专利名称：一种基于动态交通信息服务的实时接收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及城市道路的动态交通路况信息服务的处理应用领域，特别是涉及一种基于动 态交通信息服务的实时接收装置。
背景技术：
城市交通日益拥堵、事故频发以及交通带来的环境恶化和能源短缺已成为当前世界各国 面临的共同挑战，交通问题已成为各国政府亟待解决的重要问题。交通系统是一个复杂的社 会化综合性系统，单独从道路或车辆的角度来考虑，都很难解决交通问题。智能交通系统 (IntelligentTransportation System,简写为ITS)就是将信息处理技术、数据通信技术、
电子传感技术以及电子控制技术等有效的集成运用于整个交通管理与服务中，从而建立起一 种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理服务系统。
现阶段，交通信息服务系统(ATIS)在国内已经有了长足的发展，在北京已经进入商用 阶段，但是基于动态交通信息服务的实时接收装置尚且在国内还没有相关技术成果，特别是 一种低功耗，便携的，高性能的，基于后装便携式导航仪(PND)的动态交通信息实时接收 装置尚属国内空白。 发明 内容
本发明的目的是提供一种基于动态交通信息服务的实时接收装置，所述的实时接收装 置，包括FM低噪声高频放大电路、FM高频接收模块、复合信号放大和滤波电路、MSK 解调与DARC解码模块、系统控制和通讯模块。
FM负载波通过高频接收天线和FM高灵敏度高频放大电路进入FM高频接收纟莫块，FM 负载波在FM高频接收模块中解调后输出复合信号，该复合信号在通过复合信号放大和滤波 电路处理后，被传送到MSK解调和DARC解码模块，解码后的交通信息数据被传送到系统 控制和通讯模块进行处理，最后通过数据通讯端口被传送到动态交通信息导航仪。
本发明优点是提供的实时接收装置尺寸小、功耗少、成本低，即插即用以及极强的 FM接收性能，而且具有接收数据速率高，以及较好的移动接收性能。并且支持USB，串 口多种连接方式，支持大多数市面上的PND产品。该终端可以接受基于DARC(Data Radio Channel)发布的各种信息。
图1为本发明接收装置结构框图2为FM低噪声高频放大电路原理图3为FM高频接收模块电路原理图4复合信号放大和滤波电路原理图5 MSK解调与DARC解码模块电路原理图；图6系统控制和通讯rf莫块电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的一种基于动态交通信息服务的实时接收装置进行详细说明。 本发明提供一种基于动态交通信息服务的实时接收装置，如图1所示，该装置根据便携 式动态交通接收装置功能需求，主要由FM低噪声高频放大电路、FM高频接收模块、复合 信号放大和滤波电路、MSK解调与DARC解码模块、系统控制和通讯模块组成；FM负载 波通过高频接收天线进行信号接收，然后在FM低噪声高频放大电路中进行信号放大，放大 后的信号进入FM高频接收模块中解调后输出复合信号，该复合信号在通过复合信号放大和 滤波电路处理后，被传送到MSK解调和DARC解码模块，解码后的交通信息数据被传送到 系统控制及通讯模块进行处理，最后通过数据通讯端口被并传送到动态交通信息导航仪。考虑到本发明的实时接收装置会在汽车里使用，车载电磁环境复杂以及车体对FM信号 的屏蔽和衰减，设计了带FM滤波的FM低噪声高频放大电路，明显改善信号的接收能力。 所述的FM低噪声高频放大电路使用调频专用的一体化BPF (带通滤波器)进行高频滤波， 如图2所示，它的外形似一只瓷片电容，伹有三个管脚，即输入管脚3、接地管脚2、输出 管脚1。由天线(ANTENNA)传送过来的微弱信号经过电容CI耦合后通过管脚3进入BPF 器件进行滤波处理，将88 108MHz以外的信号滤掉，而调频信号畅通无阻，有效地提高 了选择性和信噪比；滤波处理后的信号从管脚1输出，再经过电容C2隔离后送到三极管Ql (型号为TBN6301)的基极进行高频放大，放大后的信号由集电极输出到下级电路，即FM 高频接收模块；BPF器件的管脚2接地AGND,三极管Q1的发射极接地AGND。所述FM 低噪声高频放大电路的作用是将天线(ANTENNA)接收到的微弱信号进行滤波放大，以提 高信噪比，并补偿由于增加BPF器件而带来的信号衰减，放大电路的设计原则是高增益和低 噪声， 一般产品采用多级高频三极管放大的组合，噪声较大，不适合在本来环境噪声就大的 车载无线应用。本发明采用了单管专用高频放大器件三极管Q1，实现了电路简单、增益大、 噪声低的设计要求。所述的FM高频接收，莫块，采用全数字控制(包括数字调台、自动搜台、中频控制、动 态场强等等)，如图3所示FM高频接收芯片LV24230是FM高频接收模块的核心组件，他 通过I2C总线与系统控制和通讯t莫块的主控CPU芯片Atmel S64相连支持数字调谐，范围
为87MHZ 108MHZ。主控CPU芯片Atmel S64通过I2C总线设置FM高频接收模块的 频率，并且获得场强等信息。如图3所示，从FM低噪声高频放大电路发送的放大信号经电 容C3耦合后,通过管脚ANT1进入FM高频接收芯片LV24230，FM高频接收芯片LV24230 首先通过管脚CLK与一个7.2M外部时钟CLK12连接做为自己的时钟源，I2C总线定义的 同步时钟和数据分别由SCL和SDA端口连接到Atmel S64芯片的管脚PA4/PGMRDY和 管脚PA3/PGMNCMD (如图6所示)，而由FM高频接收芯片LV24230解出来的复合信 号从管脚MPX输出给下一级复合信号放大和滤波电路。
复合信号放大和滤波电路是在低功耗环境下的设计， 一般解调信号比较低，为了更好的 匹配后面的DARC解码，需要对FM高频接收模块输出的复合信号进行放大来提高数字通讯 的准确性，从而大幅降低误码率。76K负载波滤波采用先进的数字滤波，最大限度的滤掉主 信道的信号，在复杂的无线环境下能保证信号的纯净性。如图4，本发明对复合信号放大采 用低频芝麻管Q2 (型号为9014)，用来做信号放大，低频芝麻管Q2的主要特点是功耗小， 匹配性好，其发射极接地AGND，基极作为复合信号的输入端，集电极作为输出端，复合信 号MPX从M输入，从集电极输出。
MSK解调与DARC解码模块，在该模块中采用LC72711LW芯片实现MSK解调与 DARC解码，如图5,由复合信号放大和滤波电路输出的复合信号MPX，通过管脚mpxin 进入LC72711LW芯片，在LC72711LW芯片里复合信号MPX通过MSK解调恢复数据的 同步脉冲，并在同步脉冲的协调下进行MSK的数字解调,输出数字信号的码流;并按照DARC 标准完成解扰交织和检错、纠错工作。MSK解调与DARC解码模块通过SPI总线与CPU 连接，将实时解码DARC数据后而生成的交通信息传送到CPU。如图5所示，LC72711LW 芯片通过接入一个7.2MHz的晶振Yl到管脚xout、管脚xin来提供时钟源CLK。并通过 管脚int将中断信号发送到系统控制及通讯模块主控CPU芯片Atmel S64的io端口 PA7， 如图6所示，其目的是当数据处理完了通知芯片AtmelS64将数据取走，数据传输通过SPI 总线完成。LC72711LW芯片上的管脚aO/cl、 a2/di、 do分别与Atmel S64芯片上的管 脚PA14/PGMD6、管脚PA13/PGMD5、管脚PA12/PGMD4通过SPI总线连接，实现 了SPI总线的时钟、数据输入和输出；复位管脚rst和管脚al/ce分别与Atmel S64的io 端口 PA16/PGMM0和PA25连接，实现主控CPU芯片Atmel S64对MSK解调与DARC 解码模块的控制。
系统控制和通讯模块是通过基于ARM7的主控CPU芯片Atmel S64设计的，负责整个 系统的管理，完成内部和外部直接的通讯转换和桥接。如图6所示，在系统内部通过集成在 芯片Atmel S64上的总线接口，完成FM的参数设置、数字选台、DARC芯片的初始化、 并且负责实时交通信息的解码和解密工作。在系统外部通过串口 (如串口 RXD、 TXD)接口
进行通讯，将处理后的交通信息通过串口的TXD发送到动态交通信息导航仪。除了使用串口 通信我们还可以采用USB通信,需要将Atmel S64的DDP和DDM管脚引出替换掉RXD 和TXD。
所述的总线接口如图6中所示的外接的接口有PA12/PGMD4、 PA13/PGMD5、 PA14/PGMD6、 PA15/PGMD7和PA16/PGMM0。
作为移动终端的功能附件，低功耗和微型化是最基本的要求，本项目把众多的功能集中 在18X60mm的小板上，外形看上去就是一个U盘大小，在配套移动终端产品时尽可能保 持产品系统的整体性、 一致性和协调性。在保证性能和质量的前提下，采用低功耗微型器件， 使用动态交通信息导航仪的电源并只占整个动态交通信息导航仪功耗的15%，用户感觉不出 来增加硬件功能后耗电的明显变化。
权利要求
1、一种基于动态交通信息服务的实时接收装置，其特征在于该装置主要由FM低噪声高频放大电路、FM高频接收模块、复合信号放大和滤波电路、MSK解调与DARC解码模块、系统控制和通讯模块组成；FM负载波通过高频接收天线进入FM低噪声高频放大电路，进行放大和滤波后进入FM高频接收模块，在FM高频接收模块中解调后输出复合信号，该复合信号在通过复合信号放大和滤波电路处理后，被传送到MSK解调和DARC解码模块，经解码后的交通信息数据被传送到系统控制和通讯模块进行处理，最后通过数据通讯端口被传送到动态交通信息导航仪；
2、 根据权利要求1所述的一种基于动态交通信息服务的实时接收装置，其特征在于所述 的FM低噪声高频放大电路，使用调频专用的一体化带通滤波器BPF进行高频滤波，所 述带通滤波器BPF有三个管脚，即输入管脚、接地管脚、输出管脚；由天线传送过来的 微弱信号经过电容(Cl)耦合后通过输入管脚进入BPF器件进行滤波处理，滤波处理后 的信号从输出管脚管脚输出，再经过电容(C2)隔离后送到三极管(Ql)的基极进行高 频放大，放大后的信号由集电极输出到下级电路，即FM高频接收模块。
3、 根据权利要求1所述的一种基于动态交通信息服务的实时接收装置，其特征在于所述 的FM高频接收模块采用FM高频接收芯片LV24230,并通过I2C总线与系统控制和 通讯模块的主控CPU芯片Atmel S64相连支持数字调谐；从FM低噪声高频放大电路 发送的放大信号经电容(C3)耦合后，通过管脚ANT1进入FM高频接收芯片LV24230， FM高频接收芯片LV24230首先通过管脚CLK与一个7.2M外部时钟CLK12连接做 为自己的时钟源,I2C总线定义的同步时钟和数据分别由SCL和SDA端口连接到Atmel S64芯片的管脚PA4/PGMRDY和管脚PA3/PGMNCMD，而由FM高频接收芯片 LV24230解出来的复合信号从管脚MPX输出给下一级复合信号放大和滤波电路。
4、 根据权利要求1所述的一种基于动态交通信息服务的实时接收装置，其特征在于所述 的复合信号放大和滤波电路采用低频芝麻管(Q2)做信号放大，低频芝麻管(Q2)的发 射极接地AGND，基极作为复合信号的输入端，集电极作为输出端，复合信号MPX从 皿输入，从集电极输出。
5、 根据权利要求1所述的一种基于动态交通信息服务的实时接收装置，其特征在于所述 的MSK解调与DARC解码模块釆用LC72711LW芯片实现MSK解调与DARC解码， 由复合信号放大和滤波电路输出的复合信号MPX，通过管脚mpxin进入LC72711LW 芯片，在LC72711LW芯片里复合信号MPX通过MSK解调恢复数据的同步脉冲，并 在同步脉冲的协调下进行MSK的数字解调，输出数字信号的码流；并按照DARC标准 完成解扰交织和检错、纠错工作。
6、 根据权利要求1所述的一种基于动态交通信息服务的实时接收装置，其特征在于所述 的系统控制和通讯模块的系统内部通过集成在芯片Atmel S64上的总线接口 ，完成FM 的参数设置、数字选台、DARC芯片的初始化、并且负责实时交通信息的解码和解密工 作。
7、 根据权利要求6所述的一种基于动态交通信息服务的实时接收装置，其特征在于所述 总线接口有PA12/PGMD4、 PA13/PGMD5、 PA14/PGMD6、 PA15/PGMD7和 PA16/PGMM0。
全文摘要
本发明公开了一种基于动态交通信息服务的实时接收装置，主要由FM低噪声高频放大电路、FM高频接收模块、复合信号放大和滤波电路、MSK解调与DARC解码模块、系统控制和通讯模块5个部分组成，具有低功耗和微型化设计。FM负载波通过高频接收天线和FM高灵敏度高频放大电路进入的FM高频接收模块，FM负载波在高频接收模块中解调后输出复合信号，该复合信号在通过复合信号放大电路和滤波电路处理后，被传送到MSK解调和DARC解码芯片，最后解码后的数据被传送到系统控制和通讯模块进行处理。并传送到动态交通信息导航仪。本发明尺寸小、功耗少、成本低，而且具有接收数据速率高，以及较好的移动接收性能。
文档编号G08G1/00GK101339696SQ200810119160
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者于海涛, 周一新 申请人:北京北斗天成导航技术有限公司