一种车载用户终端的制作方法

本实用新型涉及用户终端技术领域，尤其涉及一种车载用户终端。

背景技术：

目前视频监控广泛应用于安防监控、工业监控和交通监控等领域。视频监控系统大致经历3个阶段：首先是基于模拟信号的电视监控系统，其功能单一、易受干扰且不易扩展；随后出现基于PC机的图像监控系统，其终端功能较强，但价格昂贵，稳定性差；近年来，随着嵌入式技术成熟，嵌入式视频采集处理系统具有可靠性高、速度快、成本低、体积小、功耗低、环境适应性强等优点。

作为视频监控的一种应用场景，车辆监控已广泛应用于运钞、公安、物流、车辆自动导航、车辆防盗、消防、应急任务及公交智能交通管理等领域。车辆监控系统通常利用GPS(全球定位系统)、GLS(地理信息系统)、移动通信网络和计算机通信网络等高新技术，实现车辆精确定位、路线跟踪、实时调度、报警求助、信息服务、遥控操作和车辆状态监测。系统运行中，移动终端通过无线和计算机网络上传GPS数据和视频等复合宽带监测信息；监控中心进行信息处理,也可向移动终端发送监控命令或传递服务信息。

目前，3G网络是我国现时覆盖范围最广泛、技术最为成熟的移动通信网络，且具有一定的多媒体通信能力，所以，国内的车辆监控系统主要是基于GPRS网络来传输监控信息，和以往的移动通信系统相比，其通信质量大大提高，具有极高的传输速率。此外，车辆监控系统中的视频标准的选择也越来越受到人们的重视，因为它是车辆视频监控产品大规模产业化的基础，这是现有技术中急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供了一种车载用户终端，该系统针对现有技术的不足，针对新一代无线车辆监控系统需要传输车辆定位和视频等宽带信息的需求，使用具有宽带传输能力的3G移动通信网络传输，由于采用了具有我国独立知识产权的AVS标准,规避了国际专利追偿风险，同时3G网络的传输能力确保了监控质量。此外，采用基于DSP的视频用户终端具有可靠性高、速度快、成本低、体积小、功耗低、环境适应性强等优点。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种车载用户终端，该车载用户终端由电源模块、控制器、扩展处理器、摄像头、GPS接收模块、3G通信模块，显示模块、扩展接口模块以及无线通信模块组成，其特征在于：

所述控制器，采用CXD3142数字信号处理芯片，所述控制器分别与电源模块、摄像头、GPS接收模块、3G通信模块、显示模块、扩展处理器以及无线通信模块连接；

所述电源模块采用DC电源转换器MC34063A和电源转换器芯片TPS75003；

所述扩展处理器采用Spartan3E系列FPGA芯片XC3S250E-PQ208.4Cm；

所述扩展接口模块包括串口通信接口以及VGA接口，其中串口通信接口采用SP3232E芯片，VGA接口采用ADV7125芯片；

优选地，所述GPS接收模块采用GP3SF1513F1-S芯片，所述GPS接收模块将GPS定位信息通过串行口发送给控制器。

优选地，所述3G通信模块选用ZTE MU301模块，该通信模块支持TD-SCDMA/H SDPA和GPRS/EDGE网络自动切换，该通信模块通过串行口与控制器相连，完成信息收发。

优选地，所述显示模块采用LCD12864显示模组。

优选地，所述无线通信模块采用nRF24L01无线射频芯片。

本实用新型的技术方案所能获得的有益效果包括通过实时数据采集，并将采集的数据传送到远程的中心服务器，服务器能对其进行故障分析，并及时自动报警，巡检人员通过显示模块能清晰查看检测的信息，节省后期维修的人力物力。

附图说明

图1为该车载用户终端的原理图；

图2为电源模块的电路示意图；

图3为显示模块的电路示意图。

具体实施方式

为了更好的说明本实用新型，现结合具体实施例以及说明书附图对技术方案作进一步的说明。虽然实施例中记载了这些具体的实施方式，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

该车载用户终端的原理图如图1所示。该车载用户终端由电源模块、控制器、扩展处理器、摄像头、GPS接收模块、3G通信模块，显示模块、扩展接口模块以及无线通信模块组成。所述控制器，采用CXD3142数字信号处理芯片，所述控制器分别与电源模块、摄像头、GPS接收模块、3G通信模块、显示模块、扩展处理器以及无线通信模块连接。所述电源模块采用DC电源转换器MC34063A和电源转换器芯片TPS75003。所述扩展处理器采用Spartan3E系列FPGA芯片XC3S250E-PQ208.4Cm，所述扩展接口模块包括串口通信接口以及VGA接口，其中串口通信接口采用SP3232E芯片，VGA接口采用ADV7125芯片，所述GPS接收模块采用GP3SF1513F1-S芯片，所述GPS接收模块将GPS定位信息通过串行口发送给控制器。所述3G通信模块选用ZTE MU301模块，该通信模块支持TD-SCDMA/H SDPA和GPRS/EDGE网络自动切换，该通信模块通过串行口与控制器相连，完成信息收发。所述显示模块采用LCD12864显示模组。所述无线通信模块采用nRF24L01无线射频芯片。

本设计采用SONY公司专用信号处理器件CXD3142作为信号处理器。CXD3142R是专用于对Ye，Cy，Mg和G补色单片CCD输出信号进行处理的低功耗、高效率的信号处理器：具有自动曝光和自动向平衡功能。可同时输出复合视频信号和YUV8位数字信号输出。内部集成9位A/D转换器同步信号产生电路、外部同步电路和时钟控制电路。此外，CXD3142R还具有串口通信功能。用户可在PC机中预先设定好DSP中的寄存器值，通过串口下载到DSP，并对图像信号进行自动曝光和自动白平衡等处理。

为了实现实时预处理数字视频信号数据，增加系统扩展性。该设备增加了一片由Xilinx公司生产的基于90am工艺制造的Spartan3E系列FPGA作为扩展处理器，其型号为XC3S250E-PQ208.4Cm，此FPGA具有较高的性价比，其内有25万个系统门，5508个逻辑单元(LC)，612个可配置逻辑块(CLB)，216Kbit的块RAM.12个专用乘法器，158个可用的I/O接口，4个数字时钟管理单元(DCM)。

控制器DSP与扩展处理器FPGA的通信是由11根总线完成的。分别是8根数据线，行、场同步信号和数据时钟总线。因为CXD3142RDSP输出PAL(逐行倒相)制式的数字视频信号。FPGA将此PAL制视频信号转换成VGA格式。首先将YUV(4∶2∶2)格式信号转换成RGB(5∶6∶5)格式，然后利用2个SDRAM作为帧缓存，利用场插值算法，完成隔行到逐行的转换，并将帧率由25Hz提升到60Hz，同时产生SVGA格式、帧频为60Hz的行、场同步信号。扩展处理器与扩展接口模块相连，扩展接口模块包括串口通信接口以及VGA接口，其中串口通信接口采用SP3232E芯片，SP3232E可从+3.0～+5.5V的电源电压产生2Vee的RS-232C电压电平，该系列芯片适用于+3.3V系统，SP3232E器件的驱动器满载时典型数据速率为235kb/s。VGA接口采用ADV7125芯片，放大的图像数据经扩展接口模块转换后输出到VGA接口，可以在需要时在VGA显示器上实时显示采集的图像。

由于采用SP3232E器件，其驱动能力有限，该接口电路只适用于近距离传输。如果要进行远距离传输，可以通过无线通信模块来发送数据，该无线通信模块采用nRF24L01无线射频芯片，nRF24L01射频模块的CE，SCK，MISO，MOSI，CSN外接1K电阻与控制器的接口连接，IRQ外接1K电阻与单片机外部中断引脚连接，每发送或接收一帧数据后都会触发控制器外部中断。

GPS接收模块选用深圳星际通信科技发展有限公司出品的GP3SF1513F1-S(使用SiRF单芯片开发完成)，它具有体积小巧、功能强大、功耗极低及性能稳定等特点。它可以接收20颗GPS卫星信息,天线只需靠近车窗即可接收到信号(接收灵敏度达-159dBm)。控制器对GPS的控制主要是通过串行口接收GPS定位信息。

3G通信模块选用中兴通信公司的ZTE MU301模块，它支持TD-SCDMA/HSDPA和GPRS/EDGE网络自动切换(TD-SCDMA/HSDPA模式时下行速率为2.8Mbps，上行为384Kbps)。控制器通过串口可调用其AT命令完成信息收发。

摄像头选用了带USB接口的中星微摄像头。该款摄像头造价低廉,成像效果好，体现出了较好的性价比。与此同时，电路板上还预留了多个外围接口，以便扩展功能。

电源模块的电路示意图如图2所示。电源模块将外部输入的12V直流电源转换成系统各模块所需工作电压。控制器DSP所需电压为3.3V和5V。扩展处理器FPGA所需电压为1.2V、2.5V和3.3V。本设计采用MOTOROLA公司的DC电源转换器MC34063A将12V直流电压转换成5V直流电压，选用TeXas Iastrument8公司的电源转换器TPS75003将5V直压电源转换成1.2V、2.5V和3.3v直流电压。

显示模块的电路示意图如图3所示，该模块采用LCD12864显示模组，其供电电压为4.5V～5V，工作电流为3mA，内部集成字库。

该车载用户终端可采集视频信息,如果需要可进行连续实时视频监控,也可以通过触发启动视频监控(如车辆通过GPS卫星设定的重点监控区域、遇用户报警、不明情况查询等)。远程监控中心能对监控车辆实施某种摇控功能，比如点火限制、油路通断等车体控制。

本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。