智能车辆监控系统

1.一种智能车辆监控系统，包括服务器、若干车载终端以及若干用户终端，所述车载终端设置于车辆中，并且车载终端与服务器无线通信连接，服务器和用户终端通信连接，其特征在于，所述车载终端包括主控单元、3G通讯模块、CAN通讯模块和定位模块；所述主控单元分别与3G通讯模块、CAN通讯模块和定位模块相连，用于接收各种信息；所述3G通讯模块用于与所述服务器进行通信；所述CAN通讯模块用于获取汽车运行数据；所述定位模块用于获取车辆的位置信息。
2.如权利要求1所述的智能车辆监控系统，其特征在于，所述主控单元还与音频输出接口相连，所述音频输出接口用于报警。
3.如权利要求1所述的智能车辆监控系统，其特征在于，所述主控单元还与显示屏相连，所述显示屏用于显示主控单元接收的各种信息。
4.如权利要求1所述的智能车辆监控系统，其特征在于，所述主控单元还与存储设备相连，所述存储设备用于存储主控单元接收的各种信息。
5.如权利要求1所述的智能车辆监控系统，其特征在于，所述定位模块采用NEO-6M芯片，所述NEO-6M芯片通过串口通信接口与主控单元相连。
6.如权利要求1所述的智能车辆监控系统，其特征在于，所述CAN通讯模块包括CAN收发器芯片、CAN处理器芯片和双通道数字隔离芯片；所述CAN收发器芯片的输入端与车身的CAN网络中的信号线相连，输出端通过双通道数字隔离芯片与所述CAN处理器芯片的输入端相连，所述CAN处理器芯片的输出端与主控单元相连。

智能车辆监控系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及通信技术领域中的车辆监控技术，特别是涉及一种智能车辆监控系统。\n背景技术\n[0002] 随着汽车行业的蓬勃发展，汽车数量的日益剧增，车辆运行的安全隐患随之突显，从而更加体现出智能交通的重要性，因为智能交通不仅可提高道路使用效率，而且有效减少交通事故。\n[0003] 而计算机网络技术、数据库技术的日新月异，GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务）以及3G（Third Generation，第三代移动通信技术）通信技术的快速发展，使得汽车企业对于车辆以及车辆的管理信息化应运而生。管理者及科研人员对车辆的运行位置以及状态信息的实时获取，也随着计算机通信技术的发展得以实现，从而更好地对车辆进行实时监控等。如车载物联网作为未来智能交通系统的重要组成部分，大幅提高未来交通系统的安全和效率。其利用公众网为基础，建立快捷通畅的数据传输通道从而实现语音、图像、数据等多种信息传输，达到交通管理的最佳化，提高安全性与运输效率，丰富驾驶乐趣等优点。\n[0004] 虽然现有技术已对车辆GPS（Global Positioning System，全球定位系统）信息的实时显示以及车辆管理进行了大量研究，但对于车辆运行状态如CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）总线信息的实时监控以及车辆跑偏警报的实现却鲜见报告。\n[0005] 综上可知，现有车辆监控技术在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。\n实用新型内容\n[0006] 本实用新型的目的是提供一种智能车辆监控系统,其能够对车辆位置和运行路线进行实时监控，并可在车辆跑偏时报警，从而提高了车辆运输的管理水平。\n[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型包括服务器、若干车载终端以及若干用户终端，所述车载终端设置于车辆中，并且车载终端与服务器无线通信连接，服务器和用户终端通信连接，所述车载终端包括主控单元、3G通讯模块、CAN通讯模块和定位模块；所述主控单元分别与3G通讯模块、CAN通讯模块和定位模块相连，用于接收各种信息；所述3G通讯模块用于与所述服务器进行通信；所述CAN通讯模块用于获取汽车运行数据；所述定位模块用于获取车辆的位置信息。\n[0008] 作为本实用新型的一种优选方案，所述主控单元还与音频输出接口相连，所述音频输出接口用于报警。\n[0009] 作为本实用新型的一种优选方案，所述主控单元还与显示屏相连，所述显示屏用于显示主控单元接收的各种信息。\n[0010] 作为本实用新型的一种优选方案，所述主控单元还与存储设备相连，所述存储设备用于存储主控单元接收的各种信息。\n[0011] 作为本实用新型的一种优选方案，所述定位模块采用NEO-6M芯片，所述NEO-6M芯片通过串口通信接口与主控单元相连。\n[0012] 作为本实用新型的一种优选方案，所述CAN通讯模块包括CAN收发器芯片、CAN处理器芯片和双通道数字隔离芯片；所述CAN收发器芯片的输入端与车身的CAN网络中的信号线相连，输出端通过双通道数字隔离芯片与所述CAN处理器芯片的输入端相连，所述CAN处理器芯片的输出端与主控单元相连。\n[0013] 本实用新型的技术效果在于整合了无线通信、导航定位以及数据库技术，实现车辆的远程监控，尤其是可对车辆位置和运行路线进行实时监控和分析，并能够在车辆跑偏时发出车辆跑偏警报，从而提高了车辆运输的管理水平。更好的是，本实用新型还可以利用服务器实时监控和分析代表车辆运行状态的各种CAN总线信息，同时对异常数据进行车辆运行异常警报，其有助于车辆性能管理和研发，提高了车辆管理效率。本实用新型主要应用于车辆远程监控、车队管理、研发用数据采集存储等。\n附图说明\n[0014] 下面结合附图和优选实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。\n[0015] 图1是本实用新型智能车辆监控系统的结构示意图；\n[0016] 图2是本实用新型中车载终端结构示意图；\n[0017] 图3是本实用新型中定位模块的电路图；\n[0018] 图4是本实用新型中CAN通讯模块的电路图；\n[0019] 图5是本实用新型中车辆的当前位置与预定路线之间的距离的计算实例图。\n具体实施方式\n[0020] 图1是本实用新型智能车辆监控系统的结构示意图，所述智能车辆监控系统包括服务器、若干车载终端以及若干用户终端，所述车载终端设置于车辆中，并且车载终端与服务器无线通信连接，服务器和用户终端通信连接。\n[0021] 所述服务器至少包括路线模块、位置获取模块、距离计算模块以及第一报警模块，其中：\n[0022] 所述路线模块，用于根据用户终端的路线设置指令设置预定路线。例如，在车辆出发之前，用户通过用户终端输入车辆行驶的出发地、目的地等来设置预定路线。\n[0023] 所述位置获取模块，用于根据车载终端实时上传的车辆的GPS信息，获取车辆的当前位置。\n[0024] 所述距离计算模块，用于计算车辆的当前位置与预定路线之间的距离，并判断距离是否达到预定的偏差距离阈值。所述偏差距离阈值可由服务器默认设置或者用户自定义设置。\n[0025] 所述第一报警模块，用于在当前位置与预定路线之间的距离达到偏差距离阈值时，向用户终端和/或车载终端发出车辆跑偏警报，所述车辆跑偏警报可以采用文本格式、图片格式、音频格式和/或视频格式。\n[0026] 所述服务器还包括：\n[0027] CAN分析模块，用于实时分析车载终端上传的至少一CAN总线信息，并判断CAN总线信息是否达到预定的参数阈值。所述CAN总线信息是代表车辆运行状态的各种参数信息，包括车辆的机油温度、转速、车辆负载、进气温度、档位、车速、空调压力等。\n[0028] 第二报警模块，用于CAN总线信息达到参数阈值时，向用户终端和/或车载终端发出车辆运行异常警报。在监控前对各参数信息对应的参数阈值进行设定，若车辆行驶过程中某参数信息的值超出参数阈值时，可弹出报警框提醒。优选的是，用不同音频表达不同的报警。\n[0029] 所述车载终端可以是设置于车辆中的行车记录仪，所述用户终端可以是计算机、手机、平板电脑等。车载终端与服务器可利用GPRS/3G等无线通信技术实现无线通信连接，例如服务器采用socket（套接字）协议接收车载终端所发送的所有数据，实现无线网络通信；而服务器和用户终端无线或有线通信连接，例如通过用户终端通过Internet网络与服务器实现通信连接，服务器向用户终端通过网页等形式提供主界面及其各功能界面，以便接收和响应用户终端的各种操作请求。并且，本实用新型的服务器可以同时对多个车辆进行实时监控和管理。\n[0030] 所述服务器还包括：\n[0031] 地图模块，用于存储和显示电子地图。地图模块集成了电子地图功能，并能够方便地升级和维护。服务器根据车辆传输过来的GPS信息能够准确实时定位车辆位置并在电子地图上准确显示出来。地图模块还可集成有地图操作引擎，以实现电子地图的放大、缩小、原点设置、路线测量等功能。\n[0032] 数据解析模块，用于收到车载终端和/或用户终端上传的数据后，解析所述数据并分段保存到数据库对应的数据表中。数据解析模块按照数据库中数据表的格式将数据分解后分段存储于数据库的对应数据表中，以便用户终端对数据的调用与查看等。\n[0033] 数据库，用于保存各种数据表。优选的是，所述数据表包括GPS信息表、车辆信息表、驾驶员信息表、用户信息表、追踪信息表、路线表和/或路线明细表等。更好的是，利用PostgreSQL技术完成相关数据库的搭建。\n[0034] 其中，路线模块进一步包括：\n[0035] 路线设置子模块，用于接收用户终端在电子地图上选择的若干位置点，并自动连接各个位置点生成预定路线。用户可通过用户终端在电子地图中点击需要经过的位置点，系统自动保存各位置点的位置，并自动连接各个位置点生成预定路线，且系统还可自动计算预定路线的总长。用户输入预定路线的名称后，即可保存该预定路线，保存成功之后可自动跳转到路线查看。\n[0036] 路线显示子模块，用于根据用户终端的路线显示指令，在电子地图上显示预定路线，例如弹出新窗口重现该预定路线。\n[0037] 路线修改子模块，用于根据用户终端的路线修改指令，修改预定路线。例如，如果用户在路线设置过程中设置错误，用户点击鼠标右键可按倒序取消位置点，并且点击清除可以清除电子地图上的所有标记。\n[0038] 所述服务器还包括：\n[0039] 定位显示模块，用于根据用户终端的车辆定位指令，将车辆的当前位置显示在电子地图上。车载终端将车辆的实时GPS信息传回服务器，并保存到数据库，用户在用户终端通过请求，即可在电子地图上看到装配该车载终端的车辆的最新的位置信息。\n[0040] 轨迹回放模块，用于根据用户终端的轨迹回放指令和数据库中存储的车辆的GPS信息，在电子地图上回放车辆的运行轨迹。车载终端将车辆的实时GPS信息传回服务器，并保存到数据库，用户在用户终端通过请求，即可看到装配该车载终端的车辆的运行轨迹，支持数据库存储车辆的运行信息，并可在电子地图上回放运行轨迹。\n[0041] 更好的是，服务器还可以提供路线追踪功能，所述路线追踪是对车辆实时行驶路线的追踪，只能追踪该时段车辆的行驶路线。\n[0042] 所述数据显示模块，用于根据用户终端的数据显示指令，显示数据库中对应的数据表的数据。例如，通过多种报表形式显示各驾驶员的驾驶性能和车辆运行状态参数信息等，并且对于每一项参数还可查看其曲线图。\n[0043] 图2是本实用新型优选车载终端的结构示意图，所述车载终端包括主控单元、3G通讯模块、电源、音频输出模块、CAN通讯模块、GPS定位模块、LCD电容屏和SD卡。其中：\n[0044] 主控单元是运行设备的核心硬件架构，用于接收GPS模块的定位数据、汽车车身内CAN网络的通信数据、从服务器传送来的车辆运行异常警报以及车辆跑偏警报等信息，并将这些信息在LCD电容屏上。主控单元可选用三星S3C6410芯片。\n[0045] 3G通讯模块使得车载终端有能力联网，与服务器进行通信，是实现远程监控的重要通信方式。3G通讯模块可采用msm6290芯片。\n[0046] 电源用于给车载无线数据采集系统供电，采用汽车点烟器供电，供电电压为12V。\n[0047] 音频输出模块用于警报，当车辆运行出现异常或者车辆出现跑偏时提醒驾驶员，一定程度上防止危险发生。\n[0048] CAN通讯模块是车载终端获取汽车运行数据的重要通信方式，汽车运行数据是车辆远程监控的重要内容之一。\n[0049] GPS定位模块的作用是接收卫星的定位数据，获得车辆的位置信息，是车辆远程监控的重要内容之一。\n[0050] LCD电容屏用于显示当前数据和输入用户操作。\n[0051] SD卡可支持大容量SD卡，以实时存储车载终端采集的数据。值得一提的是，本实施例中还可以使用其他存储设备来代替SD卡，例如U盘等。\n[0052] 图3是本实用新型优选车载终端的GPS定位模块电路图，采用NEO-6M芯片，VDD33电源通过引脚23给NEO-6M供电，供电电压为3.3V。引脚11接收来自GPS天线的信号，引脚20和引脚21为串口通信接口，GPS模块通过串口与主控单元相连接，将接收到的GPS卫星数据通过串口发送给主控单元，这些数据包括：汽车经纬度坐标、速度、卫星时间、海拔等。由于不需要用到USB通信功能，所以将引脚7通过下拉电阻接地。3V锂电池给引脚22供电，其作用是在电源掉电的情况下能够给芯片内的RAM存储器和时钟供电，用以保存配置数据，使NEO-6M能够尽快的完成热启动。\n[0053] 图4是本实用新型优选车载终端的CAN通讯模块电路图。由于主控单元采用三星S3C6410芯片，此芯片没有CAN控制器，因此采用MCP2515CAN处理器芯片，通过SPI总线扩展CAN功能，由VDD33电源供电。进一步包括：CAN收发器芯片TJA1050T，双通道数字隔离芯片ADUM1201和CAN处理器芯片MCP2515。\n[0054] 其中CAN收发器芯片TJA1050T的作用是建立汽车CAN总线的差分信号和高低逻辑电平信号转换的桥梁，同时完成数据链路层组帧和生成物理层比特流。引脚6和引脚7分别接到车身CAN网络中的CANL和CANH信号线，收发汽车内的CAN网络差分信号，将需要收发的CAN数据转换成逻辑电平信号通过引脚1和4与ADUM1201相连。\n[0055] ADUM1201的作用是在TJA1050T收发器和MCP2515之间进行电气隔离，达到更好的抗干扰性能。adum1201采用磁耦隔离技术，取消了光电耦合器中的光电转换过程，功耗大为减少，具有比光电耦合器更高的数据传输速率，时序精度和瞬态共模抑制能力。引脚6和引脚7与TJA1050T相连，将CAN数据进行隔离后分别通过引脚3和引脚2与MCP2515芯片相连。\n[0056] CAN处理器芯片MCP2515的作用是将CAN总线转换成SPI总线与主控单元连接。\n引脚1和引脚2接收来自经ADUM1201隔离后的CAN数据，转换成SPI总线通过引脚14、16、\n17、18与主控单元连接。\n[0057] 所述距离计算模块进一步包括：\n[0058] 路线分解子模块，用于将预定路线分解成若干直线线段。假设ABCDE为预定路线，可将所述预定路线分解成四个直线线段AB、BC、CD、DE。\n[0059] 垂线生成子模块，用于根据车辆的当前位置为基点分别生成若干直线线段对应的垂线。假设车辆的当前位置为点P，因此过P点分别作直线线段AB，BC，CD，DE的垂线。\n[0060] 垂线选择子模块，用于选择垂足落在对应的直线线段的垂线作为参考垂线。根据上述实施例可知，只有直线线段BC，CD的垂足在线段内，垂线为PF，PG，因此选择垂线PF，PG作为参考垂线。\n[0061] 计算子模块，用于计算参考垂线的长度。通过点到直线的距离求得参考垂线PF，PG的长度。\n[0062] 判断子模块，用于判断所述参考垂线中最短参考垂线的长度是否达到偏差距离阈值。取较短参考垂线的长度作为此时车辆与预设路线的距离，若该距离超过允许的偏差距离阈值，则判定为车辆跑偏；或根本不存在符合条件的垂线，也判定为车辆跑偏。可以先通过计算子模块求出所有参考垂线的长度，放入数组，再遍历数组，求出最短参考垂线的长度。\n[0063] 所述第一报警模块，用于在最短参考垂线的长度达到偏差距离阈值时或者不能存在参考垂线时，向用户终端和/或车载终端发出车辆跑偏警报。\n[0064] 如图5所示，车辆的当前位置为点P，因此过P点分别作直线线段AB，BC，CD，DE的垂线。垂线选择子模块可用于选择垂足落在对应的直线线段的垂线作为参考垂线。如图5所示，只有直线线段BC，CD的垂足在线段内，垂线为PF，PG，因此选择垂线PF，PG作为参考垂线。利用计算子模块计算参考垂线的长度，通过点到直线的距离求得参考垂线PF，PG的长度。通过判断子模块判断所述参考垂线中最短参考垂线的长度是否达到偏差距离阈值。\n取较短参考垂线的长度作为此时车辆与预设路线的距离，若该距离超过允许的偏差距离阈值，则判定为车辆跑偏；或根本不存在符合条件的垂线，也判定为车辆跑偏。此处可以先通过计算子模块求出所有参考垂线的长度，放入数组，再遍历数组，求出最短参考垂线的长度。第一报警模块在最短参考垂线的长度达到偏差距离阈值时或者不能存在参考垂线时，向用户终端和/或车载终端发出车辆跑偏警报，从而提高了车辆运输的管理水平。\n[0065] 通过本实用新型整合了无线通信、导航定位以及数据库技术，实现车辆的远程监控，尤其是可对车辆位置和运行路线进行实时监控和分析，并能够在车辆跑偏时发出车辆跑偏警报，从而提高了车辆运输的管理水平。更好的是，本实用新型还可以利用服务器实时监控和分析代表车辆运行状态的各种CAN总线信息，同时对异常数据进行车辆运行异常警报，其有助于车辆性能管理和研发，提高了车辆管理效率。本实用新型主要应用于车辆远程监控、车队管理、研发用数据采集存储等。\n[0066] 以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。