汽車地理位置及模數采樣實時監測設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種汽車地理位置及模數采樣實時監測設備，其包括微處理器、模數轉換裝置、GPS裝置、無線通訊裝置和電源裝置，微處理器與模數轉換裝置、GPS裝置和無線通訊裝置均相連，電源裝置與微處理器、GPS裝置和無線通訊裝置相連。該設備不僅能實時提供汽車地理位置信息，還能提供汽車模/數采樣數據信息。
【專利說明】汽車地理位置及模數采樣實時監測設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及監控設備，特別是一種汽車地理位置及AD (模/數)采樣實時監控設備。
【背景技術】
[0002]目前，公知的汽車地理位置實時監控設備，由GPS(Global Posit1ning System,全球定位系統)天線、GPS裝置、GPRS (General Packet Rad1 Service,通用分組無線服務)天線、GPRS通訊裝置、電源裝置、微處理裝置組成，可提供汽車實時地理位置信息。但現有設備功能單一，無法實現汽車AD采樣數據實時監控。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種汽車地理位置及AD采樣數據實時監控設備，該設備不僅能實時提供汽車地理位置信息，還能提供汽車AD采樣數據信息。
[0004]本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是:汽車地理位置及模數采樣實時監測設備，包括微處理器、模數轉換裝置、GPS裝置、無線通訊裝置和電源裝置，微處理器與模數轉換裝置、GPS裝置和無線通訊裝置均相連，電源裝置與微處理器、GPS裝置和無線通訊裝置相連。
[0005]所述的設備，微處理器外接有閃存。
[0006]所述的設備，微處理器與模數轉換裝置之間接有輸入/輸出控制器。
[0007]所述的設備，GPS裝置采用GPS模塊或北斗衛星導航模塊。
[0008]所述的設備，無線通信裝置采用GPRS模塊。
[0009]所述的設備，電源裝置包括5V穩壓電源模塊和3.3V穩壓電源模塊，5V穩壓電源模塊和3.3V穩壓電源模塊互相連接，5V穩壓電源模塊與無線通訊裝置相連，3.3V穩壓電源模塊與微處理器、GPS裝置相連。
[0010]所述的設備，微處理器、模數轉換裝置、GPS裝置、無線通訊裝置分別采用型號為STM32F103、AD603、JRC-595、QUECTEL-M12 的芯片。
[0011]所述的設備，閃存采用型號為25032BVSIG的芯片。
[0012]所述的設備，輸入/輸出控制器采用型號為MAXM-MAX3232的芯片。
[0013]所述的設備，5V穩壓電源模塊、3.3V穩壓電源模塊分別米用型號為NSC-LM2596、BCD-AP2121 的芯片。
[0014]本實用新型提供的設備與現有技術相比，其優點主要是:
[0015]其一.能夠實時提供汽車地理位置信息。
[0016]其二.能夠提供汽車AD數據信息，實現數據交換，提高設備的集成度和可靠性。
[0017]其三.只需本設備一臺，就能夠實現多種數據上傳功能，降低車載設備總體使用成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是模塊圖。
[0019]圖2是模塊管腳連接圖。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型包括AD采樣轉換裝置、GPS裝置、1/0(輸入/輸出)控制裝置、GPRS裝置和電源裝置，它們通過數據線和電源線與內含微處理單元和緩存器的MPU(Microprocessor Unit,微處理器)裝置相連。
[0021]所述MPU裝置可以采用內含STM32F103微處理單元的裝置，其中:將STM32F103作為所述設備的核心控制單元，STM32F103芯片和GPRS裝置均通過I2C (Inter-1ntegratedCircuit,內部整合電路)總線進行通訊。
[0022]所述緩存器可以采用型號為25032BVSIG產品。
[0023]所述MPU裝置可以通過I/O控制裝置與用于接收汽車模擬信號轉換為數字信號的裝置相連。
[0024]所述AD轉換總線協議轉換裝置可以采用AD603產品。
[0025]所述GPS裝置可以采用JRC-595產品。
[0026]所述GPRS裝置可以采用型號為QUECTEL-M12產品。
[0027]所述I/O控制裝置可以由I/O控制器組成，該I/O控制器可以采用MAXIM-MAX3232型號的收發器。
[0028]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步說明。
[0029]本實用新型提供的汽車地理位置及AD采樣數據實時監控設備，其結構如圖1所示，包括AD轉換裝置、I/O控制裝置、GPRS裝置、GPS裝置和電源裝置，它們通過數據線和電源線與內含STM103的微處理單元和緩存器的MPU裝置相連。
[0030]所述MPU裝置可以加強數據處理能力。該MPU裝置可以選用ST公司的STM32F103作為本設備的核心控制單元，該芯片采用流水線處理技術，提高了指令執行效率；集成JTAG (Joint Test Act1n Group,聯合測試行為組織標準端口)，支持在線編程；采用低電壓供電(2.5?3.6V)，因為工程汽車車載電源為24V，必須經過電源轉換裝置才能轉換為系統各裝置所需的電壓。該MPU裝置具備多種總線接口，UART (Universal AsynchronousReceiver/Transmitter,通用異步收發傳輸器)口可實現全雙工通信，通信波特率可分別設定，可用于GPRS通訊交互。GPRS裝置和STM32F103芯片均通過I2C總線實現外擴兩路UART，可同時外接車載設備。
[0031]所述緩存器可以使用256K緩存設計，使MPU裝置具有數據的存儲、轉發能力。該緩存器可采用型號為25032BVSIG的閃存器產品，與MPU之間通過SPI (Serial PeripheralInterface,同步串行外設接口)總線相連。
[0032]所述MPU裝置外接AD總線協議轉換裝置，用于接收汽車AD總線發出的汽車工況信號。
[0033]所述AD總線協議轉換裝置，可以采用AD603產品作為AD總線協議轉換芯片。該轉換器可以實現AD總線與RS232之間的數據通訊，以及AD總線數據發送和接收；支持標準幀和擴展模式；支持AD總線自發送自接收工作模式；提供透明轉換、透明帶ID標識轉換。
[0034]所述GPRS裝置通過芯片引腳連接MPU裝置。該GPRS裝置可以采用型號為QUECTEL-M12的產品，用于收發GPRS信號。所述QUECTEL-M12裝置是一款完整的GSM (GlobalSystem for Mobile communicat1n,全球移動通信系統)/GPRS四頻解決方案裝置,可以廣泛應用于WLL (無線本地環路)、M2M(Machine To Machine，機對機)和手持設備中。使用工業標準界面，使得具備GSM/GPRS850/900/1800/1900MHZ功能的M12以小尺寸和低功耗實現語音、短信、數據和傳真信息的高速傳輸。M12的優良性能使其幾乎能適應所有的工業應用要求，如M2M、遙測和其它移動數據通信系統中。其優勢在于永久在線、快速數據存儲，工作電壓為3.3至4.8V。該裝置內嵌TCP/IP協議棧，使用AT指令進行通訊，收發GPRS信號。
[0035]本實用新型的GPS裝置采用北斗/GPS模塊，得到車輛地理位置數據。
[0036]所述1/0控制裝置通過芯片引腳外接MPU裝置。該1/0控制裝置用于和其他外接車載電子設備進行數據交換；控制輸入輸出數據的傳送；檢測外圍設備的狀態。該I/o控制裝置由I/o控制器組成，該1/0控制器可以采用MAXIM-MAX3232型號的收發器，該收發器采用專有的低壓差發送器輸出級，利用雙電荷泵在3.0V至5.5V電源供電時能夠實現真正的RS-232 性能，MAXIM-MAX3232 供電電壓 5V 或 3.3V。
[0037]所述電源裝置用于為整個系統提供工作電源。電源裝置可采用一塊NSC-LM2596芯片作為5V穩壓電源，一塊低壓差線性穩壓器BCD-AP2121產品作為3.3V穩壓電源，該產品是米用 BCD 的低噪聲低功耗 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)工藝設計生產，具有低壓差、低噪聲、高電源紋波抑制比、低靜態電流等特點，其最大輸出電流能力的最小值為150mA，并內置限流保護電路(300mA)。B⑶-AP2121的主要特征包括:靜態工作電源電流為25uA ;在輸出電流150mA時的輸入輸出壓差小于200mV ;電源紋波抑制比為70dB@lKHz且不需要外接補償電容，其輸出噪聲小于30uVrms。
[0038]本實用新型的電路結構及其連接方式如圖2所示，Ul為MPU裝置核心控制單元STM32F103 ；U2為MPU裝置緩存器25032BV5NG ；U3為AD轉換芯片AD603 ；U4為1/0控制器MAXIM-MAX3232 ；U5 為 GPS 裝置 JRC-595 ；U6 為 GPRS 裝置 QUECTEL-M12 ；U7 為 5V 穩壓電源NSC-LM2596 ；U8 為 3.3V 穩壓電源 BCD-AP2121。
[0039]Ul的引腳4與U8的引腳5連接，為3.3V供電輸入。Ul的引腳5接地。Ul的引腳30、31、32，分別與U2的引腳6、2、5連接，完成數據存儲。Ul的引腳78、79、80、83，分別與U4的引腳9、10、11、12連接，完成外部數據進行交互。Ul的引腳68、69與U6的引腳61、60連接，用于收發GPRS數據。Ul的引腳I還與U5的引腳7相連。
[0040]U2的引腳6、2、5分別與Ul引腳的30、31、32連接，作為數據傳輸通路，使U2可以與Ul進行數據讀寫交換。
[0041]U3的引腳7與U4的引腳16連接，使U3可通過U4向Ul傳送汽車AD信號數據。U3的4號引腳接地，3號引腳為信號輸入端。
[0042]U4的引腳9、10、11、12分別與Ul的引腳78、79、80、83連接，完成外部數據進行交互。U4的引腳16與U3的引腳7連接進行AD數據量化的傳輸。
[0043]U5的引腳7與Ul的引腳I連接，用于發送GPS信號。U5的引腳6與U8的引腳5連接，為3.3V供電輸入。U5的引腳3接地，引腳16外接GPS天線。
[0044]U6的引腳43與外置GPRS天線連接，用于收發GPRS信號。U6的引腳12、13、14、15分別與SM卡供電、SM卡數據傳輸、SM卡時鐘、SM卡重置功能引腳連接，以實現SIM (Subscriber Identity Module,用戶識別模塊)卡功能。U6的引腳60、61，分別與Ul的引腳69、68連接，用于GPRS數據信號傳輸處理。U6的引腳52與U7的引腳2相連，為5V供電輸入。
[0045]U7的引腳I與汽車的12V或24V電源正極連接，為汽車12V或24V電源供電輸入。U7的引腳3接地。U7的引腳2為5V供電輸出，為系統進行電源供電。
[0046]U8的引腳I與U7的引腳2連接，為5V供電輸入。U8的引腳2接地。U8的引腳5為3.3V電源輸出，為系統進行電源供電。
[0047]本實用新型提供的汽車AD總線數據實時監控設備，其工作過程是:通過Lm2596提供5V穩壓電源，通過AP2121提供3.3V穩壓電源，分別給GPS模塊、GPRS模塊、MCU模塊供電。給車載終端上電后，便開始各裝置的初始化以及開中斷，MCU接收AD總線協議轉換裝置獲取的汽車實時工作信息(水溫、油溫、油位、油壓、發動機轉速、汽車傾斜度、報警值等)。系統一旦運行，GPRS通訊任務就開始通過AT指令登陸網絡，并保持一直在線，然后準備接收其它任務的數據發送請求，并發送數據給遠程服務器。GPS模塊獲得GPS位置速度等信息后，發送給微控制器模塊，微控制器模塊處理后發送給GPRS模塊，GPRS模塊將得到數據發送給遠程服務器。
【權利要求】
1.汽車地理位置及模數采樣實時監測設備，其特征在于:包括微處理器、模數轉換裝置、⑶3裝置、無線通訊裝置和電源裝置，微處理器與模數轉換裝置、⑶3裝置和無線通訊裝置均相連，電源裝置與微處理器、6？8裝置和無線通訊裝置相連。
2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于:微處理器外接有閃存。
3.根據權利要求1所述的設備，其特征在于:微處理器與模數轉換裝置之間接有輸入/輸出控制器。
4.根據權利要求1所述的設備，其特征在于:⑶3裝置采用⑶3模塊或北斗衛星導航模塊。
5.根據權利要求1所述的設備，其特征在于:無線通信裝置采用⑶舊模塊。
6.根據權利要求1所述的設備，其特征在于:電源裝置包括57穩壓電源模塊和3.3乂穩壓電源模塊，穩壓電源模塊和3.穩壓電源模塊互相連接，穩壓電源模塊與無線通訊裝置相連，3.抑穩壓電源模塊與微處理器、6？8裝置相連。
7.根據權利要求1所述的設備，其特征在于:微處理器、模數轉換裝置、⑶3裝置、無線通訊裝置分別采用型號為311325103^060341^-595^^(:121-1^12的芯片。
8.根據權利要求2所述的設備，其特征在于:閃存采用型號為250328%%的芯片。
9.根據權利要求3所述的設備，其特征在于:輸入/輸出控制器采用型號為嫩X頂-嫩乂3232的芯片。
10.根據權利要求6所述的設備，其特征在于:57穩壓電源模塊、3.37穩壓電源模塊分別采用型號為吧0112596、80)-八?2121的芯片。
【文檔編號】H04W4/04GK204131737SQ201420539176
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】郭亮, 楊昊 申請人:武漢電動汽車示范運營有限公司