(7)工作模式：低功耗/正常两种模式。可外部控制
[0041] (8)工作模式控制：TTL电平相容
[0042] 基于对GPS低功耗的要求，并保证设备电流稳定，LM2576使能输出控制引脚在输 入高电平的时候禁止输出，故设计电源控制引脚控制电源的输出。如图4所示，该电源模块 22也能为其它模块提供稳定的直流电压，输入电压为直流8~40V，输出3. 3V的GPS模块 电源，4. 2V的通讯模块电源，以及3. 3V的CPU及输入/输出模块的电源。
[0043] 如图5所示，PWM开关量输出接口和锁车控制输出接口，其中，锁车控制输出接口 自带状态反馈功能，可检测到负载正常、负载开路和负载短路情况；实际应用中，开关量输 出接口可采用2通道电源开关芯片BTS723,7-58V电源操作电压，具有62V过压保护（包括 负载突降）、短路保护、过载保护、热关机与重新启动、反向电池保护等功能。单路输出电流 2. 9A，2路并联输出电流4. 2A。可代替继电器，实现锁车控制，与继电器使用不同的是外部 接线有方向性，不能相互调换。可实现带驱动能力的PWM输出，以及，实现1路被动PWM输 出。使用电源开关芯片BSP75N，芯片本身带有60V过压保护，I. 4-1. 5A过流保护，温度保护 和短路保护。带状态反馈功能，可检测到正常，负载开路和负载短路。
[0044] PWM控制锁车：4路数字信号输出（3路锁车控制/PWM主动输出，1路PWM被动输 出），其中三路PWM带闭环控制。CAN总线锁车：操作对应ID写入CAN总线数据。外壳，接 插件处增加防水部件增强防护等级。
[0045] PWM是英文"Pulse Width Modulation"的缩写，简称脉宽调制。它是利用微处理 器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量，通信，功率 控制与变换等许多领域。
[0046] 脉冲宽度调制（PWM)是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过调节占空 比来实现锁车功能，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信 号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有（ON)，要么完全无 (OFF)。电压或电流源是以一种通（ON)或断（OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。 通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。起到防拆 的作用。
[0047] (I) GPS输出占空比0%，表示服务器下发命令锁车。
[0048] (2) 10%，20%表示51天，58天无 GSM信号，信号可能被人为屏蔽。上报警报（通 过与仪表连接的通讯接口发给仪表）。
[0049] (3)30%表示超过61无 GSM信号，信号可能被人为屏蔽。触发锁车。
[0050] (4) 40 %正常信号，表示与车辆连接正常，不锁车或解锁。
[0051] (5) 70%，天线断开，锁车。
[0052] (6) 80 % 开壳锁车。
[0053] (7) 90 %通讯中断锁车。
[0054] (8) 100%电源线断开锁车。
[0055] 如图6所示，继电器加自恢复保险电路原理图。继电器控制锁车，电流过大容易烧 毁线路，造成车辆不能正常使用同，因此在每路继电器上加一个I. 1A/72V的自恢复保险。 自恢复保险串联在电路中，正常情况下，呈低阻状态，保证电路正常工作。当电路发生短路 或串入异常大电流时，自恢复保险丝元件的自热使其阻抗增加，把电流限制到足够小，起到 过电流保护作用。同时当外界环境温度急升时，环境到达产品开关温度后，可起到过温保护 作用。
[0056] 当产生过流过热的故障得到排除，自恢复保险自动复原到低阻状态。这既避免了 维护更换，也避免了可能引起的电路损坏的持续循环的开闭状态。自恢复保险具有过流过 热保护，自动复原双重功能的原因是由于其特殊的构造。自恢复保险是由高分子聚化合物 及导电材料等混合制成。异常情况下，自恢复保险元件内部温度迅速上升，聚合物材料随即 膨胀，引起阻抗剧增，通过的电流变小，使得导电通路断开，达到保护目的。当异常大电流排 除后，自恢复保险丝的自热不足以维持其高阻状态，其阻抗又恢复到低阻状态。
[0057] 如图7所示，CAN总线电路图。GPS终端预留CAN总线接口与车上控制器及仪表通 讯，采用的方案是一个CAN收发器CTM1050T。
[0058] CAN收发器特点：
[0059] (1)具有DC 1500V隔离功能；
[0060] ⑵真正隔离电源，不发热、高效、稳定；
[0061] (3)宽压工作（2. 9V-5. 25V);
[0062] (4)完全符合"ISO 11898_24V"标准；
[0063] (5)速率最高达 IMbit/s ;
[0064] (6)在24V系统中防止电池对地的短路；
[0065] (7)热保护；
[0066] (8)对电磁干扰有高的抗干扰性；
[0067] (9)至少可连接110个节点；
[0068] (10)内部具有TVS防过压保护。
[0069] GPS终端的CAN总线电路如图7所示。
[0070] CAN总线锁车
[0071] 首先GPS车载终端与控制器之间通过CAN总线通信，发送务各类数据。
[0072] (1)、控制器与GPS之间的CAN通讯协议
[0073] 控制器与GPS通过下面的协议进行数据通讯：
[0074] 1)采用CAN2. OB总线通讯
[0075] 2)波特率：250K (装载机协议为10K)
[0076] 3)地址位：29位
[0077] 4)地址划分如下
[0078] IP (0xlbf00417)、IP (0X03F0051)、IP (0xlbfee717)、IP (0X03F01617)为控制器发 送，GPS接收的数据，IP (0XlbR)1417)、IP (0X03F01517)为GPS发送，控制器接收的数据，下 面详细说明：
[0079] (一）GPS发送，控制器接收的数据
[0080] GPS在接收到控制器发送的加密随机数（四个字节）后，首先解密出随机数，然后 根据随机数生成新的加密密码（四个字节）。GPS模块将定位状态百分比和加密密码一起 发送给控制器。频率2. 5Hz，数据帧长度8。格式见表1
[0081] 表1.定位状态数据格式
[0082]
【主权项】
1. 一种智能监控终端，其特征在于包括壳体部分和电路部分；所述壳体部分包括上盖 ⑴和底壳⑵，上盖⑴和底壳⑵结合处留有密封圈凹槽，将密封条⑶填充凹槽中，上 盖⑴与底壳⑵组装时密封条⑶受到挤压，填充满上盖⑴与底壳⑵之间阻隔外部 水气从此处进入智能监控终端；智能监控终端天线先穿过具有防水功能的防水头（4)，然 后再与防水头（4) 一起组装到上盖（1)的过孔处；安装普通插座J1套0型橡胶圈，防止水 汽从插座处进入智能监控终端内部，通过这一系列的防护手段防止水汽进入智能监控终端 内部腐蚀电路，使智能监控终端能在不良工作环境中继续稳定运行；所述电路部分放置于 底壳（2)中间区域，电路部分包括充电保护电路、电源模块、PWM硬件电路、继电器加自恢复 保险电路、CAN通讯电路；充电保护电路：设备由车辆从外部供电，充电保护电路保护设备 内置锂充电电池不会因为外部电流过大面损坏；电源模块：将外部电压转换成设备各个电 路芯片所需要的电压；PWM硬件电路：形成PWM脉冲信号控制锁车；继电器加自恢复保险电 路：对继电器进行过流保护，使继电器在大电流通过时也不会被烧毁；CAN通讯电路：实现 GPS终端总线接口与车上控制器及仪表通讯；上述各电路之间独立工作，分别与单片机相 连接并由单片机控制。
2. 根据权利要求1所述的智能监控终端，其特征在于：所述PWM硬件电路包括4路数字 信号输出，3路锁车控制/PWM主动输出，1路PWM被动输出，且3路数字信号输出的PWM带闭 环控制，所述闭环控制包括8种控制：第一，下发命令锁车；第二，51天，58天无GSM信号，信 号可能被人为屏蔽，通过与仪表连接的通讯接口发给仪表上报警报；第三，超过61天无GSM 信号，信号可能被人为屏蔽，触发锁车；第四，正常信号，表示与车辆连接正常，不锁车或解 锁；第五，天线断开，锁车；第六，开壳锁车；第七，通讯中断锁车；第八，电源线断开锁车。
【专利摘要】一种智能监控终端，包括壳体部分和电路部分；壳体部分包括上盖和底壳，上盖和底壳结合处留有密封圈凹槽，将密封条填充凹槽中，上盖与底壳组装时密封条受到挤压，填充满上盖与底壳之间阻隔外部水气从此处进入智能监控终端；智能监控终端天线先穿过具有防水功能的防水头，然后再与防水头一起组装到上盖的过孔处；安装普通插座J1套O型橡胶圈，防止水汽从插座处进入智能监控终端内部，通过这一系列的防护手段防止水汽进入智能监控终端内部腐蚀电路，使智能监控终端能在不良工作环境中继续稳定运行；所述电路部分放置于底壳中间区域，电路部分包括充电保护电路、电源模块、PWM硬件电路、继电器加自恢复保险电路、CAN通讯电路。
【IPC分类】H05K5-06, B60R25-00
【公开号】CN104627123
【申请号】CN201510061359
【发明人】孟偲
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月5日