CN102594929A - 车载信息中心控制单元 - Google Patents

Abstract

一种车载信息中心控制单元，包括与车辆总线接口连接的接口电路、电源模块，还包括3G无线通讯模块、与接口电路连接的16位数据处理模块、与16位数据处理模块连接的32位数据处理模块、与16位数据处理模块和32位数据处理模块连接的SD卡和固态硬盘，16位数据处理模块包括数据采集模块、故障诊断模块、数据输出模块，32位数据处理模块包括GPS模块、蓝牙模块、视频处理模块、音频输出模块、显示模块，车辆总线接口与车辆电子控制网络连接，3G无线通讯模块通过3G网络与远程信息服务中心连接。本发明将车辆信息实时显示、地理位置、交通路况、车载娱乐、本地及远程故障诊断集于一身，集成度高、故障辨识程度高、数据传输量大。

Description

车载信息中心控制单元

技术领域

本发明属于安装在车辆上的车载信息中心，特别是涉及一种将车辆信息实时显示、地理位置、交通路况、车载娱乐、本地及远程故障诊断功能集于一身，且集成度高、故障辨识程度高、数据传输量大的车载信息中心控制单元。

背景技术

汽车产业和电子信息产业是中国国民经济中规模最大的两个产业，汽车电子作为两者相结合的新兴产业，已经成为中国乃至全球汽车工业和信息产业中最引人注目的新兴增长点。车载信息中心控制单元作为一种车载信息系统，在现有产品的基础上进行了功能的完善，更加适应人机交互人性化、便捷化、快速化的需求。

目前的车载信息设备主要功能分为本地信息服务和远程信息服务。本地信息服务主要包括汽车信息显示、故障诊断、多媒体等功能。

远程信息服务是指通过无线网络的语音、数据通讯技术和卫星定位技术（GPS），中央处理系统与车辆进行交互式通讯，从而为驾驶员提供位置信息、交通信息、最佳路线规划、事故紧急求助、车辆远程诊断、网络服务等，从而实现汽车功能的全面拓展。

目前的车载信息设备有很多种类，但是存在以下缺点：

1、目前相关产品集成度低，不能有效地将本地信息服务与远程信息服务结合起来。例如公开号为CN101782778 A“车载信息系统多功能测试平台及主控制器的控制结构”中的技术方案。

 2、诊断功能简单，例如只采用将故障代码发送至远程服务中心，故障的辨识程度低，不能有效对汽车保养和基础维修进行指导。例如公开号为CN 101544224A“车载故障信息系统”中的技术方案。

3、远程信息由于多采用GPRS模块，数据传输量有限，只适用于传输有限量数据，不能实现真正的远程信息服务。例如公开号为CN 201134028Y“车载远程诊断控制装置和信息系统”中的技术方案。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种产品集成度高、故障辨识程度高、数据传输量大的车载信息中心控制单元。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：本发明车载信息中心控制单元，包括：与车辆总线接口连接的接口电路、电源模块，还包括：3G无线通讯模块205、与接口电路连接的16位数据处理模块、与16位数据处理模块连接的32位数据处理模块、与16位数据处理模块和32位数据处理模块连接的SD卡和固态硬盘，16位数据处理模块包括数据采集模块、故障诊断模块、数据输出模块，32位数据处理模块包括GPS模块、蓝牙模块、视频处理模块、音频输出模块、显示模块，车辆总线接口与车辆电子控制网络连接，3G无线通讯模块通过3G无线网络与远程信息服务中心连接。

所述的GPS模块与信号输入设备连接，蓝牙模块与用户移动电话连接，视频处理模块与倒车摄像连接，音频输出模块与车内音响连接，显示模块与显示屏连接。

所述的接口电路包括CAN、LIN、K-line电路。

所述的信号输入设备是按键和触摸屏两套输入设备。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明车载信息中心控制单元，具有如下优点：

1、本发明通过集成ＡＲＭ处理单元、高速数据采集芯片、３Ｇ无线通讯模块、蓝牙模块、ＧＰＳ模块、后视摄像头等硬件模组，采用智能操作系统（Android、linux）对资源进行合理分配，可以满足用户信息和娱乐方面的需求，并且系统采用模块化设计，可以根据用户需求分别配置，因此本发明的集成度高。

2、本发明将一定时间段内的车辆状态数据和诊断数据保存在数据存储区SD卡和固态硬盘内，处理系统对历史数据按专家规则进行分析、计算，实时为用户提供诊断服务、保养提示，并内置了车辆的维修手册和维修建议，以便于在脱离网络连接状态下的故障处理。因此本发明的故障辨识程度高。

3、本发明采用3G无线通讯模块，数据传输量大，可实现更全面的网络服务，例如地图交通数据实时更新，网页浏览，邮件处理，媒体信息订阅、远程数据存储等。

4、本发明采用固态硬盘技术作为数据存储区，解决了现有车载硬盘可靠性差,运行速度慢的缺点,使数据存储更加安全，且数据存储量非常大，远远大于现有车载信息的数据存储量。

5、本发明将本地信息服务和远程信息服务连接起来，使中央处理系统与车辆进行交互式通讯，从而为驾驶员实时提供事故紧急求助、车辆远程诊断等，将本地及远程故障诊断功能集于一身，从而实现汽车功能的全面拓展。

附图说明

图1是本发明车载信息中心控制单元结构图；

图2是本发明与车辆控制网络的网络关系图。

附图中主要部件符号说明：

101：发动机电子控制单元            102：自动变速器电子控制单元

103：车身稳定系统电子控制单元   104：电动助力转向电子控制单元

105：车身控制模块                     106：安全气囊电子控制单元

107：倒车雷达电子控制单元         108：车载信息中心控制单元

109：胎压报警电子控制单元         110：倒车后视摄像头

201：车辆电子控制网络               202：车辆总线接口

203：CAN、LIN、K-line接口电路  204：电源模块

205：3G无线通讯模块                 206：3G无线网络

207：远程信息服务中心               208：16位数据处理模块 

209：数据采集模块                     210：故障诊断模块

211：数据输出模块                     212：SD卡和固态硬盘

213：32位数据处理模块              214：GPS模块

215：蓝牙模块                           216：视频处理模块

217：音频输出模块                     218：显示模块

219：信号输入设备                     220：用户移动电话  

221：倒车摄像                           222：车内音响

223：显示屏。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。

本发明车载信息中心控制单元，图1是本发明车载信息中心控制单元结构图；图2是本发明与车辆控制网络的网络关系图。如图1、图2所示，本发明是一种集合了本地信息服务和远程信息服务相结合的新型车载信息系统，本发明车载信息中心控制单元安装于车辆上，通过数据总线与车内控制器网络相连。

本发明车载信息中心控制单元108，通过车辆总线接口202与车辆其他电子控制单元即车辆电子控制网络201相连接，进行通讯。车辆总线接口通过OBDII接口与车内线束连接。

本发明还有3G无线网络接口206。

本发明车载信息中心控制单元108，主要组成有：与车辆总线接口连接的接口电路203、电源模块204、 3G无线通讯模块205、与接口电路连接的16位数据处理模块208、与16位数据处理模块连接的32位数据处理模块213、与16位数据处理模块和32位数据处理模块连接的SD卡和固态硬盘212。

所述接口电路203包括CAN、LIN、K-line电路。车辆总线接口是通过OBDII接口连接，连接的总线类型是CAN（控制器局域网络Controller Area Network）总线、LIN（本地互连网络Local Interconnect Network）总线、K_line（KWP2000）总线。遵循的通讯协议包括J1850 、ISO11898、 KWP2000、 ISO15765等协议中的部分或全部规范。具体的通讯类型由各控制单元的具体情况而定，车载信息中心控制单元本身兼容以上所述各种接口，并且在通讯中自动识别控制器类型、接口模式，实现实时的数据采集。

电源模块204为车载信息中心控制单元提供电源，物理连接由OBDII接口供电，车内电压为12V，经由模块稳压，转换为5V、3.3V为控制单元各部分供电。

3G无线通讯模块205通过3G无线网络206与远程信息服务中心207连接。

16位数据处理模块包括数据采集模块209、故障诊断模块210和数据输出模块211。

16位数据处理模块，利用本模块可以进行高速数据采集的特性，通过车辆总线接口（CAN、LIN、K_line等数据总线）与车辆控制器网络进行通讯，采集车辆各系统的运行状态数据，故障诊断信息。通讯协议遵循ISO 14230、J1850 、ISO11898、 KWP2000、 ISO15765等协议中的部分或全部规范。对相应数据进行分析、处理和转换，形成最终数据，存储于固态硬盘中的数据库内。内部程序会定时通过内部的专家判定系统程序对历史数据进行分析，当有故障发生时或有必要提示保养时，通过内部高速数据总线把故障报警信息传递给32位处理模块，并将报警信息或保养提示显示在用户界面上。同时，处理模块把报警信息通过3G数据通讯模块发送至远程信息服务中心，获得远程服务。车辆各控制单元常规的状态信息会定时在用户界面上进行更新。

16位数据处理模块是由飞思卡尔半导体公司出品的MC9S12XDP512MAG单片机为核心部件设计的板卡，此款单片机拥有一个主处理单元和一个协处理单元，利用协处理单元可以实现快速、不间断的总线通讯能力，从而实现数据采集的实时性要求。

32位数据处理模块包括GPS模块214、蓝牙模块215、视频处理模块216、音频输出模块217、显示模块218。

所述的GPS模块与信号输入设备219连接，蓝牙模块与用户移动电话220连接，视频处理模块与倒车摄像221连接，音频输出模块与车内音响222连接，显示模块与显示屏223连接。

所述的信号输入设备是按键和触摸屏两套输入设备。

GPS（全球定位系统）模块主要通过通讯卫星获取车辆当前的地理位置信息，以便于为用户提供地理位置服务，导航服务。

GPS（Global Positioning System全球定位系统）模块采用ublox芯片组，通过接收定位卫星发出的无线信号，通过计算分析出设备当前地理位置，主要用于车辆的定位、用户导航功能。其中定位功能结合3G无线通讯模块连接远程服务中心，可以为用户提供道路交通信息、出行路径规划、一键导航、餐饮维修场所查询等服务。系统内置导航软件和电子地图，可以实现离线导航，具有定位、测速、导航、语音提示等基本功能及通过触摸屏实现信息查询、导航路径保存等功能。其中地图数据存储于SD卡中，便于用户安装升级。

蓝牙模块主要用于用户移动电话的免提服务，短信和邮件与车载信息中心同步共享。

视频处理模块用于接收倒车后视摄像头110的图像信息，便于驾驶员在倒车时判断与后方障碍物的距离。

视频处理模块结合倒车后视摄像头，在倒车时通过安装在车身后侧的摄像头将车后的视频图像实时、清晰地显示在车载LCD屏上，使驾驶员清楚地了解车后的情况，提高倒车的安全性。

音频输出模块可以将音频信号与车内音响连接，播放音乐、收音机、语音提示信息。

操作系统内置图片浏览器，可以实现多种图片格式的浏览、幻灯片显示、编辑、缩放、美化等操作。

操作系统内置媒体播放器，通过显示模块可以实现WMA、MP3等音频格式及AVI、      MKV、WMV、MPEG、MP4等视频格式文件的播放。通过音频输出模块与车内音响连接，实现音乐、语音提示等音频信号的输出。

显示模块连接液晶显示屏，可以显示车辆信息、故障报警信息、图片、视频文件、倒车后视影像等。

32位数据处理模块以ARM处理器芯片为核心，主要作为操作系统的运行平台，为用户提供娱乐、显示、导航、人机交互等服务。操作系统出于开发的灵活性和功能要求，选用Android或linux操作系统。

3G无线通讯模块结合32位数据处理平台及操作系统、显示屏、触摸屏等为用户提供地图交通数据实时更新，网页浏览，邮件处理，媒体信息订阅、远程数据存储等网络服务。

图2是本发明与车辆控制网络的网络关系图。如图2所示，本发明车载信息中心控制单元108，通过车辆总线接口与车辆电子控制网络201连接进行通讯，采集车辆各系统的运行状态数据、故障诊断信息。

车辆电子控制网络201首先需要从以下各控制单元中读取车辆各系统的运行状态：发动机电子控制单元101、自动变速器电子控制单元102、车身稳定系统电子控制单元103、电动助力转向电子控制单元104、车身控制模块105、安全气囊电子控制单元106。

然后利用车载信息中心控制单元的显示模块218作为以下控制单元的显示设备：倒车雷达电子控制单元107、胎压报警电子控制单元109和倒车后视摄像头110的图像显示屏。倒车后视摄像头所拍摄的图像由视频传输线传输给车载信息中心控制单元。

从各控制单元采集的车辆状态信息主要包括：车内各系统的故障情况、故障代码、发动机转速、车速、冷却液温度、发动机运行时间、行使里程、蓄电池电压、胎压信号、车身姿态等等信息。

16位数据处理模块将上述采集到的数据进行处理，转换为有效的物理数据存储在固态硬盘212中的数据库内。16位数据处理模块定时经由内部数据总线把这些信息发送给32位数据处理模块213，由显示模块显示，便于用户查询。

GPS模块采集到的地图数据存储于SD卡中，便于用户安装升级，16位数据处理模块将采集到的数据进行处理，转换为有效的物理数据存储在固态硬盘中的数据库内。本发明采用SD卡和固态硬盘作为数据存储区，解决了现有车载硬盘可靠性差,运行速度慢的缺点,使数据存储更加安全，且数据存储量非常大，远远大于现有车载信息的数据存储量。

当有故障发生时，16位数据处理模块中的故障诊断模块210会根据故障代码，历史存储的车辆状态数据等对车辆进行诊断，提示用户故障发生，并查询数据库中的故障处理措施给用户做出维修建议。在固态硬盘中还内置了车辆维修手册和维护专家库，用户可根据建议对车辆进行维修。当发生严重故障时，16位数据处理模块会自动传输给3G无线通讯模块205，3G无线通讯模块205传输给3G无线网络，3G无线网络再向远程信息服务中心207发出故障和求援信号，保证用户的人身安全。当不存在明显故障时，16位数据处理模块会定期分析固态硬盘中的历史数据，分析车辆的使用状况，提示用户对车辆进行保养，以避免发生不必要的故障。

本发明将本地信息服务和远程信息服务连接起来，使中央处理系统与车辆进行交互式通讯，从而为驾驶员实时提供事故紧急求助、车辆远程诊断等，将本地及远程故障诊断功能集于一身，从而实现汽车功能的全面拓展。

Claims (4)

1.一种车载信息中心控制单元，包括：与车辆总线接口连接的接口电路、电源模块，其特征是还包括：3G无线通讯模块(205)、与接口电路连接的16位数据处理模块(208)、与16位数据处理模块连接的32位数据处理模块(213)、与16位数据处理模块和32位数据处理模块连接的SD卡和固态硬盘(212)，16位数据处理模块包括数据采集模块(209)、故障诊断模块(210)、数据输出模块(211)，32位数据处理模块包括GPS模块(214)、蓝牙模块(215)、视频处理模块(216)、音频输出模块(217)、显示模块(218)，车辆总线接口与车辆电子控制网络连接，3G无线通讯模块通过3G无线网络与远程信息服务中心连接。

2.根据权利要求1所述的车载信息中心控制单元，其特征是GPS模块与信号输入设备连接，蓝牙模块与用户移动电话连接，视频处理模块与倒车摄像连接，音频输出模块与车内音响连接，显示模块与显示屏连接。

3.根据权利要求1所述的车载信息中心控制单元，其特征是所述接口电路包括CAN、LIN、K-line电路。

4.根据权利要求2所述的车载信息中心控制单元，其特征是信号输入设备是按键和触摸屏两套输入设备。

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