CN104767771A - 基于peps的无线网关以及基于peps的数据的收发方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于PEPS的无线网关以及基于PEPS的数据的收发方法。本发明的基于PEPS的无线网关，包括智能钥匙和基站模块，其中，所述基站模块具备：低频发送模块，用于向所述智能钥匙发送数据；高频接收模块，用于从所述智能钥匙接收数据，所述智能钥匙具备：低频接收模块，用于从所述基站模块接收数据；高频发送模块，用于向所述基站模块发送数据；串口，用于与所述外部的PC机建立通信信道；UART驱动模块，用于建立UART驱动程序以使得智能钥匙能够通过所述串口与PC机交换数据。利用本发明不需要对PEPS做太大改动就能够利用PEPS进行汽车电子模块与PC机间的数据通信。

Description

基于PEPS的无线网关以及基于PEPS的数据的收发方法

技术领域

本发明涉及一种基于PEPS的车载数据的数据收发方法以及无线网关。

背景技术

传统汽车电子模块的程序更新及诊断都是基于整车原有的网络（如CAN）并通过统一的有线接口进行在线诊断及刷新工作（如通过标准的OBD接口）。

这种通信方式虽然可靠，但是必须打开用户的车门进入车内作业，在一定程度上有一定的局限性，并且需要配备相对昂贵的网络工具（如CAN通信的SPY）及其配套的PC软件。

在线诊断刷新功能的实现主要依赖于整车网络极其协议，并且需要专门的网络诊断工具（如spy）及PC端对应软件来实现。这种实现方式需要在工作的时候进入车辆作业，在某些场合下会有一定的局限。而且所需要的网络工具一般都比较昂贵。

随着汽车电子技术的发展以及人们对汽车舒适娱乐性的要求不断提高，PEPS系统已经越来越得到普及，相信不久的将来该系统会像现在的RKE系统一样成为汽车的标配。PEPS系统由两个电子模块组成，即基站模块（base station）和智能钥匙（tag智能钥匙）。数据通信通过上下两路无线信道进行。基站模块通过低频载波（根据调制方式不同一般在130Khz左右）广播信号（波特率K）唤醒在侦测范围内的智能钥匙，智能钥匙通过UHF 433Mhz（或315Mhz）载波发送数据（波特率一般为几K）给基站模块。然后双方进行数据交互及认证。从而实现基本的双向通信。

发明内容

鉴于上述问题，本发明旨在提供一种能够利用PEPS与整车网络进行通信的基于PEPS的无线网关以及基于PEPS的数据的收发方法。

本发明涉及一种用来处理车载电子控制器的在线（即通过PC机）刷新及诊断的无线网关方案及其实现装置。该本发明的方案的实现基于以下两个条件：1，车载控制器可以通过原有整车网络（如CAN）进行通信及其他在线诊断服务；2，车辆装配有PEPS系统并且其基站模块能够参与整车网络通信。

如上述背景技术中所提到的，PEPS系统主要由基站模块及智能钥匙两部分组成。本发明正是利用了PEPS系统的无线信道进行汽车电子模块与PC间的数据通信，从而实现网关的功能。

本发明的基于PEPS的无线网关，包括智能钥匙和基站模块，其特征在于，

所述基站模块具备：

低频发送模块，用于向所述智能钥匙发送数据；

高频接收模块，用于从所述智能钥匙接收数据；以及

所述智能钥匙具备：

低频接收模块，用于从所述基站模块接收数据；

高频发送模块，用于向所述基站模块发送数据；

串口，用于与所述外部的PC机建立通信信道，

UART驱动模块，用于建立UART驱动程序以使得智能钥匙能够通过所述串口与PC机交换数据。

优选地，通过所述串口能够利用所述外部的PC机对所述智能钥匙进行充电。

优选地，所述低频发送模块和所述低频接收模块之间通过ARQ协议进行数据传输，所述高频发送模块和所述高频接收模块之间通过ARQ协议进行数据传输。

优选地，所述基站模块还具备：与整车网络连接的数据处理模块，

所述数据处理模块与所述低频发送模块连接并且所述数据处理模块与所述高频接收模块连接。

优选地，所述ARQ协议定义数据帧包含三个数据域：ID域、数据域以及校验域。

优选地，所述ARQ协议定义数据帧包含二个数据域：应答域以及校验域。

本发明的基于PEPS的数据的收发方法，其中，所述PEPS包括智能钥匙和基站模块，其特征在于，包括下述步骤：

智能钥匙与外部的PC机通过智能钥匙的串口连接；

PC机将数据请求发送到所述串口；

智能钥匙将该数据请求发送到基站模块；

基站模块将该数据请求通过整车网络发送到车辆的对应的控制器以进行数据处理并且将接收来自对应的控制器的请求回复；

基站模块将请求回复发送给智能钥匙；

智能钥匙将请求回复传输到PC机。

优选地，所述智能钥匙和基站模块之间ARQ协议进行数据传输，

优选地，所述ARQ协议定义数据帧包含三个数据域：ID域、数据域以及校验域。

优选地，所述ARQ协议定义数据帧包含二个数据域：应答域以及校验域。

优选地，所述数据请求包括数据刷新、数据诊断。

利用本发明的基于PEPS的无线网关以及基于PEPS的数据的收发方法，不需要进入用户车内就能够实现整车网络与PC间的通信，也不需要使用其他昂贵的网络诊断工具，本发明只需要对原有PEPS系统做较小的改动，因此具有容易实现、成本低的优点。

 

附图说明

图1是表示本发明的基于PEPS的无线网关的构造框图。

图2是表示本发明的基于PEPS的无线网关工作时的示意图。

图3表示本发明中数据传输的数据帧的格式示意图。

图4表示本发明中数据传输的ACK的数据帧的格式示意图。

 

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解。并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

本发明利用了现有的PEPS的双向通信信道，并在智能钥匙端增加一个简单的串口通信电路连接PC机，从而实现整车网络与PC环境的桥接，再通过适当修改软件最终实现通过PC机对整车网络上的控制器进行诊断的操作。

本发明的主要技术构思如下：

首先，为了保证数据通过PEPS无线信道传输的有效性，需要制定一个简单的通信协议，本方案拟采用“连续ARQ协议”。其次，智能钥匙端需要做如下更改：

（1）在智能钥匙端预留UART（通用异步收发器）串口，该电路能够通过外接串口模块建立PC机与智能钥匙的通信通道，并且在无线诊断工作时能通过PC串口给智能钥匙供电。

（2）智能钥匙要增加UART驱动程序，使其能够通过串口与PC机交换数据。

（3）智能钥匙需要更改高频发送模块的设置，使其能够符合无线通信协议。

再次，基站模块需要做如下更改：

（1）需要修改低频发送模块的设置，使其能够符合无线通信协议。

（2）需要修改整车网络通信相关软件，使其能够实现诊断相关控制。

最后，需要编写PC机端的串口通讯应用软件，使其能够实现对PEPS无线网关诊断的控制。

下面对于本发明的基于PEPS的无线网关进行具体说明。

图1是表示本发明的基于PEPS的无线网关的构造框图。

如图2所示，本发明的基于PEPS的无线网关包括基站模块100和智能钥匙200。

其中，所述基站模块100具备：用于向所述智能钥匙发送数据的低频发送模块101、用于从所述智能钥匙接收数据的高频接收模块102以及、与整车网络连接且低频发送模块101、高频接收模块102分别连接的数据处理模块103。

所述智能钥匙200具备：用于从所述基站模块接收数据的低频接收模块201、用于向所述基站模块发送数据的高频发送模块202、用于与所述外部的PC机建立通信信道的串口203以及用于建立UART驱动程序以使得智能钥匙能够通过所述串口与PC机交换数据的UART驱动模块204。

而且，通过串口203能够利用所述外部的PC机对智能钥匙200进行充电。

图2是表示本发明的基于PEPS的无线网关工作时的示意图。如图2所示，

本发明的基于PEPS的无线网关工作时，上行数据（在本发明中将从整车网络到PC机的路线称为“上行”）通过以下路径传输：

基站模块100从整车网络接收数据并通过低频发送模块101发送到无线信道；

智能钥匙200的低频接收模块201接收无线信号并发送到串口203；

PC机300从串口203接收数据。

下行数据（在本发明中将从PC机到整车网络的路线称为“下行”）通过以下路径传输：

PC机300将数据发送到串口203；

智能钥匙200的串口203接收数据并通过高频发送模块202将数据发送到无线信道；

基站模块100的高频接收模块102接收数据并将数据发送到整车网络（如CAN）。

在本发明中的数据传输中采用ARQ协议，即低频发送模块101和低频接收模块201之间通过ARQ协议进行数据传输，并且高频发送模块202和所述高频接收模块102之间通过ARQ协议进行数据传输。

ARQ（Automatic Repeat-reQuest，自动重传请求）是OSI模型中数据链路层的错误纠正协议之一，通过接收方请求发送方重传出错的数据报文来恢复出错的报文，是通信中用于处理信道所带来差错的方法之一。它包括停止等待ARQ协议和连续ARQ协议，错误侦测（Error Detection）、正面确认（Positive Acknowledgment）、逾时重传（Retransmission after Timeout）与负面确认继以重传（Negative Acknowledgment and Retransmission）等机制。

本发明的无线网关系统是在PEPS系统基础上建立起来的。在诊断模式下，智能钥匙端需要主动工作而不需要基站模块唤醒，两边在诊断过程中是对等的。为了在交换无线数据过程中能够遵循连续ARQ协议，需要重新定义在诊断通信时收发两方的数据帧格式。在本发明中规定有两种类型的数据帧，一种是普通数据帧，一种是ACK应答帧。其中普通数据帧需要包含三个域，即帧ID域2byte，数据域8byte，校验域2byte共12byte（如图3所示）。ACK应答帧包含2个域，即应答域2byte，校验域1byte共3个字节（如图4所示）。其中应答域2byte回复的是收到的数据帧的ID号。 

以上对于本发明的基于PEPS的无线网关进行了说明。接着对于利用该基于PEPS的无线网关进行的数据的收发方法进行说明。该数据的收发方法包括下述步骤：

智能钥匙200与外部的PC机300通过智能钥匙200的串口203进行通信连接；

PC机300将数据请求发送到智能钥匙200的串口203；

智能钥匙200利用其高频发送模块202将该数据请求发送到基站模块100的高频接收模块102；

基站模块100的高频接收模块102将该数据请求通过整车网络发送到车辆的对应的控制器以进行数据处理并且将接收来自对应的控制器的请求回复；

基站模块100利用其低频发送模块101将请求回复发送给智能钥匙200的低频接收模块201；

通过智能钥匙200的串口203将请求回复传输到PC机300。

这样通过利用PEPS系统的无线信道能够进行汽车电子模块与PC机之间的数据通信，从而能够实现网关的功能。

利用本发明的基于PEPS的无线网关以及基于PEPS的数据的收发方法，不需要进入用户车内就能够实现整车网络与PC间的通信，也不需要使用其他昂贵的网络诊断工具，本发明只需要对原有PEPS系统做较小的改动，因此具有容易实现、成本低的优点。

以上例子主要说明了本发明的基于PEPS的无线网关以及基于PEPS的数据的收发方法。尽管只对其中一些本发明的具体实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (11)

1.一种基于PEPS的无线网关，包括智能钥匙和基站模块，其特征在于，

所述基站模块具备：

低频发送模块，用于向所述智能钥匙发送数据；

高频接收模块，用于从所述智能钥匙接收数据，

所述智能钥匙具备：

低频接收模块，用于从所述基站模块接收数据；

高频发送模块，用于向所述基站模块发送数据；

串口，用于与所述外部的PC机建立通信信道，

UART驱动模块，用于建立UART驱动程序以使得智能钥匙能够通过所述串口与PC机交换数据。

2.如权利要求1所述的基于PEPS的无线网关，其特征在于，

通过所述串口能够利用所述外部的PC机对所述智能钥匙进行充电。

3.如权利要求2所述的基于PEPS的无线网关，其特征在于，

所述低频发送模块和所述低频接收模块之间通过ARQ协议进行数据传输，

所述高频发送模块和所述高频接收模块之间通过ARQ协议进行数据传输。

4.如权利要求3所述的基于PEPS的无线网关，其特征在于，

所述基站模块还具备：与整车网络连接的数据处理模块，

所述数据处理模块与所述低频发送模块连接并且所述数据处理模块与所述高频接收模块连接。

5.如权利要求4所述的基于PEPS的无线网关，其特征在于，

所述ARQ协议定义数据帧包含三个数据域：ID域、数据域以及校验域。

6.如权利要求4所述的基于PEPS的无线网关，其特征在于，

所述ARQ协议定义数据帧包含二个数据域：应答域以及校验域。

7.一种基于PEPS的数据的收发方法，其中，所述PEPS包括智能钥匙和基站模块，其特征在于，包括下述步骤：

智能钥匙与外部的PC机通过智能钥匙的串口连接；

PC机将数据请求发送到所述串口；

智能钥匙将该数据请求发送到基站模块；

基站模块将该数据请求通过整车网络发送到车辆的对应的控制器以进行数据处理并且将接收来自对应的控制器的请求回复；

基站模块将请求回复发送给智能钥匙；

智能钥匙将请求回复传输到PC机。

8.如权利要求7所述的基于PEPS的数据的收发方法，其特征在于，

所述智能钥匙和基站模块之间ARQ协议进行数据传输。

9.如权利要求8所述的基于PEPS的数据的收发方法，其特征在于，

所述ARQ协议定义数据帧包含三个数据域：ID域、数据域以及校验域。

10.如权利要求8所述的基于PEPS的数据的收发方法，其特征在于，

所述ARQ协议定义数据帧包含二个数据域：应答域以及校验域。

11.如权利要求1～10所述的基于PEPS的数据的收发方法，其特征在于，

所述数据请求包括数据刷新、数据诊断。