出租汽車車載信息終端的研制

魏鵬

摘 要

隨著信息化技術的發展，尤其是衛星定位技術和無線通信技術的發展，對出租汽車車輛進行信息化建設提供了技術基礎，交通管理部門也出臺了出租汽車服務信息管理系統的標準，本文根據出租汽車的特點設計了一套車載信息終端，該終端具有定位監控功能、無線通信功能、IC卡功能、錄音管理功能、存儲錄攝像功能、設備維護管理功能等功能。

【關鍵詞】車載終端 出租汽車 衛星定位與監控

1 出租汽車車載信息終端的現狀

隨著社會的發展，人口的向城市集中，出租汽車作為城市交通系統的重要組成部分，成為人們出行最常用的公共交通工具之一，近年來其數量迅猛增長。出租汽車具有快捷、便利、舒適等特點，在前些年的發展一直順利，但是近些年也暴露了很多問題，如高峰時段打不到車，調度分散，業務管理混亂，服務水平不高等問題。隨著信息化技術的發展，尤其是衛星定位技術和無線通信技術，網約車異軍突起，出租汽車沒有很好的適應新技術的發展，行業發展受阻。

為了適應技術的不斷發展和人們出行的需要，需要更好的對出租汽車車輛進行信息化改造，加強管理，提高服務水平，滿足社會大眾對出行的需要。交通管理部門也出臺了出租汽車服務信息管理系統的標準，該標準規定了車載信息終端需要有定位監控功能、無線通信功能、IC卡功能、運營數據采集功能、報警提醒功能、車輛控制管理功能、錄音管理功能、存儲錄攝像功能、設備維護管理功能等功能。現有的車載信息終端種類繁多、功能各部相同，但是針對出租汽車設計的車載信息終端并不多見，因此本文根據出租汽車的特點設計了一套車載信息終端。

2 總體方案設計

車載信息終端采用一體式臺式結構，放置于汽車擋風玻璃前臺面上，主要包括7寸液晶觸摸屏、空車燈、前排評價器、刷卡模塊、音頻、視頻及各種接口。主要功能具有衛星定位與監控，與后臺管理系統通信，與計價器通信，與頂燈通信，與評價通信，緊急報警功能，IC 卡從業資格證安全訪問功能，刷卡付費功能，駕駛員上班簽到、下班簽退功能，營運數據及服務評價數據記錄，圖像記錄上傳，電話錄音記錄上傳，數據存儲功能，電召服務功，智能導航功能，車輛控制功能等。基于以上功能需求，本文設計了一款基于ARM內核處理器和android操作系統的車載信息終端。

3 車載信息終端的硬件設計

車載信息終端的硬件主要包括系統主板、衛星定位模塊、通信模塊、存儲模塊、刷卡模塊（駕駛員IC卡、消費IC卡）、顯示模塊（7寸液晶顯示帶觸摸）、音頻采集播放模塊、圖像采集模塊、車輛控制模塊（報警按鈕、油路控制等）。數據接口主要包括，RS232接口，主要與計價器、頂燈通訊，RS485接口，USB接口，SD接口，CAN總線接口等。系統示意圖見圖1。

3.1 嵌入式系統設計

嵌入式系統處理器采用三星S5P4418，改處理器是基于Cortex-A9架構的四核處理器，處理器主頻高達1.4GHz，采用32位RISC指令集，28nmHKMG低功耗工藝制作，擁有強大的多媒體性能，支持1080P硬件視頻編解碼和3D圖形硬件加速，支持LCD、HDMI、MIPI、LVDS等多種顯示接口，支持DVP、MIPI雙路攝像頭。嵌入式系統采用核心板設計，核心板集合了S5P4418處理器、內存單元、 EMMC存儲單元、 PMU電源管理單元和以太網等核心部件。

3.2 GPS模塊設計

車載信息終端的核心功能之一是定位監控，定位主要靠衛星定位模塊，本文采用的是瑞士U-blox公司的NEO-6 GPS模塊，該模塊最大更新速率 5Hz，定位精度2.5mCEP，冷啟動時間26S ，輔助啟動<3s，熱啟動1s。該模塊需要外接GPS天線，定位精度的好壞除了與GPS模塊有關，還與天線以及天線與模塊之間的匹配密切相關，因此在電路設計上考慮了天線阻抗匹配的問題，設計電路圖如圖2。

3.3 4G通信設計

車載信息終端的了一個核心功能是通信功能，車載信息終端需要將終端的信息傳送到后臺服務器，后臺服務器需要將控制指令下發到車載信息終端。通信模塊選用的的是mPCIe封裝4G模塊，4G模塊具有一路標準的USB2.0接口，支持High Speed（480Mbps）和Full Speed（12Mbps）兩種速度，可工作在HOST模式和DEVICE模式，設計電路圖如圖3。

3.4 通訊接口設計

數據接口主要包括，RS232接口，RS485接口，USB接口，SD接口，CAN總線接口等，設計電路圖如圖4。

3.5 信息屏設計

車載信息終端采用雙屏設計，前面采用了7寸液晶觸摸屏，后面采用了一塊16*32的LED點陣屏幕， 可現實2個漢字或者4個字符，用于顯示空車、重車、暫停等狀態。該屏幕采用8塊8*8的點陣屏組成，具有RS232和RS485接口。

3.6 電源系統設計

車載信息終端的電源系統的應用環境比普通電源系統的要求高，因為汽車內的電磁環境較為復雜，汽車在運行的過程中，如點火系統、負載突降、冷啟動、以及發電機及整流器系統的干擾，這些干擾的頻帶豐富，通過傳導、耦合或者輻射的方式，傳播到車載電源系統內，進而影響到車載信息終端的正常工作。電源系統的設計需要考慮到浪涌防護、靜電防護、EFT、傳導、輻射等，設計電路圖如圖5。

4 小結

本文設計了一套出租汽車的車載信息終端，考慮到出租汽車的特點，提出了基于Cortex-A9架構的四核處理器和android操作系統的系統架構，對關鍵的電路如GPS衛星定位模塊電路、4G通信電路以及系統電源電路進行了詳細的設計與驗證。

參考文獻

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作者單位

福建省計量科學研究院 福建省福州市 350000endprint