CN108834099A - 一种支持多种网络分享的车载远程终端 - Google Patents

一种支持多种网络分享的车载远程终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种支持多种网络分享的车载远程终端，包括微处理器模块、4G无线通信模块、BD/GPS定位模块、WiFi模块、蓝牙模块、收音机模块、NFC芯片、6轴传感器、电池及管理模块、数据存储器、移动电视模块、CAN收发器、CAN控制器、语音输出/输入模块、指示灯、接口电路及按键模块；微处理器作为数据和信息处理核心，连接和控制各个子模块的功能调用；电池及管理模块包括内置电池及管理模块，内置电池在车辆断电时能确保车载终端正常工作；汽车正常启动时，车载终端供电来自于汽车发电机；CAN收发器和CAN控制器用于智能车载终端与整车网络通讯。

Description

一种支持多种网络分享的车载远程终端
技术领域
本发明涉及一种汽车车载远程终端，尤其涉及一种基于互联网汽车的多功能智能车载终端。
背景技术
随着汽车普及程度提高，消费者对汽车的需求逐渐由传统的经济性、操控性和舒适性逐渐向智能化、信息娱乐、安防控制等转变，消费者对车载电器科技程度的要求普遍提高。
目前的联网车载产品主要用于为导航系统提供实时交通信息，仅支持车内移动设备通过WiFi访问网络，还没有一款集成度较高的产品，该产品可以实现车辆网络安全、车辆安防控制、车内娱乐网络互联、分时租赁等功能，真正将车辆、用户及环境通过网络有效联系起来。部分新开发的车载OBD设备(On Board Diagnostics车载自动诊断系统)，可以通过CAN总线获取车辆信息，实现部分与车辆信息交互功能(如远程诊断、远程控制)，但是由于缺乏网关管理作用，对于整车安全性能存在极大的安全隐患。部分新开发的车载通讯模块，基于CAN总线和2G/3G网络，可以无线网络对车辆进行安防和远程控制，并可以分享网络信道供车内设备联网，但是该车载通讯模块仅充当车内网关和无线路由器的功能，无法和娱乐系统进行信息交互。
部分车载设备将车载通讯模块的全部功能集成在娱乐系统主机内部，这样造成了硬件设备功能庞大，不利于后续功能升级及设计变更，特别是该设计方案造成了整车成本的大幅提高，不利于在量产车型上推广。
基于在上述情形，迫切需要根据实际车型的应用情况设计一种功能全面，性能更优，灵活性更高的一种支持多种网络分享的车载远程终端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支持多种网络分享的车载远程终端，该智能车载终端功能丰富，整车交互性强，采用模块化。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种支持多种网络分享的车载远程终端，包括微处理器模块，以及与微处理器模块相互通信的子模块，所述子模块包括：
4G无线通信模块、BD/GPS定位模块、WiFi模块、蓝牙模块、收音机模块、NFC芯片、6轴传感器、电池及管理模块、数据存储器、移动电视模块、CAN收发器、CAN控制器、语音输出/输入模块、指示灯、接口电路及按键模块；
所述微处理器作为数据和信息处理的核心，连接和控制各个子模块的功能调用；
所述4G无线通信模块支持电信、移动、联通三种网络的通信模式，网络应用时，基于信号和通讯速率进行自动切换；
所述BD/GPS定位模块同时支持BD或GPS卫星定位，可以在卫星信号存在差异时，自动切换至信号更强的定位模式；
所述WiFi模块提供无线热点，将4G网络信号通过热点分享给接入WiFi的移动终端设备，内置WiFi模块可以提供至少5路信道供车载PAD使用；
所述蓝牙模块能调用微处理器与车载控制器通讯，支持用户通过手机或智能穿戴设备的蓝牙对车辆的控制；
所述电池及管理模块包括内置电池及管理模块，内置电池在车辆断电时能确保所述车载终端正常工作；汽车正常启动时，所述车载终端供电来自于汽车发电机，汽车发电机还对内置电池进行充电；
所述CAN收发器和CAN控制器主要用于所述智能车载终端与整车网络的通讯；
所述接口电路包括基本的I/O端口、USB接口和mini USB接口、以及Ethernet AVB接口，支持车内高速数据通讯；
所述6轴传感器能实时记录车辆运行时的角速度和加速度，将该信息传递给导航系统，支持惯性导航，在发生危险时，通过传感器判断，触发车载远程终端自助报警；
所述按键模块经接口电路连接语音输出/输入模块、以及CAN收发器和CAN控制器。
所述CAN收发器和CAN控制器支持3路以上CAN通道，至少1路具备兼容高低速CAN，CAN收发器和CAN控制器支持CAN总线与娱乐系统通讯，支持通过CAN进行程序更新或软件刷新。
所述数据存储器储存的数据主要分成三个部分，监控数据、升级包数据和导航轨迹数据。
本发明支持多种网络分享的车载远程终端的有益效果是：
1)功能丰富：本发明的智能车载终端设备内部集成丰富的硬件资源，可以对传统车载设备硬件资源进行补偿，提高娱乐及安防性能。
2)整车交互性强：基于本发明的智能车载终端的CAN总线的车辆状态信息交互，不仅可以获取整车状态信息，还可以通过CAN总线对整车控制器进行远程控制。
3)安全性高：本发明的智能车载终端的微控制器内部采用安全校验算法，能有效提高网络访问及远程控制指令的安全性能，在校验算法被破坏时，本发明的智能车载终端能够切断网络访问功能，保护整车网络安全，防止车辆受到恶意的网络攻击。
4)体积小便于安装：本发明的智能车载终端设备采用模块化设计方案，独立于娱乐系统主机，可以在不同的车型配置中选装，且模块体积小，占用空间小，方便安装。
附图说明
图1是本发明结构框图；
图2是本发明一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图1，2，一种支持多种网络分享的车载远程终端，包括微处理器模块9、4G无线通信模块2、BD/GPS定位模块1、WiFi模块3、蓝牙模块4、收音机模块5、NFC芯片7、6轴传感器6、电池及管理模块8、数据存储器10、移动电视模块11、CAN收发器12、CAN控制器17、语音输出/输入模块13、指示灯14、接口电路16及按键模块15。
所述微处理器9作为数据和信息处理的核心，连接和控制各个子模块的功能调用。微处理器9选用飞思卡尔车载级微控制器MCU，该处理器具有强大的计算能力和可靠性能。
所述电池及管理模块8包括内置电池及管理模块，内置电池在车辆断电时能确保所述车载终端正常工作，工作时间不低于0.5小时，确保即便在车辆出现紧急情况下，也能够起到安防和求救的效果。汽车正常启动时，所述车载终端供电来自于汽车发电机，除车载终端正常工作用电外，汽车发电机还对内置电池进行充电。该充电电池为纽扣电池。
所述4G无线通信模块2支持电信、移动、联通三种网络的所有制式，能够实现全网通，可以提高网络信息的获取速度，是模块与外界进行数据通讯的主要方式，通讯模块支持双APN网络访问，可以同时访问公网和专网，娱乐功能可以接入公网，但是远程操作的信息推送必须且只能来自专网服务器，同时模块具有路由保护功能，确保接入外网时车辆的安全性能。所述4G无线通信模块2具有SIM卡插槽，同时支持软SIM，即将SIM卡数据信息软件写入通讯模块，可以同时写入电信、移动、联通三个号码信息，网络应用时，基于信号和通讯速率进行自动切换。
所述BD/GPS定位模块1可以同时支持BD(北斗)或GPS卫星定位，可以在卫星信号存在差异时，自动切换至信号更强的定位模式，确保定位信息的可靠性。
所述WiFi模块3提供无线热点，将4G网络信号通过热点分享给接入WiFi的移动终端设备，内置WiFi模块可以提供至少5路信道供车载PAD使用。
所述蓝牙模块4能调用微处理器9与车载控制器通讯，支持用户通过手机或智能穿戴设备的蓝牙对车辆的控制(如车门、车窗、车灯、发动机等)，智能车载终端使用的蓝牙版本为BT 4.0。
所述收音机模块5为内置FM发射器，可以将接收到的网络广播通过内置的FM天线发射器在车内广播，便于客户收听所在地区的广播信息。
所述NFC芯片7主要用于网上支付时刷卡使用，当用户通过车载娱乐系统预约服务需要收费时，可以通过NFC设备进行在线支付，避免现场排队，提高客户体验。其中：NFC(Near Field Communication，近场通信)是一种短距高频的无线电技术。
所述6轴传感器6能实时记录车辆运行时的角速度和加速度，可以将该信息传递给导航系统，支持惯性导航，也可以在发生危险时，通过传感器判断，触发自助报警，例如发生数据给微处理器，然后经语音和/或手机APP输出报警信号，6轴传感器选择的芯片型号为MPU6050。
所述数据存储器10的容量为1GB，数据存储器10支持插卡拓展，内部储存的数据主要分成三个部分：
第一部分，监控数据，存储器模块从整车CAN网络中采集到需要上传到平台，但是由于通讯信号中断导致无法正常传输的数据，存储器模块需要预留至少1周(7*24小时)的数据存储空间，且储存空间采用循环覆盖的方式保存数据；
第二部分，升级包数据，存储器模块预留一个固定区域用于下载平台推送的更新软件升级包，升级包数据包括模块内部器件、车载ECU、娱乐系统车机软件等，程序更新开始/结束时，需要发出提示信息(声音、图像)，必要时可以通过娱乐系统屏幕发出提示信息；
第三部分，导航轨迹数据，存储器模块可以自动存储车辆运行时间的行驶轨迹数据，至少保存车辆连续行驶2周(2*7*24)的历史轨迹数据，定位数据保存频率为10HZ。保存的定位轨迹数据格式可以被娱乐系统导航软件调用并显示；导航轨迹数据需要有起止时间，可以通过娱乐系统查阅历史轨迹数据，并能够在导航软件上回放；导航数据能够通过USB数据线传递到娱乐系统，再通过娱乐系统的USB接口导出到移动U盘或硬盘；导航数据格式以国内主流的导航系统软件格式为准。
所述移动电视模块11能用于提高车载娱乐功能，只需要将本发明的智能车载终端与娱乐系统主机相连，即可以通过娱乐系统主机调用收音机或者数字电视业务。
所述CAN收发器12和CAN控制器17主要用于本发明的智能车载终端与整车网络的通讯。CAN收发器12和CAN控制器17支持3路以上CAN通道，至少1路具备兼容高低速CAN，CAN收发器12和CAN控制器17支持CAN总线与娱乐系统通讯，支持通过CAN进行程序更新或软件刷新。
所述语音输出/输入模块13，支持在发生危险时或者主动发起后台服务时，与外界进行语音通话。
所述指示灯14用于提示所述智能车载终端设备处于工作、联网、电话还是休眠等状态。
所述接口电路16包括基本的I/O端口、USB接口和mini USB接口、以及EthernetAVB接口，支持车内高速数据通讯。其中：Ethernet AVB为音视频桥接网络技术。
所述按键模块15经接口电路16连接语音输出/输入模块13、以及CAN收发器12和CAN控制器17，按键模块15具有二个按键，一个用于接入后台进行咨询服务，一个用于车辆出现紧急情况时，主动触发报警。
本发明的智能车载终端是整车与外界通讯的核心部件，当车内需要调用外界网络数据时，由4G通讯模块2接入外网，微控制器9将网络通道资源通过WiFi模块3分享给移动设备，对于车载娱乐系统的访问网络，可以通过USB接口电路获取网络数据。外界如需要获取车辆信号或者发起对车辆的远程控制等指令，信息通过4G网络传递到微控制器9，微控制器9进行算法校验，通过安全校验的指令将被传递到相应控制器，由控制器执行对应操作，并将操作结果反馈给微控制器9，微控制器9再将加密后的信息通过4G网络传递给远程指令发起端，所采用的是128位校验算法。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种支持多种网络分享的车载远程终端，包括微处理器模块，以及与微处理器模块相互通信的子模块，其特征是：所述子模块包括：
4G无线通信模块、BD/GPS定位模块、WiFi模块、蓝牙模块、收音机模块、NFC芯片、6轴传感器、电池及管理模块、数据存储器、移动电视模块、CAN收发器、CAN控制器、语音输出/输入模块、指示灯、接口电路及按键模块；
所述微处理器模块作为数据和信息处理的核心，连接和控制各个子模块的功能调用；
所述4G无线通信模块支持电信、移动、联通三种网络的通信模式，网络应用时，基于信号和通讯速率进行自动切换；
所述BD/GPS定位模块同时支持BD或GPS卫星定位，可以在卫星信号存在差异时，自动切换至信号更强的定位模式；
所述WiFi模块提供无线热点，将4G网络信号通过热点分享给接入WiFi的移动终端设备，内置WiFi模块可以提供至少5路信道供车载PAD使用；
所述蓝牙模块能调用微处理器与车载控制器通讯，支持用户通过手机或智能穿戴设备的蓝牙对车辆的控制；
所述电池及管理模块包括内置电池及管理模块，内置电池在车辆断电时能确保所述车载终端正常工作；汽车正常启动时，所述车载终端供电来自于汽车发电机，汽车发电机还对内置电池进行充电；
所述CAN收发器和CAN控制器主要用于所述智能车载终端与整车网络的通讯；
所述接口电路包括基本的I/O端口、USB接口和mini USB接口、以及Ethernet AVB接口，支持车内高速数据通讯；
所述6轴传感器能实时记录车辆运行时的角速度和加速度，将该信息传递给导航系统，支持惯性导航，在发生危险时，通过传感器判断，触发车载远程终端自助报警；
所述按键模块经接口电路连接语音输出/输入模块、以及CAN收发器和CAN控制器。
2.根据权利要求1所述的支持多种网络分享的车载远程终端，其特征是：所述CAN收发器和CAN控制器支持3路以上CAN通道，至少1路具备兼容高低速CAN，CAN收发器和CAN控制器支持CAN总线与娱乐系统通讯，支持通过CAN进行程序更新或软件刷新。
3.根据权利要求1所述的支持多种网络分享的车载远程终端，其特征是：所述数据存储器储存的数据主要分成三个部分，监控数据、升级包数据和导航轨迹数据。
4.根据权利要求1所述的支持多种网络分享的车载远程终端，其特征是：所述接口电路包括I/O端口、USB接口和mini USB接口、以及Ethernet AVB接口，支持车内高速数据通讯。
5.根据权利要求1所述的支持多种网络分享的车载远程终端，其特征是：智能车载终端使用的蓝牙版本为BT 4.0。
6.根据权利要求1所述的支持多种网络分享的车载远程终端，其特征是：所述6轴传感器选择的芯片型号为MPU6050。
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