储存在SD卡内，地图信息可以拔出SD卡更新

5

SD卡

2G

储存地图、车辆运行信息（黑匣子功能）

6

紧急报警

开关

使用去抖和定时电路，要求连续按下500ms才有效，防止误报。

7

录音

驾驶室录音，记录进黑匣子

8

电子铅封专用加密控制模块

控制电子铅封开、关，以及开关状态监测，自带数据加密。

9

电子铅封

开启/关闭油罐，保证油品**

10

GPRS模块

实现车载模块和监控中心的通信

11

发射天线

12

GPS模组

提供车辆车辆位置、方向、速度、时间等信息

13

时钟与计时器

4M有源晶振、其它由FPGA实现

记录车辆运行时间（是否疲劳驾驶）、与GPS时间自动校准的24小时时钟、提供系统全局4M时钟

14

EEPROM

AT24C64A

保存暂存数据、数据缓冲

B

读卡模块

记录司机、任务信息，每次出发前通过USB接口写卡机写入

15

读卡机

车载部分，把司机信息写入系统

16

USB接口写卡机

通过电脑可以把数据写入到司机的卡中

17

非接触式IC卡

MF RC522

ISO 14443 TypeA和Mifare®通信协议

18

耦合线圈

配套在读写卡机和IC卡内，100mm读写距离

C

电源模块

车载系统使用5VDC电源，电源从油罐车电瓶变压获得。

19

蓄电池

5VDC，4镍氢充电电池

20

变压器

21

车载电源

仅在车辆运行时才提供电能，停车后装置使用自带镍氢蓄电池

22

电瓶

油罐车电瓶

23

电瓶OC门

判断电瓶是否在发电，作降压作用。

D

监控中心模块

使用帐号、密码登录的网页监控中心。不需要安装任何软件，联网即用。

24

网络公众端口

接收、发送GPRS信息的民用端口，直接连接到网络

25

民用网络

26

管理员电脑

27

网络服务器

租用网络服务器，接收GPRS通信，容纳监控中心后台

3、系统功能与实现方案

3.1、定位监控

系统建立起了车辆与系统用户之间迅速、准确、有效的信息传递通道。中心可以随时掌握车辆状态，迅速下达调度命令。同时，可以根据需要对车辆进行远程控制，还可以为车辆提供服务信息。

方案：

车载终端和监控中心之间使用GPRS通信，可以连续反馈/监控车辆信息，中心下达指令/信息通过GPRS可以显示在车载终端液晶显示屏上。

3.2、越界报警

出界报警：监控中心可以预设多个行驶区域，不允许油罐车辆超出，如果车辆超出行驶区域，北斗(GPS)车载终端将自动向中心上报越界报警。

入界报警：监控中心也可以预设多个禁止行驶的区域，不允许油罐车辆进入，如果车辆驶入该区域，北斗(GPS)车载终端将自动向中心上报入界报警。

方案：

出界入界报警通过监控中心的GIS和车辆GPS定位信息作判断，这样的优点是“界”的定义、更新比较方便，而且不会出现不同步更新的问题。

3.3、油罐开启报警

油罐车辆装满油后，驶离加油站，如果此时油罐车的出油口或进油口被打开，监控中心将收到油罐开启报警。或油罐车辆装满油后，车辆在加油站内，中心下发关闭电子铅封，如果此时油罐车的出油口或进油口再被打开，监控中心也将收到油罐开启报警。

方案：

油罐是否开启通过电子铅封判断，已经开启/关闭的信息直接发送到监控中心，由监控中心的GIS和车辆GPS定位信息作判断。

3. 4、紧急报警

当油罐车辆遇劫时，可触发隐蔽式的报警按钮向中心报警，总控中心在地图上将对该移动目标进行相应的色彩及图标的突出显示并以声、光报警提醒值班员注意，同时在屏幕上显示出该移动目标的用户资料，包括车辆信息(车辆编号、车牌号、车型、颜色、发动机号)、驾驶员信息(司机名、驾驶证号、行驶证号、联系电话)、联系方式(所属单位、负责人、��话)、车辆状态(车辆位置、方向、速度、时间)等信息，帮助值班员进行警情处理。能提供警情受理记录窗，供值班员记录受理情况。

方案：

紧急报警按钮使用去抖和定时电路，要求连续按下500ms才有效，防止误报。车辆信息由油罐车ID识别码提供、驾驶员信息和联系由非接触式卡

3.5、 疲劳驾驶报警、超速报警

为确保行车**，监控中心可以控制司机连续驾驶车辆的时间，如果司机连续驾驶超过监控中心限制的驾驶时间，车载终端将自动向中心发送一条疲劳驾驶报警，监控中心可以提示司机注意休息、注意行车**。当油罐车辆超出监控中心设定的速度，GPS车载终端会向监控中心通报。

方案：

疲劳驾驶：判断发电机是否工作，发电机工作时电瓶发电，电瓶发电时，计时器1开始计时，当工作超过10小时则发送疲劳驾驶警告，计时器1清零的条件是：电瓶连续1小时工作(使用计时器2计算这1小时)。

超速报警：超速通过GPS速度判断达成。

3.6、车载设备检测功能

车载终端在网络覆盖的情况下，12小时至少向中心上报一次定位及状态信息。据此，中心可对车载终端的运行状况、故障信息进行统计。

方案：

每天0:00和12:00，额外向监控中心上报车辆信息。

3.7、 历史资料检索与历史轨迹回放

可随时查询某辆车的位置回报记录、某段时间接收的车辆位置回报信息、某段时间的受警记录等详细记录，并可选定某车某时间段的位置记录进行轨迹回放。

方案：

历史资料有2个保存途径：一是车载终端，使用SD卡记录信息(黑匣子)，当GPRS网络没有覆盖或车辆出现被盗等情况时，仍有数据记录。二是在监控中心数据库的信息。

3.8、数据库管理及查询打印功能

建立各类数据系统，包括：用户数据管理系统、车载终端管理系统、协助单位管理系统、值班员管理系统、警情管理系统、录音管理系统等，并进行存储，可提供查询、回放、打印等功能。

方案：

通过网络服务器，监控中心数据库能提供查询、在线打印功能。

4、设计应用标准

《**防范工程的程序与要求(GA/T75)》

《防盗报警中心控制台(GB/T16572)》

《入侵探测企通用技术GB10408.1》

《数字通信接口标准G.703》

《国际图像音视频编码标准(ISO11172)》

《**防范系统验收规则GA308-2001》

《油罐车标准GB 20951-2007》

《欧洲防爆标准ATEX100a》

防爆**方案：按照防爆认证的相关要求，终端的每个部分，包括传感单元，在安装完毕后都要用环氧树脂进行浇灌处理(使用E-44和低分子聚酰胺650)。按照防爆认证中的相关要求，外接线的供电线长期暴露在空气中，为避免短路造成影响，电源模块会对供电电压进行检测，一旦出现短路则切断外接线供电并发出报警声。

5、基于Spartan-6的高速数据转换收发控制FPGA模块

5.1、应用VHDL语言编写，其优点是：

①支持广泛、易于修改：由于VHDL已经成为IEEE标准所规范的硬件描述语言，目前大多数EDA工具几乎都支持VHDL，这为VHDL的进一步推广和广泛应用奠定了基础。在硬件电路设计过程中，主要的设计文件是用VHDL编写的源代码，因为VHDL易读和结构化，所以易于修改设计。

②强大的系统硬件描述能力：VHDL具有多层次的设计描述功能，既可以描述系统级电路，又可以描述门级电路。而描述既可以采用行为描述、寄存器传输描述或结构描述，也可以采用三者混合的混合级描述。另外，VHDL支持惯性延迟和传输延迟，还可以准确地建立硬件电路模型。VHDL支持预定义的和自定义的数据类型，给硬件描述带来较大的自由度，使设计人员能够方便地创建高层次的系统模型。