一种多传感器远程车辆驾驶行为监控终端的制作方法

本发明涉及一种车辆驾驶行为监控终端，尤其是涉及一种多传感器远程车辆驾驶行为监控终端。

背景技术：

目前车辆驾驶行为的终端产品，通常采用卫星定位技术、通信技术例如gsm、cdma、3g等和微处理器(mcu)，主要产品的基本功能相当，都包括车辆定位，obdii信息采集与上传等功能。

现有的产品技术状态如下：

1)通常电气总体结构是电源、gps模块、gsm、微处理器等，通过车辆obd接口与车辆连接，并获得供电并读取车辆发动机等数据；

2)通常将定位数据与车辆数据发送到监控平台进行处理；

3)使用单一卫星定位技术，未使用地面dgps信号获取更加准确的定位信息；

4)使用单一卫星定位技术获得车辆运行数据，在卫星信号不良区域，无法获得车辆运动模式，无法分析驾驶行为；

5)缺少直接获取获得车辆的加速度的手段；

6)缺少直接获取车辆转弯速度的手段；

7)缺少实时驾驶记录，不利于事故后的分析；

8)设备缺乏远程升级手段。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种监测精度高、定位准确的多传感器远程车辆驾驶行为监控终端，具有车辆gps定位、短消息与数据通信、带备份电池、带bd/gps精确定位和急加速、急刹车、急转弯驾驶行为检测和通过外部obdii接口车辆发动机运行状态监控，支持远程ota升级。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多传感器远程车辆驾驶行为监控终端，该终端通过obdii模块与汽车obd接口连接，其特征在于，所述的监控终端包括电源模块、处理器模块、定位模块、三轴加速度计、三轴陀螺仪、存储模块和无线通信模块，所述的处理器模块分别与电源模块、定位模块、三轴加速度计、三轴陀螺仪、存储模块和无线通信模块连接，所述的处理器模块、电源模块分别与obdii模块连接，所述的电源模块分别与定位模块和无线通信模块连接。

所述的电源模块包括电源保护电路、dcdc电路、充电及电源管理电路、第一ldo电路、第二ldo电路和锂电池，所述的obdii模块、电源保护电路、dcdc电路、充电及电源管理电路依次连接，所述的充电及电源管理电路分别与无线通信模块、第一ldo电路、第二ldo电路和锂电池连接，所述的第一ldo电路与定位模块连接，所述的第二ldo电路与处理器模块连接。

所述的三轴加速度计设有两个；

所述的监控终端采用多传感器技术融合观测技术，即使在卫星定位信号丢失的情况下，通过监控终端内部的三轴加速度计和三轴陀螺仪，并结合外部的obdii模块实现对车辆运动状态持续观测，从而确保系统准确分析出车辆的驾驶行为。

所述的无线通信模块为gsm模块、3g模块或4g模块；

所述的监控终端通过无线通信模块实时获取地面站的卫星改正信号，并将终端采集的信息传输给平台服务器，为平台服务器进行驾驶行为分析提供完善的车辆行驶数据。

所述的定位模块为北斗定位模块或gps定位模块。

所述的监控终端对采集的车辆位置信息、时间、速度信息，采用数据压缩技术，在控制数据流量的同时，将车辆信息实时上传平台服务器。

所述的存储模块包括铁电存储器和flash存储器，以每秒10次的频率记录数据，在车辆行驶时一直保留最新20秒的车辆运行数据。

所述的监控终端通过配套外置的obdii模块集车辆的发动机信息和故障信息采集，并将obd信息与位置信息融合后发送到监控平台服务器，实现车辆信息与驾驶信息的同步观测；并在卫星信号不良时，继续保持车辆运行状态的持续观测。

所述的三轴加速度计判断车辆发生碰撞的事故，并自动向平台服务器发送告警和发动机故障状态，为车辆救援提供支持。

所述的三轴加速度计准确判断汽车是否运动，将三轴加速度计作为设备进入低功耗模式的开关，在车辆运动时，终端全速工作，在车辆停车时，终端进入低功耗模式。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)针对其他单一卫星传感器终端，本发明采用多传感器技术融合观测技术，即使在卫星定位信号丢失的情况下，也能通过监控终端内部的三轴加速度计，三轴陀螺仪，并结合外部的车辆obd接口信息实现对车辆运动状态持续观测，从而确保系统准确分析出车辆的驾驶行为。

2)不仅支持卫星定位，而且支持通过无线通信网络实时获取地面站的卫星改正信号，提高车辆定位精度，将绝对定位精度由20米提高到2.5米，这样的定位精度能更加有效地实现驾驶行为分析；

3)对采集的高精度车辆位置信息、时间、速度信息，采用数据压缩技术，在控制数据流量的同时，可以以将每秒的定位信息实时上传平台，为平台进行驾驶行为分析提供有效信息；

4)针对单独使用卫星信号与卫星定位信息，无法获取准确车辆急刹车、急加速、急转弯等驾驶行为的问题，本发明采用三轴加速度计和三轴陀螺仪来观测这些不良驾驶行车行为，并结合时间，位置，速度等信息实时记录在监控终端并及时上报监控平台异常驾驶行为，为平台进行驾驶行为分析提供完善的车辆行驶数据；

5)除了信息上传外，在监控终端具有完整的行车数据记录功能，内部采用高速数据记录方法，以每秒10次的频率，在车辆行驶时一直保留最新20秒的车辆运行数据，为事后事故分析提供依据；

6)监控终端通过配套外置的obdii数据采集部件，实现采集车辆的发动机信息和故障信息采集，并将obd信息与位置信息融合后发送到监控平台；实现车辆信息与驾驶信息的同步观测；并在卫星信号不良时，继续保持车辆运行状态的持续观测；

7)根据监控终端内置的加速度计，判断车辆发生碰撞等事故；自动向平台发送告警和发动机故障状态，为车辆救援提供支持；

8)监控终端使用三轴加速度计能准确判断汽车是否运动，使用三轴加速度计作为设备进入低功耗模式的开关，在车辆运动时，终端全速工作，在车辆停车时，终端进入低功耗模式，可以有效节省车辆电源。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的应用示意图；

图3为本发明的工作流程图；

图4为本发明的驾驶行为报警分析流程图；

图5为本发明的车辆obd信号接收与处理流程图。

其中1为电源模块，101为电源保护电路，102为dcdc电路，103为充电及电源管理电路，104为锂电池，105为第一ldo电路，106为第二ldo电路，2为处理器模块，3为定位模块，4为三轴加速度计，5为三轴陀螺仪，6位存储模块，61为铁电存储器，62为flash存储器，7为无线通信模块，8为obdii模块，9为汽车obd接口，10为电源检测电路，11为监控终端，12为汽车，13为卫星信号服务器，14为平台服务器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种多传感器远程车辆驾驶行为监控终端，该监控终端11通过obdii模块8与汽车obd接口9连接，所述的监控终端11包括电源模块1、处理器模块2、定位模块3、三轴加速度计4、三轴陀螺仪5、存储模块6和无线通信模块7，所述的处理器模块2分别与电源模块1、定位模块3、三轴加速度计4、三轴陀螺仪5、存储模块6和无线通信模块7连接，所述的处理器模块2、电源模块1分别与obdii模块8连接，所述的电源模块1分别与定位模块3和无线通信模块7连接。

所述的电源模块包括电源保护电路101、dcdc电路102、充电及电源管理电路103、第一ldo电路105、第二ldo电路106和锂电池104，所述的obdii模块8、电源保护电路101、dcdc电路102、充电及电源管理电路103依次连接，所述的充电及电源管理电路103分别与无线通信模块7、第一ldo电路105、第 二ldo电路106和锂电池104连接，所述的第一ldo电路105与定位模块3连接，所述的第二ldo电路106与处理器模块2连接。所述的存储模块6包括铁电存储器61和flash存储器62。

本发明电路组成如下：

1)电源保护电路：消除车载电源冲击；保证终端的稳定工作；

2)dc-dc电路：将车载电源转化为直流5v电源，供终端各部件使用；

3)充电及电源管理电路：对锂电池进行充电管理，并实现外部供电与内部电池供电的切换；

4)电源检测电路：包括外部车载电源vdd电压与内部5v电源的测量，在车辆电池电压低时，停止本监控终端使用车辆电源；在锂电池电压低时，关闭gprs数据发送功能，延长锂电池工作时间；

5)处理器模块：运行应用，实现终端的管理；

6)定位模块：实现bd/gps卫星定位，并接收dgps数据流，实现定位精度的提高；

7)无线通信模块：在应用软件控制下，向指定ip地址的服务器发送终端位置数据和车辆acc、人工告警等状态，并接收系统命令，实现对车辆的断油断电功能；含三轴加速度计和gps天线开路和短路检测电路；

8)flash存储器：存储行车记录数据；

9)铁电存储器：存储事故疑点数据；

10)两个三轴加速度计：用于车辆的运动状态检测，包括转弯，刹车；卫星定位漂移抑制；

11)三轴陀螺仪：用于车辆转弯角速度测量；

12)发动机数据接口电路：通过mcu串口，与obd终端通信，获取发动机数据；

13)内置gps天线：接收bd/gps卫星信号；

14)内置gsm天线；gsm信号收发；

本发明设计一款多传感器远程车辆驾驶行为监控，能实现功能如下：

1)支持对采集的车辆位置信息、时间、速度信息，传送给指定服务器；

2)支持将终端采集的车辆obd数据和驾驶行为数据传送给指定服务器；

3)支持多传感器技术融合观测技术，即使在卫星定位信号丢失的情况下，也 能通过监控终端内部的三轴加速度计，三轴陀螺仪，并结合外部的车辆obd接口信息实现对车辆运动状态持续观测，从而确保系统准确分析出车辆的驾驶行为。

4)支持dgps功能，，提高车辆定位精度；

5)除了信息上传外，在监控终端具有完整的行车数据记录功能，内部采用高速数据记录方法，以每秒10次的频率，在车辆行驶时一直保留最新20秒的车辆运行数据，为事后事故分析提供依据；

6)根据监控终端内置的加速度计，判断车辆发生碰撞等事故；自动向平台发送告警和发动机故障状态，

具体实现方法描述：

1)电源保护使用二极管，三极管和pmos管组成，其中pmos管为irf公司irf6216trpbf，电路提供150v过压保护；

2)使用mps公司，mp24971dc-dc转换电路，将dc9v－36v车载电源转化5v电源供终端内部使用；

3)采用型号为gs1405的充电管理电路实现对锂电池充电管理；

4)通过带控制的ldo实现对卫星定位模块的供电管理，通过ldo给mcu供电；

5)使用mcu模拟通道，对车载电源vdd电压与内部5v电源的测量，在车辆电池电压低时，停止本监控终端使用车辆电源；在锂电池电压低时，关闭gprs数据发送功能，延长锂电池工作时间。

6)mcu采用sl公司生产的armm3架构efm32gg380f512，运行应用软件，实现终端功能；

7)采用telit公司sl871卫星定位模块，实现bd/gps卫星定位，并通过gprs接收dgps数据流，实现定位精度的提高；

8)gsm模块采用qutel公司m35，在应用软件控制下，实现与服务器间数据通信；

9)采用华邦公司flash存储器，型号w25q32fvssig，32mb，实现行车记录数据存储；

10)采用ramtron公司的fm25cl64b-gtr，64kbf-ram实现事故疑点数据存储

11)采用st公司三轴mems加速度计，型号lis3dhtr，实现用于车辆的运 动状态检测，包括转弯，刹车；卫星定位漂移抑制；

12)采用st公司三轴mems陀螺仪，型号l3gd20g，实现车辆转弯角速度测量；

13)通过光藕电路，完成车辆acc信号处理，并送入mcu判断.

14)通过mcu串口，与obd终端通信，获取发动机数据；

15)采用内置介质陶瓷天线，接收bd/gps卫星信号

16)采用内置gsm天线，实现gsm信号收发.

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。