CN101799979A

CN101799979A - 全天候行车服务***

Info

Publication number: CN101799979A
Application number: CN 201010127224
Authority: CN
Inventors: 张兴莲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: CN101799979B

Abstract

一种全天候行车服务***，包括集控中心服务器平台、前端便携式车载终端，所述的前端便携式车载终端包括主处理器和通信模块组成的CPU、SDRAM、NAND FLASH、NOR FLASH，所述的前端便携式车载终端内置有服务中心号码与集控中心服务器平台网络地址，在CPU中通信模块上的射频接口接有天线，CPU通过串口与GPS芯片连接，CPU还连接有晶振及时钟电路。全天候行车服务***集全球卫星定位、浮动车信息采集、无线数据通信、实时路况导航、天气情况导航、语音接入服务等多种功能于一身，功能齐全，操作极其方便快捷，最大限度地保证了行车方便、安全，并可以运用到高速公路、市内公路、水路交通等领域。

Description

全天候行车服务***

技术领域

本发明涉及一种导航***，更具体地说，涉及一种全天候行车服务***。

背景技术

借助一般GPS设备，驾车者可以根据目的地选择车行距离最短的最优路线，避免走冤枉路。不过，静态地图无法反映详实的动态路况信息，在交通拥堵高峰时间段，GPS的导航功能也无法发挥其优势。据中国交通网统计数据显示，我国北京、上海等城市的驾车者在上下班高峰期的平均车速不足20km/h，人均每天消耗2～3小时用于路面交通。由于交通拥堵，汽车较长时间处于低速行驶状态，汽油消耗会比正常行驶时增加近50％，尾气排放量也远高于正常行驶状态。由于拥堵，城市道路利用率降至20％。以北京为例，每年由于拥堵造成的时间浪费、能源过度消耗、环境污染、道路利用率低下等问题造成的损失，折合人民币高达130亿元。对驾车者而言，改善车辆对行车路线及路况的掌握，获得实时路况信息，将有利于驾驶者提前避开拥堵和管制路段，缓解交通拥堵状况。然而人们行车时需要的不仅仅是路线导航，例如天气情况、道路实时状况、行车安全等。中国发明专利申请号200810141016.9公开了一种防超速监控记录装置，提供了防超速监控的功能；中国发明专利申请号02791511.3公开了一种公路大雾天气车辆导航装置，但其是在遇到恶劣天气后的一种补救措施，仍然存在行车不安全因素，如果能尽早了解道路实时天气情况，就可以避开危险的天气，给行车选择一条最安全的路线；中国发明专利申请号200610134395.X公开了一种基于组合导航的高速公路全程监测装置；但以上此类装置均只有单一功能，如果全部购买，除了成本与放置空间等问题之外，最大的问题就是不方便操作，容易使驾驶员分心，这对行车安全是一种巨大的威胁。

发明内容

本发明要解决的问题是：克服现有技术的难点，提供一种功能齐全，同时操作极其方便快捷的全天候行车服务***。

本发明的技术方案是这样的：

一种全天候行车服务***，包括集控中心服务器平台、前端便携式车载终端，所述的前端便携式车载终端包括主处理器和通信模块组成的CPU，还包括分别通过并行数据总线与CPU相连的SDRAM、NAND FLASH、NOR FLASH，所述的前端便携式车载终端内置有服务中心号码与集控中心服务器平台网络地址，在CPU中通信模块上的射频接口接有天线，CPU通过串口与GPS芯片连接，CPU还连接有晶振及时钟电路。

所述的前端便携式车载终端还包括电源，电源分别连接有充放电管理电路、电源及看门狗电路，通过电源及看门狗电路为CPU供电，CPU还设置有MicroUSB接口，并与充放电管理电路连接，CPU的I/O口上连接有按键及LED指示灯，所述的GPS芯片内置有天线或外置天线接口，CPU分别通过串行总线连接麦克风及音频A/D、音频放大与扩音器电路。

前端便携式车载终端CPU中的通信模块是GSM/GPRS/CDMA 1X/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000平台模块，通信平台模块上设置有SIM卡插槽。

所述的按键包括重听键、一键通键、开/关机键、复位键。

所述的前端便携式车载终端内置有信息自动存储程序，一键通程序。

所述的信息自动存储程序可以设置前端便携式车载终端在1至5分钟内的一定时间间隔内自动存储接收到的信息。

所述的前端便携式车载终端还包括外置电源，所述的外置电源是电源接口或外接电源盒。

所述的NAND FLASH容量不小于1GB。

集控中心服务器平台的平台软件数据库采用SQL Server，运用C/B/S构架组网，平台软件数据库采用模块化设计，集控中心服务器平台的接入支持话音、TCP/IP数据连接、文字信息，所述的平台软件支持支持磁盘阵列、双网卡、千兆网络通信、NAT私网穿越。

所述的集控中心服务器平台软件，支持前端设备的远程在线firmware软件升级和维护，支持前端设备的远程在线参数修改和设定，应用程序层能自动实现话筒语音录制和编码，带有任务调度和数据分流模块，支持同一服务中心内的多台服务器级联组网，支持多层次多格式矢量电子地图，支持车辆行驶记录仪的功能，支持远程提取前端便携式车载终端中的历史轨迹信息，提供与其他地图、导航软件厂家的数据接口，所述的集控中心服务器平台软件支持数据检索及统计报表，支持多等级、多权限的用户管理，支持完成端口的线程池和内存池的优化技术设计，支持数据库连接池优化技术，提供CP内容数据接口，接入设备的管理支持单个或者分组管理。

本发明的有益效果如下：

全天候行车服务***集全球卫星定位、浮动车信息采集、无线数据通信、实时路况导航、天气情况导航、语音接入服务等多种功能于一身，功能齐全，操作极其方便快捷，最大限度地保证了行车方便、安全，并可以运用到高速公路、市内公路、水路交通等领域。

附图说明

图1是本发明的组网结构示意图；

图2是本发明的车前端便携式车载终端载终端的原理框图；

图3是本发明的集控中心服务器平台软件的框架示意图；

图4是服务注册与确认的流程图；

图5是高速路实时路况信息服务的流程图；

图6是“一键通”紧急呼叫服务的流程图；

图7是综合生活资讯服务的流程图；

图8是高速路导航服务的流程图；

图9是天气预警服务的流程图；

图10是超限速监控服务的流程图；

图11是行驶车辆车距提醒服务的流程图；

图12是服务注销的流程。本发明主要功能的业务流程图。

具体实施方法

下面结合附图对本发明的实施方法进行详细说明：

图1是本发明的组网结构示意图，全天候行车服务***由车载便携式终端、服务中心平台软件、呼叫中心座席、数据录入客户端等主要功能模块组成。车载便携式终端与服务中心平台软件之间的通信采用GSM/GPRS无线网络，通信方式包括电话语音、SMS短信息、或者基于GPRS/CDMA 1X/TD-SCDMA/CDMA2000/WCDMA无线网络的TCP/IP数据包等三种，为双向数据通信。呼叫中心座席、数据录入客户端与服务中心平台软件之间的通信是基于局域网LAN或者广域网Internet的双向TCP/IP数据交互。

图2是本发明的车前端便携式车载终端载终端的原理框图，所述的前端便携式车载终端包括主处理器和通信模块组成的CPU，还包括分别通过并行数据总线与CPU相连的SDRAM、NAND FLASH、NOR FLASH，所述的前端便携式车载终端内置有服务中心号码与集控中心服务器平台网络地址，在CPU中通信模块上的射频接口接有天线，CPU通过串口与GPS芯片连接，CPU还连接有晶振及时钟电路。所述的前端便携式车载终端还包括电源，电源分别连接有充放电管理电路、电源及看门狗电路，通过电源及看门狗电路为CPU供电，CPU还设置有MicroUSB接口，并与充放电管理电路连接，CPU的I/O口上连接有按键及LED指示灯，所述的GPS芯片内置有天线或外置天线接口，CPU分别通过串行总线连接麦克风及音频A/D、音频放大与扩音器电路。前端便携式车载终端CPU中的通信模块是GSM/GPRS/CDMA1X/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000平台模块，通信平台模块上设置有SIM卡插槽。所述的按键包括重听键、一键通键、开/关机键、复位键、确认键。所述的前端便携式车载终端内置有信息自动存储程序，一键通程序。

本实施例的车载终端是GSM/GPRS版本，CPU采用联发科公司的MTK6255套片，通过并行数据总线与SDRAM和NAND FLASH、NOR FLASH连接在一起，电路采用锂电池供电，正常电压为3.7V，通过电源电路实现电压转换，为整个电路提供两种电压，一种是CPU的核电压，一种是CPU的I/O电压，同时看门狗电路实现对CPU工作情况和电源电压的实时监测，在必要的使用硬复位***以避免死机现象，按下复位键，实现***的复位；终端对外的数据接口通过MicroUSB实现，其本身就是CPU的一个外设接口，同时，还利用MicroUSB实现了对内置电池的充电接口，并设计了专门的充放电管理电路以确保电池的安全使用和寿命。无线通信的天线直接连接在MTK6255套片的射频接口上。

对于CDMA 1X和3G版本，与GSM/GPRS版本的区别在于主处理器和通信模块不同，其他外设接口和扩展电路均相同。这两个版本的主处理器采用ARM芯片，具备USB主机接口和UART接口，可直接与CDMA 1X、TD-SCDMA、CDMA2000和WCDMA的无线通信模块连接，同时在ARM处理器中运行嵌入式Linux操作***以实现对3G通信模块的底层驱动和控制。其中CDMA 1X的模块采用华为的EM200，TD-SCDMA的模块采用LeadCore联芯公司的LC6311，CDMA2000模块采用华为的EM660，WCDMA模块采用华为公司的EM770，该模块兼容GSM/GPRS/WCDMA网络。

电路中包含有GPS芯片，采用上海易罗信息的E580模块，并带有内置GPS天线和预留的外置天线接口，GPS芯片通过LVTTL电平的UART通用异步串口与CPU实现通信，通信波特率为9600bps。晶振及时钟电路采用有源晶振，提供CPU工作的基准时钟信号和RTC实时时钟***需要的基准时钟信号。按键及LED指示灯部分连接到CPU的GPIO通用输入输出接口上，CPU通过轮询和虚拟中断的方式实现对按键状态的检测，并根据当前工作状态控制LED指示。

电路中包含有采集并数字化语音信号的微型麦克风及音频A/D，自带音频放大电路，CPU通过I2S串行总线实现对其控制。由于***对输出语音信号的大小有要求，因此设计了专门的音频功率放大电路及喇叭。

本发明硬件终端的车辆行驶记录仪功能支持每隔1-5分钟的车辆位置及行驶信息记录，可在内部存储空间中记录不少于50万条的车辆行驶历史信息(约需10M字节左右的内存空间)，缺省间隔为3分钟，主要是通过CPU内置的计时器，每隔3分钟就产生一个事件中断，其中断响应程序就是读取当前的GPS位置信息并存储到电路***的内置存储器中，一旦该部分存储区已满，***对自动循环覆盖最早的记录信息。记录间隔的时间越短，则需要存储的数据量越大，要求内置大容量NAND FLASH存储空间不小于1G，本实施例的内置大容量NAND FLASH存储空间是1G。

本发明内置2400mAH的锂电池，同时带有外部充电接口，也可以用于外接电池盒，缺省工作模式下本发明所涉及的硬件终端的平均功耗为40mA，内置电池可使其工作60个小时，再加上外接电池盒不小于4000mAH的供电量，可确保终端产品的持续工作时间不小于7天。

图3是本发明的集控中心服务器平台软件的框架示意图，所述的集控中心服务器平台的平台软件数据库采用SQL Server，运用C/B/S构架组网，平台软件数据库采用模块化设计，集控中心服务器平台的接入支持话音、TCP/IP数据连接、文字信息，所述的平台软件支持支持磁盘阵列、双网卡、千兆网络通信、NAT私网穿越。

SMS网关接入模块、电话接入、TCP/IP网络连接是分别针对终端产品三种不同的接入方式、不同的任务分发和调度模块根据接入方式，将数据和指令分发给不同的功能模块加以处理。平台软件所有应用功能的实现都基于数据收发与进程管理模块，通过与实时预警与监测模块的交互，可以实现天气预警、超限速提醒、车距提醒等实时性功能，通过与语音座席服务模块的交互，配合语音录制，可以实现所有基于电话接入包括“一键通”的业务功能。终端GPS信息分类记录模块从数据收发与进程管理中接收终端发送来的各种信息，按照位置、速度、方向分类后存储到相应的数据库表中，设备管理、维护及在线升级模块实现对所有前端设备的统一管理，包括参数设定、修改、firmware升级等。导航模块实现雨雾天的行车指引及高速路导航，电子地图及轨迹动态显示模块用于对终端的历史路径进行记录、查询、动态显示等，支持多等级矢量地图。

由于平台服务器用于存储的内容很多，为便于管理和维护，软件按照数据类型将其分为不同的表格，其中终端信息表用于记录各在线终端的ID号、版本历史、相关车辆信息、当前参数设定值、检修记录、内置SIM卡的号码等；车辆轨迹表用于记录一定时间内所有车辆的周期性位置信息、速度信息和行驶方向；路况信息表用于记录通过各种渠道收集采编的实时路况信息，比如异常天气情况、时间、路段，再比如某路段的拥堵原因、时间、位置、异常解除时间等；生活资讯信息表用于存储一些娱乐相关的数据，比如MP3音乐、相声、笑话等；道路管理相关信息表用于存储各条道路的限速信息、道路提示信息及相应路段的GPS位置信息；***提示信息表用于存储常用的***提示语音的压缩数据文件，比如“您已超速，请注意安全行驶”等，当需要时只需从表中读取发送给终端即可；终端服务历史记录表用于存储各终端每次服务的注册时间、结束服务时间等。

平台软件的所有客户端接入包括电话座席服务、历史数据查询及信息录入等，均通过Web Server的方式来实现，这通过一个独立的模块来实现，该模块同时与***数据库建立连接，实现各种数据的记录查询和写入。

本发明所涉及的平台软件并发支持1000个硬件终端的连接和通信，支持至少10000个终端在线，这主要是基于完成端口、线程池优化、内存池优化、数据库连接池优化等技术实现的，同时需要运行该平台软件的服务器硬件的支持，典型配置内存不低于2G，CPU主频不低于2.75G，最好是双核，具备千兆网络接入，本发明使用的配置为4G的内存，CPU是Intel Core 2E8400。

图4至图12是本发明所主要功能的平台服务器与车载终端之间数据和指令通信的关键业务流程，同时也是车载终端嵌入式软件与平台服务器软件的工作流程。在本发明中，平台软件基于Windows系列操作***，兼容Windows 2000、Windows2003、Windows XP、Windows Vista、Windows 2008 Server等，开发环境为Visual C++，数据库采用SQL Server，车载终端的CPU采用ucLinux嵌入式操作***，内核版本为2.4，同样采用C语言设计实现与平台软件的通信，编译器为gcc，版本是3.4。

其中，图4是服务注册与确认的流程图：按下开/关机键，启动设备；经过初始化、自检、播放简易使用说明；然后拨号上网并连接到服务中心平台，如拨号失败，进行重复拨号尝试，直至拨号成功；拨号成功后，设备语音提示用户连接成功并按键确认服务，如一分钟内未确认，则设备处于等待确认状态；确认成功后，设备向服务器发送车辆当前的位置信息、行驶速度、方向等数据；设备获取服务器平台对本设备的全局参数设定并更新；更新完成后，语音提示已开始实时路况服务；而后处于待机状态，等待下一步操作。

图5是高速路实时路况信息服务的流程图：设备向服务器台发送心跳包及GPS信息；服务器平台从数据库中检索与该GPS信息相关的路况信息；发送该信息给终端设备；终端设备存储该信息与通过语音播报；并继续向服务器平台发送心跳包及GPS信息并检测有无重听命令；如用户按下重听键，则重播最近一条路况信息，重播结束后设备继续向服务器平台发送心跳包及GPS信息并检测有无重听命令。

图6是“一键通”紧急呼叫服务的流程图：设备在待机状态下设备检测是否有一键通命令；如按下一键通键，终端停止GPRS数据通信，并自动拨打服务呼叫中心电话；服务呼叫中心座席服务员接听电话，根据用户要求在线提供所需服务；结束本次服务后，终端设备挂机，并与服务器重新建立数据TCP/IP连接，并处于待机状态。

图7是综合生活资讯服务的流程图：设备在待机状态下设备检测是否有一键通命令；如按下一键通键，终端停止GPRS数据通信，并自动拨打服务呼叫中心电话；服务呼叫中心座席服务员接听电话，明确用户需求并从数据库中寻找相应的资讯信息；本次服务结束后，终端设备挂机，并与服务器重新建立数据TCP/IP连接；终端接收服务器平台发送的资讯数据并通过解码播放；播放结束设备处于待机状态；如服务器平台数据库中没有用户需要的信息，则本次服务结束后，终端设备挂机，并与服务器重新建立数据TCP/IP连接，设备处于待机状态。

图8是高速路导航服务的流程图：设备在待机状态下设备检测是否有一键通命令；如按下一键通键，终端停止GPRS数据通信，并自动拨打服务呼叫中心电话；服务呼叫中心座席服务员接听电话，告知目的地；服务平台根据终端的当前位置和目的地规划行驶路线；提示终端设备挂机，并与服务器重新建立数据TCP/IP连接；判断终端当前位置是否接近分岔路口，如果是，则发送选择路线的语音提示数据，终端接收后解码播放，然后处于待机状态，如果否，则设备处于待机状态，继续向服务器平台发送当前最新的位置和行驶速度、方向信息，直到车辆接近分岔路口。

图9是天气预警服务的流程图：设备向服务器台发送心跳包及GPS信息；服务器平台从数据库中检索与该车辆行驶前方相关的天气信息；发送该信息给终端设备；设备存储此条信息并播放语音；并继续向服务器平台发送心跳包及GPS信息并检测有无重听命令；如用户按下重听键，则重播最近一条路况信息，重播结束后设备继续向服务器平台发送心跳包及GPS信息并检测有无重听命令。

图10是超限速监控服务的流程图；设备向服务器台发送心跳包及GPS信息；服务中心判断车辆是否为特殊车辆，如果是特殊车辆，则根据该类型车辆的行驶速度限制标准判断是否超速，如果超速，则发送该信息给终端设备，设备存储与语音播放该条信息，设备继续向服务器台发送心跳包及GPS信息，如果不超速，则判断当时的天气状况下是否超速，如果超速，则发送该信息给终端设备，设备存储与语音播放该条信息，设备继续向服务器台发送心跳包及GPS信息，如果不超速，检索车辆行驶前言是否有电子警察或限速标志，如果有，则发送该信息给终端设备，设备存储与语音播放该条信息，设备继续向服务器台发送心跳包及GPS信息，如果没有，设备处于待机状态，继续向服务器台发送心跳包及GPS信息；如果不是特殊车辆，则判断车辆是否超出正常情况下的限速标准或当时天气状况下是否超速，如果超速，则发送该信息给终端设备，设备存储与语音播放该条信息，设备继续向服务器台发送心跳包及GPS信息，如果不超速，检索车辆行驶前言是否有电子警察或限速标志，如果有，则发送该信息给终端设备，设备存储与语音播放该条信息，设备继续向服务器台发送心跳包及GPS信息，如果没有，设备处于待机状态，继续向服务器台发送心跳包及GPS信息。

图11是行驶车辆车距提醒服务的流程图：设备向服务器台发送心跳包及GPS信息；服务中心根据各高速路的地理位置信息将在不同道路上行驶的车辆分组；然后服务中心根据车辆实时更新的行驶方向信息将同一条高速路上行驶的车辆分为两组；判断同一组内任意车辆之间的最小车距，是否小于设定值(如200米)，如果小于设定值，则对车距小于设定值的两辆车同时发送车距提醒语音信息，终端接收并语音播放该条信息，设备继续向服务器台发送心跳包及GPS信息；如果大于设定值，则设备处于待机状态，继续向服务器台发送心跳包及GPS信息。

图12是服务注销的流程。本发明主要功能的业务流程图：按下开/关机键，设备发送服务注销指令给服务中心并断开连接，服务器平台存储本次服务的相关数据，并从实时服务设备列表中删除该设备，设备关机。

以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种全天候行车服务***，包括集控中心服务器平台、前端便携式车载终端，其特征在于，所述的前端便携式车载终端包括主处理器和通信模块组成的CPU，还包括分别通过并行数据总线与CPU相连的SDRAM、NAND FLASH、NOR FLASH，所述的前端便携式车载终端内置有服务中心号码与集控中心服务器平台网络地址，在CPU中通信模块上的射频接口接有天线，CPU通过串口与GPS芯片连接，CPU还连接有晶振及时钟电路。

2.根据权利要求1所述的全天候行车服务***，其特征在于，所述的前端便携式车载终端还包括电源，电源分别连接有充放电管理电路、电源及看门狗电路，通过电源及看门狗电路为CPU供电，CPU还设置有Micro USB接口，并与充放电管理电路连接，CPU的I/O口上连接有按键及LED指示灯，所述的GPS芯片内置有天线或外置天线接口，CPU分别通过串行总线连接麦克风及音频A/D、音频放大与扩音器电路。

3.根据权利要求2所述的全天候行车服务***，其特征在于，前端便携式车载终端CPU中的通信模块是GSM/GPRS/CDMA 1X/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000平台模块，通信平台模块上设置有SIM卡插槽。

4.根据权利要求2所述的全天候行车服务***，其特征在于，所述的按键包括重听键、一键通键、开/关机键、复位键、确认键。

5.根据权利要求4所述的全天候行车服务***，其特征在于，所述的前端便携式车载终端内置有信息自动存储程序，一键通程序。

6.根据权利要求5所述的全天候行车服务***，其特征在于，所述的信息自动存储程序可以设置前端便携式车载终端在1至5分钟内的一定时间间隔内自动存储接收到的信息。

7.根据权利要求2所述的全天候行车服务***，其特征在于，所述的前端便携式车载终端还包括外置电源，所述的外置电源是电源接口或外接电源盒。

8.根据权利要求5所述的全天候行车服务***，其特征在于，所述的NAND FLASH容量不小于1GB。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的全天候行车服务***，其特征在于，集控中心服务器平台的平台软件数据库采用SQL Server，运用C/B/S构架组网，平台软件数据库采用模块化设计，集控中心服务器平台的接入支持话音、TCP/IP数据连接、文字信息，所述的平台软件支持支持磁盘阵列、双网卡、千兆网络通信、NAT私网穿越。

10.根据权利要求9所述的全天候行车服务***，其特征在于，所述的集控中心服务器平台软件，支持前端设备的远程在线firmware软件升级和维护，支持前端设备的远程在线参数修改和设定，应用程序层能自动实现话筒语音录制和编码，带有任务调度和数据分流模块，支持同一服务中心内的多台服务器级联组网，支持多层次多格式矢量电子地图，支持车辆行驶记录仪的功能，支持远程提取前端便携式车载终端中的历史轨迹信息，提供与其他地图、导航软件厂家的数据接口，所述的集控中心服务器平台软件支持数据检索及统计报表，支持多等级、多权限的用户管理，支持完成端口的线程池和内存池的优化技术设计，支持数据库连接池优化技术，提供CP内容数据接口，接入设备的管理支持单个或者分组管理。