魏鹏

摘 要

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。

参考文献

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[2]谢富强，唐耀庚，曹云建.基于单片机的汽车远程监测车载终端硬件设计[J].微型机与应用，2014（06）.

[3]李晓龙.一种车联网车载终端的研制[D].合肥工业大学，2015.

作者单位

福建省计量科学研究院 福建省福州市 350000endprint