專利名稱:雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種信息處理技術領域：
的裝置，具體涉及一種雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置。
背景技術：
車輛被盜現(xiàn)象是目前社會治安中普遍存在且十分嚴重的一個問題，從而對車輛跟蹤定位裝置次存在很大需求。為提高效率，增強管理，眾多業(yè)務遍布全國的物流公司、輪船和公交運輸公司也需要對其眾多的移動裝備進行實時定位跟蹤。目前，已有類似的定位監(jiān)控設備問世，并且已經(jīng)有許多實際系統(tǒng)投入使用，但這些設備大多數(shù)只能用汽車，輪船的蓄電池供電，限制其應用。
經(jīng)對現(xiàn)有技術文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，中國實用新型專利“車輛定位調(diào)度防盜終端”，申請?zhí)?00420042740.3，公告號為2588557Y。該專利公開了車輛定位調(diào)度防盜終端包括天線、顯示及輸入、GPS/GPRS通訊及主控單元。該車輛定位調(diào)度防盜終端具有以下局限性系統(tǒng)采用車載電源供電，一旦車載電源故障則系統(tǒng)無法工作，失去定位監(jiān)測功能，控制中心對其控制性不靈活。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供一種雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，可實現(xiàn)持續(xù)不間斷監(jiān)控，同時利用短消息通過遠程監(jiān)控中心發(fā)送指令，遠程改變監(jiān)控裝置信息發(fā)送頻率及工作模式，以保證該定位終端的長期穩(wěn)定運行，真正起到防盜及監(jiān)控的作用。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括電源管理模塊、主控模塊、定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊。電源管理模塊為整個終端提供電源，電源管理模塊輸入端接車載電源，輸出端接主控模塊和定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊；主控模塊是整個裝置的控制模塊，實現(xiàn)對定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊的管理并向遠程監(jiān)測中心發(fā)送車輛位置及工作狀態(tài)信息，定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊實現(xiàn)位置信息的采集及無線傳輸。主控模塊和定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊通過雙向數(shù)據(jù)傳輸線聯(lián)接，進行數(shù)據(jù)和控制指令的通訊。
所述電源管理模塊包括電壓轉模塊、鋰電池充電及保護模塊、電源切換模塊。電壓轉化模塊將車載電源電壓轉換為工作電壓，電壓轉換模塊的輸入端與車載電源連接，輸出端與鋰電池充電及保護模塊連接，同時與電源切換模塊的輸入端相聯(lián)。電源切換模塊的輸出端監(jiān)控裝置的各集成電路提供工作電壓。
鋰電池充電及保護模塊實現(xiàn)由鋰電池對終端供電及對鋰電池的充放電保護，包括充電管理芯片、充電保護開關、放電保護開關。電源切換模塊將車載12V電源電壓轉換為4.2V和3.3V輸出工作電壓，電源管理模塊的輸入端接車載12V電源，經(jīng)過其內(nèi)部的自動轉換及切換，輸出4.2V和3.3V工作電壓，其中3.3V電壓輸出端接主控模塊，4.2V電壓輸出端接定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊。
電壓轉換模塊的電壓輸出接充電保護開關輸入端，充電保護開關輸出端接充電管理芯片的電壓輸入端，充電管理芯片的輸出端與放電保護開關輸入端相連，充電管理芯片的兩路控制輸出端分別接充電保護開關的控制輸入端和放電保護開關的控制輸入端。放電保護開關輸出端接監(jiān)控裝置應用電路。充電管理芯片對充電電池電壓及電流進行管理判斷，當電池電壓大于充電設定值時，充電保護開關自動斷開，停止充電；當電池電壓小于充電設定值時充電保護開關又閉合，允許充電。當電池電壓小于放電設定值時，放電保護開關自動斷開，停止放電；當電池電壓大于放電設定值時，放電保護開關又閉合，允許放電。電源切換模塊實現(xiàn)車載電源及鋰電池電源選擇，由同時具有常開觸點和常閉觸點的繼電器組成，常開觸點接在車載電源輸入回路，常閉觸點接在鋰電池供電回路，當接通車載電源時常開觸點吸合，常閉觸點斷開，車載電源為終端供電；當車載電源故障或熄火時，常閉觸點吸合，常開觸點斷開，由鋰電池為終端供電。
所述主控模塊由8位單片機系統(tǒng)組成，實現(xiàn)對遠程監(jiān)控中心控制命令的接收解析以及對定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊的控制。根據(jù)遠程監(jiān)控中心的控制命令，主控模塊可以對定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊實現(xiàn)如下操作開啟、停止實時監(jiān)視、改變定位數(shù)據(jù)發(fā)送頻率、對遠程控制中心及定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊之間數(shù)據(jù)的解析、實現(xiàn)對移動裝備的鎖定控制，控制定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊的工作狀態(tài)。
所述定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊包括GPS定位模塊及GPS天線、GPRS/GSM數(shù)據(jù)傳輸模塊及GPRS/GSM天線。GPS定位模塊通過GPS天線將移動裝置的經(jīng)緯度位置信息，姿態(tài)信息、速度信息、以及時間信息接收，經(jīng)解析運算后發(fā)送給主控模塊，主控模塊將GPS定位模塊發(fā)送的信息處理后送GPRS/GSM數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過GPRS/GSM天線發(fā)送到遠程監(jiān)控中心，遠程監(jiān)控中心可根據(jù)需要利用短消息通過GPRS/GSM模塊發(fā)送控制命令給主控模塊，以改變監(jiān)控裝置的信息發(fā)送頻率及工作模式，使其可更加長期持續(xù)工作。同時也可隨時對定位監(jiān)控裝置進行設置，包括開啟和關閉實時監(jiān)控功能。
本發(fā)明的電源管理模塊可使本發(fā)明在車載電源不工作時也照樣可靠運行，實現(xiàn)對移動裝備的連續(xù)監(jiān)控定位。本發(fā)明第二個特點就是利用網(wǎng)絡，可以隨時對定位監(jiān)控裝置進行設置，包括開啟和關閉實時監(jiān)控功能；通過設置發(fā)送時間間隔從而改變監(jiān)控精度。
本發(fā)明安裝于機動車輛之上，能對機動車輛的行駛速度，位置，時間以及有關車輛運行狀況實時監(jiān)測，并能通過結合遠程監(jiān)控中心系統(tǒng)利用GSM/GPRS無線通訊方式實現(xiàn)監(jiān)控。該終端相比于其他類似產(chǎn)品的優(yōu)點在于它在完成相同功能的前提下，可以長期不需要外加電源，持續(xù)時間與用戶自定義的發(fā)送間隔相關。它長期工作在低功耗模式下，無需到車載電源的連線，具有緊湊的硬件結構以及模塊在整個的長期運行過程中不需要用戶的直接參與使得其具有非常好的隱蔽性，相比同類專利產(chǎn)品更加適合應用于車輛的防盜等作用。
圖1為本發(fā)明系統(tǒng)原理圖圖2為本發(fā)明鋰電池充電及保護模塊原理圖圖3為本發(fā)明工作流程框圖具體實施方式
下面對本發(fā)明的一實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖1所示，本實施例包括電源管理模塊、主控模塊、定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊。電源管理模塊為整個終端提供電源，該模塊的輸入端接車載12V電源，經(jīng)過模塊內(nèi)部的自動轉換及切換，輸出4.2V和3.3V工作電壓，其中3.3V電壓輸出端接主控模塊，4.2V電壓輸出端接定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊。主控模塊是整個裝置的控制模塊，實現(xiàn)對定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊的管理并向遠程監(jiān)測中心發(fā)送車輛位置及工作狀態(tài)信息。定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊實現(xiàn)位置信息的采集及無線傳輸。主控模塊和定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊通過雙向數(shù)據(jù)傳輸線聯(lián)接，進行數(shù)據(jù)和控制指令的通訊。
所述電源管理模塊包括電壓轉換模塊、鋰電池充電及保護模塊、電源切換模塊。電壓轉換模塊輸入端與車載電源連接，輸出端與鋰電池充電及保護模塊連接，同時與電源切換模塊的輸入端相聯(lián)。電源切換模塊的輸出端監(jiān)控裝置的各集成電路提供工作電壓。
電壓轉換模塊采用國家半導體公司LM2596，實現(xiàn)將車載電源電壓由12V轉換為4.2V和3.3V輸出。
如圖2所示，所述鋰電池充電及保護模塊實現(xiàn)由鋰電池對終端供電及對鋰電池的充放電保護，包括充電管理芯片、充電保護開關、放電保護開關。充電管理芯片采用美國德州儀器公司生產(chǎn)的充電管理芯片bq2057，實現(xiàn)對充電電池電壓及電流進行管理判斷。充電保護開關和放電保護開關均采用ALPHA&OMEGA公司的場效應管A03401實現(xiàn)，在bq2057的控制下起到開關作用，bq2057在A03401控制端加高電平，相當于開關導通；在A03401控制端加低電平，相當于開關截止。電壓轉換模塊的4.2V電壓輸出接充電保護開關A03401的輸入端，充電保護開關A03401的輸出端接電源管理芯片bq2057的電壓輸入端，電源管理芯片bq2057的電壓輸出端與放電保護開關A03401(1)輸入端相連，電源管理芯片bq2057的控制信號輸出1接充電保護開關A03401(1)的控制輸入端，電源管理芯片bq2057的控制信號輸出1放電保護開關A03401(2)的控制輸入端。放電保護開關A03401(2)的輸出端接監(jiān)控裝置應用電路。當鋰電池電壓低于3.1V時，電源管理芯片bq2057的控制輸出1輸出低電平，放電保護開關A03401(1)截止，鋰電池停止向外輸電流；當電池電壓大于4.2V時，電源管理芯片bq2057的控制輸出1輸出高電平，放電保護開關A03401(1)導通，放電保護開關又閉合，允許放電。當鋰電池電壓高于4.2V時，電源管理芯片bq2057的控制輸出2輸出低電平，充電保護開關A03401(2)截止，電壓轉換模塊停止向鋰電池充電；當電池電壓小于3.1V時，電源管理芯片bq2057的控制輸出2輸出高電平，充電保護開關A03401(2)又導通，允許充電。防止使用電池為監(jiān)控裝置供電時電池過渡放電以及電池電量不足充電時過渡充電。
電源切換模塊實現(xiàn)車載電源及鋰電池電源選擇，由同時具有常開觸點和常閉觸點的歐姆龍公司的繼電器G5V-1實現(xiàn)，G5V-1常開觸點接在車載電源輸入回路，G5V-1常閉觸點接在鋰電池供電回路，G5V-1的控制線圈串聯(lián)在車載電源輸出電路中，當接通車載電源時常開觸點吸合，常閉觸點斷開，車載電源為終端供電；當車載電源故障或熄火時，常閉觸點吸合，常開觸點斷開，由鋰電池為終端供電。
所述的主控模塊，由菲利普公司的8位單片機LPC938系統(tǒng)組成，LPC938內(nèi)含程序存儲器，I/O端口以及通訊功能等，可實現(xiàn)對監(jiān)控裝置的定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊的控制，包括定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊的啟動、停止、參數(shù)設置及工作模式改變以及數(shù)據(jù)交換等。同時LPC938還實現(xiàn)對遠程控制中心及定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊之間數(shù)據(jù)的解析、實現(xiàn)對移動裝備的鎖定控制，控制定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊的工作狀態(tài)。
定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊采用Simens公司的XT55模塊實現(xiàn)，XT55模塊包括GPS定位模塊和GPRS/GSM數(shù)據(jù)傳輸模塊，可實現(xiàn)對被監(jiān)控裝置的定位及無線信息傳輸。XT55的GPS定位模塊將位置信息發(fā)送給主控模塊中的LPC938，主控模塊中的LPC938將位置信息處理后送XT55模塊的GPRS/GSM數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)出。
同時遠程監(jiān)控中心可根據(jù)需要利用短消息通過XT55模塊發(fā)送控制命令給主控模塊LPC938，以改變監(jiān)控裝置的信息發(fā)送頻率及工作模式，使其可更加長期持續(xù)工作。同時也可隨時對定位監(jiān)控裝置進行設置，包括開啟和關閉實時監(jiān)控功能。
如圖3所示，本實施例工作時，首先上電，主控模塊LPC938進行系統(tǒng)初始化等操作，如端口配置，串口中斷使能等等；接著開啟XT55模塊中的GPRS/GSM模塊，并且等待其登錄到網(wǎng)絡上，設置相應的工作模式，已將低功耗；然后打開XT55模塊中的GPS接收器，并且設置睡眠模式和GPS信息的輸出選擇。緊接著，對電池電量進行A/D采樣，并對采樣結果寄存器值進行整合以適合遠程傳輸。由于系統(tǒng)工作模式字符數(shù)組在編程時就預設了默認工作模式值，所以在A/D采樣等動作完成之后，直接按照預定的工作模式進行操作，具體涉及與遠程監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)發(fā)送間隔，是否需要電量字符串，當前用戶預定工作模式等。在每次發(fā)送批量數(shù)據(jù)結束后，程序自動判別監(jiān)控中心是否發(fā)來各種預定義指令。當監(jiān)控中心沒有預定義指令到來時，監(jiān)控終端就按照原有模式進行工作，原有模式可能是編程時的預定義模式，也有可能是上一次遠程監(jiān)控中心所發(fā)指令的預定義模式。由此，遠程監(jiān)控中心就能夠?qū)崟r的對終端進行定位，并且動態(tài)的對終端的工作模式進行調(diào)整。另外，系統(tǒng)也實現(xiàn)了對終端所用電池的電量監(jiān)控功能。當監(jiān)控中心發(fā)送的指令要求發(fā)送間隔為0時，就進入編程時所定義的工作模式0。該模式下，遠程終端不再向數(shù)據(jù)庫發(fā)送位置電量速度方向等信息，終端處于“關”狀態(tài)。由此，就實現(xiàn)了遠程的開關機，既節(jié)省了在用戶不需要使用時的費用，也大大地降低了本終端的功耗。
權利要求
1.一種雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，包括電源管理模塊、主控模塊、定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊，其特征在于，電源管理模塊為整個終端提供電源，電源管理模塊輸入端接車載電源，輸出端接主控模塊和定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊；主控模塊實現(xiàn)對定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊的管理并向遠程監(jiān)測中心發(fā)送車輛位置及工作狀態(tài)信息，定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊實現(xiàn)位置信息的采集及無線傳輸，主控模塊和定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊通過雙向數(shù)據(jù)傳輸線聯(lián)接，進行數(shù)據(jù)和控制指令的通訊。
2.根據(jù)權利要求
1所述的雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，其特征是，所述電源管理模塊包括電壓轉換模塊、鋰電池充電及保護模塊、電源切換模塊，電壓轉化模塊將車載電源電壓轉換為工作電壓，電壓轉化模塊輸入端與車載電源連接，輸出端與鋰電池充電及保護模塊連接，同時與電源切換模塊的輸入端相聯(lián)，鋰電池充電及保護模塊實現(xiàn)由鋰電池對終端供電及對鋰電池的充放電保護，電源切換模塊實現(xiàn)車載電源及鋰電池電源選擇。
3.根據(jù)權利要求
1或2所述的雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，其特征是，所述電源管理模塊的輸入端接車載12V電源，經(jīng)過其內(nèi)部的自動轉換及切換，輸出4.2V和3.3V工作電壓，其中3.3V電壓輸出端接主控模塊，4.2V電壓輸出端接定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊。
4.根據(jù)權利要求
2所述的雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，其特征是，所述電源切換模塊由同時具有常開觸點和常閉觸點的繼電器組成，常開觸點接在車載電源輸入回路，常閉觸點接在鋰電池供電回路，當接通車載電源時常開觸點吸合，常閉觸點斷開，車載電源為終端供電；當車載電源故障或熄火時，常閉觸點吸合，常開觸點斷開，由鋰電池為終端供電。
5.根據(jù)權利要求
2所述的雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，其特征是，所述鋰電池充電及保護模塊，包括充電管理芯片、充電保護開關、放電保護開關，充電保護開關輸入端接電壓轉換模塊的輸出，充電保護開關輸出端接電源管理芯片的電壓輸入端，電源管理芯片的電壓輸出端與放電保護開關輸入端相連，電源管理芯片的兩路控制信號輸出分別接充電保護開關的控制輸入端和放電保護開關的控制輸入端，放電保護開關輸出端接監(jiān)控裝置應用電路。
6.根據(jù)權利要求
5所述的雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，其特征是，所述充電管理芯片對充電電池電壓及電流進行管理判斷，當電池電壓大于充電設定值時，充電管理芯片控制充電保護開關自動斷開，停止充電；當電池電壓小于充電設定值時，充電管理芯片又控制充電保護開關閉合，允許充電；當電池電壓小于放電設定值時，充電管理芯片控制放電保護開關自動斷開，停止放電；當電池電壓大于放電設定值時，充電管理芯片又控制放電保護開關又閉合，允許放電。
7.根據(jù)權利要求
1所述的雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，其特征是，所述主控模塊由8位單片機系統(tǒng)組成，主控模塊根據(jù)遠程監(jiān)控中心的控制命令，主控模塊對定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊實現(xiàn)如下操作開啟、停止實時監(jiān)視、改變定位數(shù)據(jù)發(fā)送頻率、對遠程控制中心及定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊之間數(shù)據(jù)的解析、實現(xiàn)對移動裝備的鎖定控制，控制定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊的工作狀態(tài)。
8.根據(jù)權利要求
1所述的雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，其特征是，所述定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊，包括GPS定位模塊及GPS天線、GPRS/GSM數(shù)據(jù)傳輸模塊及GPRS/GSM天線，GPS定位模塊通過GPS天線將移動裝置的經(jīng)緯度位置信息，姿態(tài)信息、速度信息、以及時間信息接收，經(jīng)解析運算后發(fā)送給主控模塊，主控模塊將GPS定位模塊發(fā)送的信息處理后送GPRS/GSM數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過GPRS/GSM天線發(fā)送到遠程監(jiān)控中心。
9.根據(jù)權利要求
8所述的雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，其特征是，遠程監(jiān)控中心根據(jù)需要利用短消息通過GPRS/GSM模塊發(fā)送控制命令給主控模塊，以改變監(jiān)控裝置的信息發(fā)送頻率及工作模式，同時實現(xiàn)隨時對定位監(jiān)控裝置進行設置，包括開啟和關閉實時監(jiān)控。
專利摘要
一種用于監(jiān)控技術領域：
的雙電源移動裝備持續(xù)定位監(jiān)控裝置，包括電源管理模塊、主控模塊、定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊，電源管理模塊為整個終端提供電源，電源管理模塊輸入端接車載電源，輸出端接主控模塊和定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊；主控模塊實現(xiàn)對定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊的管理并向遠程監(jiān)測中心發(fā)送車輛位置及工作狀態(tài)信息，定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊實現(xiàn)位置信息的采集及無線傳輸，主控模塊和定位及數(shù)據(jù)無線傳輸模塊通過雙向數(shù)據(jù)傳輸線聯(lián)接，進行數(shù)據(jù)和控制指令的通訊。本發(fā)明可實現(xiàn)持續(xù)不間斷監(jiān)控，同時利用短消息通過遠程監(jiān)控中心發(fā)送指令，遠程改變監(jiān)控裝置信息發(fā)送頻率及工作模式，以保證該定位終端的長期穩(wěn)定運行，真正起到防盜及監(jiān)控的作用。
文檔編號H02H7/18GK1996421SQ200610147222
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月14日
發(fā)明者劉成良, 李彥明, 王明軍 申請人:上海交通大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan