CN105929729A - 一种车载信息共享系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信技术领域，具体提供了一种车载信息共享系统及使用方法。系统包括硬件装置和与终端软件，其中，硬件装置包括接口单元以及与接口单元固定连接的通信单元，接口单元外表面设置有金属触点，内部安装有电源模块，外表面的金属触点与电源模块对应电气连接；通信单元包括用于对数据进行采集处理的MCU模块、与MCU模块对应电气连接用于获取汽车参数信息的服务模块、与MCU模块对应电气连接用于数据发送和接收的射频模块以及用于数据传输和给外设充电的传输模块。通过服务模块完成位置获取，通过MCU模块处理后，以射频的方式发射出去，从而实现广播式传输，不需要依赖基站。通过接口单元，可以匹配汽车的CAN总线，从而获取车辆的状态信息。

Description

一种车载信息共享系统及其使用方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种车载信息共享系统及其使用方法,特别适用于汽车之间的位置共享,以及后续无人驾驶中的车车通信应用。

背景技术

随着通信技术的发展，手机已经成为人们日常交流的必备工具，尤其是随着互联网的发展以及3G4G网络的普及与覆盖率增大，手机移动终端已与人们的生活紧密相连，密不可分，手机已然成为大众通信不可或缺的工具。虽然手机的功能强大，但其必须依赖运营商的基站才能发挥作用，而且，由于本身通信机制也决定了必然存在一定的延迟，因此在很多的应用场景中，无法发挥出作用。最典型的应用场景就是车队出游的场景，在这种情况下，由于汽车处于形式的状态，在遇到紧急情况需要通知车队所有成员时，手机就显得力不从心。而且，在基站无法覆盖的地域，手机对通信无法起到帮助。再比如，在未来自动驾驶汽车上路的情况下，作为自动驾驶汽车与有人驾驶汽车之间的通信，通过手机网络显然是不合适的，因为汽车需要将自身的状态信息发送给周边所有相关的汽车，以避免发生意外。

针对这种情况，本发明提供了一种车载信息共享系统，以及系统的使用方法。系统包括硬件装置和与其配合完成基本功能的终端软件，其中，硬件装置包括接口单元以及与接口单元固定连接的通信单元，接口单元外表面设置有金属触点，接口单元的内部安装有电源模块，外表面的金属触点与电源模块对应电气连接；通信单元包括用于对数据进行采集处理的MCU模块、与MCU模块对应电气连接用于获取汽车参数信息的服务模块、与MCU模块对应电气连接用于数据发送和接收的射频模块以及用于数据传输和给外设充电的传输模块； MCU模块、服务模块、射频模块以及传输模块均对应连接到位于接口单元内部的电源模块上。通过服务模块完成位置获取，通过MCU模块处理后，以射频的方式发射出去，从而实现广播式传输，不需要依赖基站。通过接口单元，可以匹配汽车的CAN总线，从而获取车辆的状态信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信系统用于应急救援，可及时获取用户的求救信号并进行救援，同时，优化求救信息，从而提高通信效率。

为此，本发明提供了一种车载信息共享系统，包括硬件装置和终端软件，其中，硬件装置包括接口单元以及与所述接口单元固定连接的通信单元，

所述的接口单元外表面设置有金属触点，接口单元的内部安装有电源模块，外表面的金属触点与电源模块对应电气连接；

所述的通信单元包括用于对数据进行采集处理的MCU模块、与所述MCU模块对应电气连接用于获取汽车参数信息的服务模块、与所述MCU模块对应电气连接用于数据发送和接收的射频模块以及用于数据传输和给外设充电的传输模块；所述的MCU模块、服务模块、射频模块以及传输模块均对应连接到位于接口单元内部的电源模块上。

上述系统，所述的通信单元还包括天线接口，所述的天线接口与所述的射频模块对应电气连接。

上述系统，所述的通信单元还包括电池，所述的电池固定在通信单元的内部，与接口单元内部的电源板对应电气连接。

上述系统，所述的传输模块包括至少一个USB接口，其中至少有一个USB接口与MCU模块对应电气连接。

上述系统，所述的接口单元与汽车电子点烟器接口及总线接口相匹配，通过位于接口单元外表面的金属触点，将汽车电源及汽车参数信息传输到电源模块。

上述系统，所述的汽车参数信息指行使的信息，包括速度、车辆状态、加速、刹车、预转向等信息。

上述系统，所述的电池为可充电电池，通过电源模块管理，其作为备用电池使用。

一种车载信息共享系统，包括硬件装置和终端软件，其中，终端软件可安装在支持OTG功能手机或者平板电脑等智能终端上，所述的终端软件包括以下功能模块：

装置接入检测，用于检测装置是否已经通过USB连接，OTG数据通信是否正常；

位置服务，通过调用终端设备的GPS模块及地图，获取当前位置，并在地图界面上显示当前位置；

通信服务，通过数据线从装置中读取获取的信息，同时通过装置将自身的数据发送出去；

显示服务，显示地图、当前位置信息以及与其他汽车的通信信息。

上述终端软件，所述的软件可安装在汽车的中控操作系统上，通过中控屏幕显示和操作。

上述系统的使用的方法，包含以下步骤：

S1、将硬件装置插入到汽车的电子点烟器插孔或者总线插孔中；

S2、通过数据线，将硬件装置的传输模块上与MCU模块连接的USB接口与终端设备连接起来；

S3、打开安装在终端设备上的软件，软件自动检测数据线连接状态，显示接收的数据信息。

本发明的有益效果是：通过接口单元，匹配汽车电子点烟器或者CAN总线的插孔，从而实现从汽车取电，同时从汽车CAN总线上读取汽车的行使状态信息。通过集成在通信单元内的服务模块和射频模块，将自身的信息发送出去，配合于终端设备上的软件及显示屏，将相关的信息显示在显示屏上。特别适用于车队之间的位置共享以及自动驾驶汽车之间相互的通信和协作，具有很好的应用场景。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

如图1是本发明第一种实施方式的硬件装置结构示意图；

如图2是本发明第二种实施方式的硬件装置结构示意图；

如图3是本发明第三种实施方式的硬件装置结构示意图；

附图标记：1、接口单元；2、通信单元；3、电源模块；4、MCU模块；5、GPS模块；6、射频模块；7、天线；8、传输模块；9、电池；10、天线接口。

具体实施方式

实施例 1

一种车载信息共享系统，特别是位置共享系统，包括车载硬件装置以及终端软件，如图1是本发明第一种实施方式的硬件装置的结构示意图，包括接口单元1和通信单元2。其中，接口单元1的外形与汽车的电子点烟器插孔相匹配，可将接口单元1插入到电子点烟器的插孔中；在接口单元1的外部，设置有三个金属触点，分别位于接口单元1的顶部和两侧，金属触点具有一定的收缩能力，可保证接口单元1插入插孔中，同时保证其与插孔中的金属部分稳定接触；在接口单元1的内部，固定有电源模块3，接口单元1外部的金属触点与电源模块3对应电气连接。

通信单元2与接口单元1固定连接，内部有对应的电气连接。通信单元2包括用于对数据进行采集处理的MCU模块4、与所述MCU模块4对应电气连接用于获取汽车当前位置的GPS模块5、与所述MCU模块4对应电气连接用于数据发送和接收的射频模块6以及用于数据传输和给外设充电的USB模块8；MCU模块4采用以意法半导体公司生产的STM32系列单片机为核心处理构成，其芯片内部集成了USB驱动，特别适用于通过USB与其他设备通信；USB模块8包括三个USB接口，其中一个USB接口连接到STM32单片机的USB端口上，通过该USB接口，可以实现数据的传输。另外两个USB接口均只具备共充电功能。GPS模块5采用市场上成熟的APM2.5NEO模块，通过该模块的说明文件，对应于STM32单片机的IO口连接，通过向模块发送读写指令，获取当前的GPS坐标。射频模块6以深圳力同公司1846S为核心的射频芯片构成，基于1846S的射频电路广泛应用于各种模拟对讲机中，市场上也可以购买到成熟的模块；射频模块6工作在业余频段430MHZ-440MHZ的频率范围内，发射功率不超过0.5W，不会对现有的无线电设备造成干扰。在射频模块6上，连接有一个天线7，该天线7的最佳工作频率范围为430MHZ-440MHZ，与射频模块6相匹配，该天线7内置在通信单元7中。

置于通信单元2中的MCU模块4、服务模块5、射频模块6以及传输模块8均对应连接到位于接口单元1内部的电源模块3上，通过电源模块3获取电能。

配合上述硬件装置工作，还包括终端软件，由于需要通过USB通信，因此要求安装终端软件的智能终端需要支持OTG功能。将终端软件安装在支持OTG功能手机或者平板电脑上，终端软件包括装置接入检测、位置服务、通信服务和显示服务功能。其中，

装置接入检测功能，用于检测装置是否已经通过USB连接，OTG数据通信是否正常；位置服务功能，通过调用终端设备的GPS模块及地图，获取当前位置，并在地图界面上显示当前位置；通信服务功能，通过数据线从装置中读取获取的信息，同时通过装置将自身的数据发送出去；显示服务功能，显示地图、当前位置信息以及与其他汽车的通信信息。

在使用前，将终端软件安装在智能手机上。使用时，将硬件装置插入到汽车的电子点烟器插孔中；通过硬件装置接口单元1上的金属触点，与电子点烟器内部的电源触点连通，从而给电源模块3供电；经过电源模块3对电压进行处理后，供给通信单元2。

通过数据线，将硬件装置的传输模块8上与MCU模块4连接的USB接口与手机连接起来；此时，若不打开终端上的软件，通过该接口，可以给手机充电。

打开安装在手机上的软件，软件自动检测数据线连接状态，如果连接成功，通过显示屏上的标识指示。默认情况下，显示屏自动进入地图显示，并在地图中心位置显示自身的位置，通过在线或者离线的地图，显示周边的位置信息。

当其他的车主通过设备将位置发送出来时，信息被硬件装置接收，由MCU模块4进行解调，转化为位置坐标；通过传输模块8上的USB数据接口，将GPS坐标传输到手机上，并将对方的位置对应在地图上。在传输的数据中，出了GPS坐标，还包括该装置的ID号，用于判断不同的用户，从而可以实现车队位置共享。

实施例 2

一种车载信息共享系统，特别是位置共享系统，同时还特别适用于寻车应用场景，包括车载硬件装置以及终端软件，如图2是本发明第二种实施方式的硬件装置的结构示意图，包括接口单元1和通信单元2。其中，接口单元1的外形与汽车的电子点烟器插孔相匹配，可将接口单元1插入到电子点烟器的插孔中；在接口单元1的外部，设置有三个金属触点，分别位于接口单元1的顶部和两侧，金属触点具有一定的收缩能力，可保证接口单元1插入插孔中，同时保证其与插孔中的金属部分稳定接触；在接口单元1的内部，固定有电源模块3，接口单元1外部的金属触点与电源模块3对应电气连接。

通信单元2与接口单元1固定连接，内部有对应的电气连接。通信单元2包括用于对数据进行采集处理的MCU模块4、与所述MCU模块4对应电气连接用于获取汽车当前位置的GPS模块5、与所述MCU模块4对应电气连接用于数据发送和接收的射频模块6、用于数据传输和给外设充电的USB模块8以及用于停车时电源备用的电池9；MCU模块4采用以意法半导体公司生产的STM32系列单片机为核心处理构成，其芯片内部集成了USB驱动，特别适用于通过USB与其他设备通信；USB模块8包括三个USB接口，其中一个USB接口连接到STM32单片机的USB端口上，通过该USB接口，可以实现数据的传输。另外两个USB接口均只具备共充电功能。GPS模块5采用市场上成熟的APM2.5NEO模块，通过该模块的说明文件，对应于STM32单片机的IO口连接，通过向模块发送读写指令，获取当前的GPS坐标。射频模块6包括两个通道，第一通道采用深圳力同公司1846S为核心的射频芯片构成，基于1846S的射频电路广泛应用于各种模拟对讲机中，市场上也可以购买到成熟的模块；该通道的电路工作在业余无线电频段430MHZ-440MHZ的频率范围内，发射功率不超过0.5W，不会对现有的无线电设备造成干扰，汽车在开启的状态下，默认接通第一通道；第二通道为GSM通道，采用市场上成熟的SIM900模块，插入SIM卡后，通过MCU模块4输入控制指令，对外发送信息。在射频模块6的第一通道上，连接有一个天线7，该天线7的最佳工作频率范围为430MHZ-440MHZ，与射频模块6的第一通道相匹配，该天线7内置在通信单元7中。电池9采用可充电锂电池，在汽车处于开启状态的时候，该电池处于充电或者断开状态，系统优先使用由汽车提供的电能；当汽车处于熄火状态时，电池9接入系统，控制射频模块6切换到第二通道即GSM通道。

置于通信单元2中的MCU模块4、服务模块5、射频模块6、传输模块8以及电池9均对应连接到位于接口单元1内部的电源模块3上，通过电源模块3获取电能。

配合上述硬件装置工作，还包括终端软件，由于需要通过USB通信，因此要求安装终端软件的智能终端需要支持OTG功能。将终端软件安装在支持OTG功能手机或者平板电脑上，终端软件包括装置接入检测、位置服务、通信服务和显示服务功能。其中，

装置接入检测功能，用于检测装置是否已经通过USB连接，OTG数据通信是否正常；位置服务功能，通过调用终端设备的GPS模块及地图，获取当前位置，并在地图界面上显示当前位置；通信服务功能，通过数据线从装置中读取获取的信息，同时通过装置将自身的数据发送出去；显示服务功能，显示地图、当前位置信息以及与其他汽车的通信信息。

在使用前，将终端软件安装在智能手机上。使用时，将硬件装置插入到汽车的电子点烟器插孔中；通过硬件装置接口单元1上的金属触点，与电子点烟器内部的电源触点连通，从而给电源模块3供电；经过电源模块3对电压进行处理后，供给通信单元2。

通过数据线，将硬件装置的传输模块8上与MCU模块4连接的USB接口与手机连接起来；此时，若不打开终端上的软件，通过该接口，可以给手机充电。

打开安装在手机上的软件，软件自动检测数据线连接状态，如果连接成功，通过显示屏上的标识指示。默认情况下，显示屏自动进入地图显示，并在地图中心位置显示自身的位置，通过在线或者离线的地图，显示周边的位置信息。

当其他的车主通过设备将位置发送出来时，信息被硬件装置接收，由MCU模块4进行解调，转化为位置坐标；通过传输模块8上的USB数据接口，将GPS坐标传输到手机上，并将对方的位置对应在地图上。在传输的数据中，出了GPS坐标，还包括该装置的ID号，用于判断不同的用户，从而可以实现车队位置共享。

在汽车熄火时，电池9接入系统，MCU模块4控制射频模块6接通GSM通道。当用户无法寻找到自己的车辆时，通过向插在GSM模块中的SIM卡发送特殊的短信信息，即可激活MCU模块4获取当前的位置，并将位置发送至手机终端，帮助用户及时寻找到自己的车辆。

实施例 3

一种车载信息共享系统，涉及位置共享及汽车行驶参数共享，适用于户外运动时车队之间的沟通，同时，也可以适用于汽车自动驾驶辅助，包括车载硬件装置以及终端软件，如图3是本发明第三种实施方式的硬件装置的结构示意图，包括接口单元1和通信单元2。其中，接口单元1的外形与汽车的CAN总线插孔相匹配，可将接口单元1插入到电子点烟器的插孔中；在接口单元1的外部，设置有五个金属触点，分别位于接口单元1的顶部和侧面，金属触点的位置与CAN总线插孔中的电源和数据接口相匹配。金属触点具有一定的收缩能力，可保证接口单元1插入插孔中，同时保证其与插孔中的金属部分稳定接触；在接口单元1的内部，固定有电源模块3，接口单元1外部的金属触点与电源模块3对应电气连接。电源模块3上有相应的数据传输电路，用于发送和接收CAN总线的数据通信。

通信单元2与接口单元1固定连接，内部有对应的电气连接。通信单元2包括用于对数据进行采集处理的MCU模块4、与所述MCU模块4对应电气连接用于获取汽车当前位置的GPS模块5、与所述MCU模块4对应电气连接用于数据发送和接收的射频模块6、用于数据传输和给外设充电的USB模块8以及用于停车时电源备用的电池9；MCU模块4由ARM11以及FPGA为核心处理器件共同构成，ARM11用于逻辑控制，FPGA用于数据处理，ARM11芯片内部集成了USB驱动，特别适用于通过USB与其他设备通信；USB模块8包括两个个USB接口，其中一个USB接口连接到ARM11处理器的USB端口上，通过该USB接口，可以实现数据的传输。另外一个USB接口只具备共充电功能。GPS模块5采用市场上成熟的APM2.5NEO模块，通过该模块的说明文件，对应于ARM11的IO口连接，通过向模块发送读写指令，获取当前的GPS坐标。射频模块6采用深圳力同公司1846S为核心的射频芯片构成，基于1846S的射频电路广泛应用于各种模拟对讲机中，市场上也可以购买到成熟的模块；该通道的电路工作在业余无线电频段430MHZ-440MHZ的频率范围内，发射功率不超过0.5W，不会对现有的无线电设备造成干扰，汽车在开启的状态下。在射频模块6连接有一个天线接口10，该天线接口10上有一个由ARM11控制的单刀双掷开关，开关分别连接到内置天线7和外置接口上，在外置接口没有接入天线时，内置天线7接通；外置天线接入时，内置天线7断开。内置天线7的最佳工作频率范围为430MHZ-440MHZ，与射频模块6相匹配。外置接口为标准的SMA接口，可以根据需要连接外部天线或者车载天线，以获得更好的发射和接收效果。

置于通信单元2中的MCU模块4、服务模块5、射频模块6以及传输模块8均对应连接到位于接口单元1内部的电源模块3上，通过电源模块3获取电能及CAN总线数据。

汽车在处于自动驾驶模式下，通过传感器完成对速度、车辆状态的监控，当车辆需要进行加速、刹车或者转向动作时，需要告知周边车辆自身相关的动作，以保证其他车辆的闪避及安全。此时，通过装置采集CAN总线的数据，通过射频模块6将数据信息发送出去，从而给周边的车辆以信息，防止发生交通意外。这种装置特别适用于在无人驾驶汽车和人工驾驶汽车混合的场景中使用。由于人的驾驶可以通过主观的判断实时判定和改变驾驶状态，但是这些驾驶状态需要被无人驾驶汽车获取，因此通过该装置，可以解决这种场景的应用。

在上述实施例的基础上，进一步的，对于人工驾驶而言，需要实时掌控周边车辆信息以及目标车辆的信息，此时，可安装配合上述硬件装置工作的括终端软件，由于需要通过USB通信，因此要求安装终端软件的智能终端需要支持OTG功能。将终端软件安装在支持OTG功能手机或者平板电脑上，终端软件包括装置接入检测、位置服务、通信服务和显示服务功能。其中，

装置接入检测功能，用于检测装置是否已经通过USB连接，OTG数据通信是否正常；位置服务功能，通过调用终端设备的GPS模块及地图，获取当前位置，并在地图界面上显示当前位置；通信服务功能，通过数据线从装置中读取获取的信息，同时通过装置将自身的数据发送出去；显示服务功能，显示地图、当前位置信息以及与其他汽车的通信信息。

在使用前，将终端软件安装在智能手机上。使用时，将硬件装置插入到汽车的CAN总线插孔中；通过硬件装置接口单元1上的金属触点，与CAN总线插孔内部的电源触点连通，从而给电源模块3供电，同时将CAN总线数据传输到电源模块3；经过电源模块3对电压进行处理后，供给通信单元2。

通过数据线，将硬件装置的传输模块8上与MCU模块4连接的USB接口与手机连接起来；此时，若不打开终端上的软件，通过该接口，可以给手机充电。

打开安装在手机上的软件，软件自动检测数据线连接状态，如果连接成功，通过显示屏上的标识指示。默认情况下，显示屏自动进入地图显示，并在地图中心位置显示自身的位置，通过在线或者离线的地图，显示周边的位置信息。

当其他的车主通过设备将位置发送出来时，信息被硬件装置接收，由MCU模块4进行解调，转化为位置坐标；通过传输模块8上的USB数据接口，将GPS坐标传输到手机上，并将对方的位置对应在地图上。在传输的数据中，出了GPS坐标，还包括该装置的ID号，用于判断不同的用户，从而可以实现车队位置共享。

以上实施例只是基于本发明思路的优选实施方式，并不构成对本发明的任何限制，显然，基于本发明思路，还可以有其他的变化及替代，这些均在本发明的保护之列。

Claims (10)

1.一种车载信息共享系统，包括硬件装置和终端软件，其中，硬件装置包括接口单元以及与所述接口单元固定连接的通信单元，其特征在于：所述的接口单元外表面设置有金属触点，接口单元的内部安装有电源模块，外表面的金属触点与电源模块对应电气连接；

所述的通信单元包括用于对数据进行采集处理的MCU模块、与所述MCU模块对应电气连接用于获取汽车参数信息的服务模块、与所述MCU模块对应电气连接用于数据发送和接收的射频模块以及用于数据传输和给外设充电的传输模块；所述的MCU模块、服务模块、射频模块以及传输模块均对应连接到位于接口单元内部的电源模块上。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的通信单元还包括天线接口，所述的天线接口与所述的射频模块对应电气连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的通信单元还包括电池，所述的电池固定在通信单元的内部，与接口单元内部的电源板对应电气连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的传输模块包括至少一个USB接口，其中至少有一个USB接口与MCU模块对应电气连接。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的接口单元与汽车电子点烟器接口及总线接口相匹配，通过位于接口单元外表面的金属触点，将汽车电源及汽车参数信息传输到电源模块。

6.根据权利要求1或6所述的系统，其特征在于：所述的汽车参数信息指行使的信息，包括速度、车辆状态、加速、刹车、预转向等信息。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述的电池为可充电电池，通过电源模块管理，其作为备用电池使用。

8.一种车载信息共享系统，包括硬件装置和终端软件，其中，终端软件可安装在支持OTG功能手机或者平板电脑等智能终端上，其特征在于，所述的终端软件包括以下功能模块：

装置接入检测，用于检测装置是否已经通过USB连接，OTG数据通信是否正常；

位置服务，通过调用终端设备的GPS模块及地图，获取当前位置，并在地图界面上显示当前位置；

通信服务，通过数据线从装置中读取获取的信息，同时通过装置将自身的数据发送出去；

显示服务，显示地图、当前位置信息以及与其他汽车的通信信息。

9.根据权利要求8所述的终端软件，其特征在于，所述的软件可安装在汽车的中控操作系统上，通过中控屏幕显示和操作。

10.上述系统的使用的方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、将硬件装置插入到汽车的电子点烟器插孔或者总线插孔中；

S2、通过数据线，将硬件装置的传输模块上与MCU模块连接的USB接口与终端设备连接起来；

S3、打开安装在终端设备上的软件，软件自动检测数据线连接状态，显示接收的数据信息。