专利名称：车载交通信息可视化接收机及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于电子信息和智能交通领域。具体来说是，本项发明作为一种车载电子设备，在智能交通领域用于接收来自交通信息中心发送的实时交通信息，并以可视化方式显示给用户，同时该装置还可以进行语音播报和具有调频广播接收功能。
二、技术背景ITS是信息通信技术在交通领域中的应用。在交通领域，人车路三者构成了一个完整的统一体。只有通过信息的流动将三者紧密地连系在一起，人机协同运作，才能保证交通运输的高效、安全、便捷。
每个国家的ITS中都会包括多个子系统，如交通管理信息系统TIMS、出行着信息系统ATIS，日本称作车辆信息通信系统VICS等等，如日本国内的ITS分为9个子系统，美国分成7个。其中多个子系统需要提供实时的交通信息，特别是在解决城市交通面临的交通拥堵、行车安全，导航诱导等方面，实时交通信息发布系统的作用就更加明显，是各国发展ITS过程中必不可少的系统，也是ITS中的基础平台之一。
车辆是移动的，中心与车辆的通信只能是通过无线方式。一种方式是通过语音广播，即驾乘人员可以用收音机接收发布的实时交通信息，这种方式所发布的信息容量小，用户无法选择，也不方便保存。第二种是通过移动通信网，用户用手机接收，这种方式只能针对特定用户，而且是收费的。它无法达到ITS中满足针对所有车辆用户的实时交通信息发布的要求。国外也有采用DSRC(短距离通信)包括5.8G微波通信和红外光波通信方式，这种方式要求在路边建大量的发射站(塔)，在城区只能用作辅助手段。而城市中的实时交通信息发布，在国外使用的通信方式是调频多工数据广播。这种方式的优点是显而易见的。调频多工数据广播是免费接收，覆盖整个城市范围，所有车辆均可接收，传输的信息量容大，并且可提供良好的可视化界面。这些优点都是其他通信手段无法替代的，这也就是世界各国都采用调频多工数据广播网作为城市实时交通信息发布系统唯一的网络的根本原因。
调频多工数据广播是利用调频广播的副载波波段进行数据广播的。在我国，副载波波段基本上是闲置的。另一方面，我国10千瓦的调频广播发射台就有一千多座，覆盖了几乎所有的大中城市。这样，通过调频多工数据广播发布实时交通信息以缓解城市交通出行难的问题成为非常有效的解决方案。事实上，国际上也是这样做的。
调频多工数据广播的技术体制包括早期的RDS和专为移动车辆数据通信研制的DARC体制，两种技术的介绍和比较如下
RDS(Radio Data System)，70年代中期诞生在西欧，1986年欧洲广播联盟制定统一标准，1993年1月美国也制订于之类似的RBDS标准。至此RDS成了数据广播第一个国际标准。RDS它使用调频立体声信号中的副载波57KHZ，传输率1.1875kbit/s，调制方式为DPSK(非相干解调)，它可为驾驶员传送交通广播电台的各种信息识别信号，目前RDS在西欧已相当普及。
DARC(Data Radio Channel)系统。DARC系统已于1995年经国际电信联盟推荐为国际标准Rec.ITU-R BS.1194。DARC系统使用的副载波频率为76kHz，该系统提供16kbps的传输速率，是RDS体制的替代技术。在各种数据广播规范中，属于既适合于固定接收、又适合于移动接收的，传输容量相对较大的一种数据广播方式。该系统还能兼容RDS。
采用RDS技术，数据传输能力很低，不足以提供导航和交通信息发布所需的、更大的数据、文本、图象乃至GIS数据通信能力，与DARC技术相比，它显然是一种落后的技术。
本项发明涉及的数据通信方式采用的是多工调频数据广播方式中DARC技术体制，这是本项发明中的一个重要特征。我们在此基础上实现的实时交通信息发布系统是全国第一个采用多工调频数据广播实现的实时交通信息发布系统，并于2005年11月获交通部国家创新纪录证书。
一个完整的实时交通信息发布系统示意图如附图一所示。作为车载的移动接收终端，国外一般均采用具有调频数据接收能力的导航机(这里称其为导航一体机)。如日本的VICS和欧洲的SWIFT系统。VICS系统是专用于交通领域的全国性的交通信息通信系统。SWIFT主要是为用户提供各种服务信息，如新闻、天气、交通旅游、体育比赛、金融行情等。
在国外的车载导航和信息发布系统(或称作出行者信息系统-ATIS)中，是用导航机兼作交通信息接收的(即导航一体机)。由于导航机具有嵌入式移动设备强大的功能，再配以高亮度的TFT-LCD，可以集导航诱导、实时信息显示乃至DVD功能于一体，是一种比较理想的车载电子设备。但由于这种设备涉及多种技术领域，如GPS、GIS、多种通信接口、视频播放技术等，一般价格比较昂贵。在电路结构上，导航一体机的主CPU以导航信息处理为主体，兼顾交通信息的接收和处理，因此电路结构上完全不同；在显示屏幕上也是以导航信息画面为主，无法突出城市中驾驶人员所关心的主要内容。申请人经认真比较研究，在城市的导航设备使用上，事实上用户最关注的是城市的实时动态的交通信息。也就是说，交通信息接收功能，是用户的第一使用功能。而且在每个城市中，其用户群都是最大的。考虑到我国的国情，用户的承受能力，我们提出本项发明并已研发出实际样机。本项发明的最大特点在于，突出用户的主体功能要求，删减一些次要功能，简化设备，以较为低廉的价格，最好的性价比满足用户的主要需求。
发明内容
本项发明的目的在于提供一种车载交通信息可视化接收机，该接收机应用于接收来自交通信息中心发送的实时交通信息，并以可视化界面显示给用户。
一种车载交通信息可视化接收机，其特征在于该接收机由微处理器CPU(1)、SDRAM(2)、FLASH MEMORY(3)、按键输入单元(4)、USB接口(5)、输出显示单元LCD显示屏(6)、调频语音广播及DARC数据接收模块(7)、RS232接口(8)、音频功率放大器(9)、PC机(10)、扬声器(11)或耳机(12)所组成；其中SDRAM(2)和FLASH MEMORY(3)与微处理器CPU(1)相连接，微处理器CPU(1)所连接的外设和I/O接口还包括按键输入单元(4)，USB接口(5)，输出显示单元LCD显示屏(6)；其中USB接口(5)的一端与微处理机CPU(1)连接，另一端与PC机(10)相连，调频语音广播及DARC数据接收模块(7)通过RS232接口(8)与微处理机CPU(1)相连，调频语音广播及DARC数据接收模块(7)还连接至音频功率放大器(9)，微处理器CPU(1)也与音频功率放大器(9)连接，音频功率放大器(9)还分别与扬声器(11)或耳机(12)相连接。
上述的可视化接收机，是采用DARC标准的多工调频数据广播方式工作，并且本项发明是用于实时交通信息发布系统中。
车载交通信息可视化接收机的工作原理是该设备是一嵌入式移动信息终端设备。采用基于ARM核的微处理器CPU(1)，并且嵌入WINCE或LINUX操作系统，通过对外设的适当剪裁和连接，完成DARC解码数据的输入，针对不同类信息数据的处理、存储，以可视化界面显示于LCD显示屏(6)上；用户可以通过操作键盘控制选择相应的命令，从而实现功能选择、切换，信息内容的选择，翻屏，存储、固定页面等。该设备还可通过USB接口(5)与PC机(10)相连完成数据交换。设备通过扬声器(11)可提供调频语音广播输出，并可实现文本到语音的转换(TTS)从而实现文本内容的语音播报。本项发明采用多工调频数据广播中的DARC体制，以16kbit/s的速率向车载接收机传输数据，可向用户提供文本、数据、图片以及其它服务信息内容，并在LCD(6)上显示出来。本机中的调频语音广播及DARC数据接收模块(7)是本项发明中的重要技术环节。该模块完成调频语音广播信号的接收，并通过语音播放电路输出，是用户可选择的一项功能。该模块还对DARC数据进行解码并通过RS232接口(8)送入主CPU进行处理和显示，并保证接收的质量和稳定性。主CPU也同样连接至音频功率放大器(9)，音频功率放大器(9)连接扬声器(11)或耳机(12)，以实现经文本-语音转换后的语音播放。
与采用RDS技术的数据广播接收机相比，本项发明采用DARC体制，传输容量大，且适合移动接收，并且还能兼容RDS。
本项发明与导航一体机相比，针对专一的信息接收功能来设计电路结构(见附图二)，具有最简单的结构；大屏幕LCD可为不同的信息内容开辟不同的窗口，如交通文本信息、图片信息和服务信息等，供用户选择和操作。因此本发明有着生产成本较低而使销售价格大幅降低，同时还具有使用方便、操作简便的优势，且功能更能专一化，也更适合中国的国情和老百姓的需求。本项发明的变形产品——手持式信息可视化接收机将可提供一个更为广泛的应用环境和完全不同的应用领域，因此本项发明的权利要求1也同样适用于这一类产品。
车载交通信息可视化接收机属于实时交通信息发布系统的移动接收部分(见附图一中的1)，是实时交通信息发布及导航系统中的一种重要设备，是和导航一体机一样可供用户选择的车载设备之一。
四
附图为本发明的结构和原理框图附图1为实时交通信息发布系统的总体框图，其中(1)为车载交通信息可视化接收机，(2)为信息中心和调频发射塔。
附图2为车载交通信息可视化接收机的结构示意图。其中各模块分别描述如下(1)于ARM核的微处理器CPU，(2)CPU相连的SDRAM，(3)与CPU相连的用于加载程序的FLASH MEMORY，(4)按键输入单元，(5)用于同其他设备进行数据交换的USB接口，(6)输出显示单元LCD显示屏，(7)调频语音广播及DARC数据接收模块，(8)RS232接口；(9)音频功率放大器，(10)PC机(11)扬声器
(12)耳机五具体实施方式
本发明所述的车载交通信息可视化接收机，它由微处理器CPU(1)，SDRAM(2)，FLASH MEMORY(3)，按键输入单元(4)，USB接口(5)，输出显示单元LCD显示屏(6)，调频语音广播及DARC数据接收模块(7)；RS232接口(8)；音频功率放大器(9)，PC机(19)，扬声器(11)或耳机(12)等部件组成。
微处理器(1)是基于Intel strong ARM的主CPU，与它相连接的SDRAM(2)和用于加载程序的FLASH MEMORY(3)，本系统嵌入WINCE或LINUX操作系统以完成前面已提到的各项功能，微处理器(1)所连接的外设和I/O接口还包括按键输入单元(4)，用于同PC机进行数据交换的USB接口⑤，输出显示单元LCD显示屏⑥选择7英寸TFT真彩色LCD显示屏，调频语音广播及DARC数据接收模块(7)，模块(7)与主CPU的RS232接口(8)，模块(7)还连接音频功率放大器(9)，音频功率放大器(9)还与扬声器(11)或耳机(12)相连接。
按键输入单元(4)用于接受用户的操作指示，以实现功能的实现和操作命令的输入；USB接口(5)用于完成与其它PC机或数据设备的数据通信功能；输出显示单元LCD显示屏(6)为一彩色TFT-LCD用于车载的环境下显示各种信息，为用户提供友好的可视化界面；调频语音广播及DARC数据接收模块(7)是一调频广播和实时交通信息数据接收模块，解调与解码后的基带数据通过接口RS232(8)与主CPU相连，将数据传送至CPU；解调后的语音信号还连接至耳机插孔，以及通过音频功率放大器连接至扬声器用于调频广播的收听；主CPU也同样连接至音频功率放大器，以实现经文本-语音转换后的语音播放。本发明是基于DARC体制的数据通信通信方式工作的，这是本项发明的又一重要技术特征。
权利要求
1.一种车载交通信息可视化接收机，其特征在于该接收机由微处理器CPU(1)、SDRAM(2)、FLASH MEMORY(3)、按键输入单元(4)、USB接口(5)、输出显示单元LCD显示屏(6)、调频语音广播及DARC数据接收模块(7)、RS232接口(8)、音频功率放大器(9)、PC机(10)、扬声器(11)或耳机(12)所组成；其中SDRAM(2)和FLASH MEMORY(3)与微处理器CPU(1)相连接，微处理器CPU(1)所连接的外设和I/O接口还包括按键输入单元(4)，USB接口(5)，输出显示单元LCD显示屏(6)；其中USB接口(5)的一端与微处理机CPU(1)连接，另一端与PC机(10)相连，调频语音广播及DARC数据接收模块(7)通过RS232接口(8)与微处理机CPU(1)相连，调频语音广播及DARC数据接收模块(7)还连接至音频功率放大器(9)，微处理器CPU(1)也与音频功率放大器(9)连接，音频功率放大器(9)还分别与扬声器(11)或耳机(12)相连接。
2.根据权利要求1所述的可视化接收机，其特征在于它是采用DARC标准的多工调频数据广播方式。
3.权利要求1所述的可视化接收机在实时交通信息发布系统中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种车载交通信息可视化接收机，它是由微处理器CPU(1)、SDRAM(2)、FLASH MEMORY(3)、按键输入单元(4)、USB接口(5)、输出显示单元LCD显示屏(6)、调频语音广播及DARC数据接收模块(7)、RS232接口(8)、音频功率放大器(9)、PC机(10)、扬声器(11)或耳机(12)所组成。本发明的接收机是采用DARC体制的多工调频数据广播方式，并以16Kbit/s的速率向车载接收机传输数据，可向用户提供文本、数据、图片以及其他服务信息内容，并在LCD(6)上显示出来，通过调频语音广播及DARC数据接收模块(7)分别连接RS232接口(8)与主机CPU(1)相连，或模块(7)与音频放大器(9)连接扬声器(11)及耳机(12)实现语音播放。该接收机具有结构简单、成本低、功能多、操作简单、使用方便等优点。
文档编号G08G1/0967GK101056108SQ200610039560
公开日2007年10月17日 申请日期2006年4月14日 优先权日2006年4月14日
发明者徐家铠 申请人:南京大学