CN101471678B - 一种汽车网关及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车网关及其控制方法，该网关包括微控制器(10)，其中，所述网关还包括电池(60)，该电池(60)用于给该网关需要供电的器件供电；所述微控制器(10)用于在汽车处于非工作状态时，控制所述电池(60)给网关中需要供电的器件供电，并且在微控制器(10)执行完操作之后，切断电池(60)对需要供电的器件的电力供应。通过使用本发明提供的汽车网关及其控制方法，可以使汽车网关在停车之后继续执行操作，在操作执行完成之后才关闭。这样既实现了电能的节省，又完善了汽车网关的功能。

Description

一种汽车网关及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车网关及其控制方法。

背景技术

随着汽车工业和通讯技术的发展，各种总线技术被广泛应用于汽车。汽车内各电子部件所属的不同总线间需要进行数据交换，汽车内部系统有时也需要与外部系统进行通讯，这就有了“汽车网关”的概念。各种功能的汽车网关产品相继问世，这些网关主要用于不同协议的总线间通讯时进行协议和传输速度的转换，在OSI参考模型的物理层、数据链路层和应用层上对不同的协议进行翻译和解释，使得不同总线间能无障碍通讯。

现有汽车网关大多包括GPS定位技术和GPRS通讯技术的集成使用，通过GPS对汽车本身进行定位，通过GPRS与远程控制器进行信息交换，如汽车的位置、故障情况等等。

但是现有汽车网关的工作方式主要有两种：(1)汽车运行时网关正常工作，当汽车熄火时，该网关依靠汽车中的常火电源提供的电能而继续处于正常工作状态；(2)汽车网关只是在汽车运行时工作，当汽车熄火时，所述网关停止工作。

上述工作方式(1)中，由于汽车网关在汽车运行时和熄火时都一直处于工作状态，这样会造成资源浪费与成本增加；而工作方式(2)中，网关在汽车熄火后便停止了工作，这样在汽车停止后便无法通过远程控制器来获得汽车的状态信息，尤其是在汽车出现故障时，所述状态信息对于营救工作的展开是相当重要的。

发明内容

本发明针对现有汽车网关浪费电能以及功能不完善的缺陷，提出一种能克服所述缺陷的汽车网关和方法。

本发明提供一种汽车网关，该网关包括微控制器，其中，所述网关还包括电池，该电池用于给该网关需要供电的器件供电；所述微控制器用于在汽车处于非工作状态时，控制所述电池给网关需要供电的器件供电，并且在微控制器执行完操作之后，切断电池对需要供电的器件的电力供应。

根据本发明，还提供一种汽车网关的控制方法，该方法包括以下步骤：(a)当汽车处于非工作状态时，给该网关需要供电的器件供电；(b)在所述微控制器执行完操作之后，切断对需要供电的器件的电力供应。

通过使用本发明提供的汽车网关及其控制方法，可以使汽车网关在停车之后继续执行操作，在操作执行完成之后才关闭。这样既防止了在汽车运行和熄火状态下汽车网关都一直处于工作状态时的电能浪费，又能够使网关在汽车停止后继续执行一些必要的操作，从而完善了汽车网关的功能。本发明的附加特征以及相应的优点在下面的具体实施方式部分进行详细说明。

附图说明

图1显示的是本发明的汽车网关的电路结构图；

图2为本发明的一种实施方式的电路图；

图3为本发明的网关控制方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种汽车网关，该网关包括微控制器10，其特征在于，所述网关还包括电池60，该电池60用于给该网关需要供电的器件供电；所述微控制器10用于在汽车处于非工作状态时，控制所述电池60给网关需要供电的器件供电，并且在微控制器10执行完操作之后，切断电池60对需要供电的器件的电力供应。

所述微控制器10对所述电池的供电控制可以这样实现，所述网关还包括开关70，该开关70连接在所述需要供电的器件与电池60之间，微控制器10通过断开开关70，切断电池60对需要供电的器件的电力供应。

所述开关70可以为继电器，该继电器的常开触点两端连接在所述电池60和需要供电的器件之间，控制端连接到所述微控制器10。这样微控制器10可以在汽车处于非工作状态之后控制继电器的延时断开，从而实现电池60在汽车处于非工作状态之后对网关中需要供电的器件的延时供电，进而实现了网关的延时工作。当然所述开关70还可以是其他可控开关，例如三级管等等。所述电池60可以是充电电池，也可以是非充电电池，该电池的输出电压与网关中需要供电的器件的需求电压相同。

其中，所述需要供电的器件包括微控制器10或者其他器件。

其中，所述网关还可以包括移动终端30、时钟模块50、存储模块40中的至少一者；所述微控制器10执行的操作可以包括如下操作中的至少一者：(1)从移动终端30中接收汽车的当前位置信息，确定汽车的停车状态，读取时钟模块50中的时钟信息，将汽车的停车状态信息、汽车的当前位置信息以及时钟信息通过移动终端30发送到远程控制器；(2)通过总线收发模块20读取汽车的状态信息和故障信息，读取时钟模块50中的时钟信息，将所读取的汽车的状态信息、故障信息以及时钟信息一起存储到存储模块40中；(3)通过移动终端30读取远程控制器中的时钟信息，根据所读取的时钟信息对时钟模块50中的时钟进行校正。

所述移动终端30、时钟模块50、存储模块40均与微控制器10相连接，并且所述移动终端30还与电池60的输出线路相连接，从而可以使用电池60提供的电能进行工作。所述移动终端30可以包括GPS模块和GPRS模块，GPS模块用于获取自身的位置信息，GPRS模块用于所述网关通过无线网络与远程控制器(未示出)进行通讯。

所述总线收发模块20可以是常规的CAN总线接口电路，根据实际应用需要，可扩充其他总线收发电路，如LIN总线、RS232等。存储模块40可以为非易失性铁电存储器或者其他类型的存储器。

所述远程控制器可以显示所接收的信息。通过所述微控制器10执行上述操作(1)，在汽车处于非工作状态之后，用户可以通过远程控制器准确地获知汽车的停车状态、停车位置以及停车时间；而通过执行上述操作(2)使得存储到存储模块40中的信息都是信息+时间的模式，实现了对汽车运行状况的实际记录，为后续的数据分析提供了便利。通过执行上述操作(3)，确保了所述时钟模块50具有标准的时钟信息，并且上述操作(3)可以被周期性地执行。

所述汽车的停车状态包括正常停车状态和故障停车状态，所述微控制器10可以根据常火电源的输出来判断停车状态，当常火电源的输出为高电平时，确定汽车处于正常停车状态；当常火电源的输出为低电平时，确定汽车处于故障停车状态。

当所述停车状态为故障停车状态时，优选情况下，所述微控制器10执行的操作还可以包括向远程控制器发送报警信息。该报警信息可以和所述停车状态信息、当前位置信息以及时钟信息一起通过移动终端30发送到远程控制器。这样用户可以通过远程控制器上显示的报警信息来以便及时展开营救工作。

图3为本发明的一种实施方式的电路图。如图3所示，微控制器10管脚1和2为输出端，管脚1输出到三极管Q2的基极，管脚2输出至继电器K1的2端(即控制端)。三级管Q2的集电极连接至电源转换芯片U2的管脚4(即SD端，使能端)，当向该电源转换芯片U2的SD端输入低电平时，该电源转换芯片U2正常工作，输入高电平时该电源转换芯片U2不工作。所述继电器K1的0端和1端分别连接着电源转换芯片U2的输出端V_OUT以及电池BAT的正极，当管脚2的输出为高电平时继电器K1的0端和1端接通，电池BAT接收电源转换芯片U2输出端V_OUT的电能进行充电，或者当输出端V_OUT无输出(即汽车故障)时对微控制器10和移动终端30等进行供电。当微控制器10的管脚2输出为低电平时，继电器K1的0端和1端断开，电池BAT不工作以节省电能。

微控制器10的管脚3和4为输入端，分别连接汽车的ON档电源(启动电源)的输入VCC_ON和汽车蓄电池端(未示出)的常火电源的输入VCC1，这两个管脚的输入决定了汽车的三种状态，即(1)正常行驶时，VCC_ON和VCC1都为高电平；(2)正常停车时，VCC_ON为低电平，VCC1为高电平；(3)故障时，VCC_ON和VCC1都为低电平。作为一种实施方式，VCC1取12V，VCC_ON在汽车启动状态与VCC1等电压。微控制器10的管脚5也是输入端，该管脚连接电源转换芯片U2的输出端V_OUT，将电源转换芯片U2输出端V_OUT的电压提供给微控制器10。

下面对汽车的三种状态，即正常行驶、正常停车以及故障时的电路运行做详细描述。

(1)正常行驶时，VCC_ON和VCC1都为高电平，三极管Q1导通，电源转换芯片U2的SD端被拉低，电源转换芯片U2开始输出V_OUT，汽车网关正常工作，微控制器10的管脚2输出高电平，使得继电器K1的0端和1端连接，V_OUT对电池BAT进行充电。微控制器10的管脚1输出高电平，这将在VCC_ON变为低电平时用到。网关正常工作时，微控制器10可以从总线收发模块20、移动终端30、时钟模块20接收整车状态信息、故障信息、汽车当前位置信息以及时钟信息等等，并将所接收到的信息以时钟信息为索引来存储到存储模块40中。此外所述微控制器10还通过移动终端30从远程控制器中获取标准时钟信息，将该标准时钟信息与时钟模块50中的时钟信息进行比较，如果两者不一致，则对时钟模块50中的时钟信息进行调整，使其与标准时钟信息一致。

(2)正常停车时，VCC_ON为低电平，VCC1为高电平。此时由于微控制器10的管脚1输出为高电平，使得在VCC_ON变为低电平时，但由于微控制器10的管脚1输出高电平，所以电源转换芯片U2的SD端仍然被拉低，从而该电源转换芯片U2能够对外输出V_OUT。微控制器10检测到VCC_ON为低电平，而VCC1仍然保持高电平后，判断汽车为正常停车，从而把汽车的有关信息如正常停车状态信息、当前位置信息以及时钟信息等发送给远程控制器。发送成功后，微控制器10的管脚2输出低电平使得继电器K1的0端和1端断开，停止电池BAT的充电。然后微控制器10再将其管脚1输出低电平，使得电源转换芯片U2的SD端变为高电平而使得电源转换芯片U2不工作，使得汽车网关进入节能模式。作为另一种实施方式，还可以在由微控制器10先将其管脚1输出低电平，使得电源转换芯片U2不工作，而利用电池BAT的电能对汽车网关供电，当微控制器10执行完操作后，再由微控制器10将其管脚2置为低电平，断开电池BAT，进入节能模式。

(3)故障停车时，VCC_ON和VCC1都为低电平，由于此时电池BAT仍然连在输出端V_OUT，可以对汽车网关电路进行供电，而微控制器10的管脚2输出仍然是高电平，保证电池BAT不会被断开。微控制器10检测到其管脚3和4都为低电平，则判断汽车发生了故障，从而将报警信息、停车状态信息、当前位置信息以及时钟信息一起打包发给远程控制器，发送成功后微控制器10将其管脚2输出低电平，从而断开电池BAT，进入节能模式。

如图3所示，本发明还提供了一种汽车网关的控制方法，该网关包括微控制器10，所述方法包括以下步骤：(a)当汽车处于非工作状态时，给该网关需要供电的器件供电；(b)在所述微控制器10执行完操作之后，切断对需要供电的器件的电力供应。

其中，需要供电的器件包括微控制器10或者其他器件。

所述网关还可以包括移动终端30、时钟模块50、存储模块40中的至少一者；所述微控制器10执行的操作可以包括如下操作中的至少一者：(1)从移动终端30中接收汽车的当前位置信息，确定汽车的停车状态，读取时钟模块50中的时钟信息，将汽车的停车状态信息、汽车的当前位置信息以及时钟信息通过移动终端30发送到远程控制器；(2)通过总线收发模块20读取汽车的状态信息和故障信息，读取时钟模块50中的时钟信息，将所读取的汽车的状态信息、故障信息以及时钟信息一起存储到存储模块40中；通过移动终端30读取远程控制器中的时钟信息，根据所读取的时钟信息对时钟模块50中的时钟进行校正。

所述微控制器10执行上操作的作用已在前述进行了描述，于此不再赘述。

其中，所述汽车的停车状态包括正常停车状态和故障停车状态，所述汽车停车状态的确定步骤包括：根据常火电源的输出来判断停车状态，当常火电源的输出为高电平且时，确定汽车处于正常停车状态；当火电源的输出为低电平时，确定汽车处于故障停车状态。

当所述停车状态为故障停车状态时，优选情况下，所述微控制器10执行的操作还包括将向远程控制器发送报警信息。该报警信息可以和所述停车状态信息、当前位置信息以及时钟信息一起通过移动终端30发送到远程控制器。这样用户可以通过远程控制器上显示的报警信息来以便及时展开营救工作。

通过使用本发明提供的汽车网关及其控制方法，可以在汽车正常停车之后进行一些必要信息的存储以及发送正常停车状态、当前位置信息和时钟信息到远程控制器，还可以在在汽车故障停车之后进行一些必要信息的存储以及发送报警信息、故障状态信息、当前位置信息和时钟信息到远程控制器。这样有助于用户通过远程控制器了解汽车的当前状态，并在出现故障时及时开展营救工作。此外，汽车网关在每一次信息存储时都同时存储了时钟信息，这样可以便于后期对所存储的数据进行分析。

Claims (8)

1.一种汽车网关，该网关包括微控制器（10），其特征在于，所述网关还包括电池（60），该电池（60）用于给该网关需要供电的器件供电；所述微控制器（10）用于在汽车处于非工作状态时，控制所述电池（60）给网关需要供电的器件供电，并且在微控制器（10）执行完操作之后，切断电池（60）对需要供电的器件的电力供应；

微控制器（10）管脚1输出到三极管（Q2）的基极，微控制器（10）管脚2输出至继电器（K1）的控制端，三极管（Q2）的集电极连接至电源转换芯片（U2）的使能端，继电器（K1）的常开触点分别连接着电源转换芯片（U2）的输出端（V_OUT）以及电池（BAT）的正极，当微控制器（10）管脚2的输出为高电平时继电器（K1）的常开触点接通，电池（BAT）接收电源转换芯片（U2）输出端（V_OUT）的电能进行充电，或者当输出端（V_OUT）无输出时对微控制器（10）进行供电；当微控制器（10）的管脚2输出为低电平时，继电器（K1）的常开触点断开，电池（BAT）不工作以节省电能；

微控制器（10）的管脚3和4分别连接汽车的ON档电源的输入（VCC_ON）和汽车蓄电池端的常火电源的输入（VCC1），微控制器（10）的管脚5连接电源转换芯片（U2）的输出端（V_OUT），将电源转换芯片（U2）输出端（V_OUT）的电压提供给微控制器（10）。

2.根据权利要求1所述的网关，其中，所述网关还包括移动终端（30）、时钟模块（50）、存储模块（40）中的至少一者；所述微控制器（10）执行的操作包括如下操作中的至少一者：

从移动终端（30）中接收汽车的当前位置信息，确定汽车的停车状态，读取时钟模块（50）中的时钟信息，将汽车的停车状态信息、汽车的当前位置信息以及时钟信息通过移动终端（30）发送到远程控制器； 

通过总线收发模块（20）读取汽车的状态信息和故障信息，读取时钟模块（50）中的时钟信息，将所读取的汽车的状态信息、故障信息以及时钟信息一起存储到存储模块（40）中；通过移动终端（30）读取远程控制器中的时钟信息，根据所读取的时钟信息对时钟模块（50）中的时钟进行校正。

3.根据权利要求2所述的网关，其中，所述汽车的停车状态包括正常停车状态和故障停车状态，所述微控制器（10）根据常火电源的输出来判断停车状态，当常火电源的输出为高电平时，确定汽车处于正常停车状态；当常火电源的输出为低电平时，确定汽车处于故障停车状态。

4.根据权利要求3所述的网关，其中当所述停车状态为故障停车状态时，所述微控制器（10）执行的操作还包括向远程控制器发送报警信息。

5.一种汽车网关的控制方法，该网关包括微控制器（10），所述网关还包括电池（60），该电池（60）用于给该网关需要供电的器件供电；所述方法包括以下步骤：

（a）当汽车处于非工作状态时，给该网关需要供电的器件供电；

（b）在所述微控制器（10）执行完操作之后，切断对需要供电的器件的电力供应；

微控制器（10）管脚1输出到三极管（Q2）的基极，微控制器（10）管脚2输出至继电器（K1）的控制端，三极管（Q2）的集电极连接至电源转换芯片（U2）的使能端，继电器（K1）的常开触点分别连接着电源转换芯片（U2）的输出端（V_OUT）以及电池（BAT）的正极，当微控制器（10）管脚2的输出为高电平时继电器（K1）的常开触点接通，电池（BAT）接收电源转换芯片（U2）输出端（V_OUT）的电能进行充电，或者当输出端 （V_OUT）无输出时对微控制器（10）进行供电；当微控制器（10）的管脚2输出为低电平时，继电器（K1）的常开触点断开，电池（BAT）不工作以节省电能；

微控制器（10）的管脚3和4分别连接汽车的ON档电源的输入（VCC_ON）和汽车蓄电池端的常火电源的输入（VCC1），微控制器（10）的管脚5连接电源转换芯片（U2）的输出端（V_OUT），将电源转换芯片（U2）输出端（V_OUT）的电压提供给微控制器（10）。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述网关还包括移动终端（30）、时钟模块（50）、存储模块（40）中的至少一者；所述微控制器（10）执行的操作包括如下操作中的至少一者：

从移动终端（30）中接收汽车的当前位置信息，确定汽车的停车状态，读取时钟模块（50）中的时钟信息，将汽车的停车状态信息、汽车的当前位置信息以及时钟信息通过移动终端（30）发送到远程控制器；

通过总线收发模块（20）读取汽车的状态信息和故障信息，读取时钟模块（50）中的时钟信息，将所读取的汽车的状态信息、故障信息以及时钟信息一起存储到存储模块（40）中；

通过移动终端（30）读取远程控制器中的时钟信息，根据所读取的时钟信息对时钟模块（50）中的时钟进行校正。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述汽车的停车状态包括正常停车状态和故障停车状态，所述汽车停车状态的确定步骤包括：根据常火电源的输出来判断停车状态，当常火电源的输出为高电平时，确定汽车处于正常停车状态；当常火电源的输出为低电平时，确定汽车处于故障停车状态。 

8.根据权利要求7所述的方法，其中当所述停车状态为故障停车状态时，所述微控制器（10）执行的操作还包括将向远程控制器发送报警信息。 

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