一种基于北斗卫星信号的车载终端及WEB端管理系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于北斗卫星信号的车载终端及WEB端管理系统。

背景技术：

中国北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，且具备短报文通信的功能。围绕北斗卫星信号开发方方面面的应用有很大的市场前景，特别是到2020年北斗卫星将完成全球组网，将具备服务全球的能力。

传统的车载定位终端主控芯片大多采用的是以51、AVR、ARM等硬核芯片，硬核芯片的内部配置和外设接口在芯片生产出来后即固定不变，无法进行后续扩展。

车载终端的设计步骤主要可以分为以下四个步骤：明确需求、选定元件、设计电路、生产制造。在车载终端设计之初就需要明确所设计的车载终端所需采集的信息数据，然后选定特定的传感器元件。例如采集经纬度信息需要卫星信号解算模块，采集温湿度信息需要温湿度传感器，再选定主控制芯片，确定元件之间的连接方式，设计电路，试产测试，最终投产。整套流程下来，需要花费一定的时间，而一旦需求发生变化，意味着之前的工作基本要推倒重来，生产出的电路板等也基本无法实现复用。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于北斗卫星信号的车载终端及WEB端管理系统，车载终端的设计采用软核技术，当需求改变时，可通过升级NiosII处理器，无需改动外围硬件电路即可实现电路设计的复用。

本实用新型采用以下方案实现：一种基于北斗卫星信号的车载终端及WEB端管理系统，包括车载终端与WEB端；

所述车载终端包括NiosII处理器模块、BD卫星信号解算模块、温湿度采集模块、屏幕显示模块、无线通信模块；所述温湿度采集模块与NiosII处理器模块相连，用以实时采集环境的温湿度数据并将其传输至NiosII处理器模块；所述BD卫星信号解算模块与NiosII处理器模块相连，用以实时采集当前位置的经纬度、时间与速度数据并将其传输至NiosII处理器模块；所述无线通信模块与NiosII处理器模块相连，用以将NiosII处理器模块接收且处理后的数据传输至WEB端；所述屏幕显示模块与NiosII处理器模块相连，用以将NiosII处理器模块接收到的数据显示出来；

所述WEB端包括后台服务器、数据接收模块、数据库、以及百度鹰眼平台；所述数据接收模块与无线通信模块、后台服务器相连，用以将从车载终端接收到的数据传输至后台服务器；所述数据接收模块与数据库、百度鹰眼平台单向连接，用以将接收到的数据上传至数据库与百度鹰眼平台；所述数据库、百度鹰眼平台与所述后台服务器双向连接，用以进行数据交互。

本实用新型的车载终端通过温湿度采集模块实时采集环境温湿度数据，通过BD解算模块实时采集所处位置的经纬度、时间、速度数据。两者采集的数据输入NiosII处理器模块，由NiosII处理器进行数据的转换处理，输出至屏幕显示模块和无线通信模块。无线通信模块与WEB端的数据接收模块进行连接，数据接收模块接收到数据后将数据存储到数据库中，并同步上传至百度鹰眼平台。用户可以通过浏览器访问后台服务器，对数据进行直观的查看和进行相应的数据操作。本实用新型能够为车辆监控提供一种灵活且可升级的硬件车载终端，以及简便高效的后台管理系统，整合百度鹰眼服务，在车辆监控领域提供更加专业的服务。

进一步地，所述NiosII处理器模块包括NiosII处理器核心、时钟模块、SDRAM芯片、EPCS芯片以及I2C、PIO、UART外设接口。

进一步地，所述BD卫星信号解算模块采用UM220-III卫星信号解算模块，并通过SMA接口连接天线接收卫星信号，通过UART接口将数据输送给NiosII处理器模块。

进一步地，所述无线通信模块采用SIM900A模块，并通过UART接口接收NiosII处理器模块传输来的数据，经由GPRS网络与数据接收模块通信相连。

进一步地，所述温湿度采集模块采用SHT20传感器，通过I2C接口将采集到的温湿度数据输送给NiosII处理器模块进行后续处理。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型能够为车辆监控提供一种灵活且可升级的硬件车载终端，以及简便高效的后台管理系统，整合百度鹰眼服务，在车辆监控领域提供更加专业的服务。

附图说明

图1为本实用新型实施例的原理示意图。

图2为本实用新型实施例的NiosII处理器模块示意图。

图3为本实用新型实施例的BD卫星信号解算模块电路示意图。

图4为本实用新型实施例的无线通信模块电路示意图。

图5为本实用新型实施例的温湿度采集模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供了一种基于北斗卫星信号的车载终端及WEB端管理系统，包括车载终端与WEB端；

所述车载终端包括NiosII处理器模块、BD卫星信号解算模块、温湿度采集模块、屏幕显示模块、无线通信模块；所述温湿度采集模块与NiosII处理器模块相连，用以实时采集环境的温湿度数据并将其传输至NiosII处理器模块；所述BD卫星信号解算模块与NiosII处理器模块相连，用以实时采集当前位置的经纬度、时间与速度数据并将其传输至NiosII处理器模块；所述无线通信模块与NiosII处理器模块相连，用以将NiosII处理器模块接收且处理后的数据传输至WEB端；所述屏幕显示模块与NiosII处理器模块相连，用以将NiosII处理器模块接收到的数据显示出来；

所述WEB端包括后台服务器、数据接收模块、数据库、以及百度鹰眼平台；所述数据接收模块与无线通信模块、后台服务器相连，用以将从车载终端接收到的数据传输至后台服务器；所述数据接收模块与数据库、百度鹰眼平台单向连接，用以将接收到的数据上传至数据库与百度鹰眼平台；所述数据库、百度鹰眼平台与所述后台服务器双向连接，用以进行数据交互。

本实施例的车载终端采用5V供电，BD卫星信号解算模块通过UART接口连接于NiosII处理器模块，温湿度采集模块通过I2C接口连接于NiosII处理器模块，无线通信模块通过UART接口连接于NiosII处理器模块。工作时，BD卫星信号解算模块接收卫星信号，通过UART输出导航电文，NiosII处理器模块接收到数据后触发串口中断程序，通过I2C接口接收温湿度数据，同时对接收到的导航电文进行数据提取和转换处理。无线通信模块接收NiosII处理器处理完的数据，通过GPRS网络使用UDP协议连接云服务器，数据接收模块接收数据并进行数据的存储操作。后台服务器实现数据的可视化，从而实现对车辆的监测。

如图2所示，在本实施例中，所述NiosII处理器模块包括NiosII处理器核心、时钟模块、SDRAM芯片、EPCS芯片以及I2C、PIO、UART外设接口。NiosII处理器模块以FPGA芯片EP4CE15F17C8做为NiosII软核的载体，兼顾考虑Nios II处理的数据量，设计中Nios II选择快速型的CPU等级。Nios II软核配置的系统时钟为100MHz，根据定位系统的需要，添加了SDRAM控制器、EPCS控制器、System ID、JTAG_UART下载调试器、UART串口、I2C接口、PIO口。其中UM220-III和SIM900A模块共用一个UART，UM220-III只使用RXD端口，SIM900A只使用TXD端口。波特率均设置为115200bps，数据格式为8个数据位、1个停止位、2个同步周期。

如图3所示，在本实施例中，所述BD卫星信号解算模块采用UM220-III卫星信号解算模块，并通过SMA接口连接天线接收卫星信号，通过UART接口将数据输送给NiosII处理器模块。该模块主要由RF前端、数字中频滤波、微处理器、存储单元等组成，其上电完成初始自检后，自动接收来自天线的卫星信号，经处理后，解译出卫星所发送的导航电文，最后由串口输出NMEA0183格式数据。

如图4所示，在本实施例中，所述无线通信模块采用SIM900A紧凑型GSM/GPRS模块，并通过UART接口接收NiosII处理器模块传输来的数据，经由GPRS网络与数据接收模块通信相连。模块主要由GSM基带、存储器、GSM射频、无线接口、SIM卡接口及其他接口组成，各部分协调工作，完成GSM/GPRS数据等各种通信功能，具有低功耗、高可靠性的特点。

如图5所示，在本实施例中，所述温湿度采集模块采用SHT20传感器，通过I2C接口将采集到的温湿度数据输送给NiosII处理器模块进行后续处理。模块配有一个全新设计的CMOSens芯片，除了配有一个经过改进的电容式湿度传感元件和一个标准的能隙温度传感元件，还包含一个放大器、A/D 转换器、OTP 内存和数字处理单元，其性能可靠稳定。

在本实施例中，数据接收模块使用Java语言编写，通过UDP协议与车载终端通信进行数据接收，使用JDBC连接MySQL数据库，HTTP协议连接百度鹰眼平台，进行数据的存储。

在本实施例中，后台服务器使用JavaWeb技术，基于SpringBoot框架进行搭建，使用jdbcTemplate操作数据库，HTTP协议连接百度鹰眼平台，实现对数据的操作。在后台服务器中，可以监测车载终端的实时数据，可以实现在百度地图上监控车辆的实时位置和车辆历史轨迹的回放。

值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于控制方法不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。