专利名称：车辆自动管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机关车辆管理系统，更具体地说涉及一种具有较多车辆机关的车辆自动管理系统，该系统包括每车一套的车载监控仪；安装在机关门口，由红外收发基站、电子显示屏、门控机构、图像监视系统构成的多个门控制单元；包括服务器和数据库的主控中心；多个具分别装在要道口，收集过往车辆数据的有线道路监测基站和安装在纠察车中的无线道路监测基站；多个进行网络派车和数据查询的用户终端。
1.要解决的技术问题为了解决上述所说无线传输所存在的保密性能差的问题，又能够低成本地建造，安全地管理车辆，本发明的研制单位研制和设计了用大功率的红外发射和红外接收装置实现管理中心与具体车辆间的命令下达与数据的采集。由于用大功率的红外通信接收和发送装置，所以在白天强烈阳光条件下，照常可以进行有一定距离(几米到几十米范围)的数据传输和进行正常的通信。由于是红外通信，克服了常规无线通信容易被电子侦察的缺点和不足。
2.技术方案本发明的目的在于提供一种车辆自动管理系统，它包括每车一套的具有红外发射和接收功能、在闪存存储器中记录车辆行驶参数、并应对红外基站的查询通过红外发射装置发射具体记录的行驶参数给红外基站的车载监控仪；N个(N是正整数)安装在机关门口上发出询问及相关指令、并接收车载监控仪相关数据、并将接收的数据传输给主控中心、及接受主控中心具体指令的红外收发基站，显示具体数据和相关命令的电子显示屏、打开和关闭门栏的门控机构、抓拍具体情景的抓拍摄像头、监视门口具体场合的图像监视系统构成的门控单元；由控制整个系统工作过程的服务器和数据库构成的主控中心；M个(M是正整数)分别装在要道口上收集过往车辆数据的通过电缆网络传输给主控中心的有线道路监测基站，和S个(S是正整数)现场监测过往安装有车载监控仪车辆的行驶数据的安装在纠察车中的流动无线道路监测基站；通过网络与主控中心连接的Q个(Q是正整数)进行网络派车和数据查询的用户终端。
3.有益的效果通过上述系统可以在机关门口和重要道口实现通过红外通信向每一辆管理的车辆下达命令，并且可以实施向被管理的车辆采集必要的行驶数据。其优点是成本低、及时采集、保密性能好，有效地实现对机关车辆的管理。
下面将结合说明书附图，对本发明进行详尽的描述，在附图中相同部分或部件用相同的标识符号表示。
所说的车载监控仪单元1，如图3所示，该车载监控仪包括监控主机和监控控制器两部分，车载监控仪主机部分是由稳压电源、霍尔速度传感器、光电耦合器、CPU1、闪存存储器、驱动电路、大功率继电器、点火控制器、和R-232接口构成，该监控仪控制器部分是由R-232接口、CPU2、红外发射器装置、红外接收器装置、2×6输入键盘、司机签到显示LED(发光二极管)，超速显示LED、设访显示LED和超速报警扬声器构成。2×6输入键盘用于驾驶员输入驾驶员的身份密码，该密码输入到CPU2，只有经CPU1确认由CPU2通过RS232接口传输的驾驶员的身份密码正确无误时(在监控仪的闪存存储器中预先存储了相关司机的密码)，才能通过CPU1启动驱动电路，该驱动电路使大功率继电器动作，使继电器的常开触点接通，从而使分别与一组常开触点连接电源与点火电路接通，这时该部车辆才能发动。如果连续三次输入错误密码，该台车立即发出报警声响，这无疑为车辆增加了防盗功能。主机的CPU1和内部时钟，对霍尔速度传感器传送的数据进行处理，得到行驶速度、违规超限速行驶的时间和次数，同时记录在闪存存储器内。并且当超限速行驶时，控制超速显示LED闪动发光和超速报警扬声器发出声响报警。该监控仪也就是俗称的黑匣子，该黑匣子拥有事故分析功能，通过专门设计的控制和管理程序，可以详细记录该车辆停车前一分钟内驾驶员的各种操作及行驶速度曲线，并详细记录下车辆每次出车的出门时间、进门时间、行驶里程、行驶时间、最高速度(超过最高限速)，以及每次超限速行驶的次数及时间。监控主机中的稳压电源是由车辆的电池供电的开关电源，由于开关电源稳压性能好，和电波动系数小，可以更好地为监控仪供电。
如图2所示，该车辆管理系统是由主控中心、门控单元、每辆车一部的车载监控仪、派车和查询车辆数据的用户终端、以及在重要道口的检查基站组成。在进出门口时，车载监控仪通过红外接收装置和红外发射装置与门控单元的红外基站进行通信。如图4所示，红外基站是由485-232转换器、CPU1、CPU2、红外发射装置和红外接收装置构成的。其中，CPU1实施与主控中心的通信，CPU2完成对红外基站的控制。在出门时，通过与车载监控仪的红外发射接收装置与红外基站的通信，完成驾驶员、车牌号码和出车任务的核实、最高限速的设定，所说的核实是将采集的数据传输给主控中心，与主控中心中的数据进行比较，如果不同时，例如该部车辆没有安排任务，或者车上的驾驶员不是所指派的驾驶员，则主控中心控制门口单元报警，门口出门显示牌将显示车辆的号码，并亮出红灯，要求该车辆返回；如果核实无误，显示绿灯，放行该车辆。在入门时，通过基站红外发射与接收装置与车载监控仪的红外发射接收装置间的通信，要求车载监控仪将该车辆在外行驶期间在闪存器中记录的数据通过红外发射装置传输到红外基站，红外基站将该接收的数据再传输给主控中心服务器，传输的数据包括车辆的号码、司机的代码、里程数、超限速行驶的次数、最高时速、出门时间、进门时间、进门位置等等，并且将这些数据显示在门口的入门显示屏上，让司机了解行驶情况。所说的门控单元包括门控机构、红外通信基站、电子显示屏、图像抓拍摄像头及图像监视系统。在车辆进出门口时，通过车载监控仪的红外发射接收装置，实现车辆与红外基站的通信。如果该车辆拒不执行门控单元的命令，抓拍摄像头将该车辆实际情况拍摄下来，通过管理系统的网络传输到主控中心的服务器，同时进行录相。所说的门控装置可以将门栏打开和关闭，从而实现车辆放行和禁止通过。
如
图1所示，所说的主控中心包括服务器和数据库，该服务器通过管理软件实现对门控单元、用户终端、有线道路监测基站和车载监控仪的管理和控制。所说的数据库包括车辆档案、车辆勤务、驾驶员、车辆管理规章制度、车辆违章违纪及交通事故的记录、油料管理和器材消耗的数据。所说的车辆档案数据库用于记录和查询所属车辆的车型、厂牌型号、号码、颜色、出厂时期、发动机号码、车架号码、使用单位、驾驶员、维修记录、(技术状态/当前状态)、来源手续、接车时间、动用时间、照片、执照编号、随车工具等。所说的驾驶员数据库用于记录和查询所属驾驶员的信息，包括驾驶员的姓名、年龄、性别、学驾时间、准驾车型、籍贯、家庭通信地址、爱人姓名、联系电话、邮政编码、文化程度、参加工作时间、职务、政治面貌等。所说的车辆管理规章制度数据库用于查询车辆管理工作的各项规章制度和文件。所说的车辆违章违纪及交通事故数据库用于记录和查询所属车辆的违章违纪、交通事故情况。基本内容包括时间、类型(一般违章/轻微交通事故/一般交通事故/重大交通事故/特大交通事故)等详情。所说的油料管理数据库用于记录和查询油料消耗基本情况，内容包括号牌、厂牌型号、驾驶员、记帐时间、油料消耗、油料标准等。所说的器材消耗数据库用于记录和查询器材使用和消耗情况，包括号牌、厂牌型号、驾驶员、记帐时间、部件名称、部件数量和部件单价。
如图1所示的有线道路监测基站分别安装在近距离和远距离的要道口，收集过往车辆的有关数据。其中的有线道路监测基站是通过电缆(网络)传输给主控中心。
如图1所示的无线道路监测基站是安装在流动纠察车内，它是由安装在车内的红外通信基站与主控服务器(可以是便携式电脑)构成的，采集过往车辆(指安装有监控仪的车辆)的有关数据。
图1所示的用户终端是通过网络与主控中心连接的计算机终端设备。任何一台终端都可以根据用户输入的密码进入特定的设置状态，不同的密码享有不同的优先权等级，用户根据享有的权限范围对系统进行操作。根据用户密码的优先权等级的不同，有的用户只可以查询，而有的用户既可以派车(如设定具体驾驶员的代码、最高限速)、又可以做数据查询(查询具体哪位驾驶员、具体那部车辆号码、具体车辆的违章次数、最高行驶速度等等情况)、数据维护、和系统设置等。派车时要录入批准人、出车时间、任务名称、行驶路线、预计里程、预计回场时间。
下面参照图5对车辆出门时管理系统的工作程序逻辑流程进行说明。首先要说明的是，单位大门的红外通信基站与每台车辆监控仪的红外发射和接收装置一直处在工作状态，即红外通信基站在不停地发出询问的红外信号，请求装有车载监控仪的车辆做出回答，同时，车辆的监控仪的红外接收装置处在随时准备接收红外基站发射的询问信号的状态。在主控中心的服务器中装有控制管理程序，在车载监控仪中同样装载了应答程序和管理程序。当车辆进入门口红外基站控制区时，基站发出询问车辆代码的指令，车辆上监控仪的红外接收装置接收到该指令后，通过红外发射装置发射出该车辆的代码，红外基站接收到该车辆代码后，将该代码传输到主控中心，当核实该车辆未被派遣时，主控中心指令门控单元的出门显示屏显示该车辆的车牌号，亮出红灯，要求该车辆返回，同时在数据库中记录该车辆牌号和事发时间；当核实该车辆派了任务时，主控中心发出核实驾驶员身份的指令，通过红外基站发射出去，该车辆上的监控仪的红外接收装置接收到该指令后，通过红外发射装置发射该驾驶员代码，红外基站接收到该信息后，传输给主控中心，当核实驾驶员身份相符时，主控中心给门控单元发出指令，在出门显示屏上显示该车辆的牌号，并亮出绿灯放行，同时在数据库中记录该车牌号和事发时间。当核实该车辆驾驶员身份不符时，主控中心给门控单元发出指令，在出门显示屏上显示该车辆的牌号，并亮出红灯，要求该车辆返回，并在数据库中记录下该车辆号码与事发时间。
下面参照图6对车辆入门时管理系统的工作程序逻辑流程进行说明。首先要说明的是，单位大门的红外通信基站与每台车辆的车辆监控仪的红外发射和接收装置一直处在工作状态，即红外通信基站在不停地发出询问的红外信号，请求装有车载监控仪的车辆做出回答，同时，车辆上监控仪的红外接收装置处在随时准备接收红外基站发射的询问信号的状态。在主控中心的服务器中装有控制管理程序，在车载监控仪中同样装载了应答程序和管理程序。当车辆进门时，当进入到红外基站控制区时，红外基站发出显示本次出车信息的指令信号，要求该车辆发送该车辆的代码，该车辆上监控仪的红外发接收装置接收到该指令后，通过红外发射装置将该车辆代码发射出去，红外基站接收到该信息后，立即传输给主控中心，当核实该车辆不是5分钟内出门的车辆时，红外基站给该进门车辆发出本次出车信息的指令，该进门车辆的红外接收装置接收到该指令后，通过管理程序将存储在闪存器中的本次出车信息通过红外发射装置发射出去，红外基站接收到该信息后，立即传输到主控中心，主控中心即刻指令门控单元的进门显示屏显示车牌号、最高速度、超速次数、行驶里程等等，并且将该数据记录在数据库中。如果主控中心核实该车辆是5分钟内出门的车辆时，然后核实是否是刚才驾驶员身份错误的车辆，如果是刚才驾驶员身份错误的车辆，于是主控中心指令门控单元的进门显示屏显示车牌号、司机身份错误及时返回，同时在数据库中记录车牌号和事发时间；如果不是刚才驾驶员身份错误的车辆，再核实是否派遣了任务，如果核实未派任务，主控中心指令门控单元的进门显示屏显示车牌号、未派任务及时返回，同时在数据库中记录车牌号和事发时间；如果核实派遣了任务，主控中心指令门控单元的进门显示屏显示车牌号、未出返回。
通过以上详细的描述，可以清楚地知道如何通过上述系统的管理，及时地采集和记录车辆的行驶及相关的数据，有效地防止了因私出车，超限速开车，违章开车。既防止了交通事故，又合理地管理了车辆。如果发生了交通事故，通过监控仪，也就是所谓的黑匣子有效地记录了事发时的行驶速度曲线，为事故的处理提供了真实的数据。
下面将参照图7对红外基站的具体电路进行说明。其中的稳压电源给整个监控仪供电，其中的CPU都是用的97C2051，红外接收装置接收的信号通过CPU2的第2引线传输给CPU2，具体要发出的指令由CPU2的第3引线接到红外发射调制电路，对红外发射器进行调制。IC5A、IC5B及晶体JT3构成振荡器，该振荡器用以振荡出信息载频。从红外接收装置接收的信号通过CPU2传输给CPU1，然后CPU1通过接口转换传输给主控中心的服务器，从而实现了红外基站与车载监控仪的通信以及与主控中心的通信联系。基站的红外发射装置为了加大发射功率，先将两个红外发射管串联，然后再将两组串联的红外二极管并联使用，从而扩大了红外发射的覆盖面积。
下面参照图8对车载监控仪的主机电路进行说明。其中的CPU用的是29C51型号，霍尔速度传感器将速度信号通过光电耦合器传输到CPU的第7引线，CPU与时钟信号共同进行数据处理，将得到的具体时间数据、速度数据、超速度行驶的次数、超速度行驶的具体速度及时间、行驶距离、每次刹车一分钟内的速度曲线数据等记录在闪存器中。读取时间控制电路用于控制超车时间间隔的控制，例如一分钟、两分钟、三分钟间隔的设置等等，例如，当设置一分钟间隔时，只有持续速度超过限速的时间一分钟后，才作为违章，在闪存器中记录速度、实时时间和超限速的持续时间。从CPU引线6引出的信号，通过光电耦合器控制BG3的基极，当输入司机密码正确时，CPU输出电位通过光电耦合器使BG3基极低于发射极电位，使得BG3导通，从而也使得BG1导通，正12V电源通过BG1给直流—直流电源变换器供电，直流开关电源工作并输出稳定的直流电源。由于开关电源振荡频率较高，所以经再整流和电容滤波后的直流电压的脉动极小，是理想的稳压直流电源。当司机插入钥匙时，光电耦合器给CPU的13引线输入信号，使CPU开始工作，CPU引线14输出一定电位，控制BG4导通，从而使继电器工作，由于继电器接通和动作，使得接在继电器常开接点上的发动机点火电路接通，于是可以使发动机点火发动。CPU通过接口电路与监控仪控制器连接。
下面参照图9对车载监控仪的控制器电路进行说明。司机通过键盘将其密码输入到CPU中，并记录在CPU中，CPU将该密码通过信号切换电路和接口电路输入到主机中的CPU，当该密码与主机CPU中记录的密码一致时，如图8所示，主机CPU第6引线输出信号，通过光电耦合器控制BG3的基极，使BG3导通，从而也使得BG1导通，使得正12V电源通过BG1给直流—直流电源变换器供电，使发动机可以发动，并且在闪存器中记录下该密码。同时，点火允许LED发光，表示车辆可以发动了。当司机输入密码时，每输入一个数码时，签到LED发光闪亮一次，表示输入有效，当不闪亮时，说明输入无效，需要重新输入。当输入三次密码错误时，CPU控制报警LED发光，同时通过CPU引线17输出beep音到BG1基极，通过该级放大，输出报警音响功率到扬声器，发出报警声。当红外接收电路接收到查询信号时，该信号通过信号切换电路和接口电路输入到主机CPU第2引线，该CPU第3引线输出指令和有关信息给信号切换电路第6引线，将刚刚输入的司机密码或者是在内存器中记录的各种参数通过接口电路和信号切换电路输入到IC5C的输入端8，调制红外发光二极管，从而发射由相关信息调制的红外波给红外基站。为了加大发射功率，这里有两个红外发光二极管串联，由于发射功率增大，可以增加红外通信的距离。在监控仪的控制器中，有设防设置，当司机准备离开车时，可以通过键盘输入设防密码，这时设防LED接通发光，然后拔下钥匙，汽车熄火。再次起动该台车时，必须通过键盘输入刚才输入的设防密码，该台车才能启动。实际上增加了又一道防盗功能。
以上结合附图对本发明的具体实施例进行了详细的描述，但这并不对本发明要保护的权利范围进行限定，本领域的普通技术人员所做的任何改进和变化都不能脱离本发明的构思和保护范围。
权利要求
1.一种车辆自动管理系统，其特征在于它包括每车一套的具有红外发射和接收功能，能记录车辆行驶具体参数、应答和接收红个基站的查询和指令的车载监控仪；N个(N是正整数)由安装在机关门口接收车载监控仪相关数据和发出查询及相关指令的红外收发基站、显示具体数据和相关命令的电子显示屏、打开和关闭门栏的门控机构、抓拍具体情景的抓拍摄像头、监视门口及重要场所的图像监视系统构成的门控单元；由控制整个系统工作过程的服务器和数据库构成的主控中心。
2.根据权利要求1所说的车辆自动管理系统，其特征在于还包括Q个(Q是正整数)通过网络与主控中心连接的多个进行网络派车和数据查询的用户终端。
3.根据权利要求2所说的车辆自动管理系统，其特征在于还包括M个(M是正整数)分别装在要道口上收集过往车辆数据的有线道路监测基站。
4.根据权利要求3所说的车辆自动管理系统，其特征在于还包括S个(S是正整数)流动无线道路监测基站。
5.根据权利要求1、2、3或4所说的车辆自动管理系统，其特征是其中所说的车辆监控仪由执行控制和管理程序的CPU1、存储数据的闪存器、由CPU1控制的驱动电路、由驱动电路激励的大功率继电器、与大功率继电器一组常开触点连接的点火控制系统、速度传感器并且通过光电耦合器与CPU1连接、存储由CPU1计算出的速度、里程、超限速度行驶时间和次数，司机代码、具体出门时间、入门时间等等数据的闪存器、由车辆电池供电的、给整个监控仪供电的直流稳压开关电源、和传输数据用的RS-232接口组成的监控仪主机以及由CPU2、由CPU2控制发送数据与接收数据的由大功率红外发射器件构成的红外发射装置和红外接收装置、司机输入密码用的2×6键盘、传输数据和连接CPU1与CPU2的RS-232接口、显示司机通过2×6键盘输入密码动作有效的司机签到LED、显示已经超过限制速度的超限速LED、设防LED、和超限速报警LED组成的监控仪控制器构成的。
6.根据权利要求1、2、3或4所说的车辆自动管理系统，其特征是其中所说的门控单元是由向车载监控仪发出询问及相关指令和接收车载监控仪相关数据的由具有红外接收装置和有大功率红外发射器件构成的发射装置构成的红外接收发射基站；显示车牌号码、具体数据和相关命令的电子显示屏；打开和关闭门栏的门控机构；抓拍具体情景的抓拍摄像头和监视门口及重要场合的图像监视系统构成的，上述的装置通过接口电路与电缆(网络)与主控中心的服务器相连，通过服务器中的控制程序，实施与车辆的监控仪通过红外接收发送进行通信和数据传输，并且对进出门的电子显示屏、门控机构和抓拍摄像头进行控制。
7.根据权利要求1、2、3或4所说的车辆自动管理系统，其特征是其中所说的主控中心是由服务器与数据库构成的，在服务器中装载了管理及控制程序，该主控中心通过电缆与接口电路分别与用户终端设备、门控单元和有线道路监测站实现通信、传输数据及相关的控制指令，并且该服务器还具有用户终端的功能。
8.根据权利要求3所说的车辆自动管理系统，其特征是其中所说的有线道路监测基站分别安装在近距离和远距离处的道口上，是由与门控单元中的红外基站相同的装置通过网络、接口电路与主控中心连接而成，使用其中的红外发射和红外接收装置与车辆上安装的监控仪的红外接收装置和红外发射装置的通信，采集车辆行驶的有关数据，有线道路监测基站通过系统网络(电缆或电话线)和接口电路将采集的数据传输到主控中心的服务器。
9.根据权利要求4所说的车辆自动管理系统，其特征是其中所说的流动无线道路监测基站是由安装在纠察车内的与门控单元中红外通信基站相同的装置与安装在该纠察车内的装有相关管理程序的主控服务器通过接口电路连接构成的，该主控服务器可以是便携式电脑，红外通信基站通过与过往车辆上安装的监控仪的红外接收装置和红外发射装置的通信，采集车辆行驶的有关数据，并直接显示在服务器的显示器上，并记录在服务器的数据库中，从而实现现场实时监测。
10.根据权利要求2、3或4所说的车辆自动管理系统，其特征是其中所说的Q个用户终端中的每个用户终端分别通过电缆或电话线与主控中心相连，每个终端可以具有不同的优先权等级，这样有的终端既可以派车也可以查询数据，而有的终端只可以查询数据。
11.根据权利要求8所说的车辆自动管理系统，其特征是虽然每个终端有优先权等级的区别，但是特殊用户根据其特殊的密码(password)，可以享有最高的优先权等级，该特殊的用户可以使用任何终端实施派车、查询数据、维护数据和设置系统。
12.根据权利要求5所说的车辆自动管理系统，其特征在于所说的速度传感器是霍尔速度传感器。
13.根据权利要求5所说的车辆自动管理系统，其特征在于司机通过监控仪中控制器的2×6键盘输入密码，只有当输入的密码与该车载监控仪控制器的CPU存储的密码一致时，才通过监控仪主机CPU1的控制，接通驱动电路、大功率继电器和点火系统，该台车辆才能发动，如果三次输入密码错误，报警LED将闪光、报警扬声器发出报警声。
14.根据权利要求5所说的车辆自动管理系统，其特征在于其中的大功率红外发射器件是将两个红外发射器件串联使用，以提高发射功率，从而可以在白天强阳光下实施较远距离有效的红外通信。
15.根据权利要求5所说车辆自动管理系统，其特征在于其中的红外基站中的大功率红外发射器件是将四个红外发射器件两两串联，然后再将两组串联的红外发射器件并联使用，以加大发射功率，从而可以在白天强阳光下实施较远距离有效的红外通信。
全文摘要
本发明公开了一种车辆管理系统，它是由每车一套的具有红外发射和接收功能的车载监控仪；安装在机关门口或要道上由向车载监控仪发出询问和相关指令和接收相关数据的大功率红外收发基站、显示具体数据和相关命令的电子显示屏、打开和关闭门栏的门控机构、抓拍具体情景的抓拍摄像头、监视门口及重要场所的图像监视系统构成的多个门控单元；由控制整个系统工作过程的服务器和数据库构成的主控中心；分别装在要道口上收集过往车辆数据的多个有线道路监测基站和多个安装在纠察车中的无线道路监测基站；以及通过网络和接口电路与主控中心连接的多个进行网络派车和数据查询的用户终端所构成。
文档编号G08G1/00GK1458635SQ0211767
公开日2003年11月26日 申请日期2002年5月14日 优先权日2002年5月14日
发明者李天策, 孙海龙, 马义生, 白河沟, 丁进攻, 罗宗桥, 居新生 申请人:中国人民解放军总参谋部管理局