專利名稱：一種車載無線通信方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車載無線通信的方法和系統(tǒng)，尤其涉及用于公共交通的車載無線通信 方法和系統(tǒng)。
背景技術：
城市公共交通是城市重要的基礎設施，它擔負著市民日常出行的任務，與城市廣 大市民的生活息息相關。隨著我國城市人口的日益增多，公共交通日益繁忙。盡管近年來 政府部門不斷在城市基礎設施領域投入大量資金，城市公交系統(tǒng)仍然凸現(xiàn)有待改善的若干 問題。比如公交一卡通系統(tǒng)的使用雖然實現(xiàn)了購票、檢票、計費、收費、統(tǒng)計的自動化，給乘客 和公交公司帶來方便，但在車載自動檢票機交易數(shù)據(jù)的采集、轉儲上仍然不太方便。目前的 做法是使用數(shù)據(jù)采集器將車載自動檢票機中的交易數(shù)據(jù)轉儲到公交線路總站計算機，同時 向車載檢票機下載費率和黑名單等參數(shù)，設備通常采用紅外或RS232接口。這使得每輛公 交車回到公交總站后需要通過人工手持數(shù)據(jù)采集器完成車載自動檢票機交易數(shù)據(jù)的采集、 轉儲工作，造成大量人力資源浪費。由于公交車上人流量大，在一些繁忙線路上尤其在高峰時間段車內很擁擠，再加 上公交車的移動性，這些因素使得公交車上的公共安全成為城市公共安全管理的軟肋。安 防視頻監(jiān)控是城市公共安全管理的有效技術手段，雖然目前已經(jīng)有一些用于公交車視頻監(jiān) 控的產品和實際應用案例，但是在監(jiān)控圖像的清晰度和連續(xù)性上仍然不能令人滿意。這 是由于目前的產品大多采用CDMA2000 Ix移動網(wǎng)絡作為監(jiān)控圖像的傳輸通道，目前國內 CDMA2000 Ix系統(tǒng)可以承載的上行理論峰值數(shù)據(jù)吞吐量不過153. 6kbps (由于車載監(jiān)控圖 像的傳輸是由車載終端向基站傳輸，即通過上行無線鏈路傳輸，因此這里主要考慮上行鏈 路吞吐量)，即使是通過目前產品中普遍采用的方法——將兩個CDMA2000 Ix模塊捆綁在 一起，其總的上行理論峰值數(shù)據(jù)吞吐量也小于300kbps，再考慮到移動通信系統(tǒng)的其它開銷 和無線環(huán)境的影響，上述產品中實際TCP吞吐量在實際應用中小于200kbps。而對于目前商 用視頻監(jiān)控系統(tǒng)而言，即使采用壓縮效率較高的MPEG4或H. 264壓縮編碼格式，要保證較好 的連續(xù)性和圖像質量，一路每秒25幀的CIF分辨率圖像所需的傳輸帶寬至少保證500kbps TCP吞吐量，而最近幾年公共安全監(jiān)控普遍采用的25幀的Dl分辨率圖像每路所需的傳輸帶 寬至少保證1.5Mbps TCP吞吐量。目前的產品顯然無法達到這樣的傳輸帶寬，只能采取犧 牲圖像質量的辦法，如降低幀率(目前應用的系統(tǒng)普遍只能達到10-15幀)和降低分辨率。 其實從技術層面分析，采用目前或將來可以預見的移動網(wǎng)絡技術傳輸大量無線監(jiān)控圖像都 是不現(xiàn)實的。這是因為移動網(wǎng)絡是被設計成為大量用戶提供通信服務的公眾網(wǎng)絡，它需要 考慮多用戶之間的公平性和頻譜使用效率(每個載頻盡可能為更多用戶提供服務)，而上 述基于CDMA2000 Ix的移動圖像傳輸產品需要移動網(wǎng)絡為每個車載終端分配一個單獨使 用的載頻，這是不太現(xiàn)實的。即使是將來網(wǎng)絡采用了 3. 5G的HSPA技術，其上行理論峰值數(shù) 據(jù)吞吐量也只有5. 7Mbps，單載頻可承載的監(jiān)控視頻流數(shù)量也非常有限，要大規(guī)模應用一樣不現(xiàn)實。相比移動網(wǎng)絡的傳輸帶寬，無線局域網(wǎng)WLAN系統(tǒng)則具備更高的系統(tǒng)帶寬，更適合 用于傳輸監(jiān)控圖像。如基于IEEE802. Ilg表中的WLAN系統(tǒng)在20MHz帶寬內可提供54Mbps 的峰值吞吐量，可承載22Mbps TCP吞吐量，而近幾年發(fā)展起來的基于IEEE802. Iln技術的 WLAN系統(tǒng)則支持50Mbps的TCP吞吐量。但是WLAN系統(tǒng)也有其局限性，即單個接入點的覆 蓋區(qū)域很小，要實現(xiàn)城市道路或高速道路的連續(xù)覆蓋代價非常大，從經(jīng)濟性考慮基本不可 行。美國專利US7467028B2提出一種車載通信系統(tǒng)和方法，包括車載通信終端和后臺 計算機，車載通信終端可通過第一無線網(wǎng)絡(寬帶無線網(wǎng)絡)或第二無線網(wǎng)絡從后臺計算 機中下載經(jīng)壓縮處理的音樂文件。該專利專門針對車載音樂娛樂需求，提出了車載臺如何 通過無線網(wǎng)絡下載音樂文件的方法和系統(tǒng)，但是未涉及公共交通領域交易數(shù)據(jù)、安防監(jiān)控 數(shù)據(jù)如何自動采集的問題。中國專利CN200810047014. 3提出一種實現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信的系統(tǒng)和方 法，通過在高速公路沿線部署WLAN無線接入點實現(xiàn)連續(xù)覆蓋、在車輛上安裝車載WLAN無線 通信終端來提供車輛寬帶通信服務。但是正如上文所述，這樣做雖然理論上可行，但是實際 實施成本太高。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對目前車載無線通信市場和產品存在的問題提出了一種能夠使車輛在 特定區(qū)域自動與后臺系統(tǒng)之間進行大量數(shù)據(jù)交換的無線通信方法和系統(tǒng)。具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供一個車載無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至 少兩臺車載無線通信終端和一個后臺應用子系統(tǒng)，他們之間通過TCP/IP協(xié)議完成通信。后 臺應用子系統(tǒng)可遠程控制車載無線終端進行參數(shù)配置、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)下載和工作狀態(tài)轉 移。車載無線終端支持第一無線網(wǎng)絡和第二無線網(wǎng)絡，其中第一無線網(wǎng)絡為無線寬帶網(wǎng)絡， 第二無線網(wǎng)絡是實現(xiàn)廣域覆蓋的移動通信網(wǎng)絡。本發(fā)明進一步提出一種車載無線通信方法，所述方法包括下列步驟1)車載無線通信終端接收并識別周圍無線網(wǎng)絡信號，尋找預先設定的無線網(wǎng)絡； 若成功則執(zhí)行步驟3)，否則執(zhí)行步驟2)；2)發(fā)出報警信息，轉入待機狀態(tài)。3)向步驟1)尋找到的無線網(wǎng)絡發(fā)起呼叫連接，接入此無線網(wǎng)絡并進而通過其核 心網(wǎng)連接至Internet網(wǎng)絡；4)通過上述無線網(wǎng)絡和位于Internet網(wǎng)絡的后臺應用子系統(tǒng)完成業(yè)務數(shù)據(jù)交換。其中步驟1)由預先定義的條件觸發(fā)，該觸發(fā)條件包括當前位置與預設目標位置 的距離小于預設閾值Dtl ；或者到達預設觸發(fā)時間點；或者接收到觸發(fā)信號。本發(fā)明進一步提出一種車載無線通信終端裝置，該裝置包括一個CPU主控制單元用于完成對各功能單元的初始化和功能控制，并通過數(shù)據(jù)總 線完成和其它單元的數(shù)據(jù)交換；一個存儲單元，通過數(shù)據(jù)總線和CPU單元連接，用于業(yè)務數(shù)據(jù)和程序代碼存儲并 可由CPU單元調用；
一個無線通信單元，通過數(shù)據(jù)和控制信號線和CPU單元連接，該單元包括全球定 位系統(tǒng)(GPS)子單元和無線終端子單元，GPS負責實時捕獲GPS衛(wèi)星信號、計算并獲得位置 信息并輸出給CPU單元，無線終端負責在CPU控制下和無線網(wǎng)絡建立無線鏈路；一個輸入單元，通過串行信號線和CPU單元連接，用于輸入控制參數(shù)或指令；一個顯示單元，通過串行信號線和CPU連接，用于顯示置的工作狀態(tài)和播放音、視 頻信息流；一個外設接口單元，通過數(shù)據(jù)和控制信號線和CPU單元連接，用于完成與車載自 動檢票機和車載監(jiān)控設備的雙向數(shù)據(jù)連接。應用本發(fā)明可以方便地實現(xiàn)車載設備和后臺應用子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)自動交換，特 別是大容量的數(shù)據(jù)交換，比如車載監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳、車載廣告數(shù)據(jù)下載等等。同時，本發(fā)明的 實施方法還兼顧了經(jīng)濟性和技術可行性。結合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更 加清楚。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的車載無線終端裝置的結構框圖。圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的車載無線終端裝置與車載檢票機以及車 載監(jiān)控系統(tǒng)的連接方式。圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的網(wǎng)絡拓撲圖。圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的車載無線終端裝置中無線通信單元工作 流程圖。圖5表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的車載無線終端裝置與后臺應用子系統(tǒng)進 行數(shù)據(jù)交換的流程圖。圖6表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的車載無線終端裝置采用雙無線終端方案 時的功能框圖。圖7表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的車載無線終端裝置采用雙無線終端單元 后的網(wǎng)絡拓撲圖。圖8表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的車載無線終端裝置第二無線終端子單元 應急傳輸模式一的流程圖。圖9表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的車載無線終端裝置第二無線終端子單元 應急傳輸模式二的流程圖。圖10是本發(fā)明系統(tǒng)中后臺應用子系統(tǒng)結構框圖。圖11是本發(fā)明系統(tǒng)中后臺應用子系統(tǒng)業(yè)務處理單元的結構框圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。圖1給出的是本發(fā)明涉及的無線通信終端裝置功能框圖。該裝置包括以下主要功 能單元1)CPU作為該裝置的主控制單元，其中運行著一組基于實時操作系統(tǒng)(RTOS)的軟件代碼。該單元完成對其它功能單元的初始化和功能控制，并通過數(shù)據(jù)總線完成和其它單 元的數(shù)據(jù)交換。2)同步動態(tài)隨機存儲器(SDRAM)、閃速存儲器(Flash)單元負責業(yè)務數(shù)據(jù)和軟件 代碼存儲并可由CPU單元調用。它們通過并行數(shù)據(jù)總線和CPU單元連接。3)存儲單元負責保存從外部連接設備讀取的大容量數(shù)據(jù)，它和CPU單元通過高速 并行或串行總線連接。在此實施例中它用于保存車載監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控圖像，即通過以太網(wǎng) 口獲取經(jīng)過編碼后的實時監(jiān)控圖像碼流并按照一定時間段打包保存，同時在每個數(shù)據(jù)包上 打上時間標簽。4)無線通信單元包括全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊和無線終端模塊，GPS模塊負責實 時捕獲GPS衛(wèi)星信號、計算獲得位置信息并輸出給CPU單元，無線終端模塊負責在CPU控制 下和無線網(wǎng)絡建立連接并交互數(shù)據(jù)。5)輸入單元提供鍵盤和快捷按鈕等輸入方式，用于對上述無線通信終端裝置輸入 控制參數(shù)或指令。6)顯示單元包括用于顯示上述無線通信終端裝置工作狀態(tài)的指示燈和用于播放 音、視頻信息流的喇叭、顯示屏以及相應的驅動模塊。7)外設接口單元負責完成與其它車載設備的雙向數(shù)據(jù)連接，如本實施例中它將通 過不同的接口電路實現(xiàn)與車載檢票機和車載監(jiān)控設備的連接。上述無線通信終端裝置將被安裝在公共交通車輛上使用，它通過外設接口單元中 的紅外接口電路實現(xiàn)與車載檢票機的連接，通過外設接口單元中的以太網(wǎng)口和車載監(jiān)控系 統(tǒng)連接，如圖2所示。為了圖示簡潔，上述功能框圖中略去了其它外圍功能單元，如為該裝置硬件電路 提供工作基準時鐘的時鐘單元、為各硬件電路提供工作電源的供電單元等等。值得注意的 是，本發(fā)明涉及的無線通信終端裝置采用的是分布式的硬件結構，即圖1和圖2所示功能單 元可根據(jù)具體實施情況采用分布式布局，如外設接口單元中的紅外接口部分可接近車載檢 票機安裝，顯示單元中的顯示屏可安裝在車內便于乘客觀看的位置，然后通過數(shù)據(jù)電纜將 這些外置模塊和無線通信終端裝置主體機連接。安裝了上述裝置的公共交通車輛將在預先規(guī)劃的區(qū)域內通過無線網(wǎng)絡和后臺應 用子系統(tǒng)完成大容量數(shù)據(jù)交換，如圖3所示。在公交車總站、長途客運站、高速休息區(qū)等區(qū) 域部署WLAN接入點，實現(xiàn)對上述區(qū)域的無線寬帶覆蓋，各區(qū)域的WLAN接入點通過電信運營 商的寬帶接入網(wǎng)連接至Internet網(wǎng)絡。運行著公共交通行業(yè)應用軟件的應用服務器通過 防火墻、寬帶路由器連接Internet網(wǎng)絡，這樣用戶聯(lián)網(wǎng)(連接至Internet)計算機、位于 WLAN覆蓋區(qū)的車載無線通信終端均可通過Internet網(wǎng)絡實現(xiàn)與應用服務器的通信。圖4給出了車載無線通信終端裝置無線通信單元工作流程。該裝置中的WLAN無 線單元平時處于休眠狀態(tài)，除非CPU單元檢測到啟動WLAN無線單元的觸發(fā)條件。該觸發(fā)條 件可以是安裝了本發(fā)明裝置的公共交通車輛進入預先定義的區(qū)域(公交車總站、長途客 運站、高速休息區(qū)等)，即CPU經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)車輛距離預先存入位置信息的WLAN接入點小于 閾值Dtl，Dtl為該WLAN接入點的有效覆蓋距離；或者車輛操控人員(駕駛員或售票員)通過 快捷按鈕強制啟動；對于一些車輛基本按照預定時間表運行的應用場合，如鐵路、城市軌道 交通，也可以由預設啟動時間觸發(fā)。一旦CPU檢測到WLAN無線單元啟動的觸發(fā)條件將通過控制信號啟動WLAN無線單元，并控制該單元掃描周圍的WLAN接入點信號，通過接收并識別 其廣播包中包含的服務集合標識符SSID (Services Set Identifier)、接入點MAC地址來尋 找預設的有效接入點。如果在預設的時間Ttl內找到合適的接入點且其信號強度優(yōu)于預設閾 值RSSItl,則通過WLAN系統(tǒng)接入流程完成和WLAN接入點的連接。否則輸出告警信息，等待人 工干預。信號閾值RSSItl根據(jù)接入點和車載終端的接收靈敏度以及應用環(huán)境的無線鏈路預 算確定，目的是保證承載終端和接入點之間可以建立穩(wěn)定的帶寬足夠的無線鏈路。建立和 WLAN接入點的無線連接后，車載無線通信終端隨即開始與后臺應用服務器進行大容量數(shù)據(jù) 交換。具體的數(shù)據(jù)交換流程如圖5所示1)車載無線通信終端向應用服務器發(fā)出系統(tǒng)登陸請求消息，其中包含了自身的身 份識別信息。2)應用服務器接收到登陸請求信息后經(jīng)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)比較鑒別，對于合法車 載終端反饋登陸確認消息，并在車載終端管理模塊中記錄此次登陸信息。3)應用服務器進而檢查該車輛的運行狀態(tài)，如果是剛完成一次運營任務返回的車 輛則向其發(fā)出上傳檢票機交易數(shù)據(jù)指令消息。4)車載無線通信終端接收到上述指令后將本次運營發(fā)生的交易數(shù)據(jù)通過紅外接 口由車載檢票機中讀出并通過WLAN無線終端單元發(fā)送給應用服務器。5)完成檢票機交易數(shù)據(jù)上傳后，應用服務器根據(jù)需要將此臺車載檢票機所需的更 新參數(shù)(如費率、黑名單等)通過車載無線通信終端下載至車載檢票機。6)完成車載檢票機數(shù)據(jù)交換后，應用服務器進一步向該車輛發(fā)出上傳車載監(jiān)控數(shù) 據(jù)的指令消息。該消息包括需要上傳的監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)的起始時間標簽。7)車載無線通信終端接收到上述指令后將保存在存儲單元的監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)自起 始時間標簽對應的數(shù)據(jù)包直到最近的數(shù)據(jù)包依次發(fā)送給應用服務器。8)完成監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳后，應用服務器將根據(jù)需要向該車載無線通信終端下載該車 的車載廣告數(shù)據(jù)，用于該車下一次運營時播放。9)最后應用服務器向該車載無線通信終端發(fā)送數(shù)據(jù)交互完成消息，該車載無線通 信終端接收到此消息后其WLAN無線終端單元重新進入休眠狀態(tài)。上述步驟中第4、5、7、8步都涉及應用數(shù)據(jù)的傳輸，這些步驟中都應該包括一個該 類數(shù)據(jù)傳輸開始消息和傳輸結束消息，這里為了簡潔起見在圖示和步驟描述中都略去未 提。為了保證車輛在發(fā)生緊急狀況時可以立即和后臺應用子系統(tǒng)聯(lián)系并上報車輛狀 況信息，如報警信息、實時監(jiān)控圖像等，可以通過在本發(fā)明裝置的無線通信單元中增加第二 無線終端模塊來實現(xiàn)。如圖6所示，第一無線終端模塊采用寬帶無線技術，本說明書以WLAN 無線終端模塊為例說明具體實施方式
，第一無線終端模塊負責在預先設定的區(qū)域內通過 WLAN無線網(wǎng)絡和后臺應用子系統(tǒng)完成大容量數(shù)據(jù)交換。而第二終端模塊則采用已實現(xiàn)廣 域覆蓋的移動通信技術，例如CDMA2000 EVDO, WCDMA或者TD-SCDMA模塊，以便保證能夠隨 時隨地接入網(wǎng)絡。圖7給出了采用2套無線終端模塊后的系統(tǒng)示意圖，由圖可見，安裝了本 發(fā)明裝置的車輛除了在預先設定的區(qū)域(公交總站、長途客運站、高速休息區(qū)等)可以通過 WLAN網(wǎng)絡實現(xiàn)和后臺應用子系統(tǒng)的大容量數(shù)據(jù)交換，還可以在行駛途中任何地點通過第二 無線終端模塊接入移動通信網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)和后臺應用子系統(tǒng)的通信。在車輛運行過程中，第二無線終端模塊可根據(jù)實際情況采取不同的工作模式1) 一直保持網(wǎng)絡接入狀態(tài)，在正常情況時定時向后臺應用子系統(tǒng)上報行車狀況， 包括位置信息、車況、若干幀車內監(jiān)控實時圖像等。一旦發(fā)生緊急情況，本發(fā)明裝置可通過 傳感器輸入信號觸發(fā)或按鈕觸發(fā)進入緊急傳輸狀態(tài)，向后臺應用子系統(tǒng)上報緊急狀況，包 括位置信息、緊急狀況事件消息、緊急狀態(tài)觸發(fā)時刻前Tf秒開始的車內監(jiān)控圖像等，如圖8 所示。2)或者在正常情況下保持待機狀態(tài)，一旦發(fā)生緊急情況，本發(fā)明裝置可通過傳感 器輸入信號觸發(fā)或按鈕觸發(fā)先進行無線網(wǎng)絡呼叫接入，然后進入緊急傳輸狀態(tài)，向后臺應 用子系統(tǒng)上報緊急狀況，包括位置信息、緊急狀況事件消息、緊急狀態(tài)觸發(fā)時刻前Tf秒開始 的車內監(jiān)控圖像等，如圖9所示。第二無線終端模塊呼叫網(wǎng)絡時可申請建立并發(fā)業(yè)務，以便實現(xiàn)上述緊急情況上報 的同時還可保持車載終端和后臺應用子系統(tǒng)之間的雙向語音通信。后臺應用子系統(tǒng)在實現(xiàn)時采用分布式、模塊化的架構?？筛鶕?jù)系統(tǒng)應用規(guī)模靈活 采用單臺服務器或多臺服務器群組組成應用系統(tǒng)硬件平臺。如圖10和圖11所示，運行在 此硬件平臺上的應用程序包括業(yè)務處理(SP)和數(shù)據(jù)庫(DB)兩個邏輯功能單元。其中數(shù)據(jù) 庫單元是多種邏輯數(shù)據(jù)庫的綜合，包括用戶(CDB)及業(yè)務數(shù)據(jù)庫(SDB)。CDB存儲的用戶數(shù) 據(jù)包括用戶屬性信息和用戶業(yè)務申請使用記錄，SDB存儲的業(yè)務數(shù)據(jù)包括公交車輛上傳的 檢票機交易數(shù)據(jù)、監(jiān)控圖像、等待下載到公交車輛的檢票機業(yè)務數(shù)據(jù)(費率、黑名單等)和 廣告數(shù)據(jù)，以及其它基于本發(fā)明系統(tǒng)的新增服務的業(yè)務數(shù)據(jù)。業(yè)務處理單元完成系統(tǒng)所有 的業(yè)務處理功能，包括接口協(xié)議適配、用戶管理、業(yè)務管理、業(yè)務引擎、Web Server等功能單 元。接口適配單元IF負責基于TCP/IP協(xié)議完成應用系統(tǒng)和車載無線通信終端以及用戶現(xiàn) 有應用系統(tǒng)(如一卡通票務系統(tǒng))之間的通信，完成其中控制和業(yè)務消息的封裝與拆封；用 戶管理單元CM負責管理此應用系統(tǒng)的用戶(公交公司、長途客運公司、廣告公司等)、統(tǒng)計 用戶的業(yè)務使用情況、接受用戶的業(yè)務請求、按照客戶要求輸出業(yè)務統(tǒng)計數(shù)據(jù)和業(yè)務監(jiān)控 界面、按照用戶的業(yè)務請求向業(yè)務管理單元SM發(fā)起服務請求；業(yè)務管理單元SM負責解析并 響應CM發(fā)起的用戶服務請求、管理各車載無線通信終端、管理和控制業(yè)務引擎SE完成對業(yè) 務的處理流程；業(yè)務引擎單元SE實現(xiàn)主要業(yè)務邏輯，負責按照SM的指令，完成DB檢索和記 錄、業(yè)務數(shù)據(jù)的組合封裝、業(yè)務數(shù)據(jù)和車載終端的關聯(lián)、業(yè)務數(shù)據(jù)發(fā)布等業(yè)務處理流程；Web Server單元負責在CM的管理下通過Web方式向用戶提供使用界面，提供業(yè)務目錄、業(yè)務宣 傳推廣信息，提供用戶注冊登記、業(yè)務定制、帳務查詢、用戶信息登記、維護和查詢等界面。實施本發(fā)明為用戶帶來的收益是明顯的。首先，公交車輛車載檢票機的運營數(shù)據(jù) 不再需要人力去下載、上傳，而是在車輛進入預先設計的數(shù)據(jù)交互區(qū)域時(如公交總站、長 途客運站、高速休息區(qū)等區(qū)域)自動完成數(shù)據(jù)的上傳和下載，并可通過Internet鏈路和用 戶現(xiàn)有票務管理系統(tǒng)對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動匯總和分發(fā)。其次，以較經(jīng)濟的方式實現(xiàn)了大容 量、高質量的車輛安防監(jiān)控數(shù)據(jù)自動回傳存儲，以便安全部門事后調查取證。以一輛公交 車一次運行某線路為例，假設所用時間為1小時，公交總站采用IEEE802. Ilg無線接入點 覆蓋，車載監(jiān)控系統(tǒng)輸出的圖像為Dl分辨率、1. 5Mbps碼流，則1小時運行時間內存儲在車 載無線通信終端的監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)有1. 5x60x60 = 5400Mbps，通過TCP承載能力為22Mbps 的WLAN系統(tǒng)傳輸需要的時間為5400/22 246s，約4分鐘。如果WLAN系統(tǒng)改為采用IEEE802. Iln技術，則圖像傳輸時間變?yōu)?400/50 = 108s，不到2分鐘。考慮到車輛進入公 交總站的時間是相互錯開的，即各車輛會分時使用WLAN系統(tǒng)傳輸監(jiān)控圖像，因此不會造成 容量瓶頸。由此可見采用本發(fā)明的方法是切實可行的。同時，本發(fā)明還設計了在突發(fā)事件 時的緊急傳輸機制，可及時獲取發(fā)生突發(fā)事件前后短時間內的實時監(jiān)控圖像資料。最后，本 發(fā)明還很容易幫助用戶實現(xiàn)獨特的車載移動廣告業(yè)務，例如針對不同的公交線路投放不同 類型的廣告，不同時間段播放不同類型的廣告，由GPS信息觸發(fā)關聯(lián)廣告等等。本領域的技術人員應當能夠理解，雖然上述實施方式中采用WLAN來說明車載臺 和后臺應用子系統(tǒng)之間大容量數(shù)據(jù)交互的方法，但實際上本發(fā)明的方法和系統(tǒng)同樣適用于 基于其它任何具有足夠吞吐量的寬帶無線技術來實現(xiàn)上述目的，例如WiMAX技術。同樣，雖 然上述實施方式中采用CDMA2000 EVD0,WCDMA或者TD-SCDMA等3G技術來說明車載臺和后 臺應用子系統(tǒng)之間的應急數(shù)據(jù)傳輸，但實際上本發(fā)明的方法和系統(tǒng)同樣適用于基于其它任 何已實現(xiàn)廣域覆蓋的移動通信技術來實現(xiàn)上述目的，例如今后將實施的LTE、4G等無線技 術。不脫離本發(fā)明的范圍和構思，上述車載無線通信的方法和系統(tǒng)可以做出多種改變 和變形。比如，為了改善車載監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳的滯后性，可以在公交線路沿線車站部署WLAN 接入點，這樣公交車只要進入沿線車站的WLAN有效覆蓋區(qū)域就會自動上傳車載無線通信 終端中緩存的監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)，從而大大改善后臺系統(tǒng)獲取監(jiān)控數(shù)據(jù)的滯后性。進一步的，隨 著技術進步和系統(tǒng)成本的降低，也可以在公交沿線實現(xiàn)WLAN連續(xù)覆蓋，則監(jiān)控圖像的滯后 性問題就會得到更本解決。本發(fā)明的范圍由所附權利要求書確定。
權利要求
一種提供車載無線通信的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括至少兩臺車載無線通信終端和一個后臺應用子系統(tǒng)，他們之間通過TCP/IP協(xié)議完成通信，后臺應用子系統(tǒng)可遠程控制車載無線終端進行參數(shù)配置、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)下載和工作狀態(tài)轉移。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車載無線通信終端支持第一無線通 信網(wǎng)絡和第二無線通信網(wǎng)絡，所述第一無線通信網(wǎng)絡為無線寬帶網(wǎng)絡，第二無線通信網(wǎng)絡 為實現(xiàn)廣域覆蓋的移動通信網(wǎng)絡。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述后臺應用子系統(tǒng)運行在一臺或數(shù) 臺服務器上，包括業(yè)務處理單元和數(shù)據(jù)庫單元，其中業(yè)務處理單元完成后臺應用子系統(tǒng)所 有的業(yè)務處理功能，包括接口協(xié)議適配、用戶管理、業(yè)務管理、業(yè)務邏輯實現(xiàn)、Web Server功 能，數(shù)據(jù)庫單元是多種邏輯數(shù)據(jù)庫的綜合，包括用戶及業(yè)務數(shù)據(jù)庫。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述后臺應用子系統(tǒng)軟件的業(yè) 務處理單元包括接口適配子單元IF，負責基于TCP/IP協(xié)議完成應用子系統(tǒng)和車載無線通信終端以及 用戶現(xiàn)有應用系統(tǒng)之間的通信，完成其中控制和業(yè)務消息的封裝與拆封；用戶管理子單元CM，負責管理此應用系統(tǒng)的用戶、統(tǒng)計用戶的業(yè)務使用情況、接受用戶 的業(yè)務請求、按照客戶要求輸出業(yè)務統(tǒng)計數(shù)據(jù)和業(yè)務監(jiān)控界面、按照用戶的業(yè)務請求向業(yè) 務管理子單元SM發(fā)起服務請求；業(yè)務管理子單元SM,負責解析并響應CM發(fā)起的用戶服務請求、管理各車載無線通信終 端、管理和控制業(yè)務引擎SE完成對業(yè)務的處理流程；業(yè)務引擎子單元SE，負責實現(xiàn)業(yè)務邏輯，負責按照SM的指令，完成DB檢索和記錄、業(yè)務 數(shù)據(jù)的組合封裝、業(yè)務數(shù)據(jù)和車載終端的關聯(lián)、業(yè)務數(shù)據(jù)發(fā)布等業(yè)務處理流程；Web Server子單元，負責在CM的管理下通過Web方式向用戶提供使用界面，提供業(yè)務 目錄、業(yè)務宣傳推廣信息，提供用戶注冊登記、業(yè)務定制、帳務查詢、用戶信息登記、維護和 查詢界面。
5.一種提供車載無線通信的方法，所述方法包括下列步驟1)車載無線通信終端接收并識別周圍無線網(wǎng)絡信號，尋找預先設定的無線網(wǎng)絡；若成 功則執(zhí)行步驟3)，否則執(zhí)行步驟2)；2)發(fā)出報警信息，轉入待機狀態(tài)。3)向步驟1)尋找到的無線網(wǎng)絡發(fā)起呼叫連接，接入此無線網(wǎng)絡并進而通過其核心網(wǎng) 連接至Internet網(wǎng)絡；4)通過上述無線網(wǎng)絡和位于Internet網(wǎng)絡的后臺應用子系統(tǒng)完成業(yè)務數(shù)據(jù)交換。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述無線網(wǎng)絡包括第一無線通信網(wǎng)絡和 第二無線通信網(wǎng)絡，第一無線通信網(wǎng)絡為無線寬帶網(wǎng)絡，第二無線通信網(wǎng)絡為實現(xiàn)廣域覆 蓋的移動通信網(wǎng)絡。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第一步驟對周圍無線網(wǎng)絡信號進 行接收和識別由預先定義的條件觸發(fā)，該觸發(fā)條件包括當前位置與預設目標位置的距離 小于預設閾值Dtl ；或者到達預設觸發(fā)時間點；或者接收到觸發(fā)信號。
8.根據(jù)權利要求5-7中任意一項所述的方法，其特征在于，所述預先設定的無線網(wǎng)絡 由能夠唯一識別其身份并可通過其發(fā)送的廣播信息獲取的識別符定義。
9.根據(jù)權利要求5-8中任意一項所述的方法，其特征在于，所述第四步驟的業(yè)務數(shù)據(jù) 交換通過第一無線通信網(wǎng)絡完成，分為以下幾個步驟1)車載無線通信終端向后臺應用子系統(tǒng)發(fā)出登陸請求消息并等待響應，所述登陸請求 消息中包括請求者的身份識別信息；2)車載無線通信終端獲得后臺應用子系統(tǒng)的登陸確認消息后繼續(xù)等待業(yè)務消息；3)車載無線通信終端按照后臺應用子系統(tǒng)發(fā)來的業(yè)務消息指示完成相應的業(yè)務數(shù)據(jù) 發(fā)送和接收。
10.根據(jù)權利要求5-9中任意一項所述的方法，其特征在于，所述業(yè)務數(shù)據(jù)包括車載檢 票機交易數(shù)據(jù)和參數(shù)、車載監(jiān)控數(shù)據(jù)和/或車載廣告數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權利要求5-8中任意一項所述的方法，其特征在于，所述第四步驟的業(yè)務數(shù)據(jù) 交換通過第二無線通信網(wǎng)絡完成，分為以下幾個步驟1)車載無線通信終端按照預先設定的時間周期向后臺應用子系統(tǒng)發(fā)出正常狀態(tài)報告 消息，所述正常狀態(tài)報告消息包括車輛當前位置信息、車況信息和/或車載監(jiān)控圖像片斷， 如果接收到觸發(fā)信號則執(zhí)行步驟2)和步驟3)，否則重復執(zhí)行步驟1)；2)車載無線通信終端向后臺應用子系統(tǒng)發(fā)出緊急狀態(tài)報告消息，所述緊急狀態(tài)報告消 息中包括發(fā)送者的身份識別信息和緊急狀態(tài)事件標識號；3)車載無線通信終端向后臺應用子系統(tǒng)上傳業(yè)務數(shù)據(jù)，所述業(yè)務數(shù)據(jù)包括發(fā)生緊急狀 態(tài)前Tf時刻開始的監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)。
12.—種車載無線通信終端裝置，其特征在于，該裝置有一個CPU主控制單元用于完成對各功能單元的初始化和功能控制，并通過數(shù)據(jù)總線完 成和其它單元的數(shù)據(jù)交換；一個存儲單元，通過數(shù)據(jù)總線和CPU單元連接，用于業(yè)務數(shù)據(jù)和程序代碼存儲并可由 CPU單元調用；一個無線通信單元，通過數(shù)據(jù)和控制信號線和CPU單元連接，該單元包括全球定位系 統(tǒng)(GPS)子單元和無線終端子單元，GPS負責實時捕獲GPS衛(wèi)星信號、計算并獲得位置信息 并輸出給CPU單元，無線終端負責在CPU控制下和無線網(wǎng)絡建立無線鏈路；一個輸入單元，通過串行信號線和CPU單元連接，用于輸入控制參數(shù)或指令；一個顯示單元，通過串行信號線和CPU連接，用于顯示置的工作狀態(tài)和播放音、視頻信 息流；一個外設接口單元，通過數(shù)據(jù)和控制信號線和CPU單元連接，用于完成與車載自動檢 票機和車載監(jiān)控設備的雙向數(shù)據(jù)連接。
13.根據(jù)權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述存儲單元包括存儲程序代碼和CPU 運行參數(shù)的存儲器和存儲業(yè)務數(shù)據(jù)的大容量存儲器。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的裝置，其特征在于，所述無線通信單元中的無線終端 子單元包括兩個獨立的子單元，第一無線終端子單元支持寬帶無線通信技術，第二無線終 端子單元支持廣域覆蓋的移動通信技術。
15.根據(jù)權利要求12-14任一項所述的裝置，其特征在于，所述外設接口單元包括一個 紅外接口和一個以太網(wǎng)口。
16.根據(jù)權利要求12-15任一項所述的裝置，其特征在于，所述各單元采用分布式結構，顯示單元以及外設接口單元中的紅外接口和主機分離，之間用電纜連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)車載無線通信的方法、裝置及系統(tǒng)。在車輛上部署車載無線通信裝置，該裝置通過接口和其它車載設備連接，支持第一無線網(wǎng)絡和第二無線網(wǎng)絡；同時部署連接至Internet網(wǎng)絡的后臺應用子系統(tǒng)；通過實施本發(fā)明的方法車載無線通信裝置可通過第一無線網(wǎng)絡自動完成車載設備和后臺應用子系統(tǒng)之間的大容量數(shù)據(jù)交換，在發(fā)生緊急狀況時，車載無線通信裝置通過第二無線網(wǎng)絡向后臺應用子系統(tǒng)發(fā)送狀態(tài)報告和業(yè)務數(shù)據(jù)。應用本發(fā)明可較方便地實現(xiàn)車載檢票機交易數(shù)據(jù)采集、車載監(jiān)控數(shù)據(jù)集中上傳、車載廣告數(shù)據(jù)定期下載更新，以及其它車載數(shù)據(jù)服務。
文檔編號G07B11/00GK101998686SQ20091005631
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月13日 優(yōu)先權日2009年8月13日
發(fā)明者胡樂樂 申請人:胡樂樂