车辆信号检测与控制电路(110)；所述至少一个摄像头(104)用于采集车内的实时状态图像，并将图像数据通过微处理器的第一串口(105)传送给微处理器(101)，微处理器(101)将该图象数据保存到存储介质模块(102)或上传给远程监控中心(200)；所述存储介质模块(102)包括至少一块半导体存储介质芯片，与所述微处理器的地址总线和数据总线(103)相连；所述无线通讯模块(106)通过微处理器的第二串口(107)实现车载终端(100)与远程监控中心(200)之间的无线通讯；所述GPS模块(108)用于获取车辆定位信息，并将该定位信息通过微处理器的第三串口(109)传送给微处理器(101)；所述车辆信号检测与控制电路(103)用于检测车辆状态，并将状态信息通过微处理器的输入端(111)传送给微处理器(101)，微处理器(101)对该状态信息进行判断处理。
2.根据权利要求1所述的车辆状态实时监控系统，其特征在于，所述图象数据是指摄像头将采集到的图像经过压缩编码后得到的。
3.根据权利要求1所述的车辆状态实时监控系统，其特征在于，所述车载终端还包括输入输出设备(112)，通过微处理器的第四串口(113)实现数据的接收和发送，所述输入输出设备(112)包括汉显装置和/或手柄。
4.根据权利要求1所述的车辆状态实时监控系统，其特征在于，所述第一串(107)为RS 485接口。
5.根据权利要求4所述的车辆状态实时监控系统，其特征在于，所述第一串口(105)还可用于在车辆外部进行数据下载；采用单总线分时的原则对所述第一串口(105)进行操作。
6.根据权利要求1所述的车辆状态实时监控系统，其特征在于，所述第二串口(107)为RS 232接口。
7.根据权利要求1所述的车辆状态实时监控系统，其特征在于，所述第三串口(109)为RS 232接口。
8.根据权利要求1所述的车辆状态实时监控系统，其特征在于，所述存储介质模块(102)包括快闪存储器、电可刷可编程只读存储器、铁电体存储器、静态存储器、动态存储器、同步动态存储器和/或磁性随机存取存储器。
9.根据权利要求1-8中任何一项所述的车辆状态实时监控系统，其特征在于，所述车载终端(100)还包括用于提供日期和时钟功能的时钟芯片，以及用于监控系统的软件运行情况的看门狗芯片。
10.根据权利要求9所述的车辆状态实时监控系统，其特征在于，所述时钟芯片通过I2C总线与微处理器(101)进行通讯。
全文摘要
本发明涉及一种车辆状态实时监控系统，包括车载终端(100)和远程监控中心(200)，所述车载终端(100)包括微处理器(101)以及受其控制的至少一个摄像头(104)、存储介质模块(102)、无线通讯模块(106)、GPS模块(108)以及车辆信号检测与控制电路(110)。摄像头(104)用于采集车内的实时状态图像，并将图像数据通过微处理器的第一串口(105)传送给微处理器(101)，微处理器(101)将该图象数据保存到存储介质模块(102)或上传给远程监控中心(200)。车载终端可记录和存储各种车辆信息，并可利用无线通讯模块以无线通讯方式与远程监控中心进行通信，从而可对车辆状态进行实时监控，进而可显示车辆防盗、故障提示、报警和车辆运营管理等功能。
文档编号G07C5/00GK1967599SQ20061015704
公开日2007年5月23日 申请日期2006年11月23日 优先权日2006年11月23日
发明者刘鸿仁, 吴敬东 申请人:深圳市赛格导航科技股份有限公司