CN110417893A - 结构精简式车载通讯网络架构 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了结构精简式车载通讯网络架构，包括至少一种设置于车体上的感知设备，所述感知设备通过通信线连接组合仪表，所述组合仪表上集成有网关路由芯片，所述组合仪表连接车辆CAN网络。本方案通过在组合仪表上集成网关路由芯片，安装ADAS控制器执行的算法程序，从而通过组合仪表来取代现有的网关控制器、ADAS控制器、ADAS外置视觉显示屏的作用，与现有技术相比，该网络架构具备以下优点：取消专用网关控制器、ADAS控制器、视觉提醒屏，降低经济型车型的成本压力；简化整车通讯网络结构，降低总线负载率，减少故障率，充分利用当前组合仪表在运算和显示上的优势，实现资源的合理分配，同时，减小设计难度，相比原通讯网络更容易落地实现。
Description
技术领域
本发明涉及车载通讯网络领域，尤其是结构精简式车载通讯网络架构。
背景技术
目前，随着汽车先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistant System,简称ADAS)的技术进步，越来越多的汽车主机厂将其应用于量产车型，成为新时代智能车型的标配。ADAS功能主要依赖雷达和摄像头实现，汽车网络架构变得更加复杂，数据传输量极大增加，对汽车总线有了更高的要求。
如附图1所示，当前车厂的主流解决方式为配置专用网关控制器进行数据的路由，将ADAS域与整车域分离。感知设备与ADAS控制器、视觉提醒屏通过CAN线互连，感知设备采集到的雷达信号、视频信号传递给ADAS控制器，经ADAS控制器处理后将需要提醒的视频、音频信息传递给视觉提醒屏，同时将筛选后的部分信号通过车辆CAN网络传递给网关控制器，经网关控制器1处理后转发至组合仪表和其他车载网络。从而降低总线负载率，提高信号传输质量。同时配置ADAS控制器进行数据处理，来实现车道偏离警示（LDW）、前碰撞预警（FCW）等功能, 配置视觉提醒屏用于ADAS功能显示和提醒。
对于一些中低配车型，尤其是成本控制极为严格的新能源车型，专用网关控制器、ADAS控制器和外置视觉警示屏会导致极大的成本压力，而低成本的网关控制器和ADAS控制器又会带来很大的安全风险，成本与安全的矛盾亟待调节。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，利用组合仪表的主控MCU芯片的技术进步，在感知信号算法处理方面具备很大的优势，从而将ADAS控制器执行的算法程序移植入组合仪表中，组合仪表即可很好的替代ADAS控制器的功能，同时使组合仪表集成网关控制器的控制芯片，从而提供一种结构精简式车载通讯网络架构。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
结构精简式车载通讯网络架构，包括至少一种设置于车体上的感知设备，所述感知设备通过通信线连接组合仪表，所述组合仪表上集成有网关路由芯片，所述组合仪表连接车辆CAN网络。
优选的，所述的结构精简式车载通讯网络架构中，所述感知设备包括雷达和/或摄像头和/或转向角传感器。
优选的，所述的结构精简式车载通讯网络架构中，所述通信线为LVDS线。
优选的，所述的结构精简式车载通讯网络架构中，所述组合仪表包括与所述感知设备连接的MCU，所述MCU连接网关路由芯片及通过串口接CPU，所述网关路由芯片连接车辆CAN网络，所述CPU接液晶屏及内存。
优选的，所述的结构精简式车载通讯网络架构中，所述MCU、CPU、网关路由芯片通过看门狗电源管理单元连接供电电路。
优选的，所述的结构精简式车载通讯网络架构中，所述网关路由芯片连接LIN网络。
优选的，所述的结构精简式车载通讯网络架构中，所述MCU连接音频装置。
优选的，所述的结构精简式车载通讯网络架构中，所述液晶屏为7英寸TFT液晶屏。
优选的，所述的结构精简式车载通讯网络架构中，所述液晶屏包括由下至上依次叠合的下偏光板、下玻璃基板、TFT矩阵、液晶层、滤光片、扩散片、上偏光片及自粘透光膜。
优选的，所述的结构精简式车载通讯网络架构中，所述液晶屏上间隙设置有触控屏。
本发明技术方案的优点主要体现在：
本方案设计精巧，结构简单，通过在组合仪表上集成网关路由芯片，安装ADAS控制器执行的算法程序，从而通过组合仪表来取代现有的网关控制器、ADAS控制器、ADAS外置视觉显示屏的作用，与现有技术相比，该网络架构具备以下优点：取消专用网关控制器、ADAS控制器、视觉提醒屏，降低经济型车型的成本压力，同时保证了安全性；简化整车通讯网络结构，降低总线负载率，减少故障率，充分利用当前组合仪表在运算和显示上的优势，实现资源的合理分配，同时，减小设计难度，相比原通讯网络更容易落地实现。
采用LVDS线连接组合仪表和感知设备连接，有利于降低总线负载率，优化网络架构，减少了网关控制器存在的信号延迟、错误、误报等故障。
采用液晶屏可以展示更加丰富且高分辨率的内容，如车道线、红绿灯、3D车辆模型、前方干扰物等，可实现更高需求的人机互动，同时更加适应于当前汽车发展的趋势。
通过对液晶屏结构的设计，有效的保证了液晶显示的效果，同时结合触摸屏，使得组合仪表具有更好的操作性，有利于满足更高的人机互动需求，且便于省去车体的部分控制按钮和其他的显示屏。
附图说明
图 1 是背景技术中描述的现有技术的架构示意图；
图 2 是本发明的架构示意图；
图 3是本发明的组合仪表的结构示意图；
图4是本发明的液晶屏的结构示意图；
图5是本发明的液晶屏和触摸屏的结构示意图；
图6是本发明的通信过程示意图。
具体实施方式
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。
下面结合附图对本发明揭示的结构精简式车载通讯网络架构进行阐述，如附图2所示，其包括至少一种设置于车体上的感知设备1，所述感知设备1可以是毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航等，优选包括雷达11和/或摄像头12和/或转向角传感器13。
在具体安装时，因本发明针对的是成本控制比较严格的经济车型，所述感知设备1一般不宜配置过多，并且根据不同的车型，仅考虑其与车载网络相关的数据传输方面，不对其型号、固定位置、安装结构进行限定。
如附图2所示，所述感知设备1通过通信线2连接组合仪表3，所述组合仪表3上集成有网关路由芯片31，所述组合仪表3连接车辆CAN网络4，所述组态软件3通过网关路由芯片31与车辆CAN网络4连接的整车域6的设备连接通信。
本方案又一适于实用的改进在于：使所述感知设备1通过LVDS线连接组合仪表3，这是因为：LVDS线相比原来的CAN具备更高的带宽，可以更好的传递视频信号。车辆CAN网络的最高带宽为1Mbit/s，LVDS线带宽最高可达655Mbit/s。采用LVDS线，降低了总线负载率，且将原来的两路车载网络优化为一路，减少了网关控制器1导致的信号延迟、错误、误报等故障。
如附图3所示，所述组合仪表3包括网关路由芯片31、MCU32、串口33（SPI）、CPU34、液晶屏35、内存36、看门狗电源管理单元37、音频装置38、多路I/O接口、USB刷程序接口等。
其中，如附图3所示，所述网关路由芯片31可以是已知的各种网关控制器的控制芯片，例如是型号为NXP-MPC5748G的芯片。所述网关路由芯片31连接所述MCU32，所述MCU32为功能芯片，所述MCU32与所述感知设备1连接，主要用于感知设备的采集的感知数据的算法处理，其中安装有ADAS控制器执行的算法程序。所述MCU32通过串口33（SPI）连接CPU34，所述CPU为主控芯片，主要用于图像处理和外界I/O信号交互。
如附图3所示，所述CPU34连接所述液晶屏35，所述液晶屏35可以是已知的各种型号和尺寸的液晶屏幕，例如7英寸TFT液晶屏，之所以采用液晶屏是由于：组合仪表在设计环节针对ADAS的展示需求，可以对TFT液晶仪表设计特色的UI界面，相比原视觉提醒屏2（多为断码屏），7寸TFT液晶屏可以展示更加丰富且高分辨率的内容，如车道线、红绿灯、3D车辆模型、前方干扰物等，可实现更高需求的人机互动。
进一步，如附图4所示，所述液晶屏35包括由下至上依次叠合的下偏光板351、下玻璃基板352、TFT矩阵353、液晶层354、滤光片355、扩散片356、上偏光片357及自粘透光膜358。
其中，所述滤光片355优选为彩色滤光片与液晶层354配合起改变透光量作用，所述滤光片355的顶部通过透光胶连接有扩散片356，所述扩散片356使光扩散均匀，且所述3扩散片356的顶部通过透光胶连接所述上偏光片357，所述上偏光片357优选为IPS光片，所述上偏光片357与液晶层354配合可阻止光线通过，再与彩色滤光片一起改变透光度，所述上偏光片357设有自粘透光膜358。
由于采用IPS光片，背光源发出的亮光经过下偏光板351、下玻璃基板352、TFT矩阵353、液晶层354、滤光片355、扩散片356、上偏光片357后，过滤掉杂光，过滤掉眩光，从而增强视觉敏锐力，提供颜色对比度和最大的视觉舒适感，多角度补偿光线，从而达到宽视角的显示效果。
进一步，如附图5所示，所述下偏光板351、下玻璃基板352、TFT矩阵353、液晶层354、滤光片355、扩散片356、上偏光片357设置于保护外罩359中，并且，在所述液晶屏35上还设置有触摸屏39且所述触摸屏39和所述液晶屏35之间保持微间隙310，详细来说，所述触摸屏39通过泡棉双面胶320固定在所述液晶屏35的保护外罩359上，此时，所述液晶屏不需要设置自粘透光膜358，但是，可以在所述触摸屏39的表面贴附防尘膜330，所述防尘膜330的表面为磨砂表面，从而可以防止在屏幕上残留指纹。
触摸屏39的设置，可以丰富组合仪表的功能，改善人机交互性能，同时，由于触摸屏39与液晶屏35保持间隙，从而可以避免按压触摸屏39时，导致液晶屏35表面受到力的作用，避免液晶屏显示白色水波纹的情况，提高用户体验度，并且，相比于现有的技术来说，取消了使用光学胶层进行触摸屏和液晶屏的贴合，有利于降低了生产成本；同时采用泡棉胶进行黏贴，一方面能够有效的实现黏贴，另一方面能够有效的通过泡棉自身的性能实现减震，减小对液晶屏的损害。
当然所述液晶屏还包括常规液晶屏的其他结构，如背光模组等，此处为已知技术，并不是本方案的重点，不作赘述。
如附图3所示，所述CPU34还连接所述内存36及音频装置38，所述内存36可以是各种存储装置，优选为DDR内存，所述音频装置38可以是各种蜂鸣器。
如附图3所示，所述网关路由芯片31连接车辆CAN网络4及LIN网络5，并通过车辆CAN网络4和LIN网络5连接整车域设备6，所述整车域设备6包括与车辆CAN网络连接的助力转向系统61、刹车防抱死系统62、充电机控制器63、电机控制器64、车载大屏65、车身控制器66、车载终端67、电池管理系统68等，此处为已知技术，不作赘述。
如附图3所示，所述MCU32、CPU34、网关路由芯片31通过看门狗电源管理单元37连接供电电路，所述供电电路可以是KL15或KL30的供电结构，此处为已知技术，不作赘述。
并且，所述的网关路由芯片31、MCU32、串口33、CPU34、液晶屏35、内存36、看门狗电源管理单元37、音频装置38、多路I/O接口、USB刷程序接口的具体结构及它们之间的连接结构为已知技术，并不是本方案的改进点，此处不作赘述。
整个通讯网络架构工作时，如附图6所示，所述感知设备1采集的信号通过LVDS线传输到组合仪表3内部MCU32,所述MCU32对数据进行算法处理，实现包含车道偏离警示（LDW）、前碰撞预警（FCW）等功能；功能实现需要的数据通过串行接口传送给CPU34，所述CPU34进行图形化处理后传递给TFT液晶屏进行展示，音频提醒信号传递给音频装置38进行响应。整车其他车载网络需求的ADAS相关信息，经MCU32处理后传递给网关路由芯片31，网关路由芯片31进行数据路由后传递给整车域设备6，整车域设备根据车型配置不同可有多路。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.结构精简式车载通讯网络架构，其特征在于：包括至少一种设置于车体上的感知设备（1），所述感知设备（1）通过通信线（2）连接组合仪表（3），所述组合仪表（3）上集成有网关路由芯片（31），所述组合仪表（3）连接车辆CAN网络（4）。
2.根据权利要求1所述的结构精简式车载通讯网络架构，其特征在于：所述感知设备（1）包括雷达（11）和/或摄像头（12）和/或转向角传感器（13）。
3.根据权利要求1所述的结构精简式车载通讯网络架构，其特征在于：所述通信线（2）为LVDS线。
4.根据权利要求1所述的结构精简式车载通讯网络架构，其特征在于：所述组合仪表（3）包括与所述感知设备（1）连接的MCU（32），所述MCU（32）连接网关路由芯片（31）及通过串口（33）接CPU（34），所述网关路由芯片（31）连接车辆CAN网络（4），所述CPU（34）接液晶屏（35）及内存（36）。
5.根据权利要求4所述的结构精简式车载通讯网络架构，其特征在于：所述MCU（32）、CPU（34）、网关路由芯片（31）通过看门狗电源管理单元（37）连接供电电路。
6.根据权利要求4所述的结构精简式车载通讯网络架构，其特征在于：所述网关路由芯片（31）连接LIN网络（5）。
7.根据权利要求4所述的结构精简式车载通讯网络架构，其特征在于：所述MCU（32）连接音频装置（38）。
8.根据权利要求4所述的结构精简式车载通讯网络架构，其特征在于：所述液晶屏（35）为7英寸TFT液晶屏。
9.根据权利要求4所述的结构精简式车载通讯网络架构，其特征在于：所述液晶屏包括由下至上依次叠合的下偏光板（351）、下玻璃基板（352）、TFT矩阵（353）、液晶层（354）、滤光片（355）、扩散片（356）、上偏光片（357）及自粘透光膜（358）。
10.根据权利要求4-9任一所述的结构精简式车载通讯网络架构，其特征在于：所述液晶屏上间隙设置有触控屏。
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| CN (1) | CN110417893A (zh) |
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2019
- 2019-07-31 CN CN201910698998.XA patent/CN110417893A/zh active Pending
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