一种基于ZigBee的车载无线安全通信系统的制作方法

本发明涉及无线安全通信系统技术领域，具体为一种基于ZigBee的车载无线安全通信系统。

背景技术：

当前城市交通中普遍存在以下问题：交通拥堵、交通事故、停车设施供需矛盾突出、公交车和出租车服务监管水平不高、机动车交通诱导信息不能有效传递、路况信息监测力度不足等，综合这些问题，主要是因为车辆驾驶员对行车环境信息掌控不足造成的，其中问题大多数都可以通过车辆与其行驶道路之间的即时信息交互而避免或减轻，比如，通过车载智能通信设备与路边通信设备通信，驾驶员提前获知了前方道路发生拥堵，则该车可能选择通畅的道路进行绕行，从而避免交通拥堵的进一步加剧，针对这些问题，建设一批基于物联网技术的智能交通系统，部署大量车载无线通信传感节点和路边固定的无线通信传感节点，通过路边节点与车载移动节点的短距离无线通信，可以及时、准确地将区域路况、交通等信息进行收集与下发，使驾驶员能够全面、即时地获取交通状况，选择行车策略，对城市管理者制定道路诱导策略，构建一个智慧、和谐的交通出行环境具有重要意义。

但是综合国内外研究发展现状来看，类车载无线通信设备在全世界范围内标准不一，且设备价格高昂，为满足不同地区路段的不停车收费方案，司机往往需要安装不同的车载设备终端，这对于系统推广具有很大阻碍。基于运营商的车载设备终端同样存在此问题。在投入应用的方案中，存在两大问题：一是使用效果，如果在比较偏僻的地方存在信号的盲区，车载系统将无法发送定位信息；二是费用高，每年公交公司必须给电信公司交付巨额的信息流量费用。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供了一种基于ZigBee的车载无线安全通信系统，以CC2530作为通信核心，负责整个模块的唤醒触发及无线通信，利用安全芯片Z32D1024作为数据核心，处理存储业务数据、进行加解密处理等，设置双MCU协同工作的新型模块，通过模块化的方式，对外提供标准化的硬件接口，在软件方面具有高内聚性，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于ZigBee的车载无线安全通信系统，包括ZigBee安全控制模块和射频监控模块，所述ZigBee安全控制模块和射频监控模块的通信链路之间连接有SPI接口，所述ZigBee安全控制模块包括低频检测模块，所述低频检测模块的输入端连接有无线通信单元，低频检测模块的输出端连接有电源管理模块；所述射频监控模块包括核心控制板，核心控制板内置有IIC接口，所述核心控制板的输入端连接有遥测收发单元，核心控制板还连接有人机交互设备；所述SPI接口的输出端连接有数据采集卡，所述数据采集卡包括RFID天线，所述RFID天线上安装有无线控制电路，所述无线控制电路的输出端与ZigBee安全控制模块进行信息交换，所述数据采集卡的输出度与射频监控模块进行数据交换。

作为本发明一种优选的技术方案，所述低频检测模块包括主控芯片，所述主控芯片采用AS3933系列的处理芯片，且主控芯片的输入端连接有信号调理电路，所述主控芯片的输出端与波形检测模块相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述无线通信单元包括信号检测电路和调制解调器，所述信号检测电路和调制解调器的输入端与编码器相连接，所述信号检测电路的输出端连接有信号放大器。

作为本发明一种优选的技术方案，所述电源管理模块包括稳压电路、功率调节器和整流电路，所述稳压电路和整流电路的输入端连接有比较放大器，所述功率调节器的输出端与比较放大器的输入端相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述遥测收发单元包括RFID读写模块和网络配置器，所述网络配置器的输出端连接有无线信号收发器，所述RFID读写模块上还设置有RS485串口通信模块。

作为本发明一种优选的技术方案，所述人机交互设备包括液晶触摸屏和语音控制器，所述液晶触摸屏和语音控制器之间还连接有电平转换器，所述电平转换器的输出端通过驱动模块与语音信号合成器相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述无线控制电路的输入端与信号解调器相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述SPI接口还连接有微型摄像头和GPS定位器，所述微型摄像头的输出端连接有数据存储器，所述GPS定位器采用GS-96H2HX8222系列芯片，且GPS定位器和数据存储器的输出端均连接到交互式数据库的数据输入端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于ZigBee的车载无线安全通信系统，以CC2530作为通信核心，负责整个模块的唤醒触发及无线通信，利用安全芯片Z32D1024作为数据核心，处理存储业务数据、进行加解密处理等，设置双MCU协同工作的新型模块，两个MCU之间采用SPI接口进行通信，其中射频芯片CC2530作为SPI主控，安全芯片Z32D1024作为从控，二者协同控制外围应用的芯片，同时均向外留出了扩展接口，通过模块化的方式，对外提供标准化的硬件接口，在软件方面具有高内聚性，使节点能够更快更稳定的进行组网通信。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明电路结构示意图。

图中：1-ZigBee安全控制模块；2-射频监控模块；3-SPI接口；4-低频检测模块；5-无线通信单元；6-电源管理模块；7-核心控制板；8-遥测收发单元；9-人机交互设备；10-RFID天线；11-无线控制电路；12-数据采集卡；13-主控芯片；14-信号调理电路；15-波形检测模块；16-信号检测电路；17-调制解调器；18-信号放大器；19-编码器；20-稳压电路；21-功率调节器；22-整流电路；23-比较放大器；24-IIC接口；25-RFID读写模块；26-网络配置器；27-无线信号收发器；28-RS485串口通信模块；29-液晶触摸屏；30-语音控制器；31-电平转换器；32-驱动模块；33-语音信号合成器；34-信号解调器；35-微型摄像头；36-GPS定位器；37-数据存储器；38-交互式数据库；39-GPS定位器。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种基于ZigBee的车载无线安全通信系统，包括ZigBee安全控制模块1和射频监控模块2，所述ZigBee安全控制模块1和射频监控模块2的通信链路之间连接有SPI接口3，所述SPI接口3还连接有微型摄像头35和GPS定位器36，所述微型摄像头35的输出端连接有数据存储器37，所述GPS定位器36采用GS-96H2HX8222系列芯片，且GPS定位器36和数据存储器37的输出端均连接到交互式数据库38的数据输入端，所述ZigBee安全控制模块1包括低频检测模块4，所述低频检测模块4包括主控芯片13，所述主控芯片13采用AS3933系列的处理芯片，且主控芯片(13)的输入端连接有信号调理电路14，所述主控芯片13的输出端与波形检测模块15相连接，所述低频检测模块4的输入端连接有无线通信单元5，所述无线通信单元5包括信号检测电路16和调制解调器17，所述信号检测电路16和调制解调器17的输入端与编码器19相连接，所述信号检测电路16的输出端连接有信号放大器18，低频检测模块4的输出端连接有电源管理模块6，所述电源管理模块6包括稳压电路20、功率调节器21和整流电路22，所述稳压电路20和整流电路22的输入端连接有比较放大器23，所述功率调节器21的输出端与比较放大器23的输入端相连接；所述射频监控模块2包括核心控制板7，核心控制板7内置有IIC接口24，所述核心控制板7的输入端连接有遥测收发单元8，所述遥测收发单元8包括RFID读写模块25和网络配置器26，所述网络配置器26的输出端连接有无线信号收发器27，所述RFID读写模块25上还设置有RS485串口通信模块28，核心控制板7还连接有人机交互设备9，所述人机交互设备9包括液晶触摸屏29和语音控制器30，所述液晶触摸屏29和语音控制器30之间还连接有电平转换器31，所述电平转换器31的输出端通过驱动模块32与语音信号合成器33相连接；所述SPI接口3的输出端连接有数据采集卡12，所述数据采集卡12包括RFID天线10，所述RFID天线10上安装有无线控制电路11，所述无线控制电路11的输入端与信号解调器34相连接，所述无线控制电路11的输出端与ZigBee安全控制模块1进行信息交换，所述数据采集卡12的输出度与射频监控模块2进行数据交换。

(1)所述车载无线安全通信模块以CC2530、Z32D1024芯片为双MCU核心，二者通过SPI总线协同工作，互相通信，其中射频芯片CC2530通过I/O模拟的IIC总线控制电源管理模块的三路LDO输出，安全模块芯片Z32D1024通过SPI总线与RFID模块通信，通过SCC接口与用于读取RFID功能的销售点终端安全存取模块进行通信，此外模块还有其他物理接口如调试用的串口、I/O等预留，模块还对外预留了CC2530、Z32D1024的多种物理接口及I/O，使得模块既具有封装性，又便于使用到车载设备的底板上，能够满足车载模块与布置在路边的模块，在距离接近的情况下自动组网通信，同时车载模块能够自主管理功耗、并且读写作为RFID的13.56M射频卡或是对该类卡片进行扣费的功能。

本发明的工作原理：该基于ZigBee的车载无线安全通信系统，以CC2530作为通信核心，负责整个模块的唤醒触发及无线通信，利用安全芯片Z32D1024作为数据核心，处理存储业务数据、进行加解密处理等，设置双MCU协同工作的新型模块，两个MCU之间采用SPI接口进行通信，其中射频芯片CC2530作为SPI主控，安全芯片Z32D1024作为从控，二者协同控制外围应用的芯片，同时均向外留出了扩展接口，通过模块化的方式，对外提供标准化的硬件接口，在软件方面具有高内聚性，使节点能够更快更稳定的进行组网通信。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。