专利名称：无线交通多媒体信息车载装置相关数据传输技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以数据无线传输技术为手段的数据传输技术，尤其是在车载装置和相关网络间的双向传送技术方案。
背景技术：
随着汽车快速地进入家庭，汽车数量和交通道路网络及相关设施增加到前所未有的程度，与之相适应的汽车交通方面的信息交流传递和费用交纳迫切需要建立一个快速、网络化、高效率、自动化程度高且适合在车辆上使用、硬件投入少、能够快速普及的技术平台。为了缓解交通堵塞的压力增加车辆行使的安全性，相应的交通导航、道路通行情况、实现交通纳费的电子网络化、采用电子化的交通标志、涉及交通的新闻传播、紧急通告发布、停车场车位信息、物流信息、电子邮件、气象信息等涉及交通方面的信息传递技术问题也迫切需要解决。此外可以预见的是，车载多媒体娱乐系统也将出现巨大需求。面对如此广阔的市场空间，目前还没有一个完整的体系解决方案。
发明内容
本发明的目的是为车辆提供一种以数据无线传输技术为手段的无线交通多媒体信息车载装置相关数据传输技术。
本发明所述的无线交通多媒体信息车载装置相关数据传输技术包括以下步骤一、在车辆上安装交通多媒体信息车载处理装置——CDA；二、在交通多媒体信息车载处理装置——CDA中安装操作系统软件；三、利用现有的GSM网络和无线寻呼网络以及辅助新建地面无线信息传送设备，依托INTER网，建立专门为CDA用户信息处理传递网站，实现信息在CDA和CDA网络间的双向传送；四、利用现有的GSM网络基站和无线寻呼网络以及辅助新建地面无线信息传送设备，依托INTER网建立信息传递网络，实现CDA网络对车辆位置的自动判断，从而自动地选择对应信息实施传送和数据处理。
上述的交通多媒体信息车载处理装置——CDA，在硬件方面具备交通多媒体信息处理置的功能，同时具备两种或以上的无线传送信息的途径(可以是无线电方式，红外线方式，声波/超声波方式，磁场感应方式等)，功能可方便地实现扩展。硬件包括备用电池、电路板和数据处理芯片及数据储存芯片、身份识别芯片(SIM卡)、无线电和红外讯号接受发射电路，声音图象和文字图形数据处理电路及输出电路/部件，硬件扩展连接口和数据传输接口，指令输入部件或者接口，指令输入部件包括各种按键开关，扩展设备可以是GPS接收头，无线电收发头，红外线收发头，“黑匣子”数据记录仪等。
上述的在CDA中安装操作系统软件，其软件对声音图象和文字图形等数据具备处理能力，具备标准网络化传输的数据格式和功能——能够与家用电脑及INTER网连接，具备系统软件和数据库资料升级的能力，同时具备存储使用者身份识别信息(车辆牌照，车型，发动机号，驾驶人信息等)和密码保护能力，具备软件升级能力的操作系统。
上述的专门为CDA用户信息处理传递网站为专门设立的信息中心(服务网站)，直接利用现有的GSM网络和无线寻呼网络(或者类似的已有信息网络)以及辅助新建地面无线信息传送设备，依托INTER网建立信息传递网络，实现CDA网络对车辆位置和车辆信息需求的自动判断，从而实现信息互动地网络化高速传送，实现特定的功能。具备此功能的网络集合统称CDA网络。
上述的CDA网络可以通过GSM网络基站或地面辅助装置实现自动判断车辆所处的位置(是一种不同于GPS定位的方法)，从而自动地选择特定信息实施传送实现特定功能。所述信息可包括交通导航，道路通行情况，缴费信息，电子化的交通标志信息，涉及交通的新闻传播，紧急通告发布，停车场车位，加油站/维修站位置，物流信息，电子邮件，气象预报等信息。
本发明所述的技术作为车辆相关信息的交流平台，具有较强的功能扩展性——从基础的导航信息，道路通畅情况到网络缴费，多媒体娱乐都可覆盖。本发明除了可以提升道路通行率，减少交通事故发生外，能够以较少的资金和时间投入实现交通纳费网络化和交通标志电子化。整个网络的构建成本较低，除了接收装置CDA本身之外，几乎全部可以依托现有的信息网络建立，不存在大的资金投入，兼容旧的交通管理和缴费模式能力强。另外值得注意的是，本发明的经济拉动性强，在一定程度上涉及车辆和交通的电子设备生产，信息广告业，信息服务业，电信业，娱乐业都会获得发展。
具体实施例方式
本发明的出发点在于制作车载的无线数据收发设备，以及建立与该设备相对应的数据网站和传输网络。通过对现有技术的组合运用，实现数据在CDA和CDA网络间自动地有效传递，为车辆提供一个强大的数据传输服务平台。
车载的无线数据收发电子装置CDA在硬件方面具备导航和多媒体信息及娱乐功能的条件，目前运用现有的掌上电脑的CPU作为数据处理芯片已经足够，比如目前市场上较常见的品牌掌上电脑用的CPUNS GXM 233M，建议采用AMD公司即将推出自家开发的400MHz Alchey 1100 CPU，该处理器同时集成了多种外围设备，实现了单芯片系统(System-on-a-chip)。这样的设计使得芯片工作频率达到400MHZ，耗电量也仅为205mW，操作系统为Windows CE。
利用掌上电脑的CPU作为CDA硬件部分的主体；与GSM网络间的无线传输可以选用现有GPRS无线网卡，存在于GPRS无线网卡上的SIM芯片中存有特定的唯一传输地址识别编码；其他扩展设备，比如寻呼讯号接收器，GPS接收器，红外线收发器，游戏手柄等等，则通过USB接口/串口或PCI接口与CDA的电路主体连接；考虑到数据库信息存贮和多媒体娱乐的需要，除了设立内置存储器之外，预先留有可移动存储器接口，这里推荐使用MS记忆卡存储器技术。
掌上电脑的CPU配备Windows CE操作系统完全达到CDA的数据处理要求——处理收导航信息和多媒体信息功能，具备网络化传输的标准数据格式，同时具备使用者身份识别(车辆牌照，车型，发动机号，驾驶人信息等)和密码保护，具备软件升级的能力。由于车辆在行驶中要求以无线方式较稳定的获取和发送数据，CDA需要具备两种或以上的无线传送信息的途径(无线传送信息的途径可以是无线电方式，红外线方式，声波/超声波方式，磁场感应方式等)。通过加装不同类型的发射接收头实现多种无线传送信息的途径，现有的GPRS无线数据传输技术较成熟，选用GPRS网卡后可直接使CDA与GSM网络连接；辅助的无线传送信息方式可采用加装红外线收发头，寻呼讯号接收机，磁感应装置等设备得以实现。其他硬件包括电池、电路板和数据处理芯片(比如采用目前市场上较常见的品牌掌上电脑用的CPUNS GXM 233M)及数据储存芯片(建议采用已经较成熟的索尼公司的MEMORY STICK存储技术)、身份识别芯片(SIM卡)、无线电和红外讯号接收发射电路，声音图象和文字图形输出电路/部件(LCD显示器6.4″液晶彩显，高清晰度640 X480，高保真262144色)，硬件扩展连接口和数据传输接口(采用较成熟的USB或其他标准数据接口)，指令输入部件或者其他扩展设备(指令输入部件包括，各种按键开关，扩展设备可以是GPS接收头，无线电收发头，红外线收发头，“黑匣子”数据记录仪等等。
车辆运行状态下CDA与CDA网络之间交换的数据信息量较小，这些数据大部分是具有标准格式和规律化的识别/指令作用编码数据，CDA依据识别/指令进行数据处理——调用已经存在于数据库的内容进行数据处理，从而缓解CDA与CDA网络之间交换数据的压力，确保大数量的CDA同时使用，以及CDA的数据处理速度。其他临时性的信息则通过GSM网络及寻呼机网络进行适时传送。数据库中的内容(数据量较大的信息)由使用者在非驾驶期间进入CDA的客户服务网站通过有线网络或无线网络进行数据下载更新。
所指的软件——作为CDA硬件部分主体的操作系统与掌上电脑PDA的操作系统相类似，Windows CE 3.0稍加升级可直接使用，也可由软件开发商专门进行开发，要求操作系统具备升级的条件。
CDA网站的建立CDA网站硬件构成包括——可作为服务器具备速运算能力和大存储空间的电脑，；与INTER连接的宽带解调器；通过解调器有多路电话线与其他CDA网络辅助设备(无线交通标志发射机，寻呼台，缴费设备等)连接。
为了协调CDA网络中的信息传递，汇总来自各个方面的涉及交通和车辆的信息，在设置上，CDA网站不同于其他网站的特点是CDA网站有广泛的信息来源，包括交通管理部门，车管所，道路管理部门服务行业，新闻媒体等；CDA网站具备整理信息的功能；CDA网站具备信息协调的能力。
CDA与CDA网站间数据交换是通过CDA网络实现的，数据交换的规则可以通过专门设立的网站实现控制，为了降低资金投入实现快速普及，本发明尽可能充分地利用了现有数据网络的特点及优势。在建立数据传输协议后，CDA网络与GSM网络之间数据交换，其特点是用于数据量中等(300K-500K以内的数据传述)信息的适时传输，比如电子邮件，数字广播，导航信息等；同时利用GSM网络具备的区域识别功能实现了对CDA的区域位置判断和信息互动；由于GSM网络现有的计费系统已经很完备，在此基础上CDA实现网络缴费。利用市话网络，CDA服务网站把数据传递给无线寻呼发射网络。利用其低成本大范围的优势，实现大范围地公告类信息群发。电话网络，利用其低成本，现有普及范围已经很大，运用方便的特点，实现CDA网络中辅助地面设施的建立，比如电子化交通指示牌发射机，车辆位置信息收发机，路桥收费站缴费机，加油站收费机，停车缴费机等设备，均可以通过一条电话线与CDA网络传输数据。INTER网——是CDA网站实现对上述几个网络实施协调运作的数据传输干线，至于传输速度和相应成本就显而易见了。
设立一个具备信息收集整理的数据服务网站就可以直接利用GSM网络和无线寻呼网络以及辅助地面设施，依托INTER网实现信息处理和传递，上述提到的辅助新建地面无线信息传送设备是指设立在专门位置的信息传输装置——收费站/加油站无线收费机，道路交通标志信息发射机等，具体功能将在下面的步骤中有说明。
本发明的信息传输步骤因信息类别的不同可以分为下列几种情况交通标志电子化信息传输步骤为一、在现有交通标志牌的旁边设置红外或无线电小型发射器——简称交通标志信息发射器，该发射器不间断地发射具有特定编码(具有标准格式和规律化的识别/指令作用编码)信息，有多个交通标志牌时，可采用一个交通标志信息发射器逐个循环发射编码信息；二、当车辆行驶到安置有交通标志信息发射器的路段，CDA接收到具有特定编码的信息后，CDA自动调用与该特定编码对应的数据库信息，以声音图形等方式提醒驾驶人员；三、驾驶人员接收到信息后采取措施；四、(如CDA装置增设了“黑匣子”功能则该步骤被执行)CDA将该次提示及驾驶人员接收到信息后采取的措施记录下来备用，需要的话可以当时将信息传递到CDA网络以备调查。
交通导航信息传输步骤为一、在特定路段或位置设立红外或无线电小型发射器(比如高速路入口，市区复杂路线路口等)——简称交通导航信息发射器，该发射器不间断地发射具有特定编码的信息，信息中包含该特定路段或位置的方位坐标。
二、当车辆行驶到安置有交通导航信息发射器的路段，CDA接收到具有方位坐标编码的信息后，CDA自动调用与该特定编码对应的数据库信息和数据库中预存的电子地图，通过数据运算处理在简易电子地图上标注出车辆当前位置，需要的话可以标注出路径轨迹；三、驾驶人员根据电子地图和车辆位置坐标，判断自己的位置和选择路线；四、(如CDA装置增设了“黑匣子”功能或驾驶者需要则该步骤被执行)CDA将车辆路径轨迹记录下来，以备调用。
五、CDA服务网站将收集到的交通信息比如某路段出现堵塞，某高速路被封闭，CDA服务网站将这些信息编译成编码发送到各主要路口的交通导航信息发射器，CDA接收到这些信息后经过数据处理在电子地图上标注出交通路况辅助文字说明，使车辆在进入上述路段前就了解情况，提前改变路线。或者通过GSM网站及寻呼机网络将信息进行大范围覆盖。
(对于选配了GPS接收功能的CDA，上述第一，第二步骤可以省略。)备注交通导航信息发射器与交通标志信息发射器可以共用一个发射器。公共服务信息传输步骤为一、CDA服务网站收集大量涉及车辆和交通的信息，比如交通电子地图，加油站位置，维修站位置，餐饮/停车场位置，气象报告，新闻报道，短信邮件，物流信息等等，并将上述信息分类汇总，定期更新；二、当CDA网络通过GSM的基站或设置在特定位置的无线发射接收机检测到车辆进入某地理区域后，CDA服务网站将整理后的信息目录通过GSM的基站发送给该CDA；三、CDA接收到信息目录后由驾驶人员选择是否进一步接收详细内容，接收哪类内容，CDA会自动把驾驶人员的需求传送给CDA网络；四、CDA服务网站依据驾驶人员的需求通过GSM网络传送信息，同时完成计费工作；五、对于特殊信息(紧急交通信息通告，免费资讯，交通监管部门通告等等)，CDA服务网站直接通过GSM网站及寻呼机网络发送到特定区域的所有CDA接收装置。
报警/救援信息传输步骤为
(这项功能主要适用于在高速公路上行驶的车辆；如在大雾等不良气候条件下起预防事故发生的作用。)一、当驾驶者启动CDA的报警功能或CDA通过安装在车辆上的传感器检测到车辆行驶速度过低或为零，CDA自动通过GSM网络发送报警信号给CDA服务网站；二、CDA服务网站接收到报警信号后，通过查找GSM基站的地理坐标大致判断出车辆的地理位置，查找出离该车辆最近的数家维修/援救站/交警中心/医院的信息(位置，联系电话等)并发送到该CDA；三、CDA服务网站把故障车辆的地理位置通过GSM网络发送给行驶在附近的车辆，提醒其他将要通过该路段的车辆减速慢行，从而起到避免交通事故发生的作用物流/车辆调度信息传输步骤为一、CDA在GSM基站的服务范围内时，两者之间存在间歇性信号联络借此判断CDA处在某GSM基站的服务范围内，包含其中的该GSM基站位置数据被传递给CDA服务网站；二、CDA服务网站把上述GSM基站的位置信息数据整理后得到CDA的位置信息，汇总提交相关部门单位(公交公司，的士公司，交通车辆管理部门等)；三、相关部门单位获得数据了解车辆的位置情况，实现对车辆的调度和管理。
四、需要获得更高精度的车辆位置信息数据的话，可以在标志性位置安装具有位置坐标信息的无线发射接收机，有车辆经过时，该无线发射接收机自动询问CDA的身份识别码，得到回复后，该无线发射机接收把自身的坐标数据与CDA的身份识别码一起发送到CDA服务网站，再进入前面的第二第三步骤；备注由于车辆位置信息涉及车主权益，车辆的位置信息车主可以选择不发送或者只发送单纯位置信息不含车辆身份的信息。
车辆行驶状态信息记录/传输(汽车“黑匣子”)步骤为一、在车辆上安装具有特定功能的传感器(速度，加速度，发动机温度，气压等的传感器)，将这些传感器与CDA进行连接；
二、CDA接收来自这些传感器的数据并记录在内部存储器上，需要的话可设置为数小时或数百小时一个循环；三、需要的时候由交警部门，车辆科研单位，体育比赛单位等对数据进行调用；备注数据记录在内部存储器上后，具备相当的稳定性和防止被修改及删除能力。
无线网络缴费信息传输步骤为一、委托GSM网络，建立CDA与CDA身份识别码唯一对应的专用帐户，在银行建立该帐户与其他涉及交通缴费帐户的来往协议；二、CDA的使用者在CDA专用帐户中预存费用；三、在需要缴费的情况出现时，CDA网络通过GSM网络向该CDA发出缴费通知说明缴费的详细内容(收费标准，计费项目，金额数量等)。在CDA使用者输入个人密码同意缴纳费用，CDA专用帐户中预存费用足够等条件同时具备时，缴费操作成功——CDA专用帐户中预存的金额被划拨到相应的帐户。
四、缴费操作由于某种原因未成功，收费设备(收费站，加油站或停车场收费机将收不到操作成功提示，或者是车辆税费的征收部门将收不到费用上缴结束的反馈信息，此时可通过传统缴费方式进行费用缴纳。
多媒体信息传输步骤为一、由CDA服务网站收集整理多媒体信息(包括数字音乐/影视制品，数字广播，游戏软件等)，放在网络上供CDA使用者选择下载。
二、在道路上设立自助数据下载机，同时将整理后的多媒体信息预先存放在其中，在路过自助数据下载机时CDA使用者利用CDA的存储卡实现高速下载。
三、CDA使用者利用CDA对应软件运行下载好的多媒体信息实现观看影片，欣赏音乐/小说，了解新闻内容，玩游戏等。
权利要求
1.一种无线交通多媒体信息车载装置相关数据传输技术，其特征在于包括以下步骤一、在车辆上安装交通多媒体信息车载处理装置——CDA；二、在交通多媒体信息车载处理装置——CDA中安装操作系统软件；三、建立专门为CDA用户服务网站，网站硬件包括可作为服务器具备速运算能力和大存储空间的电脑；与INTER连接的宽带解调器；通过解调器有多路电话线与其他CDA网络辅助设备连接；利用现有的GSM网络和无线寻呼网络以及辅助新建地面无线信息传送设备，依托INTER网，实现信息在CDA和CDA网络间的双向传送；四、利用现有的GSM网络基站和无线寻呼网络以及辅助新建地面无线信息传送设备，依托INTER网建立信息传递网络，实现CDA网络对车辆位置的自动判断，从而自动地选择对应信息实施传送和数据处理。
2.按照权利要求1所述的传输技术，其特征在于所述的交通多媒体信息车载处理装置——CDA硬件包括备用电池、电路板和数据处理芯片及数据储存芯片、身份识别芯片、同时具备两种或以上的无线传送信息的途径(无线电和红外讯号接受发射电路)，声音图象和文字图形数据处理电路及输出电路/部件，硬件扩展连接口和数据传输接口，指令输入部件或者接口。
3.按照权利要求1所述的传输技术，其特征在于所述的CDA中安装的操作系统软件为对声音图象和文字图形具备处理能力，具备标准网络化传输的数据格式和功能——能够与家用电脑及INTER网连接，具备系统软件和数据库资料升级的能力，具备存储使用者身份识别信息和密码保护能力，具备软件升级能力的操作系统。
4.按照权利要求1所述的传输技术，其特征在于所述的CDA网站硬件构成包括——可作为服务器具备速运算能力和大存储空间的电脑，；与INTER连接的宽带解调器；通过解调器有多路电话线与其他CDA网络辅助设备(无线交通标志发射机，寻呼台，缴费设备等)连接。
全文摘要
本发明涉及一种以数据无线传输技术为手段的数据传输技术，尤其是在车载装置和相关网络间的双向传送技术方案。本技术包括以下步骤一、在车辆上安装交通多媒体信息车载处理装置——CDA；二、在交通多媒体信息车载处理装置——CDA中安装操作系统软件；三、利用现有的GSM网络和无线寻呼网络以及辅助新建地面无线信息传送设备，依托INTER网，建立专门为CDA用户信息处理传递网站，实现信息在CDA和CDA网络间的双向传送；四、利用现有的GSM网络基站和无线寻呼网络以及辅助新建地面无线信息传送设备，依托INTER网建立信息传递网络，实现CDA网络对车辆位置的自动判断，从而自动地选择对应信息实施传送和数据处理。
文档编号G08G1/123GK1677452SQ20041003208
公开日2005年10月5日 申请日期2004年4月1日 优先权日2004年4月1日
发明者赵天安 申请人:赵天安