一种基于Cat1的车辆信息管理系统.docx

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一种基于Cat1的车辆信息管理系统

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杨超、张在职、程张凯

山东工业职业学院25641

摘要随着车辆的增加，越来越多的人使用车辆出行上班，在驾驶车辆的同时，安全也是非常重要的一环，目前车辆都具有自身的一些安全措施，但不乏一些车辆并没有完备的安全系统，例如遇险自动报警，遇险自动呼救等功能，本项目致力于解决这些问题。通过使用Cat1网络保证消息的准确可到达，GNSS精准定位可将位置误差最大化缩减，温湿度监测车内车位环境，判断用户所处环境状态，六轴传感器实时监测车辆运行情况，确定车辆实时状态，例如运行，停车，遇险等，可通过通用接口外加CAN总线连接至车辆，读取车辆相关信息，可用于公司管理车辆，车队保障服务等。车载设备的数据会根据用户设置上报云平台，用户只需简单设置参数即可让设备快速上线，同时提供多设备批量化设置服务，做到一次配置，多次使用。当车辆实时监控信息发生警报时，会同时在本地端和云端响应，依赖于Cat1网络的实时可靠，可将警报消息几乎同时传递到云端和用户端，并且当确认车辆出现严重问题时，自动求救，优先保证驾驶员安全。

关键词：Cat1定位监控安全车辆

设计需求分析

随着车辆的增加，越来越多的人使用车辆出行上班，在驾驶车辆的同时，安全也是非常重要的一环，目前车辆都具有自身的一些安全措施，但不乏一些车辆并没有完备的安全系统，本项目致力于解决完善车载安全系统。

功能规划

整

体架构

Cat1通讯

目前主流的手机通讯网络都是采用4G的，运营商竞争充分，所以基站服役状态相当优秀，设备维护质量高，布站覆盖好，在主要城市，基本上基站的覆盖密度都在1-2公里内。偏远地区，基站数量也不少，由于这些地域设备密度小，通讯速度往往更加优异。所以目前4G模块在全速状态下，普遍能跑到50MBps这个水平，数据延迟低于100mS。数据可靠性也大增，基本上不会出现被踢下线的情况，首次开机上线注册网络通常也只需要3-5秒，当前运营环境，上线花费时间只有2G网络的1/10。传输速度，入门级4G模块的传输速度是2G模块的100倍，高速模块传输速度达到1000倍以上。4G模块在待机和传输数据时的功耗与2G模块基本持平，但是由于传输相同数量的数据更快，花费时间更短，因此更省电。由于4G网络的传输速度相对于2G网络有了千倍的提升，但是在多数应用领域，这么高的速度并无用武之地，比如用户就想要遥控开个水闸，再快的速度对于用户也没有意义。所以协议制定之初，就考虑到了这个实际问题，因此安排了cat1通讯标准。cat1是4G网络协议的一部分，主要面向物联网领域，适用于中速物联网通信。所谓中速，通讯速度的最高速被限制在10Mbps以下，仍然是2G平均传输速度100-200倍的水平。数据延迟方面cat1与cat4差别并不大，但耗电量更低，发热更小。较低的速度还使芯片的面积缩小，可以容纳更多非通讯部分的器件，实现模块的多功能应用，可以轻松构建单芯片物联网产品，性能十分优异，且省去了外挂的MCU，既节约了制造成本，又减少了故障几率，还可以通过OTA实时更新产品的固件达到远程升级产品的目的。

GNSS定位

GNSS的全称是全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem），它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS（广域增强系统）、欧洲的EGNOS（欧洲静地导航重叠系统）和日本的MSAS（多功能运输卫星增强系统）等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。国际GNSS系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统，通过GNSS的高精度定位，可将实时位置精度降到米级甚至厘米级的精度，保证实时位置的准确性。

特色与创新

技术优势

优势

本项目采用Cat1+GNSS，有机结合二者优势，实现工作效率和精确度双保证。从项目立项开始就要保证用户使用的简便性，消息传输的可靠性，长时间运行的稳定性，经过多轮老化测试，验证了此系统在车辆定位监控预警上面的稳定性可靠性。同时本项目采用直接对通讯模块二次开发，省去了外置MCU的传统方案，提高稳定性的同时降低总体成本，使用户更能接受，利于推广大众使用。车辆安装采用了快拆结构，做到拆装只需一步，且固定性较优。供电方面，采取了动态路径管理，即车辆正常行驶时通过外部电源功能，当车辆遇险或者熄火时，动态切换到电池功能，保障系统运行平稳，切换过程几乎瞬间完成，切换过程中不会出现掉电，保障消息传输，且为了保障系统长时间运行，当外部供电失效后，切换到电池供电的同时自