汽车地理位置及模数采样实时监测设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种汽车地理位置及模数采样实时监测设备，其包括微处理器、模数转换装置、GPS装置、无线通讯装置和电源装置，微处理器与模数转换装置、GPS装置和无线通讯装置均相连，电源装置与微处理器、GPS装置和无线通讯装置相连。该设备不仅能实时提供汽车地理位置信息，还能提供汽车模/数采样数据信息。
【专利说明】汽车地理位置及模数采样实时监测设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及监控设备，特别是一种汽车地理位置及AD (模/数)采样实时监控设备。
【背景技术】
[0002]目前，公知的汽车地理位置实时监控设备，由GPS(Global Posit1ning System,全球定位系统)天线、GPS装置、GPRS (General Packet Rad1 Service,通用分组无线服务)天线、GPRS通讯装置、电源装置、微处理装置组成，可提供汽车实时地理位置信息。但现有设备功能单一，无法实现汽车AD采样数据实时监控。
【发明内容】
[0003]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AD采样数据实时监控设备，该设备不仅能实时提供汽车地理位置信息，还能提供汽车AD采样数据信息。
[0004]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:汽车地理位置及模数采样实时监测设备，包括微处理器、模数转换装置、GPS装置、无线通讯装置和电源装置，微处理器与模数转换装置、GPS装置和无线通讯装置均相连，电源装置与微处理器、GPS装置和无线通讯装置相连。
[0005]所述的设备，微处理器外接有闪存。
[0006]所述的设备，微处理器与模数转换装置之间接有输入/输出控制器。
[0007]所述的设备，GPS装置采用GPS模块或北斗卫星导航模块。
[0008]所述的设备，无线通信装置采用GPRS模块。
[0009]所述的设备，电源装置包括5V稳压电源模块和3.3V稳压电源模块，5V稳压电源模块和3.3V稳压电源模块互相连接，5V稳压电源模块与无线通讯装置相连，3.3V稳压电源模块与微处理器、GPS装置相连。
[0010]所述的设备，微处理器、模数转换装置、GPS装置、无线通讯装置分别采用型号为STM32F103、AD603、JRC-595、QUECTEL-M12 的芯片。
[0011]所述的设备，闪存采用型号为25032BVSIG的芯片。
[0012]所述的设备，输入/输出控制器采用型号为MAXM-MAX3232的芯片。
[0013]所述的设备，5V稳压电源模块、3.3V稳压电源模块分别米用型号为NSC-LM2596、BCD-AP2121 的芯片。
[0014]本实用新型提供的设备与现有技术相比，其优点主要是:
[0015]其一.能够实时提供汽车地理位置信息。
[0016]其二.能够提供汽车AD数据信息，实现数据交换，提高设备的集成度和可靠性。
[0017]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是模块图。
[0019]图2是模块管脚连接图。
【具体实施方式】
[0020]本实用新型包括AD采样转换装置、GPS装置、1/0(输入/输出)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微处理单元和缓存器的MPU(Microprocessor Unit,微处理器)装置相连。
[0021]所述MPU装置可以采用内含STM32F103微处理单元的装置，其中:将STM32F103作为所述设备的核心控制单元，STM32F103芯片和GPRS装置均通过I2C (Inter-1ntegratedCircuit,内部整合电路)总线进行通讯。
[0022]所述缓存器可以采用型号为25032BVSIG产品。
[0023]所述MPU装置可以通过I/O控制装置与用于接收汽车模拟信号转换为数字信号的装置相连。
[0024]所述AD转换总线协议转换装置可以采用AD603产品。
[0025]所述GPS装置可以采用JRC-595产品。
[0026]所述GPRS装置可以采用型号为QUECTEL-M12产品。
[0027]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MAXIM-MAX3232型号的收发器。
[0028]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。
[0029]本实用新型提供的汽车地理位置及AD采样数据实时监控设备，其结构如图1所示，包括AD转换装置、I/O控制装置、GPRS装置、GPS装置和电源装置，它们通过数据线和电源线与内含STM103的微处理单元和缓存器的MPU装置相连。
[0030]所述MPU装置可以加强数据处理能力。该MPU装置可以选用ST公司的STM32F103作为本设备的核心控制单元，该芯片采用流水线处理技术，提高了指令执行效率；集成JTAG (Joint Test Act1n Group,联合测试行为组织标准端口)，支持在线编程；采用低电压供电(2.5?3.6V)，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。该MPU装置具备多种总线接口，UART (Universal AsynchronousReceiver/Transmitter,通用异步收发传输器)口可实现全双工通信，通信波特率可分别设定，可用于GPRS通讯交互。GPRS装置和STM32F103芯片均通过I2C总线实现外扩两路UART，可同时外接车载设备。
[0031]所述缓存器可以使用256K缓存设计，使MPU装置具有数据的存储、转发能力。该缓存器可采用型号为25032BVSIG的闪存器产品，与MPU之间通过SPI (Serial PeripheralInterface,同步串行外设接口)总线相连。
[0032]所述MPU装置外接AD总线协议转换装置，用于接收汽车AD总线发出的汽车工况信号。
[0033]所述AD总线协议转换装置，可以采用AD603产品作为AD总线协议转换芯片。该转换器可以实现AD总线与RS232之间的数据通讯，以及AD总线数据发送和接收；支持标准帧和扩展模式；支持AD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。
[0034]所述GPRS装置通过芯片引脚连接MPU装置。该GPRS装置可以采用型号为QUECTEL-M12的产品，用于收发GPRS信号。所述QUECTEL-M12装置是一款完整的GSM (GlobalSystem for Mobile communicat1n,全球移动通信系统)/GPRS四频解决方案装置,可以广泛应用于WLL (无线本地环路)、M2M(Machine To Machine，机对机)和手持设备中。使用工业标准界面，使得具备GSM/GPRS850/900/1800/1900MHZ功能的M12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。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。
[0035]本实用新型的GPS装置采用北斗/GPS模块，得到车辆地理位置数据。
[0036]所述1/0控制装置通过芯片引脚外接MPU装置。该1/0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1/0控制器可以采用MAXIM-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3.0V至5.5V电源供电时能够实现真正的RS-232 性能，MAXIM-MAX3232 供电电压 5V 或 3.3V。
[0037]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，该产品是米用 BCD 的低噪声低功耗 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)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。
[0038]本实用新型的电路结构及其连接方式如图2所示，Ul为MPU装置核心控制单元STM32F103 ；U2为MPU装置缓存器25032BV5NG ；U3为AD转换芯片AD603 ；U4为1/0控制器MAXIM-MAX3232 ；U5 为 GPS 装置 JRC-595 ；U6 为 GPRS 装置 QUECTEL-M12 ；U7 为 5V 稳压电源NSC-LM2596 ；U8 为 3.3V 稳压电源 BCD-AP2121。
[0039]Ul的引脚4与U8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、32，分别与U2的引脚6、2、5连接，完成数据存储。Ul的引脚78、79、80、83，分别与U4的引脚9、10、11、12连接，完成外部数据进行交互。Ul的引脚68、69与U6的引脚61、60连接，用于收发GPRS数据。Ul的引脚I还与U5的引脚7相连。
[0040]U2的引脚6、2、5分别与Ul引脚的30、31、32连接，作为数据传输通路，使U2可以与Ul进行数据读写交换。
[0041]U3的引脚7与U4的引脚16连接，使U3可通过U4向Ul传送汽车AD信号数据。U3的4号引脚接地，3号引脚为信号输入端。
[0042]U4的引脚9、10、11、12分别与Ul的引脚78、79、80、83连接，完成外部数据进行交互。U4的引脚16与U3的引脚7连接进行AD数据量化的传输。
[0043]U5的引脚7与Ul的引脚I连接，用于发送GPS信号。U5的引脚6与U8的引脚5连接，为3.3V供电输入。U5的引脚3接地，引脚16外接GPS天线。
[0044]U6的引脚43与外置GPRS天线连接，用于收发GPRS信号。U6的引脚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，以实现SIM (Subscriber Identity Module,用户识别模块)卡功能。U6的引脚60、61，分别与Ul的引脚69、68连接，用于GPRS数据信号传输处理。U6的引脚52与U7的引脚2相连，为5V供电输入。
[0045]U7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。U7的引脚3接地。U7的引脚2为5V供电输出，为系统进行电源供电。
[0046]U8的引脚I与U7的引脚2连接，为5V供电输入。U8的引脚2接地。U8的引脚5为3.3V电源输出，为系统进行电源供电。
[0047]本实用新型提供的汽车AD总线数据实时监控设备，其工作过程是:通过Lm2596提供5V稳压电源，通过AP2121提供3.3V稳压电源，分别给GPS模块、GPRS模块、MCU模块供电。给车载终端上电后，便开始各装置的初始化以及开中断，MCU接收AD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)。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。GPS模块获得GPS位置速度等信息后，发送给微控制器模块，微控制器模块处理后发送给GPRS模块，GPRS模块将得到数据发送给远程服务器。
【权利要求】
1.汽车地理位置及模数采样实时监测设备，其特征在于:包括微处理器、模数转换装置、⑶3装置、无线通讯装置和电源装置，微处理器与模数转换装置、⑶3装置和无线通讯装置均相连，电源装置与微处理器、6？8装置和无线通讯装置相连。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于:微处理器外接有闪存。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于:微处理器与模数转换装置之间接有输入/输出控制器。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于:⑶3装置采用⑶3模块或北斗卫星导航模块。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于:无线通信装置采用⑶旧模块。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于:电源装置包括57稳压电源模块和3.3乂稳压电源模块，稳压电源模块和3.稳压电源模块互相连接，稳压电源模块与无线通讯装置相连，3.抑稳压电源模块与微处理器、6？8装置相连。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于:微处理器、模数转换装置、⑶3装置、无线通讯装置分别采用型号为311325103^060341^-595^^(:121-1^12的芯片。
8.根据权利要求2所述的设备，其特征在于:闪存采用型号为250328%%的芯片。
9.根据权利要求3所述的设备，其特征在于:输入/输出控制器采用型号为嫩X頂-嫩乂3232的芯片。
10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于:57稳压电源模块、3.37稳压电源模块分别采用型号为吧0112596、80)-八?2121的芯片。
【文档编号】H04W4/04GK204131737SQ201420539176
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】郭亮, 杨昊 申请人:武汉电动汽车示范运营有限公司