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出租汽车车载信息终端的研制

时间:2018-03-04 16:38:01    来源:互联网整理    作者:匿名  浏览次数:
[导语]   随着信息化技术的发展,尤其是卫星定位技术和无线通信技术的发展,对出租汽车车辆进行信息化建设提供了技术基础,交通管理部门也出台了出租汽车服务信息管理系统的标准,本文根据出

随着信息化技术的发展,尤其是卫星定位技术和无线通信技术的发展,对出租汽车车辆进行信息化建设提供了技术基础,交通管理部门也出台了出租汽车服务信息管理系统的标准,本文根据出租汽车的特点设计了一套车载信息终端,该终端具有定位监控功能、无线通信功能、IC卡功能、录音管理功能、存储录摄像功能、设备维护管理功能等功能。

【关键词】车载终端 出租汽车 卫星定位与监控

1 出租汽车车载信息终端的现状

随着社会的发展,人口的向城市集中,出租汽车作为城市交通系统的重要组成部分,成为人们出行最常用的公共交通工具之一,近年来其数量迅猛增长。出租汽车具有快捷、便利、舒适等特点,在前些年的发展一直顺利,但是近些年也暴露了很多问题,如高峰时段打不到车,调度分散,业务管理混乱,服务水平不高等问题。随着信息化技术的发展,尤其是卫星定位技术和无线通信技术,网约车异军突起,出租汽车没有很好的适应新技术的发展,行业发展受阻。

为了适应技术的不断发展和人们出行的需要,需要更好的对出租汽车车辆进行信息化改造,加强管理,提高服务水平,满足社会大众对出行的需要。交通管理部门也出台了出租汽车服务信息管理系统的标准,该标准规定了车载信息终端需要有定位监控功能、无线通信功能、IC卡功能、运营数据采集功能、报警提醒功能、车辆控制管理功能、录音管理功能、存储录摄像功能、设备维护管理功能等功能。现有的车载信息终端种类繁多、功能各部相同,但是针对出租汽车设计的车载信息终端并不多见,因此本文根据出租汽车的特点设计了一套车载信息终端。

2 总体方案设计

车载信息终端采用一体式台式结构,放置于汽车挡风玻璃前台面上,主要包括7寸液晶触摸屏、空车灯、前排评价器、刷卡模块、音频、视频及各种接口。主要功能具有卫星定位与监控,与后台管理系统通信,与计价器通信,与顶灯通信,与评价通信,紧急报警功能,IC 卡从业资格证安全访问功能,刷卡付费功能,驾驶员上班签到、下班签退功能,营运数据及服务评价数据记录,图像记录上传,电话录音记录上传,数据存储功能,电召服务功,智能导航功能,车辆控制功能等。基于以上功能需求,本文设计了一款基于ARM内核处理器和android操作系统的车载信息终端。

3 車载信息终端的硬件设计

车载信息终端的硬件主要包括系统主板、卫星定位模块、通信模块、存储模块、刷卡模块(驾驶员IC卡、消费IC卡)、显示模块(7寸液晶显示带触摸)、音频采集播放模块、图像采集模块、车辆控制模块(报警按钮、油路控制等)。数据接口主要包括,RS232接口,主要与计价器、顶灯通讯,RS485接口,USB接口,SD接口,CAN总线接口等。系统示意图见图1。

3.1 嵌入式系统设计

嵌入式系统处理器采用三星S5P4418,改处理器是基于Cortex-A9架构的四核处理器,处理器主频高达1.4GHz,采用32位RISC指令集,28nmHKMG低功耗工艺制作,拥有强大的多媒体性能,支持1080P硬件视频编解码和3D图形硬件加速,支持LCD、HDMI、MIPI、LVDS等多种显示接口,支持DVP、MIPI双路摄像头。嵌入式系统采用核心板设计,核心板集合了S5P4418处理器、内存单元、 EMMC存储单元、 PMU电源管理单元和以太网等核心部件。

3.2 GPS模块设计

车载信息终端的核心功能之一是定位监控,定位主要靠卫星定位模块,本文采用的是瑞士U-blox公司的NEO-6 GPS模块,该模块最大更新速率 5Hz,定位精度2.5mCEP,冷启动时间26S ,辅助启动<3s,热启动1s。该模块需要外接GPS天线,定位精度的好坏除了与GPS模块有关,还与天线以及天线与模块之间的匹配密切相关,因此在电路设计上考虑了天线阻抗匹配的问题,设计电路图如图2。

3.3 4G通信设计

车载信息终端的了一个核心功能是通信功能,车载信息终端需要将终端的信息传送到后台服务器,后台服务器需要将控制指令下发到车载信息终端。通信模块选用的的是mPCIe封装4G模块,4G模块具有一路标准的USB2.0接口,支持High Speed(480Mbps)和Full Speed(12Mbps)两种速度,可工作在HOST模式和DEVICE模式,设计电路图如图3。

3.4 通讯接口设计

数据接口主要包括,RS232接口,RS485接口,USB接口,SD接口,CAN总线接口等,设计电路图如图4。

3.5 信息屏设计

车载信息终端采用双屏设计,前面采用了7寸液晶触摸屏,后面采用了一块16*32的LED点阵屏幕, 可现实2个汉字或者4个字符,用于显示空车、重车、暂停等状态。该屏幕采用8块8*8的点阵屏组成,具有RS232和RS485接口。

3.6 电源系统设计

车载信息终端的电源系统的应用环境比普通电源系统的要求高,因为汽车内的电磁环境较为复杂,汽车在运行的过程中,如点火系统、负载突降、冷启动、以及发电机及整流器系统的干扰,这些干扰的频带丰富,通过传导、耦合或者辐射的方式,传播到车载电源系统内,进而影响到车载信息终端的正常工作。电源系统的设计需要考虑到浪涌防护、静电防护、EFT、传导、辐射等,设计电路图如图5。

4 小结

本文设计了一套出租汽车的车载信息终端,考虑到出租汽车的特点,提出了基于Cortex-A9架构的四核处理器和android操作系统的系统架构,对关键的电路如GPS卫星定位模块电路、4G通信电路以及系统电源电路进行了详细的设计与验证。

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