CN101269615A - 用于车辆无线通信的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆无线通信的装置及方法，提供一种用于与车辆无线通信的装置，包括安装在车辆中或车辆上用于从无线发送器接收数据的接收器，及与接收器通信用于处理数据的微处理器。数据具有适用于由微处理器处理的标准格式且在预定无线范围内由具有能够处理该数据标准格式的微处理器的所有车辆接收。

Description

用于车辆无线通信的装置及方法
技术领域
本发明涉及用于车辆无线通信的装置及方法。更具体地，本发明涉及利用车辆中的无线接收器，用于接收数据以例如由现有的车辆显示器如消息中心或导航屏幕显示。利用常用的标准的数据格式且该数据格式可以包括唯一的串行编码。
背景技术
车辆常用来牵引各种物体，如拖船、摩托车拖车、移动拖车、包括马拖车、家用拖车等的运畜拖车。本文所称的牲畜可以包括任何驯养的或野生的动物、鱼类、或家禽。
美国专利号6,501,376公开了通过在牵引车和拖车之间的发送/接收模块使用无线电联络在牵引车和拖车之间进行数据交换的设备及方法。由牵引车无线地发送的数据包括识别信号，该识别信号由拖车储存并随后用于无线通信。无线通信常用于发送表示在拖车中的温度值和压力值的数据。
美国专利公开号US 2005/0270148公开了使用轮胎传感器监测工作参数并无线地将表示该参数的数据发送到车辆中的接收器的拖车轮胎监测系统和方法。可以使用车辆远程无键输入(RKE)接收器。车辆中的指示器(如显示器)与接收器通信且对车辆驾驶员是可用的。车辆中的接收器和指示器包含在便携式手持单元中，该手持单元可以轻易地移到不同的车辆上，允许多个车辆牵引拖车并与拖车无线地通信。也可以发送低电池状态。
美国专利号4,952,908公开了包括在驾驶室中的射频接收器和在拖车中的射频发送器的无线拖车稳定性监测系统。在拖车中的运动传感器检测导致翻车的工况，这些工况发送到驾驶室以警告这种工况的驾驶员。美国专利号6,525,654公开了监测拖车上的电路的工作状态并响应于如灯这样的构件的故障输出信号。发送器传送故障指示信号到接收器，接收器位于可以通知车辆驾驶员的位置。可以使用无线射频信号。
美国专利公开号US 2002/0130771公开了用于远程检测在车辆轮胎中的温度和压力的系统。表示轮胎压力和温度的数据与唯一的标识符(ID)一起从传感器发送到便携式驾驶室显示器。美国专利公开号US 2005/0062590公开了用于拖拉机拖车的无线数据发送系统。发送到驾驶员的数据可以表示在车辆后的物体以避免碰撞，安全信息如轮胎压力、及拖车温度。
类似地，存在用于无线地发送多种信息到车辆的系统。然而，这些系统中的许多依靠例如通过卫星跟踪车辆位置。这种系统需要附加的卫星跟踪设备，该卫星跟踪设备目前在车辆中不是标准的以至在车辆中不常用，且要求车辆能够发送和接收数据。
还存在与车辆通信以允许车辆的无线控制的系统。这些系统要求用于车辆的附加的设备和/或要求对话，其中车辆必须能够发送和接收数据。
存在提供一种用于与车辆无线通信以控制车辆的一个方面，如现有的显示器装置的便宜且简单的方法的需要。这种系统可以允许监测及传送拖车的状态以确保安全运行并提高对潜在问题或安全问题如拖车内部环境、较低的轮胎压力、轴承温度、负荷转移、拖车摆动、制动灯机能、及拖车制动诊断的认识。
除了监测并传送拖车环境用于改进安全性之外，存在便宜地传送多种数据到车辆乘员的需要，该多种数据如安全信息、广告、交通咨询等。同时也存在方便车辆远程控制的可能性，例如允许执法阻止被追赶的车辆或对其他车辆构成安全威胁的车辆。
发明内容
本发明提供了用于与车辆无线通信的装置、系统及方法，包括安装在车辆中或车辆上用于接收来自无线发送器的数据的接收器和与接收器通信用于处理数据的微处理器。数据具有适用于由微处理器处理的格式并在预定的无线范围内由具有能够处理该数据的标准格式的微处理器的所有车辆接收。
本发明还提供用于与车辆无线通信的方法，包括发送具有标准格式的数据，接收具有标准格式的数据，及处理具有标准格式的数据。数据在预定的无线范围内由具有能够处理该数据的标准格式的微处理器的所有车辆接收。
本发明还提供仅使用发送到车辆的信息阻止车辆的装置、系统及方法，包括安装在车辆中或车辆上并用于无线地接收数据的接收器，及与接收器通信用于处理数据的微处理器。数据包括唯一的车辆标识符和阻止车辆的指令。
本发明还提供了用于无线地监测由车辆牵引的运畜拖车的环境条件的装置，包括安装在运畜拖车上的无线发送器、安装在车辆中或车辆上适用于接收来自无线发送器的数据的接收器、及与接收器通信并处理数据的微处理器。
附图结合于此并构成说明书的一部分，与说明书文字部分一起描述了现有技术和本发明，还用来解释本发明的原理及用来使本领域技术人员能够制造并使用本发明。
附图说明
图1是具有连接到拖车上的发送器的本发明的实施例的示意图；
图2示出具有消息中心和导航屏幕的车辆仪表板；
图3示出具有连接到路标上的发送器的本发明的实施例；
图4示出具有连接到校车上的发送器的本发明的实施例；
图5是示出本发明中的信号处理的实施例的流程图；
图6是示出本发明中的信号处理的另一个实施例的流程图；
图7A示出本发明的实施例中的显示的消息的实施例。
图7B示出本发明的实施例中的显示的消息的实施例。
图7C示出本发明的实施例中的显示的消息的实施例。
图7D示出本发明的实施例中的显示的消息的实施例。
图7E示出本发明的实施例中的显示的消息的实施例。
图7F示出本发明的实施例中的显示的消息的实施例。
图8示出用于本发明中的数据流的示例实施例。
具体实施方式
在实施例中，本发明提供了用无线接收器从无线发送器接收标准格式的数据的通用方法。数据使用现有的车辆显示器显示给车辆乘员或用来从远处控制车辆。
取决于发送的数据类型可以在多个场所安装无线发送器。例如，安装在拖船上或摩托车拖车上的发送器可以发送轮胎压力、轴承温度、拖车摆动、制动灯机能、及负荷转移(load shift)的数据。安装在运畜拖车上的发送器可以发送相同的数据，且此外可以发送如食物的情况、水的情况、环境温度及湿度等这样的信息。本发明试图发送牲畜的关键信息。安装在校车(如图4)上的发送器可以用来发送警告信息到其附近的车辆，例如当其接近汽车站时。发送器还可以类似地安装在警察巡逻车、救护车、或消防车上用于发送警告信息到其附近的车辆。此外，发送器可以沿道路安装以发送学校区域警告和速度限制、其他的安全信息、或交通咨询。发送器还可以用于私营机构发送广告到车辆乘员，或提供有用的信息，如服务等待时间(如图7E)或停车空位(如图7F)。发送器可以是简单的，已知的装置且仅需要包括电源，并能够发送与车辆现有的接收器兼容的标准格式的数据。
在一个例子中，将发送器安装到运畜拖车上并发送环境信息，如温度、湿度、水和食物的情况，如图7C所示的示例显示。
无线接收器可以是例如射频接收器，如常用的远程无键输入(RKE)接收器或轮胎压力监测系统(TPMS)接收器，这提供了标准的通信接口。也可以使用其他合适的无线接收器。
本发明的实施例中，使用常用的数据格式以便现有的接收器和微处理器可以接收和处理数据，且显示器，如消息中心或导航屏幕(如图2)可以用来显示接收的信息。一般地车辆消息中心是分离的显示器，可以显示来自车辆内部多个信息源的信息，如无线电、ECU等。只要发送器用常用的数据格式发送信息，信息就可以显示给用户。本发明的实施例中，常用数据格式包括允许车辆接收器去选择对车辆的发送的唯一的串行编码或预定的串行编码。用于接收数据的系统然后利用自动发现过程检查具有唯一的或预定的串行编码的发送器信号。本发明的系统包括不使用自动发现过程。
示例的自动发现过程可以用于车辆一拖车系统，车辆通过拖车与车辆的电气连接接收包括唯一的串行编码或预定的串行编码的数据。在本发明的实施例中，串行编码的发送和车辆与拖车的电气连接基本上是同时的。需要接收并接受正确的串行编码以在车辆和拖车之间建立通信链路。在本发明的实施例中，一旦已经接收到正确的串行编码及已经在车辆和拖车之间建立了通信链路，接收器直到通信链路已经结束才执行自动发现过程。
本发明的实施例中，通过将编码从车辆发送到拖车用于储存在拖车的发送器中在车辆和拖车之间第一次电气连接时设定串行编码。该串行编码之后在每次拖车和车辆连接时用来建立通信链路。该串行编码可以替代地预编程到拖车中或在车辆和拖车第一次连接时由拖车设定。
本发明的实施例中，当发送器安装在由车辆牵引的拖车上时(如图1)，需要具有唯一的串行编码以便车辆仅接收来自其正在牵引的拖车的数据。在该实施例中，车辆可以当第一次施加动力时(例如通过拖车的有线连接)检查具有唯一的串行编码的拖车信号，及监听拖车信号以链接车辆和拖车，并防止接受其他的车辆信号。
本发明的另一个实施例中，当发送器沿道路安装(如图3)或由私营机构安装时，需要具有预定的串行编码以便许多期望的车辆将接收来自发送器的数据。在该实施例中，车辆周期性地检查具有预定串行编码的信号，且在预定量的时间内，或者当车辆保持在发送器的范围之内时接收来自发送器的数据。该实施例包括接收减速区域(如图3)、应急车辆接近、广告、或其他类型的有用信息，如停车空位、服务等待等。
本发明还试图对数据的重要性或类型分配层次。然后可以利用过滤器，类似于已知的SPAM过滤器，允许车辆乘员具有确定将要显示的信息的不同层次或类型的特定能力。例如，乘员可以选择接收速度限制警告(如图7A)、交通咨询(如图7B)、及安全信息(如图7D)，但可以不去接收广告。替代地可以要求特定的安全信息显示给乘员。
本发明的实施例中，如图5所示接收速度限制信息，例如在车辆进入减速区域如学校区域或施工区域时，车辆的接收器接收发送的信息，该信息包括减速限制及或许是减速原因的识别，如学校区域。现有的在车辆中的微处理器与接收器通信，例如RKE微处理器，接收减速限制，确定车辆实际速度(例如通过查询车辆的速度表)，并比较两个速度。替代地或附加地使用其他现有的微处理器，包括发动机控制微处理器或仪器组微处理器。在比较两个速度时，如果车辆的实际速度大于减速限制，则微处理器可以发送显示消息给驾驶员指示车辆速度应该减小。显示消息可以附加地包括减速限制、车辆实际速度、及减速的原因(例如学校区域)。显示器可以附加地闪烁或包括声音警报以吸引驾驶员的注意。发送的数据本身可以促使微处理器执行这些任务，或在接收一种类型的数据时微处理器可以预编程以执行特定的任务。
本发明的实施例中，如图6所示接收应急车辆(例如救护车、警察巡逻车、或消防车)在车辆附近的信息，车辆接收器接收发送的表示应急车辆存在的信息。在车辆中的微处理器与接收器通信，例如RKE微处理器本身在接收这种信息时查询车辆音频系统以确定音量级。如果音量级大于预定阈值，微处理器就降低音量以允许车辆驾驶员听到应急车辆的警报，从而确定其相对于车辆的位置和方向。或者，微处理器简单地使音频系统静音而不查询音量级。发送的数据本身可以促使微处理器执行这些任务，或在接收一种类型的数据时微处理器可以预编程以执行特定的任务。
本发明的实施例中，使用车辆无线接收器以有助于车辆的远程控制，执法人员可以发送数据以允许他们阻止被追赶的车辆或对其他车辆构成威胁的车辆。本发明的实施例中，发送阻止信息可以需要包括如基于车辆识别号码(VIN)和公钥加密的特别编码的这种信息。本发明的实施例中，通过较慢地减小发动机动力和转速并最终停止车辆来适度地阻止车辆。本发明的实施例试图提供在确定的发送范围内阻止车辆的执法能力，即使车辆不再执法官员所处位置内。
本发明的实施例中，使用现有的车辆接收器、微处理器、及显示器，车辆制造商使用较少的成本或没有成本。
本发明的实施例中，使用标准化的协议来接收来自各种消息源的消息，包括上述所列消息。封装的消息可以储存在车辆中(例如在所使用的微处理器中接收、处理、及显示数据)或可以在由发送器接收并由微处理器解密的消息内容中发送。也可以使用两者的结合。可以使用层次结构使某些消息优先于其他消息。层次结构可以通过发送器或接收器设定。若发送的数据包括消息类型或层次，信息可以由微处理器使用以设定消息优先级。或者，当使用封装的消息时，可以对每个消息及消息类型或层次预编程并用来设定消息优先级。
在本发明的方法中，发送器发送信号，车辆接收器接收信号并将信号发送到微处理器，微处理器执行所有必要的处理(例如解密消息，将车辆速度和减速限制进行比较，检查音频系统音量级)，并发送合适的消息到显示器。
图8示出用于本发明的数据流或数据帧的示例实施例。如图所示，第一字段是用于分隔多个数据块的内部字段分隔符或空格。随后是一位“帧开始”(SOF)字段，之后是32/12位仲裁字段。仲裁字段用来区分消息的优先次序。接下来，是6位控制字段，随后是0-128字节的数据字段。在数据字段之后，是16位CRC字段，用来执行冗余校验。接下来，2位ACK字段确认发送的数据包的接收，及7位“帧结束”(EOF)字段结束数据流或数据帧。本发明试图使数据流具有三个基本消息部分：(1)例如用于同步并指示将要跟随的数据类型的12字节的前同步码；(2)包括例如由发送器或用于车辆的唯一的或预定的标识符(ID)组成的数据、用于消息的计算器、及如用于系统以显示的指令或ASCII码的数据的负载；及(3)例如2字节的CRC冗余校验字段。负载可以包括例如达到128字节。
应理解本发明试图使用其他合适的无线方法包括激光、红外线等，将数据无线传送到车辆。本发明的方面可以改变且保持在所附权利要求阐述的本发明的范围之内。

Claims (38)

1.一种与车辆无线通信的装置，包括：
接收器，所述接收器安装在所述车辆中或所述车辆上并适用于从无线发送器接收数据；及
微处理器，所述微处理器与所述接收器通信并适用于处理所述数据；
其中所述数据具有适用于由所述微处理器处理的标准格式并在预定的无线范围内由具有能够处理所述数据的标准格式的微处理器的所有车辆接收。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接收器包括远程无键输入(RKE)接收器或轮胎压力监测系统(TPMS)接收器中的一个。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述微处理器是所述远程无键输入(RKE)接收器、所述轮胎压力监测系统(TPMS)接收器、仪器组、或发动机控制器的部分。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括显示器装置，所述显示器装置与所述微处理器通信，用于显示由所述数据表示的消息。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述显示器装置包括车辆消息中心或车辆导航系统屏幕中的一个。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述微处理器对每个消息分配层次，且消息基于消息层次在层次结构中显示。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述数据包括每个消息的层次，且消息基于消息层次在层次结构中显示。
8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，预定的消息储存在所述微处理器中，且所述发送的数据指示哪个预定的消息应该被显示。
9.如权利要求4所述的装置，其特征在于，消息包含在所述发送的数据中并由所述微处理器解密。
10.一种用于车辆无线通信的系统，包括：
发送器，所述发送器无线地发送具有标准格式的数据，用于在所述发送器的无线范围内由具有能够接收和处理所述数据的系统的车辆接收，所述系统包括无线接收器和微处理器。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述接收器包括远程无键输入(RKE)接收器或轮胎压力监测系统(TPMS)接收器中的一个。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述微处理器是所述远程无键输入(RKE)接收器、所述轮胎压力监测系统(TPMS)接收器、仪器组、或发动机控制器的部分。
13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括显示器装置，所述显示器装置与所述微处理器通信，用于显示由所述数据表示的消息。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述显示器装置包括车辆消息中心或车辆导航系统屏幕中的一个。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述微处理器对每个消息分配层次，且消息基于消息层次在层次结构中显示。
16.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述数据包括每个消息的层次，且消息基于消息层次在层次结构中显示。
17.如权利要求13所述的系统，其特征在于，预定的消息储存在所述微处理器中，且所述发送的数据指示哪个预定的消息应该被显示。
18.如权利要求13所述的系统，其特征在于，消息包含在所述发送的数据中并由所述微处理器解密。
19.一种与车辆无线通信的方法，所述方法包括：
发送具有标准格式的数据；
接收所述具有标准格式的数据；及
处理所述具有标准格式的数据；
其中所述数据在预定范围内由具有能够处理所述数据的标准格式的微处理器的所有车辆接收。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括显示由所述发送的数据表示的消息。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述标准的数据格式包括仲裁字段、控制字段、数据字段。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述标准的数据格式还包括能够进行冗余校验的字段。
23.一种仅使用发送到车辆的信息阻止所述车辆的装置，所述装置包括：
接收器，所述接收器安装在所述车辆中或所述车辆上且适用于无线地接收数据；及
微处理器，所述微处理器与所述接收器通信且适用于处理所述数据；
其中所述数据包括唯一的车辆标识符和阻止所述车辆的指令。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述唯一的车辆标识符是基于所述车辆的识别号码。
25.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述接收器包括远程无键输入(RKE)接收器或轮胎压力监测系统(TPMS)接收器中的一个。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述微处理器是所述远程无键输入(RKE)接收器、所述轮胎压力监测系统(TPMS)接收器、仪器组、或发动机控制器的部分。
27.一种仅使用发送到车辆的信息阻止所述车辆的系统，所述系统包括：
无线发送器，所述无线发送器用于发送数据；
接收器，所述接收器安装在所述车辆中或所述车辆上且适用于从所述无线发送器接收数据；及
微处理器，所述微处理器与所述接收器通信且适用于处理所述数据；
其中所述数据包括唯一的车辆标识符和阻止所述车辆的指令。
28.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述唯一的车辆标识符是基于所述车辆的识别号码。
29.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述接收器包括远程无键输入(RKE)接收器或轮胎压力监测系统(TPMS)接收器中的一个。
30.如权利要求29所述的系统，其特征在于，所述微处理器是所述远程无键输入(RKE)接收器、所述轮胎压力监测系统(TPMS)接收器、仪器组、或发动机控制器的部分。
31.一种用于阻止车辆的方法，所述方法包括：
发送具有标准格式的数据，且所述数据包括唯一的车辆标识符和阻止所述车辆的指令；
在所述车辆中接收所述数据；及
用在所述车辆中的微处理器处理所述数据；及
阻止所述车辆。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，通过减小所述车辆的发动机中的动力阻止所述车辆。
33.如权利要求31所述的方法，其特征在于，通过逐渐地减小所述车辆的发动机中的动力较慢地阻止所述车辆，直至最终停止所述车辆。
34.一种无线地监测由车辆牵引的运畜拖车的环境条件的装置，所述装置包括：
无线发送器，所述无线发送器安装在所述运畜拖车上；
接收器，所述接收器安装在所述车辆中或所述车辆上且适用于从所述无线发送器接收数据；及
微处理器，所述微处理器与所述接收器通信且适用于处理所述数据；
其中所述数据表示在所述运畜拖车中的环境条件。
35.如权利要求34所述的装置，其特征在于，所述发送的数据包括唯一的串行编码以在所述车辆和所述拖车之间建立无线通信。
36.如权利要求34所述的装置，其特征在于，所述环境条件包括在所述拖车中的温度和湿度。
37.如权利要求34所述的装置，其特征在于，所述环境条件包括关于用于在所述拖车中的牲畜的食物的信息。
38.如权利要求34所述的装置，其特征在于，所述环境条件包括关于用于在所述拖车中的牲畜的水的信息。
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