CN104917830B - 车载环境中移动通信模块共享系统及方法 - Google Patents

车载环境中移动通信模块共享系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车载环境中移动通信模块共享系统，包括：T‑Box和AVN主机；所述T‑Box包括MCU、移动通信模块和开关电路；所述MCU连接所述移动通信模块和所述开关电路的控制端；所述MCU连接所述AVN主机，以供所述MCU和所述AVN主机协商所述移动通信模块的控制权；所述开关电路的两端分别连接所述移动通信模块和所述AVN主机，并在所述MCU取得控制权时处于断开状态，在所述AVN主机取得控制权时处于闭合状态。本发明还相应公开了一种车载环境中移动通信模块共享方法。应用本发明技术方案，能够在车辆同时配备有T‑Box和AVN主机的车载环境中，使得T‑Box和AVN主机共享移动通信模块的控制权，均可以连接到移动网络，实现多样化的功能。

Description

车载环境中移动通信模块共享系统及方法
技术领域
本发明涉及车载电子技术领域，特别是涉及一种车载环境中移动通信模块共享系统及方法。
背景技术
车联网就是以车内网、车际网和移动互联网为基础的，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车和车、路上设施、行人或互联网之间进行无线通信和信息交换的系统网络。
目前，汽车基本配备有实现车联网技术的车联网标准终端T-Box(Terminal-Box，又称之为车联网车载盒子)，其中内置有移动通信模块，如3G模块，可实现T-Box与移动互联网的信息交互，可实现的功能包括电话、SMS(Short Message Service，短消息服务)、车辆控制、车况查询、位置查询、E-CALL、车辆诊断等。
目前，车辆也配备有AVN(音视频播放及导航一体)主机。当AVN主机内部没有集成诸如3G模块之类的移动通信模块时，AVN主机可实现的功能包括接收用户移动终端，如手机、平板电脑输入的音视频进行处理，并显示到车载显示屏上，也包括接收导航芯片接收的卫星信号进行导航应用。而当AVN主机内集成3G模块时，就可以实现在线音乐、在线视频等娱乐功能。
在当前技术中，当车辆同时配备有T-Box和AVN主机时，T-Box和AVN主机相互独立。当AVN主机无内置移动通信模块，就无法直接连接网络、拨打电话、接收短信等。而当AVN主机内集成移动通信模块时，虽然T-Box和AVN主机都可以连接到移动网络，但是成本比较高，T-Box和AVN需同时集成移动通信模块，并且用户需要为两张sim(Subscriber IdentityModule，客户识别模块)卡支付费用。故，需要一种低成本的技术方案，使得T-Box和AVN主机均能够获得网络服务。
发明内容
基于此，有必要提供一种车载环境中移动通信模块共享系统及方法，能够在车辆同时配备有T-Box和AVN主机的车载环境中，使得T-Box和AVN主机共享移动通信模块的控制权，均可以连接到移动网络，实现多样化的功能。
一种车载环境中移动通信模块共享系统，包括：T-Box和AVN主机；
所述T-Box包括MCU、移动通信模块和开关电路；
所述MCU连接所述移动通信模块和所述开关电路的控制端；
所述MCU连接所述AVN主机，以供所述MCU和所述AVN主机协商所述移动通信模块的控制权；
所述开关电路的两端分别连接所述移动通信模块和所述AVN主机，并在所述MCU取得控制权时处于断开状态，在所述AVN主机取得控制权时处于闭合状态。
在一个实施例中，所述移动通信模块的开关机引脚连接所述MCU的GPIO口，所述MCU按照自身上电、断电的时序控制所述移动通信模块的开关机；
所述移动通信模块的复位引脚连接所述MCU的GPIO口，以供所述MCU控制所述移动通信模块进行复位；
所述移动通信模块的休眠唤醒引脚连接所述MCU的GPIO口，以供所述MCU对所述移动通信模块进行休眠后唤醒；所述移动通信模块的外设休眠唤醒引脚连接所述MCU的中断引脚，以供所述移动通信模块对所述MCU进行休眠后唤醒；
所述MCU和所述移动通信模块还通过UART接口相互连接，以供实现MCU和所述移动通信模块之间的移动通信数据的交互。
在一个实施例中，所述开关电路的两端分别连接所述移动通信模块和所述AVN主机的USB接口。
在一个实施例中，所述移动通信模块为2G模块、3G模块或4G LTE模块中的一种。
一种车载环境中移动通信模块共享方法，应用于上述的系统，所述方法包括：
所述MCU和所述AVN主机协商所述移动通信模块的控制权；
在所述MCU取得控制权后，所述MCU控制所述开关电路处于断开状态，所述MCU与所述移动通信模块相连接；在所述AVN主机取得控制权后，所述MCU控制所述开关电路处于闭合状态，所述AVN主机与所述移动通信模块相连接。
在一个实施例中，所述方法还包括：所述MCU按照自身上电、断电的时序控制所述移动通信模块的开关机；
所述方法还包括：所述MCU控制所述移动通信模块的复位；以及所述MCU和所述移动通信模块之间的双向的休眠后唤醒。
在一个实施例中，当所述MCU取得所述移动通信模块的控制权后，所述MCU和所述移动通信模块通过UART接口实现移动通信数据的交互；当所述AVN主机取得所述移动通信模块的控制权后，所述AVN主机和所述移动通信模块通过USB接口实现移动通信数据的交互。
在一个实施例中，所述MCU和所述AVN主机协商所述移动通信模块的控制权的步骤，包括：
所述MCU和所述AVN主机通过CAN总线协商所述移动通信模块的控制权；
在检测到车辆ACC ON信号时，由所述AVN主机取得所述移动通信模块的控制权；而在检测到车辆ACC OFF信号时，由所述MCU取得所述移动通信模块的控制权。
在一个实施例中，所述方法还包括：在车辆处于ACC ON信号时，且当T-Box触发诊断报警功能时，由所述MCU向所述AVN请求并获取所述移动通信模块的控制权。
在一个实施例中，所述方法还包括：当车辆碰撞触发E-CALL功能时，若所述AVN主机发生呼叫失败，则由所述AVN主机向所述MCU释放所述移动通信模块的控制权。
上述车载环境中移动通信模块共享系统和方法，MCU和AVN主机协商移动通信模块的控制权，在MCU取得控制权时，MCU控制开关电路处于断开状态，而当AVN主机取得控制权时，MCU控制开关电路处于闭合状态，这样T-Box和AVN主机在需要连接到移动网络时，以分时控制的方式，通过控制移动通信模块连接到网络，并且实现的成本较低。
附图说明
图1为一个实施例中的车载环境中移动通信模块共享系统的结构示意图；
图2为又一个实施例中的车载环境中移动通信模块共享系统的结构示意图；
图3为一个实施例中的车载环境中移动通信模块共享方法的流程示意图；
图4A和图4B为一个实施例中T-Box(MCU)和AVN主机协商移动通信模块控制权的时序图；
图5为一个实施例中T-Box触发诊断报警的时序图；
图6A和图6B为一个实施例中触发E-CALL功能时的时序图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，在一个实施例中提供一种车载环境中移动通信模块共享系统(简称系统)，其中所述的车载环境尤其是指车辆同时配备有T-Box(车联网标准终端)和AVN主机。本实施例中的系统包括：T-Box和AVN主机。具体的，T-Box包括MCU(Micro Controller Unit，微控制器单元)、移动通信模块和开关电路。其中，MCU可以集成有CPU、RAM、ROM、计数器以及多种I/O接口，能够实现计算、存储等多种功能；移动通信模块可以实现与移动网络的连接及通信，例如可以但不限于是2G模块、3G模块或4G LTE模块中的一种，以3G模块为例，通信的标准又分为WCDMA、TD-SCDMA等等，在此并不限定，并且移动通信模块在使用时需要配合预定的sim卡；本实施例中的开关电路为三端电子器件，控制端连接到MCU，由MCU控制其余两端的闭合或断开状态，开关电路可以为三极管、场效应管或其它形式的电子器件及电路。本实施例中，MCU连接移动通信模块和开关电路的控制端。MCU连接AVN主机，以供MCU和所述AVN主机协商所述移动通信模块的控制权，例如MCU可以通过CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)总线和AVN主机相连接，通过CAN总线获取的车辆传感器传输的各种状态，综合评定来协商移动通信模块的控制权，此外MCU和AVN主机也可以通过UART等串口、蓝牙等无线方式进行通信，以协商确定移动通信模块的控制权。开关电路的两端分别连接移动通信模块和AVN主机，并在MCU取得控制权时处于断开状态，在AVN主机取得控制权时处于闭合状态。本例中所说的MCU和所述AVN主机通过CAN总线协商所述移动通信模块的控制权，包括MCU和CAN之间的相互请求控制权，也包括主动释放控制权等多种形式。
参见图2，在另一个实施例中，也提供了一种系统。在该系统中移动通信模块以3G模块来举例，在其它应用场景中，可以替换为2G或4G LTE模块。在本例中，T-Box既包括MCU、3G模块和开关电路，在本场景中还包括麦克风、窝蜂天线等。AVN主机可以连接功放及喇叭、显示屏、导航芯片(如GPS、北斗)等多种外设。
本实施例中，MCU和AVN主机连接到CAN总线，根据CAN总线获得的车辆状态来协商移动通信模块的控制权。
具体在本实施例中，3G模块的开关机引脚(Power On/Off)连接MCU的GPIO(通用输入输出接口)口，MCU按照自身上电、断电的时序控制3G模块的开关机，即车辆上的电子器件处于开通时，MCU在上电后，控制3G模块开机，而MCU在检测到断电后，控制3G模块关机。
此外，本实施例中，3G模块的复位引脚连接所述MCU的GPIO口，以供MCU实现所述3G模块的复位。具体包括当MCU控制3G模块时，当3G模块通信异常或其它故障，MCU可以将复位引脚拉低一段时间，让3G模块复位。而AVN主机取得3G模块控制权时，当3G模块通信异常，AVN主机会通过CAN总线将3G模块的异常状态告知MCU，同样MCU会拉低复位引脚，使3G模块复位。
本例中，3G模块的休眠唤醒引脚连接所述MCU的GPIO口，以供MCU对3G模块进行休眠后唤醒。3G模块的外设休眠唤醒引脚连接MCU的中断引脚，以供3G模块对MCU进行休眠后唤醒。这里具体的情形，既包括MCU取得控制权的情形，又包括AVN主机取得控制权的情形，在此不再赘述。
在本实施例中，MCU和3G模块还通过UART接口相互连接，在MCU取得控制权时，以UART接口实现MCU和3G模块之间的移动通信数据的交互。而开关电路的两端分别连接3G模块和AVN主机的USB接口，在AVN主机取得控制权，开关电路处于闭合状态，3G模块和AVN主机之间通过USB接口实现移动通信数据的交互。
上述实施例中的车载环境中移动通信模块共享系统，MCU和AVN主机协商移动通信模块的控制权，在MCU取得控制权时，MCU控制开关电路处于断开状态，而当AVN主机取得控制权时，MCU控制开关电路处于闭合状态，这样T-Box和AVN主机在需要连接到移动网络时，以分时控制的方式，通过控制移动通信模块连接到网络，并且实现的成本较低。
参见图3，在一个实施例中提供了一种车载环境中移动通信模块共享方法，适用于图1和图2实施例中所述的系统，该方法包括：
步骤301，MCU和AVN主机协商所述移动通信模块的控制权。
具体的，MCU和AVN主机可以但不限于通过CAN总线互连，并通过CAN总线协商移动通信模块的控制权。
步骤302，在MCU取得控制权后，MCU控制开关电路处于断开状态，MCU与移动通信模块相连接；在AVN主机取得控制权后，MCU控制开关电路处于闭合状态，AVN主机与移动通信模块相连接。
在一个实施例中，所述方法还包括：MCU按照自身上电、断电的时序控制所述移动通信模块的开关机。所述方法还包括：MCU控制移动通信模块的复位；以及MCU和移动通信模块之间的双向的休眠后唤醒。
在一个实施例中，当MCU取得所述移动通信模块的控制权后，MCU和移动通信模块通过UART接口实现移动通信数据的交互；当AVN主机取得移动通信模块的控制权后，AVN主机和移动通信模块通过USB接口实现移动通信数据的交互。
在一个实施例中，MCU和AVN主机是通过CAN总线协商移动通信模块的控制权，可以有多种协商机制，参见图4A和图4B，具体提供了一种分时控制机制。该机制的原理如下：
T-BOX要实现的是车辆控制、车况查询、位置查询、E-CALL、车辆诊断等功能，其中车辆控制、车况查询、位置查询、车辆诊断功能在ACC ON(一种车辆点火状态档位)的状态下是不允许操作的；E-CALL只有在车辆碰撞时才会触发；诊断报警功能只有车辆发生故障时才会触发，但车辆故障是绝大部分时间都是不会发生的。由此可见，T-BOX在ACC ON的工况下基本可以不用3G模块(移动通信模块仅以3G模块来举例)。而AVN要实现的是在线音乐、在线资讯、天气预报、好友在途等娱乐资讯的功能。这些都是在ACC ON的工况下驾驶员经常操作到的。对比两者的使用工况可以看出，两者基本上不会同时使用3G模块，为保证对3G模块使用的高效性和稳定性，故设计对3G模块的独占性控制，即MCU控制3G模块时，AVN不得控制3G模块；而AVN控制3G模块时，MCU不得控制3G模块。在ACC ON时由AVN控制3G模块；在ACCOFF时由T-BOX控制3G模块。在AVN控制3G模块时如出现3G模块异常，可通知MCU对3G模块进行重启或复位处理，MCU对3G模块进行重启或复位处理且确认3G模块工作正常后，会把3G模块的控制权释重新放给AVN。
如图4A和图4B，MCU和AVN主机通过CAN总线协商移动通信模块的控制权的步骤，包括：
在检测到车辆ACC ON信号时，由AVN主机取得移动通信模块的控制权(时序图如图4A)；而在检测到车辆ACC OFF信号时，由MCU(T-Box)取得移动通信模块的控制权(时序图如图4B)。
参见图5的时序图，在一个实施例中，所述方法还包括：在车辆处于ACC ON信号时，且当T-Box触发诊断报警功能时，由MCU向AVN请求并获取移动通信模块的控制权。待T-Box完成诊断情况并上报，向AVN主机释放控制权。
参见图6A和图6B的时序图，在一个实施例中，所述方法还包括：当车辆碰撞触发E-CALL功能时，若AVN主机发生呼叫失败，则由AVN主机向MCU释放移动通信模块的控制权。
具体的，图6A中，当发生车辆碰撞时，3G控制权在AVN这边，则由AVN优先发起紧急呼叫，若AVN因自身受损而导致紧急呼叫失败，则主动释放3G控制权，MCU接管3G模块后，控制3G发起紧急呼叫。而图6B中，当发生车辆碰撞时，3G控制权正好在T-BOX这边，则直接由T-BOX发起E-CALL。
上述实施例中的车载环境中移动通信模块共享方法，MCU和AVN主机协商移动通信模块的控制权，在MCU取得控制权时，MCU控制开关电路处于断开状态，而当AVN主机取得控制权时，MCU控制开关电路处于闭合状态，这样T-Box和AVN主机在需要连接到移动网络时，以分时控制的方式，通过控制移动通信模块连接到网络，并且实现的成本较低。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种车载环境中移动通信模块共享方法，其特征在于，所述方法包括：
T-Box的MCU和AVN主机通过CAN总线协商移动通信模块的控制权，该步骤具体为，
在检测到车辆ACC ON信号时，由所述AVN主机取得所述移动通信模块的控制权；而在检测到车辆ACC OFF信号时，由所述MCU取得所述移动通信模块的控制权；
在车辆处于ACC ON信号时，且当T-Box触发诊断报警功能时，由所述MCU向所述AVN请求并获取所述移动通信模块的控制权；
当车辆碰撞触发E-CALL功能时，若所述AVN主机发生呼叫失败，则由所述AVN主机向所述MCU释放所述移动通信模块的控制权；
在所述MCU取得控制权后，所述MCU控制开关电路处于断开状态，所述MCU与所述移动通信模块相连接；在所述AVN主机取得控制权后，所述MCU控制所述开关电路处于闭合状态，所述AVN主机与所述移动通信模块相连接；所述MCU按照自身上电、断电的时序控制所述移动通信模块的开关机；
所述方法还包括：所述MCU控制所述移动通信模块的复位；以及所述MCU和所述移动通信模块之间的双向的休眠后唤醒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述MCU取得所述移动通信模块的控制权后，所述MCU和所述移动通信模块通过UART接口实现移动通信数据的交互；当所述AVN主机取得所述移动通信模块的控制权后，所述AVN主机和所述移动通信模块通过USB接口实现移动通信数据的交互。
3.一种车载环境中移动通信模块共享系统，其特征在于，应用于权利要求1所述的方法，所述系统包括：T-Box和AVN主机；
所述T-Box包括MCU、移动通信模块和开关电路；
所述MCU连接所述移动通信模块和所述开关电路的控制端；
所述MCU连接所述AVN主机，以供所述MCU和所述AVN主机协商所述移动通信模块的控制权；
所述开关电路的两端分别连接所述移动通信模块和所述AVN主机，并在所述MCU取得控制权时处于断开状态，在所述AVN主机取得控制权时处于闭合状态；
所述移动通信模块的开关机引脚连接所述MCU的GPIO口，所述MCU按照自身上电、断电的时序控制所述移动通信模块的开关机；
所述移动通信模块的复位引脚连接所述MCU的GPIO口，以供所述MCU控制所述移动通信模块进行复位；
所述移动通信模块的休眠唤醒引脚连接所述MCU的GPIO口，以供所述MCU对所述移动通信模块进行休眠后唤醒；所述移动通信模块的外设休眠唤醒引脚连接所述MCU的中断引脚，以供所述移动通信模块对所述MCU进行休眠后唤醒；
所述MCU和所述移动通信模块还通过UART接口相互连接，以供实现MCU和所述移动通信模块之间的移动通信数据的交互。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关电路的两端分别连接所述移动通信模块和所述AVN主机的USB接口。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述移动通信模块为2G模块、3G模块或4GLTE模块中的一种。
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