CN104506207A - 一种车载网络通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载通信技术，具体涉及一种车载网络通信设备，包括：第四代移动通信（4G）天线、全球定位系统（GPS）/4G模块、微处理单元、无线保真（Wifi）模块、用户身份识别（SIM）卡模块、电可擦只读存储器（EEPROM）、电源管理单元和电池；其中，电池、电源管理单元和微处理单元依次连接，GPS/4G模块分别与4G天线、Wifi模块、SIM卡模块和微处理单元连接，EEPROM与微处理单元连接。本发明的车载网络通信设备具备Wifi热点和4G上网功能，能够连接4G网络，并且将4G信号通过Wifi热点分享给车内用户，具有功能丰富、布置灵活、集成度高的优点。

Description

一种车载网络通信设备

技术领域

本发明涉及车载通信技术，具体涉及一种车载网络通信设备。

背景技术

近年来，随着我国汽车行业的迅猛发展，汽车的需求量与保有量逐年增加，汽车将不再只是人们的代步工具，车辆信息化已成为汽车技术发展的大方向和下一个里程碑。同时，移动互联网技术迅猛发展，智能手机越来越普及，人们生活中越来越离不开移动网络。在这样的背景下，智能化信息化的汽车成为汽车行业的一个焦点。汽车作为一个交通工具给用户提供帮助的同时，也为用户提供越来越多的娱乐和安全的功能。

但是，现有汽车用户可能会需要一种能够收发4G（4th Generation mobile communication，第四代移动通信）信号和Wifi（Wireless Fidelity，无线保真）信号，并且实现4G信号和Wifi信号之间转换功能的车载网络通信设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是实现4G信号和Wifi信号的收发并且同时进行4G信号和Wifi信号之间的转换。

为解决上述技术问题，本发明提供如下的技术方案：

一种车载网络通信设备，包括：4G天线、GPS/4G模块、微处理单元、Wifi模块、SIM卡模块、EEPROM、电源管理单元和电池；其中，电池、电源管理单元和微处理单元依次连接，GPS/4G模块分别与4G天线、Wifi模块、SIM卡模块、和微处理单元连接，EEPROM与微处理单元连接。

在优选的方案中，GPS/4G模块的型号为ME909T，微处理单元的型号为LM4F232H5QC，Wifi模块的型号为CSR6000，SIM卡模块的型号为M2M，电源管理单元的型号为NJW4184DL1-33B或TPS54360DDAR。

在优选的方案中,所述的车载网络通信设备还包括：与GPS/4G模块连接的第一JTAG接口、USB接口和数字模拟转换器，与微处理单元连接的第二JTAG接口和CAN收发器，以及24引脚接口，其中，微处理单元通过CAN收发器与24引脚接口连接，GPS/4G模块和24引脚接口通过数字模拟转换器连接。

在优选的方案中，CAN收发器的型号为TJA1043，数字模拟转换器的型号为WM8725GED/RV，24引脚接口的型号为1318853-2。

本发明提供了一种具备Wifi热点和4G上网功能的车载网络通信设备，车载网络通信设备能够连接4G网络，并且将4G信号通过Wifi热点分享给车内用户，具有功能丰富、布置灵活、集成度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的车载网络通信设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1示出的车载网络通信设备的电路原理，本实施例提供了一种车载网络通信设备，包括：4G天线、全球定位系统（GPS）/4G模块、微处理单元、Wifi模块、用户身份识别（SIM）卡模块、电可擦只读存储器（EEPROM）、电源管理单元和电池；其中，电池、电源管理单元和微处理单元依次连接，GPS/4G模块分别与4G天线、Wifi模块、SIM卡模块和微处理单元连接，EEPROM与微处理单元连接。还可以包括：与GPS/4G模块连接的第一联合测试行动小组（JTAG）接口、USB接口和数字模拟转换器，与微处理单元连接的第二JTAG接口和控制器局域网（CAN）收发器，以及24引脚接口，其中，微处理单元通过CAN收发器与24引脚接口连接，GPS/4G模块和24引脚接口通过数字模拟转换器连接。

主要功能是完成车内网（Wifi网络）和车联网（例如：4G网络等移动网络）的通信，并完成车内上网、安全防护（例如，车辆保养提醒、车辆故障提醒等功能）、信息收集（例如，定位与追踪功能）等功能。车载网络通信设备作为车联网通信通道，通过内置的SIM卡与运营商的数据中心（云平台）通信连接，将预先定义的车内网信息通过移动网络发送到运营商的数据中心，同时接收来自于移动网络的远程控制信号和反馈信息等。车载网络通信设备可以与车内原有的车身控制模块（BCM）相互通信，接收与BCM连接的车载终端发送的信息，包括车辆基本信息、车辆状态信息、车辆故障信息等，同时将来自于移动网络的远程控制信号发送给BCM及相应车载终端以实现车辆远程控制。内置有Wifi模块，手持或移动产品可以通过Wifi网络进行4G网络连接，实现车内上网娱乐的功能。

优选的，GPS/4G模块的型号为ME909T，微处理单元的型号为LM4F232H5QC，Wifi模块的型号为CSR6000，SIM卡模块的型号为M2M，电源管理单元的型号为NJW4184DL1-33B或TPS54360DDAR；CAN收发器的型号为TJA1043，数字模拟转换器的型号为WM8725GED/RV，24引脚接口的型号为1318853-2。

本实施例的车载网络通信设备的功能详细描述如下：

1）车辆保养提醒功能，包括执行如下步骤：

步骤101：车载网络通信设备通过CAN总线获得用于保养提醒的行使里程信息；

步骤102：车载网络通信设备与数据中心之间进行权限验证；

步骤103：如果权限验证成功，则将行使里程信息上传到数据中心；

步骤104：数据中心保存行使里程信息；

步骤105：数据中心发送提醒信息，具体包括：根据行使里程信息及数据中心所记载的用户购车日期，计算用户车辆是否需要保养，如需要则发送保养提醒信息给车载网络通信设备。

2）车辆故障提醒功能，包括执行如下步骤：

步骤201：通过CAN总线获得车辆故障信息，即故障码；

步骤202：车载网络通信设备和数据中心进行权限验证；

步骤203：如果权限验证成功，则将车辆故障信息上传到数据中心；

步骤204：数据中心保存车辆故障信息；

步骤205：数据中心将故障提醒信息发送给车载网络通信设备，故障提醒信息包括：故障处理方案、行驶里程和行驶时间信息，车载网络通信设备将故障提醒信息转发给用户的移动终端；

步骤205：故障取消后，即车载网络通信设备从数据中心获取到故障取消信息后，转发给用户的移动终端。

3）安全气囊触发报警功能，包括执行如下步骤：

步骤301：车载网络通信设备从CAN 总线收到安全气囊被触发信息；

步骤302：车载网络通信设备和数据中心进行权限验证；

步骤303：如果权限验证成功，则将以下信息上传到数据中心：车速信息、行驶方向、车辆经度、车辆纬度、被扣上的安全带的数量；

步骤304：数据中心保存步骤303发送的信息；

步骤305：数据中心通过短信等方式通知用户的亲属或相关人员，以便及时对出现事故的车辆进行处理。

4）定位与追踪，即被盗追踪功能，包括执行如下步骤：

步骤401：车载网络通信设备通过CAN总线接收车辆位置信息；

步骤402：车载网络通信设备和数据中心进行权限验证；

步骤403：如果权限验证成功，则将车辆位置信息上传到数据中心；

步骤404：数据中心接收并保存车辆位置信息；

用户中心可以每隔2s接收到一个车辆位置信息，记录车辆行驶轨迹，方便车辆追踪。

5）远程控制功能，包括执行如下步骤：

步骤501：用户通过手机应用向数据中心发送车辆控制信号；

步骤502：数据中心将车辆控制信号转发给车载网络通信设备；

步骤503：车载网络通信设备唤醒CAN总线然后将车辆控制信号转码为车辆控制指令并发送给CAN总线，

步骤504：CAN总线上的车载终端根据车辆控制指令执行相应操作，车辆控制信号用于指示如下操作：远程锁车/解锁、远程鸣笛、远程开灯、远程开启空调、远程开启座椅加热、远程启动发动机、远程发动机启动限制。

6）实时检测车况功能，包括执行如下步骤：

步骤601：用户通过手机应用向数据中心发送车况信息请求信号；

步骤602：数据中心将车况信息请求信号转发给车载网络通信设备；

步骤603：车载网络通信设备唤醒CAN总线，然后向CAN总线查询并获取相关信息；

步骤604：车载网络通信设备将获取到的相关信息转发给数据中心，再由数据中心转发给用户的手机。

7）Wifi功能

车载网络通信设备支持Wifi热点功能，用户可以用移动设备访问Wifi热点提供的Wifi网络。Wifi带宽150M以上，协议：IEEE 802.11g，IEEE 802.11b，IEEE 802.11N。

车载网络通信设备的电气原理及硬件配置如下：

1）电气原理介绍

采用Linux/ RTOS（实时操作系统）双操作系统。RTOS系统基于德州仪器LM4F232H5QC芯片，作为车载网络通信设备的核心，管理模块的电源、通信、存储等功能，具有响应快速、运行稳定的特点，并且适应车载环境；Linux系统搭载在华为的ME909T芯片及ME909T芯片自带片上系统(SOC)之上，支持4G通信和Wifi模块的连接，还能够通过USB端口与车载多媒体主机进行通信。

车载网络通信设备一方面可以实现与车载多媒体主机的网络连接；另一方面在车内增加了Wifi热点功能，实现便携式电子设备的Wifi上网功能。经实验测试，基于本车载网络通信设备的网络连接速率最高可达72M，实现了高速移动网络连接，充分满足用户对移动网络的需求。

2）硬件配置介绍

LM4F232H5QC芯片是德州仪器生产的一款高度集成、高性能的芯片。该芯片采用ARM Cortex-M4F内核、80-MHz、100DMIPS高运算速度；256KB单周期的闪存，包含UART、SSI、I2C、CAN、USB等协议的接口，支持看门狗定时器、DMA（直接内存访问）、一般I/O（输入输出）接口，100PIN角的LQFP（薄型四方扁平）封装工艺，适应-40度至 85度的操作温度。

ME909T是华为研发生产的一款适用车载环境的支持4G网络的芯片，除以上核心SOC之外，车载网络通信设备还配备两组高速CAN通道、EEPROM（电可擦除只读存储器）存储、Wifi模块（带内置天线）、焊接式SIM卡（中国联通）、DA（数模）转换模块；接口方面配备4G天线接口、GPS天线接口、一个USB接口以及一个24PIN的主接口。基于以上硬件，车载终端模块的主要功能全部得到实现。

通过上文可以看出，车载网络通信设备采用Linux/ RTOS双操作系统，RTOS系统启动速度快、响应迅速、功耗低，满足安防功能的需求；Linux系统资源丰富，可配置USB接口和Wifi模块，满足娱乐通信需求；通过内置的SIM卡实现4G移动网络连接，实现了车辆保养提醒，车辆故障提醒，车辆定位与追踪，安全气囊触发报警，远程控制功能，实时检测车况等功能，为用户在车辆使用过程中提供了安全保证和方便。车载网络通信设备体积小，重量轻，可以根据整车布置设定安装位置，布置在座椅骨架下表面，或者中通道内等。

可以根据整车厂不同车型、不同配置需求，实现车内上网以及安全防护功能。实现车辆的智能化、信息化，未来可扩展辅助驾驶、智能驾驶甚至无人驾驶功能，在未来的车型开发中将会得到广泛地应用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种车载网络通信设备，其特征在于，包括：4G天线、GPS/4G模块、微处理单元、Wifi模块、SIM卡模块、EEPROM、电源管理单元和电池；其中，电池、电源管理单元和微处理单元依次连接，GPS/4G模块分别与4G天线、Wifi模块、SIM卡模块、和微处理单元连接，EEPROM与微处理单元连接。

2.根据权利要求1所述的车载网络通信设备，其特征在于，GPS/4G模块的型号为ME909T，微处理单元的型号为LM4F232H5QC，Wifi模块的型号为CSR6000，SIM卡模块的型号为M2M，电源管理单元的型号为NJW4184DL1-33B或TPS54360DDAR。

3.根据权利要求1所述的车载网络通信设备，其特征在于，还包括：与GPS/4G模块连接的第一JTAG接口、USB接口和数字模拟转换器，与微处理单元连接的第二JTAG接口和CAN收发器，以及24引脚接口，其中，微处理单元通过CAN收发器与24引脚接口连接，GPS/4G模块和24引脚接口通过数字模拟转换器连接。

4.根据权利要求3所述的车载网络通信设备，其特征在于，CAN收发器的型号为TJA1043，数字模拟转换器的型号为WM8725GED/RV，24引脚接口的型号为1318853-2。