嵌入式智能車載免提電話系統及遠程數據連接方法

專利名稱：嵌入式智能車載免提電話系統及遠程數據連接方法
技術領域：
本發明屬于通信、電子領域，涉及車載語音通話、車載無線網絡數據連接 技術及應用于車載計算機上的智能控制技術。
背景技術：
隨著汽車工業的發展，汽車已成為人們重要的出行途徑。同時隨著信息時 代的到來，信息交流的重要性變得越來越高。在行車過程中，語音通話成了不 可避免的事情。但從安全角度考慮，行車期間的通話可能會導致危險的發生。 因此車載嵌入式免提語音通話系統無疑是解決車載行車安全和實時通信要求的 最佳方案。
目前市場上的車載免提電話系統主要分為以下三種低檔次的免提電話，(1) 主要為電源使用點煙器直插式，安裝簡單，成本低，但通話音質差；(2)使用 車載免提配件的手機；由于具有車載免提配件的手機產品不多，車主的可選擇 范圍較小；(3)安裝于高檔車上的專用汽車電話；通話質量高，但成本高，在 中低端汽車領域的應用性較差。

發明內容
本實用車載系統的目的是設計一種廉價、實用、集成高質量免提通話功能 及無線數據連接功能的車載電話系統，滿足經濟型車型的需要。
為達到上述目的，本發明的解決方案是嵌入式智能車載免提電話及遠程 數據連接系統，包括GPRS模塊，該GPRS模塊還包括與之相連的SIM卡輸入 電路、音頻輸入電路、串行通信相關電路、啟動電路以及相應的實現音頻輸入 輸出功能及音頻切換功能的音頻輸出輸入選通控制電路。
迸一步，設置隔離電源對系統迸行供電。
上述系統的控制方法，包括 GPRS模塊通過啟動電路啟動； 從SIM卡中讀取配置文件，完成初始化；
接受通過串行口串來的AT控制命令，完成語音通話及無線GPRS數據連接 功能；使用相應的音頻控制電路實現音頻輸入、輸出功能及音頻切換功能。 進一步，系統接受原汽車影音系統的輸出，以及免提電話的音頻輸出，通
過選通電路來控制哪一路音頻將連接到音頻輸出端子，與汽車功放相連。
選通原車載影音系統輸入作為車載功放的輸入線路；在需要語音通話的時 候，智能選通本系統作為車載功放的輸入線路。
包括無線數據連接控制、免提電話控制、選通控制；無線數據連接控制包 括GPRS撥號上網，可以通過IE實現上網；免提電話控制包括主動撥號，電話 接聽，掛斷，鈴聲設置、模式切換、音量控制等；選通控制包括智能的根據當 前的工作狀態切換輸入到功放的音頻線路，以及功放的電源控制。
本發明提出了一種能夠提供免提語音通話、無線數據連接功能的車載嵌入 式電子系統解決方案。它是在GPRS模塊的基礎上，添加必要的輸入、輸出處 理電路，使其具有音頻切換功能，可方便的插入到汽車功放前級。系統通過串 行總線與車載電腦通信，通過運行于車載電腦上的智能控制程序，控制GPRS 模塊，實現無線GPRS數據連接功能，智能音頻切換功能，滿足車載娛樂與辦 公的需要。
本發明主要包括兩部分車載語音通話處理模塊、嵌入式系統智能控制方法。
車載語音通話處理模塊
a) 基于專業的GPRS語音通信模塊，在實現高質量語音通話的同時，可以 滿足無線數據連接上網的功能。具有獨立SIM卡，抗干擾能力強。GPRS 模塊接受從串口來的AT指令，進行系統參數配置。完成語音通話、 Internet上網功能。系統功能集成度高，可降低集成應用成本。系統結構 框圖如圖l所示。由于車載GPRS模塊的音頻輸出接口為BTL形式，而 標準汽車接口為OTL形式，通過如下的轉換滿足系統的需要。
b) 設置音頻切換控制模塊，添加音頻輸入、輸出端子，使本系統可以無縫 的插入到汽車己有的車載影音系統中。集成隔離電源可為汽車功放供電 且具有選通功能。可以通過上層軟件控制，在本系統沒有使用車載功放 的時候，智能的切換到車載原有的影音系統音頻輸出。靈活性高，適用 性強。
上層智能控制方法
本系統所用的GPRS模塊通過串行口與嵌入式系統進行信息交換，采用AT 命令對GPRS模塊進行設置及監控。在WinCE (Windows)系統下，通過建立 撥號連接的方式建立GPRS網路，直接使用WinCE (Windows)自帶的IE實 現無線上網功能。
可以采用依據本發明方法得到的軟件，該上層智能控制軟件運行于車載嵌 入式操作系統上，通過AT命令控制GPRS模塊的電話功能，該軟件可為基于 Embedded Visual C"H+開發的圖形操作界面，并成功應用于WINCE 4.2操作系統 上。控制功能包括語音撥號、接聽、掛斷、鈴聲選擇，通話模式(免提、聽 筒)選擇、音量控制等。此外附加音頻切換功能。上層控制軟件可使車主通過 簡單的操作便可完成免提通話的操作及本系統與汽車原有影音系統之間的切 換。
由于采用了上述方案，本發明具有以下優點-
(1) 高質量的語音通話功能。具有免提通話時回聲消除功能。免提通話時拾
音距離達40厘米，很好的滿足的車載免提通話的需求。
(2) 提供GPRS上網功能。系統具有高速的GPRS無線上網速率。最大下行 速度85.6kbps，最大上行速度21.5kbps。
(3) 語音通話與無線數據連接的結合。現在市場上還沒有結合兩種功能的產 品出現。
(4) 系統與外部嵌入式設備之間使用串行口及標準的AT指令集通信、適用 性強。嵌入式設備上的編程簡單。現行的車載電話系統并不提供與其他嵌入式 系統的連接。
(5) 較寬的電源電壓供電范圍，系統采用隔離電源供電，減少因電源串擾引 起的干擾。
(6) 智能音頻切換功能。由于車載功放的輸入通常為車載CD/DVD或收音機， 本系統在設計時考慮到應用的方便性，設置音頻切換電路。使本系統可以無縫 的插入到原車載影音系統中，根據當前的工作狀態智能的切換于車載電話與其 他車載輸入音頻之間，應用靈活。
(7) 應用于嵌入式系統上的智能控制軟件。支持現有的、應用范圍較廣的 WINCE操作系統。應用性、可擴展性強。
本發明智能汽車免提電話系統可以實現高通話質量及低成本的目標，同時 滿足汽車車載電腦的無線數據連接要求，具有很好的市場應用前景。


圖1是本發明一種實施例的系統結構框圖； 圖2是本發明一種實施例的音頻接口轉換原理示意圖； 圖3是本發明一種實施例的音頻切換示意圖； 圖4是本發明一種實施例的系統控制流程(功能)框圖。
具體實施例方式
請參閱圖l，本發明一種實施例的示意圖。整個系統包括GPRS模塊，及 音頻輸出輸入選通控制部分。GPRS模塊部分包括SIM卡輸入電路、麥克風輸 入電路、串行通信相關電路、啟動電路等。GPRS模塊通過啟動電路啟動、從
SIM卡中讀取配置文件，完成初始化。接受通過串行口傳來的AT控制命令，完 成語音通話及無線GPRS數據連接功能。相應的音頻控制電路實現音頻輸入、 輸出功能及音頻切換功能。隔離電源供電使系統的抗干擾能力大大加強。
請參閱圖2，為音頻接口轉換原理示意圖，由于GPRS模塊的BTL接口， 輸出信號為平衡差分信號，考慮到接地跳躍相應(GroundBouncing)，不能直 接作為功放輸入。在此通過運放將信號轉為OCL接口形式。其中R108、 Rlll、 Cl 15為避免射頻干擾疊加到信號輸出。R3、 C7為濾波電路。Rl 14、 Rl 16、 Rl 18、 C119為參考點偏移電路。
請參閱圖3，為音頻選通電路示意。系統可以接受原汽車影音系統 (CD/DVD、收音機)的輸出，以及免提電話的音頻輸出，通過選通電路來控制 哪一路音頻將連接到音頻輸出端子，與汽車功放相連。在一般狀態下，選通原 車載影音系統輸出作為車載功放的輸入線路。在需要語音通話的時候，智能選 通本系統作為車載功放的輸入線路。
請參閱圖4，為控制流程(功能)圖。包括無線數據連接、免提電話、選通 控制功能。無線數據連接主要為GPRS撥號上網功能，可以通過IE實現上網。 免提電話功能包括主動撥號，電話接聽，掛斷，鈴聲設置、模式切換(免提/聽 筒)、音量控制等。選通功能包括智能的根據當前的工作狀態切換輸入到功放 的音頻線路，以及功放的電源控制，可在空閑時候關閉功放電源。
上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用 本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改， 并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此， 本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，對于本發明 做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1、嵌入式智能車載免提電話系統，包括GPRS模塊，其特征在于該GPRS模塊還包括與之相連的SIM卡輸入電路、音頻輸入電路、串行通信相關電路、啟動電路以及相應的實現音頻輸入輸出功能及音頻切換功能的音頻輸出輸入選通控制電路。
2、 根據權利要求1所述的嵌入式智能車載免提電話及遠程數據連接系統， 其特征在于設置隔離電源對系統進行供電。
3、 權利要求1或2所述系統的遠程數據連接方法，其特征在于包括 GPRS模塊通過啟動電路啟動；從SIM卡中讀取配置文件，完成初始化；接受通過串行口串來的AT控制命令，完成語音通話及無線GPRS數據連接 功能；使用相應的音頻控制電路實現音頻輸入、輸出功能及音頻切換功能。
4、 根據權利要求3所述系統的方法，其特征在于系統接受原汽車影音系 統的輸出，以及免提電話的音頻輸出，通過選通電路來控制哪一路音頻將連接 到音頻輸出端子，與汽車功放相連。
5、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于選通原車載影音系統輸入作 為車載功放的輸入線路；在需要語音通話的時候，智能選通本系統作為車載功 放的輸入線路。
6、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于包括無線數據連接控制、免 提電話控制、選通控制；無線數據連接控制包括GPRS撥號上網，可以通過IE 實現上網；免提電話控制包括主動撥號，電話接聽，掛斷，鈴聲設置、模式切 換、音量控制等；選通控制包括智能的根據當前的工作狀態切換輸入到功放的 音頻線路，以及功放的電源控制。
全文摘要
嵌入式智能車載免提電話及遠程數據連接系統，包括GPRS模塊，該GPRS模塊還包括與之相連的SIM卡輸入電路、音頻輸入電路、串行通信相關電路、啟動電路以及相應的實現音頻輸入輸出功能及音頻切換功能的音頻輸出輸入選通控制電路。設置隔離電源對系統進行供電。上述系統的控制方法，包括GPRS模塊通過啟動電路啟動；從SIM卡中讀取配置文件，完成初始化；接受通過串行口串來的AT控制命令，完成語音通話及無線GPRS數據連接功能；使用相應的音頻控制電路實現音頻輸入、輸出功能及音頻切換功能。本發明可以實現高通話質量及低成本的目標，同時具備車載電腦的無線數據連接功能，滿足車載娛樂與辦公的需要。
文檔編號H04W88/02GK101098519SQ20061002823
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月28日 優先權日2006年6月28日
發明者曾珠峰, 荊曉博, 陳啟軍 申請人:同濟大學