基于北斗模块的智能车载终端原理与设计

基于北斗模块的智能车载终端原理与设计
于海侠
【摘要】近几年,随着北斗卫星导航系统的快速发展,北斗双模定位模块的开发技术不断成熟,其相关智能终端的技术产品应用更加广泛.对北斗智能车载终端工作原理进行分析设计,说明该系统如何实现对车辆的通讯、定位、行车数据分析保存、图像记录,以及将相关数据上传到管理中心平台等智能功能的应用过程.
【期刊名称】《天津科技》
【年(卷),期】2014(041)007
【总页数】3页(P18-20)
【关键词】北斗导航系统;智能终端;车载终端;通讯;定位
【作者】于海侠
【作者单位】天津安中通讯电子有限公司天津300300
【正文语种】中文
【中图分类】TN967.1
北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)，2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。

该系统有独特的优势和广阔的应用前景，具有巨大的经济和社会价值。

因而北斗双模智能终端的开发和应用，不仅是运输行业管理的实际需求，对于推广北斗导航系统也发挥着积极的作用，是国家发展战略的需要。

本文介绍的智能车载终端是以双微处理器为核心，配以外部存储器，集通话、定位、显示、打印、摄像、录音播放、车辆诊断功能以及各种外设接口为一体的智能终端。

系统框图如图1所示。

1.1 系统供电部分
此智能车载终端供电部分由电源和充电电路组成。

电源模块为系统其他模块供电，由于 GSM 在接收发送数据时或者打印机工作时电流较大，因此电源芯片选用美国国家半导体公司生产的 3,A电流输出的LM2576电源芯片。

电池充电设计是为了防止一旦智能车载终端由于外电掉电、低电断电或者人为破坏时，电池难以供电的问题。

充电可为系统供电，保证系统正常工作，及时保存重要数据，以便驾驶员或者管理中心作出相应处理。

1.2 微处理器1工作原理
微处理器要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用ARM，所以选用TM32系列。

它以速度快、低功耗、高度集成各种强大的外围接口为特点，为系统稳定高效的工作提供了有力保障。

它主要负责以下几方面工作：
1.2.1 与GSM模块通讯
GSM 模块选用华为 MG323，具有支持 4频、灵敏度高、耗电低等特点，支持通话、短信，带有两通道音频接口，传输速率快，支持TCP/IP协议，并支持多链接。

此部分可以实现无线数据的接收和发送。

微处理器负责上传管理中心需要的各种数据，也可以接受并分析管理中心发送的各种命令，并进行相应操作。

1.2.2 与北斗定位模块通讯
定位模块选用我国自主研发的北斗模块TD3020C，内部集成了BD2,B1/GPS L1
双模SOC基带芯片和双模射频芯片，具有体积小巧、高灵敏度、低功耗、低成本的特点。

模块封装与主流 GPS模块封装兼容，可以进行直接替换，节省大量终端
产品的开发和设计时间。

1.2.3 与IC卡通讯
IC卡是指集成电路卡，它通过卡里的集成电路存储信息，例如驾驶员姓名、ID号
等各种信息。

IC卡通过I2C接口与微处理器1进行通讯。

当驾驶员使用车辆时，微处理器1读
取相关信息并上传到管理中心。

管理中心也可以了解驾驶员驾驶车辆的各种信息和使用车辆的时间、地点，方便快捷有效地进行记录和管理。

1.2.4 与SD卡通讯
SD卡是具有大容量、读取数据速度快、高性能、安全等多种特点的基于半导体闪存工艺的存储卡。

SD卡通过SPI模式与微处理器1进行通讯，它用以记录驾驶员以及车辆的各种信息。

数据量大，存储不够用时，保存到 SD卡以便记录查询，同时也保存微处理器2音频的相关数据。

1.2.5 微处理器1串口通讯
微处理器1设置合适波特率，通过串口与微处理器 2进行通讯，相互发送接收信息，并用显示屏显示，便于驾驶员使用和操作。

1.2.6 各种输入输出接口的连接
北斗智能终端带有各种输入接口，包括左右转向灯、远光灯、刹车信号、振动传感器、空调检测、发动机检测、ACC检测、喇叭检测、协警检测等各种输入，可以
检测车辆各种输入信息是否正常，如果有故障会在显示屏显示并提醒。

1.2.7 CAN通讯
在汽车行业，为了将多种电子控制系统综合起来，进行安全可靠的使用，CAN串
行通讯协议已经被广泛应用，它在分布式控制系统之间进行实时、可靠的数据传输。

微控制器1通过CAN总线可以读取车辆的各种信息。

1.2.8 与摄像头通讯
摄像头是运输车辆中必不可少的一部分，它不仅可以记录每个时间点的车辆情况，而且可以按照指令不定时地进行拍摄，既避免了因为数据量过大存储不方便的问题，更可以按要求进行拍摄。

微处理器 1通过串口与摄像头通讯。

用户通过按钮或者
车辆管理中心发出的拍摄指令进行拍摄。

1.3 微处理器2的工作原理
1.3.1 与显示屏通讯
北斗智能终端配有前面板液晶屏显示，主界面显示各种状态信息，例如GPRS信
号强度、GPS定位状态、电池状态、SD 卡、IC卡插入状态、行车速度、驾驶员
信息等。

液晶屏菜单，里面包括电话薄、短信息、通话记录、高级选项、参数查询、汽车状态等，选择相应的操作，查看各种参数，便于驾驶员使用。

1.3.2 与打印机通讯
北斗智能终端配有微型打印机，可以打印行车状态和速度，便于驾驶员和管理中心管理、应用。

1.3.3 音频输入输出
微处理器 2可以实现声音的录制和播放。

声音录制是微处理器 2利用 AD按一定
速率对声音进行采集，按数据格式存放到 SD卡中，便于使用。

声音播放是通过PWM输出，将存在SD卡里的文件通过声音播放出来。

1.3.4 与OBD通讯
OBD为车载诊断系统，它随时监控发动机运行状态和尾气后处理系统的工作状态。

当系统出现故障时，OBD系统会将信息存储到存储器，通过微处理器2读取相关信息，以便驾驶员和管理人员及时作出判断和处理。

本系统是为了配合北斗卫星导航系统的发展，利用中国自主研发的北斗双模定位模块，加以各种外围设备为一体的智能导航车载终端。

北斗智能终端的使用非常方便，界面清晰明了，便于操作，驾驶员更容易理解和接受。

北斗智能终端显示屏里面各
种参数一目了然，驾驶员可以通过操作选项，了解车辆的各种信息，及时判断和处理各种故障。

同时，北斗智能终端具有远程升级和参数设置等功能，方便客户安装和使用。

北斗双模智能终端的开发和应用，可以提高车辆行业应用卫星导航技术的能力水平，推动道路运输信息化建设持续发展，实现行业管理水平的大幅提高。

【相关文献】
［1］北斗卫星导航系统[EB/OL]. www. beidou. gov. cn.2010-8-20.
［2］李军焕. 基于 GPS/GPRS车载终端的设计与实现[J].数字通信世界，2012(6)：74-76.
［3］王永虹，徐炜，郝立平. STM32系列ARM Cortex-M3微控制器原理与实践[M]. 北京：北
京航空航天大学出版社，2008：60-66.。