一种基于GPS和Zigbee组合，带预约的充电桩远程控制实景系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电动汽车充电粧领域，具体涉及到充电粧的实景定位。
【背景技术】
[0002]随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车发展的主攻方向。电动汽车作为新一代的交通工具，在节能减排、减少人类对传统化石能源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势。
[0003]目前电动汽车的续航能力还远远不如现有汽车，因此电动汽车的发展离不开充电粧，充电粧可以为电动汽车及时补充电能，目前我国的充电粧布置密度并不是很大，电动汽车用户在远程行驶需要充电时，很多时候因为对地理位置的不熟悉而无法及时找到某个充电粧的具体位置，这势必会给用户带来很大的麻烦，造成费时费力。
【发明内容】
[0004]为了解决上述充电粧人工定位困难的问题，本发明提出了一种基于GPS和Zigbee组合，带预约的充电粧远程控制实景系统，采用的技术方案为:
[0005]一种基于GPS和Zigbee组合，带预约的充电粧远程控制实景系统，包括充电粧、定位模块、处理单元、GPRS模块、远程服务器和Google Earth模块；
[0006]所述定位模块、所述处理单元和所述GPRS模块均安装在所述充电粧内部，所述定位模块连接所述处理单元，所述处理单元连接所述GPRS模块，所述GPRS模块通过网络连接所述远程服务器，所述Google Earth模块安装于所述远程服务器上；
[0007]所述定位模块计算获取所述充电粧的位置数据，所述处理单元采集所述定位模块的位置数据，并通过所述GPRS模块发送到所述远程服务器上，所述远程服务器收到数据后，通过Google Earth对充电粧进行实景定位。
[0008]进一步，所述定位模块为GPS/Zigbee组合定位；所述GPS/Zigbee组合定位过程包括:
[0009]步骤1:将GPS的坐标系和Zigbee坐标系进行统一；
[0010]步骤2:分别输入GPS理想轨迹和Zigbee的理想轨迹；
[0011]步骤3:分别输入加噪后的GPS轨迹和加噪后的Zigbee轨迹，并用扩展卡尔曼滤波对单独的轨迹数据进行处理；
[0012]步骤4:将加噪后的GPS轨迹和加噪后的Zigbee轨迹分别用滤波处理后的轨迹进行融合，再用扩展卡尔曼滤波进行处理。
[0013]进一步，所述处理单元为单片机，采用PIC24FV301。
[0014]进一步，所述GPRS模块包括S頂900A及外围电路；所述外围电路包括:电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R1、Rll、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R22、RAl ;电容 CAU CA2、CA3、CA4、CA5、C7、C8、C9 ；
[0015]所述R4的一端、Rll的一端、R12的一端、R13的一端、R14的一端、R15的一端、R16的一端、R17的一端、R18的一端、R22的一端分别连接S頂900A模块的I脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、16脚，所述Rl I的另一端、R12的另一端、R13的另一端、R14的另一端、R15的另一端、R16的另一端分别连接R5的一端、R6的一端、R7的一端、R8的一端、R9的一端、RlO的一端，所述R5的另一端、R6的另一端、R7的另一端、R8的另一端、R9的另一端、RlO的另一端均接电源VDD ;所述RAl —端连接S頂900A的60脚、RAl另一端连接天线；CA1的一端连接天线、CAl的另一端接地；所述CA2、CA3、CA4、C7、C8相并联后的一端连接S頂900A的55脚、所述CA2、CA3、CA4、C7、C8相并联后的另一端接地；CA5的一端连接S頂900A的26脚、CA5的另一端接地；C9的一端连接S頂900A的30脚、C9的另一端连接SIM900A 的 29 脚并接地；SIM900A 的 17 脚、18 脚、39 脚、45 脚、46 脚、53 脚、54 脚、58 脚、59脚、61脚、62脚、63脚、64脚、65脚均接地；SIM900A的56脚、57脚均与SIM900A的55脚连接。
[0016]进一步，所述远程服务器包括通信服务器和数据服务器，所述通信服务器与所述GPRS模块通过GPRS网络进行数据交换，所述数据服务器保存接收到的定位数据，并进行数据的管理、查询和编辑。
[0017]进一步，所述Google Earth模块采用KML开发方式。
[0018]本发明的有益效果为:
[0019](I)采用GPS/Zigbee组合定位方式，可以实现无缝全方位定位，当GPS信号受到遮挡或其他因素影响的时候，可以对GPS和Zigbee各自采样出来的点通过扩展卡尔曼滤波器进行滤波融合，从而较好地解决了只有单一定位数据定位精度不高的问题。
[0020](2)本发明结合Google Earth可以实现实景定位，用户通过移动终端登录到远程服务器，可显示查看附近的充电粧，包括显示充电粧所在地址名称和充电粧周围环境实景，极大的方便了用户能够快速地找到充电粧。
【附图说明】
[0021]图1为本发明系统架构示意图；
[0022]图2为本发明GPRS模块的电路原理图；
[0023]图3为本发明系统流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
[0025]如图1所示，为本发明的系统架构示意图。系统包括GPS/Zigbee组合定位模块、单片机、GPRS模块和远程服务器。GPS/Zigbee组合定位模块用于实现充电粧的实时定位，单片机负责将GPS/Zigbee组合定位模块发送来的充电粧位置数据通过控制GPRS模块发送至远程服务器端，远程服务器安装有Google Earth，Google Earth负责进一步将充电粧进行实景处理。
[0026]1、GPS/Zigbee 组合定位模块:
[0027]在地理环境较为复杂的地区，建立若干具有固定位置的Zigbee节点组成的Zigbee通信系统，在定位区域图上，对每一个网络节点的位置加以标识。分别对GPS测量的轨迹和Zigbee环境下的测量轨迹进行采样，定位轨迹选取过程如下:
[0028](I)在GPS信号和Zigbee信号同时存在且信号较好的情况下，通过对噪声强度等综合情况的判定，选取定位效果较好的轨迹。
[0029](2)在GPS无信号或信号不好且Zigbee信号较好的情况下，选取Zigbee的定位轨迹。
[0030](3)在Zigbee无信号或信号不好且GPS信号较好的情况下，选取GPS的定位轨迹。
[0031](4)在GPS和Zigbee的定位效果都不理想或无法定位时，利用扩展卡尔曼滤波方式递推。但考虑实际情况，Kalman递推长度需要限制，尤其是在轨迹转弯的时候。
[0032]GPS与Zigbee无缝组合定位的过程为:①由于GPS是WGS-84坐标系，Zigbee是ECEF坐标系，两者的坐标系不同，因此需要先将两者的坐标系进行统一先输入GPS和Zigbee的理想轨迹，再分别输入加噪后的GPS轨迹和Zigbee轨迹，并用扩展卡尔曼滤波对单独的轨迹数据进行处理；③将两者分别用滤波处理后的轨迹进行融合，再用扩展卡尔曼滤波进行处理。在线性、高斯情况下的卡尔曼滤波，由均值和协方差构成的充分统计量的递推计算是最简单可行的状态估计滤波.在具有非高斯随机变量的线性系统情况下，比如GPS与Zigbee定位系统动态模型和测量模型，同样简单的递推式产生的近似均值和协方差，即为最佳线性估计。因此，对非线性系统，需要类似的结构。这种情况下，可以采取非线性的滤波算法，比如EKF。EKF是在卡尔曼滤波的基础上针对非线性系统提出的一种改进方式。它在估计过程中利用系统的状态方程和观测方程的统计特性形成滤波算法，主要是将非线性模型线性化，更多地利用了系统前后的状态信息，实际上是一种最优估计方法。
[0033]2、处理单元:
[0034]本发明中的处理单元采用Microchip公司的PIC24FV301单片机，组合定位终端系统在上电复位以后，对单片机微控制器进行初始化后，设置看门狗溢出时间，然后单片机微控制器进入睡眠模式，在看门狗到达溢出时间后，将单片机微控制器从睡眠模式中唤醒。判断R13 口输出电平