CN112346083B - 一种基于FlexRay总线的车载北斗时统设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于FlexRay总线的车载北斗时统设备，涉及卫星导航定位及车载总线数据通信技术领域。其包括北斗授时定向模块、FlexRay总线通信控制模块以及主、从2个北斗卫星导航信号接收天线。其中，天线接收北斗导卫星航信号并送入北斗授时定向模块，北斗授时定向模块对来自主、从天线的北斗卫星导航信号进行信号处理和数据解算，完成授时、定向、定位及测速功能并输出对应的编码信息，输出与北斗卫星导航系统时间同步后的1PSS信号，FlexRay总线通信控制模块将授时、定向、定位及测速编码信息编码组帧经FlexRay总线输出，将1PPS信号经分路驱动输出至总线其它节点设备。本发明能够提供更大数据容量、更高通信速率和更安全可靠的授时、定向、定位、测速服务。

Description

一种基于FlexRay总线的车载北斗时统设备
技术领域
本发明涉及卫星导航定位及车载总线数据通信技术领域，尤其涉及一种基于FlexRay总线的车载北斗时统设备。
背景技术
FlexRay支持多种拓扑结构，具有高速率、时间确定性、信道容错冗余等特性，能够满足分布式结构车载控制计算机内部的总线数据通信需求。
目前，北斗授时定向技术越来越多地应用于汽车行业。相比CAN总线，FlexRay总线具有更快的数据传输速率，更灵活的数据通信方式，以及更全面的拓扑选择和容错能力。但是，现有技术中尚缺少此类设备。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种基于FlexRay总线的车载北斗时统设备，其能够提供更大数据容量、更高通信速率、更安全可靠及确定时延的授时、定向、定位、测速服务。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于FlexRay总线的车载北斗时统设备，其包括北斗授时定向模块、FlexRay总线通信控制模块以及主、从2个北斗卫星导航信号接收天线，其中：
主天线和从天线布设在车身，用于接收空间北斗导航卫星信号，信号经预调理后输出至北斗授时定向模块；
北斗授时定向模块接收来自主天线的北斗卫星导航信号，完成北斗信号捕获、信号跟踪、守时、卫星位置计算、完好性监测、定位以及授时功能；还接收来自从天线的北斗卫星导航信号，完成定向功能解算；此外，北斗授时定向模块还用于实现与北斗卫星导航系统的时间同步，完成板载晶振的驯服并输出时间信息及1PPS同步信号；北斗授时定向模块通过RS232实时输出授时、定向、定位及测速编码信息至FlexRay总线通信控制模块，并输出1路1PPS信号至FlexRay总线通信控制模块；
FlexRay总线通信控制模块接收来自北斗授时定向模块的授时、定向、定位及测速编码信息，按照FlexRay总线协议进行组帧编码，并在下一个通信周期内输出至FlexRay总线，完成 RS232协议编码向FlexRay协议编码的转变输出；此外，还接收来自北斗授时定向模块的1PPS信号，经驱动分路输出至FlexRay总线上的其它节点设备，配合FlexRay总线输出的授时编码信息，完成总线节点上的高精度授时。
本发明相对于背景技术具有如下优点：
（1）本发明结构简单，易于实现，具有较好的实用价值。
（2）本发明基于FlexRay总线实现，相比CAN总线授时定向设备，具备提供更大数据容量、更高通信速率、更安全可靠及确定时延的授时、定向、定位、测速服务的能力。
附图说明
图1是本发明实施例中车载北斗时统设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步描述。
如图1所示，一种基于FlexRay总线的车载北斗时统设备，其主要由北斗授时定向模块、FlexRay总线通信控制模块以及2个北斗卫星导航信号接收天线（分别为主天线和从天线）组成。其中：
主天线和从天线按照确定基线布设在车身，其用于接收空间北斗导航卫星信号，经信号预调理后输出至北斗授时定向模块；
北斗授时定向模块分别对来自主天线和从天线的北斗卫星导航信号，并进行信号处理和数据解算，完成北斗信号捕获、信号跟踪、守时、卫星位置计算、完好性监测、定位、定向及授时功能，并完成与北斗卫星导航系统的时间同步并产生同步秒脉冲信号（以下简称1PPS信号）；北斗授时定向模块支持3种守时工作模式：卫星授时接收模式、准1PPS信号转发模式及自守时；
北斗授时定向模块通过RS232实时输出授时、定向、定位及测速信息至FlexRay总线通信控制模块，并输出1路1PPS信号至FlexRay总线通信控制模块；
FlexRay总线通信控制模块收取授时、定向、定位及测速信息，按照FlexRay总线协议进行编码组帧，并在下一个通信周期内输出至FlexRay总线，FlexRay总线通信控制模块将收取的1PPS信号分路驱动输出至总线上相应的节点设备；
FlexRay总线上对应的节点设备接收处理总线的通信授时、定向、定位及测速信息，提取时间信息并在1PPS信号驱动下完成授时，授时精度优于100ns。
本发明针对CAN总线拓扑结构单一、数据传输率较低、单次通信数据长度不超过8字节及无安全冗余通道等固有限制，提出了一种基于FlexRay总线的车载北斗时统设备。其中，主、从天线接收北斗导卫星航信号并送入北斗授时定向模块，北斗授时定向模块分别对来自主天线和从天线的北斗卫星导航信号进行信号处理和数据解算，完成授时、定向、定位及测速功能并输出对应的编码信息，同时输出与北斗卫星导航系统时间同步后的1PSS信号，FlexRay总线通信控制模块将授时、定向、定位及测速编码信息编码组帧经FlexRay总线输出，将1PPS信号经分路驱动输出至总线其它节点设备。
本发明采用FlexRay总线将北斗时统设备集成于车载通信控制系统中，通过FlexRay总线通行方式向总线上相应节点发送授时、定向、定位及测速编码信息，配合多路1PPS分路输出信号，完成对总线上有授时需求的设备进行授时服务。这种方式具备提供更大数据容量、更高通信速率和更安全可靠的授时、定向、定位、测速服务的能力，是对现有技术的一种重要改进。

Claims (1)

1.一种基于FlexRay总线的车载北斗时统设备，其特征在于，包括北斗授时定向模块、FlexRay总线通信控制模块以及主、从2个北斗卫星导航信号接收天线，其中：
主天线和从天线布设在车身，用于接收空间北斗导航卫星信号，信号经预调理后输出至北斗授时定向模块；
北斗授时定向模块接收来自主天线的北斗卫星导航信号，完成北斗信号捕获、信号跟踪、守时、卫星位置计算、完好性监测、定位以及授时功能；还接收来自从天线的北斗卫星导航信号，完成定向功能解算；此外，北斗授时定向模块还用于实现与北斗卫星导航系统的时间同步，完成板载晶振的驯服并输出时间信息及1PPS同步信号；北斗授时定向模块通过RS232实时输出授时、定向、定位及测速编码信息至FlexRay总线通信控制模块，并输出1路1PPS信号至FlexRay总线通信控制模块；
FlexRay总线通信控制模块接收来自北斗授时定向模块的授时、定向、定位及测速编码信息，按照FlexRay总线协议进行组帧编码，并在下一个通信周期内输出至FlexRay总线，完成 RS232协议编码向FlexRay协议编码的转变输出；此外，还接收来自北斗授时定向模块的1PPS信号，经驱动分路输出至FlexRay总线上的其它节点设备，配合FlexRay总线输出的授时编码信息，完成总线节点上的高精度授时。
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