车联网环境下无线智能定位终端的制作方法

本实用新型涉及一种车联网环境下无线智能定位终端。

背景技术：
：

目前的科技发展口新月异，每天都在发生着深刻的变革。伴随着我国城市化的加速推进，单纯的增加公交车辆，扩建公交站来发展城市公共交通已遇到了一个无法突破的瓶颈。因此，基于现有的设施，改善公交的运行管理各个环节已成为提高运行效率的根本途径。同时如何积极的倡导公共出行是其中非常重要的一环。因为人们对于发展和速度的追求更加的强烈，对于时间浪费容忍度越来越低。盲目等候公交车是影响公共交通出行的因素之一。对于信息发展如此迅速的当今社会而言，智能公交系统尤其是电子公交站牌是相对于落后的。电子公交站牌系统是智能公交中非常重要的节点，对于计算机技术、通信技术、嵌入式系统及移动终端的整合使其能够为智能公交服务，能够提供必要的公交信息给乘客，合理的利用时间，积极指引乘客选择乘坐公交出行。可以缓解交通拥堵、节能减排、优化城市的出行方式。本章主要从设计目标、功能分析、通信方式、主要模块功、原理分析能等方面进

行阐述，完成站牌系统的设计和通信的原理分析。

当前，大部分站牌采用设计简单的传统站牌。除了正常的公交路线、首末车时间、线路的方向等信息提供，其余的信息对于乘客都是未知的，尤其是对于公交车辆的运行状况更是未知。对于公交的分级调度中心，比如公交车队的调度中心和公交车辆的总调度中心更加是未知的。

技术实现要素：
：

本实用新型的目的是提供一种车联网环境下无线智能定位终端。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种车联网环境下无线智能定位终端，其组成包括：采集模块和主控制器模块，所述的采集模块为SIM908芯片，所述的主控器模块为主控芯片，所述的SIM908芯片通过UATR一和UART二接口连接，所述的SIM908芯片分别与电源电路、SIM卡电路、GPS天线和GSM天线连接，所述的主控芯片分别与复位电路、电源电路、BOOT电路和晶振电路连接。

所述的车联网环境下无线智能定位终端，所述的主控芯片为STM32F103RBT6芯片，该芯片是32位的嵌入式微处理器芯片，所述的STM32F103RBT6芯片具有两个I2C接口、三个SPI接口、两个CAN接口、三个DART接口和USB2.0全速设备。

所述的车联网环境下无线智能定位终端，所述的采集模块为通信模块组合，具有GPS和GPRS两个模块，所述的GPRS为四频道模块。

所述的车联网环境下无线智能定位终端，所述的GPS模块通过所述的UART一进行传送信息，在通过所述的UART二发送给所述的GPRS模块。

所述的车联网环境下无线智能定位终端，所述的STM32F103RBT6芯片电压值为3.3V，所述的SIM908芯片的电压值为4.2V。

所述的车联网环境下无线智能定位终端，所述的电源电路具有MIC29302电源芯片，在所述的MIC29302电源芯片的两端接入两个100uF的电容，所述的SIM卡电路的芯片对应的引脚直接连接道所述的SIM908的芯片上，所述的引脚包括SIM-VDD、 SIM-RST、SIM DATA、SIM-CLK。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型实现智能电子公交站牌的前提是公交系统的信息化，而信息化的前提是能够实时准确的获得车辆的运行具体信息。设计一款集实时定位、通信传输为一体的终端设备。该终端设备主要由CPU模块、GPS定位模块、GPRS无线通信块等组成。以STM32F103RBT6为主控制器，通过串口分别与GPRS模块和GPS模块进行通信数据传输。由于利用GPRS和GPS需要进行两次模块的划分。需要对两个芯片分别进行集成。所以车载终端采用GPS和GPRS集成的办法避免硬件集成上的麻烦，终端采用SIM908芯片作为集成芯片。

本实用新型保证电子公交站牌的实用性，能够直观的提供乘客需要的

信息，减少盲目候车的时间，让乘客根据自身的需要选择合适的乘车路线和方式。能够在尽量节省成本的情况下完成固定的站牌的搭建，除去必要的公交信息其他信息尽量绕开网络传输。

本实用新型保证接收的消息准确可靠。车载端对消息的采集和发送、车队调度中心的处理发送、固定站牌和移动站牌的接收数据、解包、显示过程中应该保证数据的准确无误。

本实用新型保证整个平台的运行稳定，每一个芯片选取尽量选取工业

级别的芯片等进行搭建，每一个分系统的软件进行反复的测试并进行必要的压力测试已达到整个平台系统的稳定性要求。在软件的分系统中，尤其是接

收端的软件分系统，接收数据后一定对数据进行安全性的校验，防止数据错

误或误传造成数据越界等错误发生。所有的单元测试结束后还需进行系统的

整体的联动调试测试，只有满足联动测试才能正式运行。

本实用新型通用性:保证系统可以同时搭载多条公交线路，并且可以跨地域使用。在数据的录入和使用上应该考虑通用问题，主要是软件的设计有关数据的方面应采用数据库或文本形式的进行处理。

．本实用新型保证系统的扩展功能嵌入方便，整个系统进行详细的切

分，分成多个分系统，同时每个分系统又进行分模块开发。方便以后的系统维护与升级，满足更多的功能需要。

本实用新型保证整个系统的任意一个分系统的可操作性。由于公交

车队调度中心的工作人员很多已将习惯了传统的调度和监管方式，所以很多工作人员对于整个新系统的使用不是很了解。人性化的人机界面和简易化的

操作流程是非常必要的。

附图说明：

附图1是本实用新型的硬件系统结构框图。

附图2是主控芯片的电路原理图。

附图3是SIM908芯片的电路原理图。

附图4是电源电路的原理图。

附图5是SIM卡电路的原理图。

附图6是GPS天线电路原理图。

附图7是GPRS天线电路原理图。

具体实施方式：

实施例1：

一种车联网环境下无线智能定位终端，其组成包括：采集模块和主控制器模块，所述的采集模块为SIM908芯片1，所述的主控器模块为主控芯片2

，所述的SIM908芯片通过UATR一3和UART二4接口连接，所述的SIM908芯片分别与电源电路5、SIM卡电路6、GPS天线7和GSM天线8连接，所述的主控芯片分别与复位电路9、电源电路10、BOOT电路11和晶振电路12连接。

实施例2：

根据实施例1所述的车联网环境下无线智能定位终端，所述的主控芯片为STM32F103RBT6芯片，该芯片是32位的嵌入式微处理器芯片，所述的STM32F103RBT6芯片具有两个I2C接口、三个SPI接口、两个CAN接口、三个DART接口和USB2.0全速设备。

实施例3：

根据实施例或1或2所述的车联网环境下无线智能定位终端，所述的采集模块为通信模块组合，具有GPS和GPRS两个模块，所述的GPRS为四频道模块。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的车联网环境下无线智能定位终端，所述的GPS模块通过所述的UART一进行传送信息，在通过所述的UART二发送给所述的GPRS模块。

实施例5：

根据实施例1或2或3或4所述的车联网环境下无线智能定位终端，所述的STM32F103RBT6芯片电压值为3.3V，所述的SIM908芯片的电压值为4.2V。

实施例6：

根据实施例1或2或3或4或5所述的车联网环境下无线智能定位终端，所述的电源电路具有MIC29302电源芯片，在所述的MIC29302电源芯片的两端接入两个100uF的电容，所述的SIM卡电路的芯片对应的引脚直接连接道所述的SIM908的芯片上，所述的引脚包括SIM-VDD、 SIM-RST、SIM DATA、SIM-CLK。

实施例7：

本系统选用的是STM32中的STM32F103RBT6芯片，该芯片是32位的嵌入式微处理器芯片，具有内核性能出色和外设接口丰富等特征。具有睡眠、停机和待机三种工作模式可以实现芯片的低功耗运行;采用72MHZ主频的CPU和128KB的闪存可以保证内核的处理能力;具有丰富的通信接口，如2个I2C接口、3个SPI接口、2个CAN接口和USB2.0全速设备接口等，尤其具有3个DART接口极大的方便了与其他芯片的通信。

实施例8：

在GPS模块的选择上，遵循的原则是在保证搜索卫星速度的前提下尽量采用硬件接口简单，软件接口程序方便移植的模块。从而最终选择了SIM908模块作为公交车位置信号的采集模块。SIM908是一个通信模块组合，在其中有GPS, GPRS两个模块，通过先进的集成工艺，将其封装到一个模块中，在价格方面SIM908虽然是一款相对较贵的模块。但其优越的性能，为公交车终端的开发节约了大量的时间。在SIM908中有一个控制器，ARM主控处理器命令就是通过这个控制器执行的，这样就大大降低了控制器与模块接口程序的编写难度。SIM908的GPS部分可以接收多达42个通道的信号，在灵敏度上SIM908也表现出色，理论上，冷启动时间低于30s，而热启动理论上也只需要is左右。在SIM908内部还集成了GPRS模块，为本设计提供了极大的方便，通过这个模块组合便可以实现GPS信号的采集与GPRS无线通信的全部功能。同时工业级的接口和集成技术更是提高了硬件的可靠性。SIM908中的GPRS模块是一个四频道模块，全面支持850MHz,900MHz,1800MHz,1900MHz频段的无线信号及GPRS的通信标准。在SIM908内部还集成了AT命令集，这样部分控制指令便可以通过移植其他工程中的GPRS控制指令来完成，增强了其通用性。

实施例9：

SIM908芯片的公交车辆定位数据和通过GPRS向车队调度中心发送的数据都需要与主控芯片进行数据交互，车载终端系统采用的通信方式是串口通信。通过芯片的手册得知，STM32有三个DART接口。系统中通过SIM908芯片的GPS模块将公交车辆的定位信息传输给DART 1，将接收的GPS报文进行过滤处理，去掉时间、海拔等冗余信息，再由UART2发送给SIM908的GPRS模块进行无线发送。但是由于STM32和SIM908的电压不同，前者的电压值为3.3V，而后者的电压值为4.2V。所以为了避免出现电平混乱的情况发生，需要借助中间的MAX3232电平转换芯片进行电平的转换。设计中使用了2片的MAX3232芯片，将SIM908中的GPS报文经过转换芯片转换成RS-232电平，再将RS-232电平转化成STM32的串口电平。

实施例10：

据SIM908的芯片资料，设计以SIM908为核心，再接入电源电路、启动电路和SIM卡电路。为了方便之后的调试还加入了网络连接指示灯申。依靠软件可以对SIM908芯片进行控制。在STM32正常的开启之后，通过STM32芯片的26引脚的EPBO发送一个启动电路的信号，再通过启载电路进行SIM908芯片的启动或者关断操作。而SIM908的PWRKEY就是控制其开关机并连接启动电路的引脚。主控芯片发送的控制信号就是通过该引脚传送到SIM908芯片的。

实施例11：

SIM908的电源电路需要提供稳定的电源，原因是在整个芯片的工作流程中，需要实时的采集车载的位置信息，然后经过处理的位置数据还要经过无线通信进行发送。SIM908既需要完成GPS功能又需要完成GPRS功能。整个电源电路主要依靠MIC29302电源芯片，在芯片的两端接入两个100uF的电容，这样可以滤除掉电源中高频部分，起到一定的稳压的作用，从而使得电源输出稳定。参照SIM908芯片可得知，如果想要SIM908芯片具有良好的抗干扰效果，最好将其芯片上的GND管脚连接到一起。该芯片的供电的电压范围在3.2V}4.8V之间，故选择4.2V进行芯片供电。

实施例12：

SIM CARD电路的连接相对简单，只需要将芯片对应的引脚直接连接到SIM908芯片上。这些的引脚包括:SIM-VDD, SIM-RST, SIM DATA,

SIM-CLK o SIM CARD电路通过SIM-VDD引脚由SIM908进行供电，而且SIM CARD的电压可以由SIM908智能的匹配提供。在电路板布局的时候

选择在电路板的背面安装卡槽，主要基于两点考虑，第一，SIM卡可以距

离板载正面的SIM908芯片距离较近，方便布局;第二，为了整个板载节省空间。方便芯片可以更加快的识别SIM卡。SIM CARD的卡槽选用的是通用的标准的SIM卡槽，针对现在有很多SIM都使用MINI卡的情况，可以选用MINI卡适配卡托来完成SIM卡安装。

实施例13:

参考SIM908的硬件手册及设计，天线设计中主要考虑到车载终端接收

和发送数据稳定性的需要，所以将在SIM908的芯片接入了天线电路，主要

是采用阻抗匹配的方式来提高信号传输的可靠性，具体的电路设计采用22pF的电容连接GPS-ANT和GSM-ANT两端的方式。

实施例14：

系统由若干功能模块构成，每一个模块负责自身的功能实现，再将处理后的数据传向相应的模块，从而完成整个站牌系统的功能。

车载终端模块:负责采集车辆的位置信息，通过数据转换功能，将

经度纬度进行转换之后，再结合自己的车辆编号整合成数据包共同发送给公交车队调度中心。满足了车载部分的数据采集和发送，从而轻松的实现对公交车辆的实时监控。

公交车队调度中心模块:主要负责接收到车载数据后，在解析后数

s据处理并发送至对应的站牌，并且在把该车辆的上线信息显示在软件的左侧中，把车辆的地理信息显示在软件的右侧地图中。

固定电子公交站牌模块:负责接收车队调度中心的数据然后进行处理，把车队的车辆信息解析，显示到对应的公交站牌的车队路线上。是整个系统中关键的部分，是乘客获得信息的基本途径。

移动的公交站牌模块:负责根据输入出发公交站名和目的地站名来接收到相应的公交车辆信息。其公交信息应该包括两种形式，一种是直观的公交线路信息，一种是地图版本的公交信息，第一种方便乘客直观的了解车辆运行情况，第二种方便乘客精准的了解车辆的位置信息。以上两种方式供乘客公交出行做重要参考。移动端公交站牌以移动手持设备的优势，还可以在软件中嵌入车辆到站提前预警功能。通过乘客输入的车辆线路号和车辆编号以及目的车站就可以在车辆即将到站的情况下提醒乘客，防止因车内拥挤、电子语音报站失灵或音量小、乘客打电话、发信息、看电影等手机行为而发生过站情况。给乘客尤其是手机一族的乘客提供良好和优质的防过站服务。和固定电子公交站牌模块共同完成为乘客提供车辆运营信息及可达车辆信息，从而使乘客可以从多个终端接收车辆信息。