多用汽車遠程檢測監控裝置的製作方法
2024-02-01 11:47:15
本發明涉及一種多用汽車遠程檢測監控裝置，屬於汽車遠程檢測與監控領域。
背景技術：
現代汽車普遍採用第二代車載診斷系統(OBDII)。具有該系統的汽車電控系統發生故障時，自診斷系統可以診斷出故障並將故障信息存儲在汽車電腦中。汽車電腦診斷儀通過汽車電腦的通信協議可以與汽車電腦進行通信，讀取故障信息以及數據流，並且可以對汽車電腦進行控制。例如專業生產汽車保修設備的美國SNAP-ON公司開發的汽車故障診斷模塊、ABS測試模塊、變速箱電腦控制系統測試模塊和自動換檔電子系統測試模塊等，可以直接接入個人電腦或筆記本電腦，而且具備中文處理能力。這些技術在汽車維修中的應用，有力地促進了汽車維修檢測設備向數顯化、自動化和智能化發展。但是，汽車電腦診斷儀必須通過數據線連接在汽車的診斷座上，當汽車發生故障時，只能回到汽車4S店或汽車維修中心進行診斷或等待救援。於是出現了基於網際網路OBDII標準的汽車故障遠程檢測系統，利用可攜式OBDII汽車故障檢測儀和計算機進行汽車故障的在線分析，並通過網際網路實現遠程數據的傳輸和診斷。
隨著衛星定位系統和無線移動通信技術的發展，出現了遠程監控導航系統，對於車輛的位置、故障等信息通過無線移動通信網絡發送到汽車維修保養服務中心，汽車維修保養服務中心也可以發送檢測信號和導航信息。這些系統也用於對特種車輛的安全監控，或用於物流公司、汽車運輸公司等對車輛的動態調度，遠程獲取汽車的裡程數、油耗量等數據，提高汽車營運的安全性和準時性。
為便於車主對於汽車內部和周圍的情況監控，目前出現了以手機為監控終端的汽車遠程可視監控器(專利號：200620083184.3)，由攝像頭、手機模塊、視頻壓縮編碼器和微處理器組成。同時為了記錄車輛事故發生時的全過程，以影像形式提供事故的有關證據，出現了汽車監控記錄儀，包含攝像機、錄像機、監視機、報警探頭、視頻伺服器和呼叫監視機。
目前已經出現高速公路車輛故障緊急支援系統。系統中的救援工程車帶有檢測設備、計算機網絡和多媒體設備，救援工程車可以向遠程故障診斷專家系統求助，可以互傳圖像信息進行專家會診。這種系統利用了無線通信、專家系統和汽車故障檢測技術，但救援工程車必須到達故障車現場才能實施救援。
上述的系統各自面向某一種應用，而且都要在汽車上安裝車載單元。對於一輛汽車同時需要多種系統時，必須安裝多個車載單元，部分功能重複，投資較大而且爭佔資源。本發明充分考慮這些系統的功能，提供了一個多用汽車遠程檢測監控裝置，面向客戶和多個監控中心進行監控，面向多個維修服務中心進行檢測，可以向多個社會公用報警中心通過移動通信網絡報警。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種多用汽車遠程檢測監控裝置，面向多個服務中心同時提供多種遠程服務。所述服務中心包括個人客戶、監控中心、維修保養服務中心和各種社會公共報警中心(如120急救中心、119報警中心和122報警中心)。所述多種遠程服務是指監控、檢測、通信、導航和報警等。監控數據包括聲音、圖像和文字信息。所述多用汽車遠程檢測監控裝置可用於公安或其他安全部門對特種車輛(如運鈔車、警車等)進行安全監控，可用於汽車維修保養中心或其他服務企業對汽車提供故障報警、遠程指導、維護提示、遠程檢測、遠程遙控和導航等服務，可用於司機進行無線移動通信或對車輛進行遠程監控，可用於物流公司、汽車運輸企業、出租汽車公司、消防隊或急救中心等採用汽車為社會提供服務的企事業單位對其車輛進行監控和動態調度。所述多用汽車遠程檢測監控裝置可通過移動通信網絡向多個社會公用報警中心報警。所述多用汽車遠程檢測監控裝置可用於以上多種服務功能同時應用。
本發明的多用汽車遠程檢測監控裝置，包括總控單元、移動通信單元、音頻信號單元、衛星定位單元、汽車檢測單元、圖像採集單元、電源管理單元、鍵盤/觸控螢幕和液晶顯示器(LCD)。其中移動通信單元、音頻信號單元、衛星定位單元、汽車檢測單元和圖像採集單元分別單獨開發，並與總控單元採用可插撥接口連接。除了總控單元、移動通信單元和電源管理單元以外其他單元和元件可以隨意組合，面向不同的應用。如選擇音頻信號單元、鍵盤/觸控螢幕和液晶顯示器可以實現車載無線移動通信功能；選擇衛星定位單元可實現遠程監控、定位和導航等功能，選擇汽車檢測單元可實現遠程檢測、故障報警、遠程指導、維護提示和遠程遙控等功能；選擇圖像採集單元可實現遠程圖像監視功能。
所述總控單元包含微處理器和FLASH晶片，用於數據轉發、功能調度和信息存儲。所述數據轉發功能是指對於衛星定位單元獲取的經緯度和時間數據、音頻信號單元獲取的語音數據、汽車檢測單元獲取的故障和報警數據或圖像採集單元獲取的圖像數據，通過移動通信單元發送到一個或多個遠程服務中心。所述功能調度是指微處理器對來自移動通信單元的監控和檢測指令接收和執行、對來自鍵盤/觸控螢幕的指令接收和執行、對上傳到一個或多個遠程服務中心的數據轉發以及對發送到液晶顯示器的信息顯示等功能，根據優先級進行調度。所述優先級是指根據各個監控、報警和檢測等任務的來源、性質不同設置其執行的先後順序，優先級相同的任務按照先來先執行的順序執行。所述信息存儲功能是指存儲設定時間段內的轉發數據和系統設置信息到FLASH晶片中。所述設定時間段是指對不同類型的轉發數據預先設置的從當前時刻向前計算的一個時間段。所述設置信息是指對不同類型轉發數據的設定時間段、對不同任務的優先級別、服務中心號碼和功能、以及分別對移動通信單元、衛星定位單元、音頻信號單元、圖像採集單元和汽車檢測單元的設置數據。
所述移動通信單元包含手機模塊、SIM卡座和天線等部分，用於與服務中心通信，接收監控和檢測指令，並上傳轉發數據、指令接收狀態和指令執行結果。所述手機模塊可以是GSM模塊、GPRS模塊或CDMA模塊。所述轉發數據包括衛星定位單元獲取的經緯度和時間數據、音頻信號單元獲取的語音數據、汽車檢測單元獲取的故障和報警數據和圖像採集單元獲取的圖像數據。所述指令接收狀態是指接收監控和檢測指令成功或者失敗兩種狀態，某些指令成功後，接收狀態信息不上傳。所述指令執行結果是指執行監控和檢測指令成功或者失敗兩種狀態，某些指令成功後，執行狀態信息不上傳。
所述音頻信號單元連接總控單元、移動通信單元和音頻設備，用於音頻編解碼、功率放大和音頻數據轉發。所述音頻設備包括揚聲器、耳機、麥克風和汽車音響。所述音頻編解碼是指將來自總控單元的數位訊號進行D/A轉換，將來自音頻設備的模擬信號進行A/D轉換，並實現多路音頻通道的切換。所述功率放大是指將發到揚聲器的信號放大。所述音頻數據轉發是指將A/D轉換的數位訊號送到總控單元，將D/A轉換的模擬信號直接送到耳機或汽車音響，將功率放大的信號送到揚聲器。
所述衛星定位單元包含衛星定位模塊、天線和其他附件，主要用於獲取車輛的經緯度坐標和時間數據。所述經緯度坐標用於確定車輛位置。所述時間數據用於校對多個服務中心的系統時鐘。
所述汽車檢測單元針對不同型號的汽車單獨開發，包括微處理器、FLASH晶片和其他連接元件，通過汽車診斷接口連接汽車網絡，通過串行口與總控單元連接，主要用於接收汽車狀態數據、故障分析、轉發送檢測和遙控指令、上傳故障和報警信息。所述汽車網絡是指由汽車的發動機電腦、自動變速器電腦、防抱死剎車系統電腦、行車電腦等微處理器與汽車總線構成的區域網路。所述接收汽車狀態數據是指汽車檢測單元從汽車網絡獲取故障碼、報警數據和其他狀態數據。所述故障分析是指根據該型號汽車的維修資料分析故障碼，並綜合其他狀態數據進行分析，生成故障或報警信息。所述轉發檢測和遙控指令是指接收總控單元傳來的檢測和遙控指令，並根據汽車檢測埠通信協議轉換成相應的指令，再發送到汽車網絡。所述遙控指令是指對汽車的控制指令，主要包括遙控熄火(斷電、油路)，關閉或打開車門和對車燈、報警器等的控制。上傳故障和報警信息是指將經過分析後得到的故障和報警信息送到總控單元。
所述圖像採集單元包括數位訊號處理(DSP)微處理器、FLASH晶片和其他連接元件，連接總控單元和汽車圖像監控系統，用於遙控指令轉發，數據存儲和圖像上傳。所述圖像採集單元根據不同的汽車圖像監控系統單獨開發。所述汽車圖像監控系統是指安裝在汽車上的圖像監控設備集合，最簡單的可以只有一個CCD攝像機，也可以是由攝像機、錄像機、視頻伺服器、監視機和報警探頭等多個圖像監控設備組成的具備汽車內外圖像監視和圖像數據存儲功能的複雜系統。所述遙控指令轉發是指DSP微處理器接收來自總控單元的遙控指令，並轉換成汽車圖像監控系統能夠接收的相應遙控指令，發送給汽車圖像監控系統。所述數據存儲是指存儲設定時間段內的圖像數據到FLASH晶片中。所述圖像上傳是指DSP微處理器將來自汽車圖像監控系統的圖像數據傳送到總控單元。
所述電源管理單元連接汽車電瓶的+12V電壓，進行處理和電壓轉換，並給其他單元供電。所述處理和電壓轉換是指將汽車電瓶的+12V電壓經過濾波器過濾後，將電壓轉變為其他單元需要的多種直流電壓。
本發明的多用汽車遠程檢測監控裝置為客戶、多個監控中心和服務中心同時提供多種監控和檢測服務，可以向多個公共報警中心報警。本裝置可以作為多個檢測和監控系統的車載單元，有效集成了這些系統，使它們協同工作，解決了這些系統各自孤立、爭佔資源、功能和數據重複以及數據不一致的問題，節約了投資。本發明的多用汽車遠程檢測監控裝置採用移動通信單元、音頻信號單元、衛星定位單元、汽車檢測單元和圖像採集單元分別單獨開發，並與總控單元採用可插撥接口連接的方式，配置靈活，擴充和升級方便。
附圖說明
圖1為本發明的總體結構示意圖；
圖2為移動通訊單元結構示意圖；
圖3為音頻信號單元結構示意圖；
圖4為一種汽車檢測單元結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體的實施方式對本發明的技術方案進行詳細地說明。
圖1為多用汽車遠程檢測監控裝置的總體結構示意圖，包括總控單元、移動通信單元、音頻信號單元、衛星定位單元、汽車檢測單元、圖像採集單元、電源管理單元、鍵盤/觸控螢幕和液晶顯示器。其中移動通信單元、音頻信號單元、衛星定位單元、汽車檢測單元和圖像採集單元分別單獨開發，並與總控單元採用可插撥接口連接。音頻信號單元與移動通信單元的模擬信號接口連接用於轉發語音數據。汽車檢測單元通過汽車診斷接口與汽車網絡連接獲取汽車狀態數據，或發送檢測和監控指令。
所述總控單元包含微處理器和FLASH晶片。其中微處理器採用PIC16F875單片機，FLASH晶片採用AT28C64B。
圖2為移動通訊單元結構示意圖。所述移動通信單元包含手機模塊、SIM卡座和天線等部分，與音頻信號單元連接交換模擬音頻信號。根據支持的移動通信網路不同開發三種類型，第一種支持GSM網絡，第二種支持GPRS網絡，第三種支持CDMA網絡。第一種移動通訊單元的手機模塊採用TC35i，電源為+5V；第二種移動通訊單元的手機模塊採用MC35i，電源為+5V；第三種移動通訊單元的手機模塊採用WAVECOM Q2358C，電源為+9V。
圖3為音頻信號單元結構示意圖，連接總控單元、移動通信單元和音頻設備。其中的音頻編解碼晶片採用WM8750，功率放大晶片採用LM4890M。移動通信單元中手機模塊的模擬信號輸出和麥克風的模擬信號輸出直接連到WM8750的兩個線性輸入。WM8750的一個輸出連到耳機，另一個連到LM4890M和汽車音響。WM8750的音頻數據流通過I2S總線送到總控單元的微處理器，其控制信息通過I2C總線與總控單元的微處理器交換。
所述衛星定位單元包含衛星定位模塊、天線和其他附件。所述衛星定位模塊是GPS衛星定位模塊、GLOMASS衛星定位模塊或北鬥星衛星定位模塊。衛星定位單元根據衛星定位模塊不同開發三種。其中，GPS衛星定位模塊採用正原的ZYM-GM21_GUIDE，與總控單元的微處理器採用SPI總線通信，電源為+4V。
所述汽車檢測單元包括微處理器、FLASH晶片和其他連接元件，通過汽車診斷接口連接汽車網絡，通過串行口與總控單元連接。由於汽車診斷接口的通信協議不同，針對不同型號的汽車單獨開發，支持的協議標準主要有SAE標準、ISO標準或OBD II標準。其中的一種實現結構如圖4所示，微處理器採用80C196KC，FLASH晶片採用8K字節的並行EEPROM AT28C64B，82C250作為汽車網絡總線收發器，通過光耦晶片6N137進行光電隔離後與80C196KC相連。
所述圖像採集單元包括DSP微處理器、FLASH晶片和其他連接元件，連接總控單元和汽車圖像監控系統。由於汽車圖像監控系統不同，需要單獨開發，常用的有兩種：一種是面向由一個CCD攝像機和一臺監視器(AV/TV)組成的汽車圖像監控系統，第二種是面向包含視頻伺服器的汽車圖像監控系統。第二種圖像採集單元採用AT89C2501單片機直接與視頻伺服器連接，實現的功能主要有：視頻信號的讀取、對視頻伺服器、攝像頭和雲臺等設備的控制。
所述電源管理單元連接汽車電瓶的+12V電壓，進行處理和電壓轉換，並給其他單元供電。一種實現方式是採用DC/DC模塊電源WRB-LT-2W和LTM8020進行處理和電壓轉換，得到+3V、+4V、+5V和+9V等電壓。