CN109733302B - 一种车载智能天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载智能天线系统，包括设置在蒙皮上方的汽车天线以及设置在蒙皮和顶棚中间的远程信息处理器，远程信息处理器通过射频电缆与汽车天线相连；所述远程信息处理器设有第一连接器和第二连接器，所述第一连接器包括用于连接CAN的第一端口、用于连接汽车电源的第二端口以及用于连接车载麦克风的第三端口；所述顶棚在与远程信息处理器相背一侧设有辅盒，所述辅盒放置于顶棚内部，其内设有备用电源、备用麦克风及备用喇叭，所述备用电源、备用麦克风及备用喇叭通过第二连接器与远程信息处理器相连。辅盒的设置利于对远程信息处理器中工作温度范围较窄的电子器件形成保护，如电池，利于延长电子器件的使用寿命，同时避免安全隐患。

Description

一种车载智能天线系统

技术领域

本发明涉及一种天线系统，特别涉及一种车载智能天线系统。

背景技术

目前，用于接收无线信号的车载天线普遍采用单机子λ/4波长来设计一定长度的金属杆状天线振子，这种天线振子通常长度较大，一般与安装底座螺纹连接，过长过高的电线振子在安装底座上极易失落，造成天线整体失效。即使天线振子不失落，其在车辆行驶过程一旦遇到较大的风力阻碍，也容易出现折断现象。为了避免天线振子出现上述情况，延长天线整体的使用寿命，人们发明了一种高度比较低，外形比较美观的车载天线。

改进后的车载天线一般安装在车顶靠后蒙皮上方的位置，车载天线用于接收各种射频信号并会将接收到的射频信号通过射频电缆传输至可联网远程信息处理器（T-box），T-box因为无显示屏等人机交互设备，通常安装在方向盘附近的中控台下方。每一种射频信号由车载天线传输至T-box均需要设置一根对应的射频电缆。射频电缆在传输射频信号的过程中不可避免会使射频信号产生衰减，而且射频电缆长度月大，衰减就越明显。

因此，为了获得更好的射频信号质量，人们又对车载天线及T-box的位置做了优化调整，即将T-box和车载天线尽可能地贴近安装。具体的，仍将车载天线安装在车顶靠后蒙皮上方的位置，而将T-box紧贴安装在蒙皮下方，T-box在蒙皮上的安装位置与车载天线相对应。这样，车载天线接收到的射频信号可以以最短的射频电缆传送给T-box，大大缩短了射频电缆的长度，降低了射频电缆对射频信号的衰减效率，大幅提高了射频信号的质量，而且减少了射频电缆的用量，降低了线束成本和车身重量。

然而，由于汽车蒙皮通常由金属材料制成，具有较好的导热性能，若将T-box直接放置在蒙皮下方，外界环境中的高温极易通过蒙皮将热量传导至T-box，使热量在T-box上聚集。同时，由于T-box周围还有汽车塑料顶棚的包裹，T-box无法实现快速散热，这就导致T-box需要承受严苛的高温。高温环境不利于T-box内部工作温度较窄的器件正常工作，如电池、存储芯片等，甚至会带来安全隐患。此外，现有车载麦克风和车载喇叭通常设置在与T-box较远的位置，车载麦克风和车载喇叭分别通过连接线与T-box相连，然而连接线在车辆发生碰撞过程中极易发生断裂。一旦连接线断裂，车载麦克风和车载喇叭将无法正常工作，导致车辆紧急呼叫功能无法顺利实现，使处于交通事故中的车辆无法得到及时救援，不利于保障驾驶人员及乘客的人身安全。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种车载智能天线系统，包括设置在蒙皮上方的汽车天线以及设置在蒙皮和顶棚中间的远程信息处理器，远程信息处理器通过射频电缆与汽车天线相连；所述远程信息处理器设有第一连接器和第二连接器，所述第一连接器包括用于连接CAN的第一端口、用于连接汽车电源的第二端口以及用于连接车载麦克风的第三端口；所述顶棚在与远程信息处理器相背一侧设有辅盒，所述辅盒放置于顶棚内部，所述辅盒内设有备用电源、备用麦克风及备用喇叭，所述备用电源、备用麦克风及备用喇叭通过第二连接器与远程信息处理器相连。

进一步的，所述远程信息处理器设有通信模块，所述通信模块通过功放电路与备用喇叭相连；所述通信模块通过加法器连有模拟转换电路（ADC），所述模拟转换电路通过第一缓冲电路与车载麦克风相连，所述模拟转换电路通过第二缓冲电路与备用麦克风相连。

进一步的，所述远程信息处理器设有微控制器，所述通信模块用于在车载麦克风发出的收音信号中断时向所述微控制器发送启动备用麦克风和备用喇叭的触发信号。

进一步的，所述远程信息处理器中配设有微控制器和加速度计，所述加速度计用于在车辆加速度超过预设值时向所述微控制器发送触发信号，微控制器将启动备用麦克风和备用喇叭向后台呼救。

进一步的，所述远程信息处理器中配设有微控制器和CAN收发器，所述CAN收发器与CAN相连，所述CAN收发器用于在安全气囊爆开或SOS键被启动时向所述微控制器发送触发信号，微控制器将启动备用麦克风和备用喇叭，并向后台求救。

进一步的，所述远程信息处理器设有整机供电模块，所述整机供电模块包括与所述汽车电源连接的第一电源输入端和与所述备用电源连接的第二电源输入端，所述第二电源输入端在所述第一电源输入端断开时导通。

进一步的，所述备用电源与整机供电模块之间还设有电池管理模块，所述电池管理模块用于控制备用电源充放电。

进一步的，所述第一连接器还包括用于连接以太网的第四端口。

进一步的，所述汽车天线包括BLE/WiFi天线、GNSS天线、AM/FM天线、移动通信天线中的至少一种。

进一步的，所述辅盒包括盒体及盖体，所述盒体与汽车顶棚固定连接，所述盒体上设有散热孔，所述盒体与盖体可拆卸连接。

本发明所起到的有益技术效果如下：

（1）本发明公开的车载智能天线系统为远程信息处理器配设有辅盒，辅盒中装有备用电源、备用麦克风及备用喇叭。备用电源在汽车电源与远程信息处理器断开的条件下自动开通，为远程信息处理器提供电能，保证了远程信息处理器的正常工作。

（2）备用麦克风和备用喇叭的设置为紧急呼救提供了备用设备，一旦车辆发生碰撞导致车载麦克风和车载喇叭损坏，备用麦克风和备用喇叭就会及时被启用，驾驶员可以通过备用麦克风和备用喇叭向救援平台求救，使事故车辆能够得到及时援救，利于驾驶员和乘客得到及时救治。

（3）此外，远程信息处理器会通过加速度计和CAN收发器，对加速度、安全气囊及SOS键的状态进行实时监测，如果车辆加速度超过预设值、安全气囊打开或者SOS键被启动，则备用麦克风和备用喇叭会被自动启用，为紧急救援提供保障。

（4）辅盒的设置利于对远程信息处理器中工作温度范围较窄的电子器件形成保护，如电池，利于延长电子器件的使用寿命，同时避免了安全隐患。

附图说明

图1为本发明智能天线系统的整体结构示意图。

图2为本发明备用麦克风、车载麦克风及通信模块的连接关系示意图。

附图标记：

1-汽车天线，2-蒙皮，3-远程信息处理器，4-第一连接器，5-第二连接器，6-备用电源，7-备用麦克风，8-备用喇叭，9-辅盒，10-顶棚，11-CAN收发器，12-微控制器，13-电池管理模块，14-外部存储芯片，15-模拟转换电路，16-功放电路，17-加法器，18-整机供电模块，19-加速度计，20-以太网模块，21-通信模块，22-遥控信号接收模块，23-BLE/WiFi模块，24-AM/FM模块，25-高清收音模块，26-胎压监测模块，27-第一缓冲电路，28-第二缓冲电路，29-车载麦克风，30-CAN，31-汽车电源。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种车载智能天线系统，包括设置在蒙皮2上方的汽车天线1以及设置在蒙皮2和顶棚10中间的远程信息处理器3。远程信息处理器3通过射频电缆与汽车天线1相连。所述汽车天线1具体包括用于接收遥控信号的第一天线、用于接收BLE/WiFi信号的第二天线、用于接收AM/FM信号的第三天线、用于接收高清收音信号的第四天线、用于接收胎压监测信号的第五天线、用于接收GNSS信号的第六天线及用于接收2G/3G/4G信号的第七天线和第八天线。所述第六天线即为GNSS天线，所述第三天线即为AM/FM天线，所述第七天线和第八天线即为移动通信天线，而所述第二天线即为BLE/WiFi天线。所述远程信息处理器3中设有用于接收上述各天线信号的接收模块。本实施例中，所述远程信息处理器3包括遥控信号接收模块22、BLE/WiFi模块23、AM/FM模块24、高清收音模块25、胎压监测模块26以及用于接收GNSS信号和2G/3G/4G信号的通信模块21，所述通信模块21配设有用于存储数据的外部存储芯片14。

所述远程信息处理器3设有第一连接器4和第二连接器5。所述第一连接器4包括用于连接汽车电源31的第二端口、用于连接车载麦克风29的第三端口以及用于连接以太网的第四端口。所述第二端口外侧与汽车电源31相连，内侧与远程信息处理器3配设的整机供电模块18相连，实现汽车电源31对整机供电模块18的电能提供。所述第三端口外侧与车载麦克风29相连，内侧与通信模块21相连，实现通信模块21对车载麦克风29的控制。所述第四端口外侧与汽车内部的以太网相连，内侧通过以太网模块20与通信模块21相连，为通信模块21提供网络环境，实现信息传输。

所述顶棚10在与远程信息处理器3相背一侧安装有辅盒9，所述辅盒9放置在顶棚10内部，所述辅盒9用于放置工作温度范围较窄的电子器件，避免外界环境温度或太阳直晒的高温影响工作温度范围较窄的电子器件正常工作，甚至带来安全隐患。本实施例中，所述辅盒9内设有备用电源6、备用麦克风7及备用喇叭8，所述备用电源6、备用麦克风7及备用喇叭8通过第二连接器5与远程信息处理器3相连。

具体地，所述远程信息处理器3中的通信模块21通过功放电路16与第二连接器5内侧相连，所述第二连接器5外侧与备用喇叭8相连。所述通信模块21通过加法器17连有模拟转换电路15，所述模拟转换电路15通过第一缓冲电路27与车载麦克风29相连，所述模拟转换电路15通过第二缓冲电路28与备用麦克风7相连，如图2所示。所述第一缓冲电路27与所述第二缓冲电路28分别为车载麦克风29和备用麦克风7的输入信号提供了缓冲。所述通信模块21用于在车载麦克风29发出的收音信号中断时向远程信息处理器3内部配设的微控制器12发送启动备用麦克风7和备用喇叭8的触发信号。一旦车辆发生碰撞，驾驶员就可以通过备用麦克风7和备用喇叭8向救援平台求救，使事故车辆能够得到及时援救，利于驾驶员和乘客得到及时救，避免造成不必要的人员伤亡。

所述远程信息处理器3内部的整机供电模块18包括了与所述汽车电源31连接的第一电源输入端和通过电池管理模块13与所述备用电源6连接的第二电源输入端。所述第二电源输入端在所述第一电源输入端断开时导通。所述电池管理模块13用于控制备用电源6充电、放电以及电量和寿命检测。当汽车电源31正常工作时，备用电源6不启用，且电池管理模块13会根据备用电源6的电量确定是否对其进行充电，使备用电源6处于满电状态。一旦汽车电源31无法正常供电，则第二电源输入端会立即导通，电池管理模块13会控制备用电源6处于放电状态，为整机供电模块18提供电能，保证远程信息处理器3的正常工作，为车辆的及时求救提供保障。

实施例2

本实施例与实施例1类似，进一步的，所述远程信息处理器3中配设有加速度计19，所述加速度计19用于实时监测车辆的加速度值，一旦车辆加速度超过预设值时，加速度计19会及时向所述微控制器12发送触发信号，微控制器12将启动备用麦克风7和备用喇叭8并向后台发送紧急呼救信息。此时，无论车载麦克风29和车载喇叭是否能正常工作，备用麦克风7和备用喇叭8都会启动，为车辆救援提供双重保障。本实施例中，根据车辆加速度值开启备用麦克风7和备用喇叭8，可以避免因为对车载麦克风29是否能够正常工作判断不准，导致事故中的车辆无法及时与外界救援平台联系，错过最佳救援时机。

本实施例中，所述辅盒9设置在顶棚10内，即驾驶舱内。辅盒9包括盒体及盖体，所述盒体与顶棚10固定连接，所述盒体上设有散热孔，所述散热孔用于实现辅盒9内部与驾驶舱之间的热量交换，避免辅盒9内部出现温度过高或过低的现象。所述盒体与盖体通过卡扣实现可拆卸连接，一旦辅盒9内部的备用电池6、备用麦克风7或备用喇叭8无法正常工作，驾驶员可打开盖体，对备用电池6、备用麦克风7或备用喇叭8进行维修或者更换。

实施例3

本实施例与实施例1或实施例2类似，进一步的，所述第一连接器4还设有用于连接CAN30的第一端口，所述第一端口外侧与CAN相连，第一端口内侧设有CAN收发器11，CAN收发器11用于从CAN30中接收车辆状态信息，如安全气囊状态、SOS键的启动状态等，并对这些信息进行转换分析后发送对应指令至远程信息处理器3配设的微控制器12中。即当CAN收发器11检测到安全气囊爆开或SOS键被启动时，CAN收发器11会默认为车辆发生了碰撞，便会立刻向所述微控制器12发送触发信号，微控制器12将启动备用麦克风7和备用喇叭8，同时向后台求救。此时，无论车载麦克风29和车载喇叭是否能过正常工作，备用麦克风7和备用喇叭8都会启动，为车辆救援提供双重保障。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车载智能天线系统，其特征在于，包括设置在蒙皮（2）上方的汽车天线（1）以及设置在蒙皮（2）和顶棚（10）中间的远程信息处理器（3），远程信息处理器（3）通过射频电缆与汽车天线（1）相连；所述远程信息处理器（3）设有第一连接器（4）和第二连接器（5），所述第一连接器（4）包括用于连接CAN（30）的第一端口、用于连接汽车电源（31）的第二端口以及用于连接车载麦克风（29）的第三端口；所述顶棚（10）在与远程信息处理器（3）相背一侧设有辅盒（9），辅盒（9）内设有备用电源（6）、备用麦克风（7）及备用喇叭（8），所述备用电源（6）、备用麦克风（7）及备用喇叭（8）通过第二连接器（5）与远程信息处理器（3）相连；所述辅盒（9）包括盒体及盖体，所述盒体与顶棚（10）固定连接，所述盒体上设有散热孔，所述盒体与盖体可拆卸连接。

2.如权利要求1所述一种车载智能天线系统，其特征在于，所述远程信息处理器（3）设有通信模块（21），所述通信模块（21）通过功放电路（16）与备用喇叭（8）相连；所述通信模块（21）通过加法器（17）连有模拟转换电路（15），所述模拟转换电路（15）通过第一缓冲电路（27）与车载麦克风（29）相连，所述模拟转换电路（15）通过第二缓冲电路（28）与备用麦克风（7）相连。

3.如权利要求2所述一种车载智能天线系统，其特征在于，所述远程信息处理器（3）设有微控制器（12），所述通信模块（21）用于在车载麦克风（29）发出的收音信号中断时向所述微控制器（12）发送启动备用麦克风（7）和备用喇叭（8）的触发信号。

4.如权利要求2所述一种车载智能天线系统，其特征在于，所述远程信息处理器（3）中配设有微控制器（12）和加速度计（19），所述加速度计（19）用于在车辆加速度超过预设值时向所述微控制器（12）发送触发信号，微控制器（12）将启动备用麦克风（7）和备用喇叭（8）并向后台呼救。

5.如权利要求2所述一种车载智能天线系统，其特征在于，所述远程信息处理器（3）中配设有微控制器（12）和CAN收发器（11），所述CAN收发器（11）与CAN（30）相连，所述CAN收发器（11）用于在安全气囊爆开或SOS键被启动时向所述微控制器（12）发送触发信号，微控制器（12）将启动备用麦克风（7）和备用喇叭（8）并向后台呼救。

6.如权利要求1所述一种车载智能天线系统，其特征在于，所述远程信息处理器（3）设有整机供电模块（18），所述整机供电模块（18）包括与所述汽车电源（31）连接的第一电源输入端和与所述备用电源（6）连接的第二电源输入端，所述第二电源输入端在所述第一电源输入端断开时导通。

7.如权利要求6所述一种车载智能天线系统，其特征在于，所述备用电源（6）与整机供电模块（18）之间还设有电池管理模块（13），所述电池管理模块（13）用于控制备用电源（6）充放电。

8.如权利要求1所述一种车载智能天线系统，其特征在于，所述第一连接器（4）还包括用于连接以太网的第四端口。

9.如权利要求1所述一种车载智能天线系统，其特征在于，所述汽车天线（1）包括BLE/WiFi天线、GNSS天线、AM/FM天线、移动通信天线中的至少一种。

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