CN110554635A - 控制系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制系统及汽车，包括：主控制器、副控制器、通信模块、视频采集摄像头、流媒体后视模块、智能网关模块和音频模块；所述主控制器分别与所述副控制器、所述通信模块、所述视频采集摄像头以及所述流媒体后视模块电连接；所述副控制器分别与所述通信模块、所述音频模块以及所述智能网关模块电连接；所述通信模块与所述音频模块电连接。本发明提供的控制系统及汽车，通过将不同的功能模块集成一体，以避免不同功能模块中相同部件重复使用，能够较充分利用资源，减少占用空间，减少功能模块之间的连接线束，降低整体成本，有效提高了系统交互效率和可靠性。

Description

控制系统及汽车

技术领域

本发明涉及车载控制技术领域，特别涉及一种控制系统及汽车。

背景技术

车联网是一种借助信息和通信技术，实现车内、车与车、车与路、车与人、车与服务平台互通互联的新兴技术。为实现车联网技术中的这些互通互联，目前采用的技术通常是在车内设置车载产品，例如视频采集、智能网关、音频娱乐系统及流媒体后视镜等等。

目前，为实现视频采集、智能网关、音频娱乐系统及流媒体后视镜的各自功能，均需要在车上单独安装各个独立的功能模块，而每个功能模块都具有各自的主控制器(MainProcessing Unit，MPU)、副控制器(Micro controller Unit， MCU)、电源电路、连接器等部件，这就会出现不同功能模块中相同部件重复使用的情况，导致各功能模块之间的连接线束增多，浪费成本，占用空间大，交互效率低及可靠性低的问题。

针对上述问题，本领域技术人员一直在寻求解决办法。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供了一种控制系统，能将音频娱乐系统、视频采集、流媒体后视镜和智能网关等功能集成在一起。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：

一种控制系统包括：主控制器、副控制器、通信模块、视频采集摄像头、流媒体后视模块、智能网关模块和音频模块；所述主控制器分别与所述副控制器、所述通信模块、所述视频采集摄像头以及所述流媒体后视模块电连接；所述副控制器分别与所述通信模块、所述音频模块以及所述智能网关模块电连接；所述通信模块与所述音频模块电连接。

在本发明的较佳实施例中，上述主控制器的第一交互接口与所述副控制器的第一异步通信接口连接，所述主控制器的第二交互接口与所述通信模块的第一通信接口连接，所述主控制器的第一数据输入接口与所述视频采集摄像头连接；所述副控制器的第二异步通信接口与所述通信模块的第二通信接口连接，所述副控制器的第三异步通信接口与所述音频模块连接；所述通信模块的第三通信接口和所述通信模块的第一输出接口均与所述音频模块连接。

在本发明的较佳实施例中，上述音频模块包括音频编解码器，所述通信模块的第三通信接口与所述音频编解码器连接。

在本发明的较佳实施例中，上述音频模块还包括功率放大器，所述通信模块的第一输出接口与所述功率放大器的输入端口连接，所述副控制器的第三异步通信接口与所述功率放大器连接。

在本发明的较佳实施例中，上述流媒体后视模块包括后视摄像头和内后视镜显示屏，所述主控制器的第二数据输入接口与所述后视摄像头连接，所述主控制器的第一输出接口与所述内后视镜显示屏连接。

在本发明的较佳实施例中，上述副控制器内设有CAN控制器，所述智能网关模块包括CAN收发器，所述CAN收发器设有串行异步通信接口和INH端口，所述CAN收发器中的串行异步通信接口和INH端口均与所述副控制器中的所述 CAN控制器连接。

在本发明的较佳实施例中，上述副控制器还包括主RGMII/SGMII端口和主 SPI端口；所述智能网关模块还包括以太网交换机，所述以太网交换机设有第一 RGMII/SGMII端口和第一SPI端口，所述第一RGMII/SGMII端口与所述主 RGMII/SGMII端口相连接，所述第一SPI端口与所述主SPI端口相连接。

在本发明的较佳实施例中，上述控制系统还包括电源，所述电源与所述副控制器的电源输入接口相连，以输出工作电压至所述副控制器。

在本发明的较佳实施例中，上述通信模块4G通信模块或5G通信模块。

本发明还提供一种汽车，包括上述的控制系统。

本发明采用上述技术方案达到的技术效果是：将音频娱乐系统、视频采集、智能网关、流媒体后视镜等功能集成在一起，形成一个具有视频采集并上传云端以进行分析而为自动驾驶的训练提供数据基础、实时呈现车后状况、扩大后视视野、减少后视盲区而提高行车安全、整车总线信息共享、音频娱乐系统等功能的控制系统，充分利用资源，减少占用空间，提高系统交互效率和可靠性并大大降低整体成本等优势。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。

附图说明

图1为本发明第一实施例的控制系统的结构框图；

图2为本发明第一实施例的图1中的控制系统的电路结构示意图；

图3为本发明第二实施例的汽车的结构框图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请参考图1，图1为本发明第一实施例的控制系统的结构图。如图1所示，本实施例提供的控制系统通过用一颗主控制器11(Main Processing Unit，MPU)、一颗副控制器12(Micro controller Unit，MCU)、一个通信模块13、视频采集摄像头14、智能网关模块15、流媒体后视模块16、音频模块17等部件连接，以实现将音频娱乐系统、前视视频采集上传、流媒体后视镜、智能网关等功能集成在一起，能够省去具有重叠功能的主控制器11、副控制器12、通信模块13 等核心器件和外围电路及摄像头和线束等器件，大大降低成本，有效提高了系统交互效率和可靠性。

具体地，本实施例提供的控制系统包括：主控制器11、副控制器12、通信模块13、视频采集摄像头14、智能网关模块15、流媒体后视模块16、音频模块17、电源18。主控制器11分别与副控制器12、通信模块13、视频采集摄像头14以及流媒体后视模块16连接；副控制器12除了与主控制器11连接外还分别与通信模块13、智能网关模块15、音频模块17以及电源18连接；通信模块13还与音频模块17连接。

具体地，在一实施方式中，主控制器11可以但不限于包括第一交互接口、第二交互接口、第一数据输入接口和第一数据输出接口；副控制器12可以但不限于包括第一异步通信接口、第二异步通信接口、第三异步通信接口和电源输入接口；通信模块13可以但不限于包括第一通信接口、第二通信接口、第三通信接口、第四通信接口和第一输出接口。

具体地，在本实施例中，主控制器11的第一交互接口与副控制器12的第一异步通信接口连接，主控制器11的第二交互接口与通信模块13的第一通信接口连接，主控制器11的第一数据输入接口与视频采集摄像头14连接，主控制器11的第一数据输出接口与车机20连接；副控制器12的第二异步通信接口与通信模块13的第二通信接口连接，副控制器12的第三异步通信接口与音频模块17连接，副控制器12的电源输入接口与电源18连接；通信模块13的第三通信接口与音频模块17连接，通信模块13的第四通信接口与车机20连接，通信模块13的第一输出接口与音频模块17连接。

请参考图2，图2为图1中的控制系统的电路结构示意图。如图1、图2所示，在本实施例中，视频采集摄像头14用于采集汽车周围的第一视频信息，并将采集到的第一视频信息传送至主控制器11，主控制器11可以但不限于通过通信模块13将接收到的第一视频信息发送至云端服务器(图未示出)，以存储在云端服务器中。具体地，主控制器11还可以将视频采集摄像头14采集到的第一视频信息存储在存储卡103中；具体地，主控制器11还可将视频采集摄像头 14采集到的第一视频信息传输至车机20中，以在车机20的显示屏上实时显示汽车前方的路况信息。

具体地，在一实施方式中，流媒体后视模块16包括安装在汽车内后视镜上的内后视镜显示屏161和后视摄像头162。内后视镜显示屏161与主控制器11 的第二数据输出接口连接，后视摄像头162与主控制器11的第二数据输入接口连接。后视摄像头162用于采集汽车后方的视频信息，并将采集到的视频信息传输给主控制器11，主控制器11可以但不限于将后视摄像头162采集到的视频信息传输给内后视镜显示屏161，以在内后视镜显示屏161上实时显示汽车后方的路况信息。具体地，主控制器11还可以将接收到的视频信息发送至云端服务器(图未示出)，以存储在云端服务器中；或者主控制器11还可以将后视摄像头162采集到的视频信息存储在存储卡103中。

具体地，在一实施方式中，副控制器12还包括点火信号端口，点火信号端口用于接收汽车的点火信号ACC。

具体地，在本实施例中，副控制器12在接收到汽车的点火信号ACC后向主控制器11输出摄像头的启动控制信号，主控制器11将接收到的摄像的启动控制信号传输至视频采集摄像头14或/和后视摄像头162，以启动视频采集摄像头 14或/和后视摄像头162。

具体地，副控制器12中的点火信号端口与汽车的发动机电连接，以接收发动机的点火信号ACC。具体地，副控制器12在接收到点火信号ACC后，对点火信号ACC处理得到视频采集摄像头14或后视摄像头162的启动控制信号，并将启动控制信号输出至主控制器11。主控制器11在接收到启动控制信号后，将启动控制信号发送至与信号相对应的摄像头，从而控制视频采集摄像头14或者后视摄像头162的启动，以采集汽车周围的视频信息。

具体地，在一实施方式中，通信模块13可以但不限于通过网络与云端服务器(图未示出)进行通信连接，从而使得通信模块13将接收到的数据信息上传至云端服务器，或者从云端服务器接收数据。进一步地，云端服务器还可以通过通信模块13向车机20发送指令等等。

具体地，在一实施方式中，通信模块13为4G通信模块或5G通信模块。在本实施例中，通信模块13以4G通信模块为例进行说明，4G通信模块还与设置在汽车上的天线进行电连接。具体地，控制系统可以通过装置在4G通信模块内的eSIM卡及eMMC实现高速网络服务，但并不限于此，例如控制系统还可以通过无线网络模块(WiFi)实现网络服务。

具体地，在本实施例中，主控制器11对摄像头采集到的视频数据进行编码处理，主控制器11对摄像头采集到的视频数据进行编码后传输至4G通信模块。 4G通信模块将接收到的编码后的视频数据进行压缩处理，以得到与摄像头采集的视频信息对应的视频压缩文件，并将得到的视频压缩文件通过流量上传至云端服务器。

具体地，在本实施例中，4G通信模块可以但不限于自动实时将接收到的编码后的视频数据进行压缩后发送至云端服务器，以使得云端服务器能够实时接收到汽车当前位置的实时视频信息，进而可对实时第一视频信息进行分析处理。

具体地，在本实施例中，云端服务器用于将接收到的视频压缩文件进行解码处理得到原始视频数据，并对原始视频数据进行分析处理，以判断与原始视频数据对应的路段的路况信息，并将路况信息存储至路况信息列表中。进一步地，云端服务器还可以判断该路段的路况信息是否已存储在路况信息列表中，若是，则将该路段的路况信息更新存储至路况信息列表中，例如可以将该路段中的路况信息存在差异的部分更新存储，以加快存储速度。若否，则将该路段的路况信息存储至路况信息列表中。云端服务器通过将汽车通过的路段的路况信息存储至路况信息列表中，以实现对各个道路的路况信息的采集，进而可以为自动驾驶汽车的云端分析提供基础数据，以能够为自动驾驶汽车的训练提供训练数据基础。

具体地，在一实施方式中，音频模块17包括音频编解码器171和功率放大器172。音频编解码器171与通信模块13的第三通信接口连接，功率放大器172 与通信模块13的第一输出接口连接，副控制器12的第三异步通信接口与功率放大器172连接。音频模块17的功能在于音频的输入和音频的输出。具体地，音频编解码器171可以将采集的声音进行编码或者解码，并将处理后的音频数据传输至通信模块13，通信模块13可以但不限于通过主控制器11将接收到的音频数据存储在存储卡103内；通信模块13还可以将接收到的音频数据发送至云端服务器(图未示出)，以存储在云端服务器中。具体地，功率放大器172 还可以将采集到的音频数据或者存储在存储卡103和云端服务器中的音频数据进行处理后再输出。

具体地，在本实施例中，副控制器12在接收到汽车的点火信号ACC后向主控制器11输出音频娱乐系统的启动控制信号，主控制器11将接收到的音频娱乐系统的启动控制信号传输至音频模块17，以启动音频娱乐系统。具体地，副控制器12中的点火信号端口与汽车的发动机电连接，以接收发动机的点火信号 ACC。具体地，副控制器12在接收到点火信号ACC后，对点火信号ACC处理得到音频娱乐系统的启动控制信号，并将启动控制信号输出至主控制器11。主控制器11在接收到启动控制信号后，将启动控制信号发送至音频模块17，从而控制音频模块17的启动，以实现音频的输入与输出。

具体地，在一实施例中，控制系统可以同时与车身上的多个车载电器(图未示出)电连接，以丰富并增强车身各电器模块之间的交互功能。具体地，在本实施例中，多个车载电器可以但不限于包括多个第一车载电器(图未示出) 与多个第二车载电器(图未示出)，具体地，第一车载电器可以但不限于与CAN 控制器进行通信连接，以实现多个第一车载电器通过CAN进行交互。第二车载电器可以但不限于与以太网网关进行通信连接，以实现多个第二车载电器通过以太网进行交互。进一步地，第一车载电器与第二车载电器还可以通过控制系统实现快速数据交互，以丰富并增强车身各电器模块之间的交互功能。

具体地，在本实施例中，副控制器12内设有CAN控制器(CAN Controller)，智能网关模块15包括CAN收发器(CAN Transceiver)151及以太网交换机152，从而能够将视频采集、音频娱乐系统、智能网关及流媒体后视镜功能集成在一起形成控制系统。

具体地，在本实施例中，CAN收发器151设有串行异步通信接口(UART) 和INH端口，CAN收发器151中的串行异步通信接口和INH端口均与副控制器12中的CAN控制器连接。具体地，在本实施例中，CAN收发器151还包括及 CAN控制器对外输出接口，CAN收发器151中的CAN控制器对外输出接口连接至第一车载电器。

具体地，在一实施方式中，副控制器12中的CAN控制器的数量为与CAN 收发器151的数量相同。具体地，CAN收发器151与CAN控制器一一对应连接，以形成CAN控制器对外输出接口，每个CAN控制器对外输出接口可以与相对应的一个第一车载电器连接，以实现多个外接网络功能接口。

具体地，在本实施例中，CAN控制器是CAN局域网控制器的简称，为解决现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线，而CAN收发器151实现CAN总线的物理层传输。UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收，INH 端口表示高电平唤醒。

在具体连接时，每个CAN收发器151中的串行异步通信接口和INH端口均与对应的CAN控制器连接，每个CAN收发器151中的CAN控制器对外输出接口连接至第一车载电器。

具体地，在本实施例中，副控制器12还包括主RGMII/SGMII端口与主SPI 端口。具体地，在本实施例中，以太网交换机152设有第一RGMII/SGMII端口及第一SPI端口，第一RGMII/SGMII端口与主RGMII/SGMII端口相连接，第一SPI端口与主SPI端口相连接。

需要说明的是，图2中仅示出一个PHY接口，但并不限于此，例如在一实施方式中，以太网交换机152包括至少四个PHY接口，每个PHY接口连接至一个第二车载电器，具体地，PHY接口通过桥接(Brigde，BR)方式与第二车载电器连接。换而言之，本实施方式可以实现总共四个PHY接口的外接网络功能。

进一步而言，以太网交换机152还设有第二RGMII/SGMII端口，第二RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY(Ethernet PHY)，以实现对外的PHY接口功能。通过外接一以太网PHY的方式，本实施方式进而实现了总共五个PHY 接口的外接网络功能。

值得一提的是，以太网交换机152还设有SGMII端口，以太网交换机152 的SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。总而言之，本实施方式总共实现六个PHY接口的外接网络功能，但不限于此，例如在其他实施例中，还可以通过多个以太网交换机152进行扩展式级联，在两个以太网交换机152进行扩展式级联中，一个以太网交换机152中的第一RGMII/SGMII 端口与主RGMII/SGMII端口相连接，第一SPI端口与主SPI端口相连接，而另一个以太网络交换机(图未示出)中的第一RGMII/SGMII端口与以太网交换机 152的SGMII端口相连接，另一个以太网络交换机中的SPI端口(图未示出) 与主SPI端口相连接，以实现两个以太网交换机的扩展式级联。通过这种方式，很好地扩展了更多的外接网络功能接口。

请参考图3，图3为本发明第二实施例的汽车100的结构框图。如图3所示，本实施例提供的汽车100包括控制系统110，具体地，控制系统110的具体结构可以参考图1至图2所示实施例中的控制系统，在此不再赘述。

具体地，本实施例提供的汽车，通过将视频采集、流媒体后视镜、智能网关及音频娱乐系统等功能集成在一起，以形成一个具有视频采集上传、实时呈现车后状况、扩大后视视野、减少后视盲区而提高行车安全、整车总线信息共享等功能的控制系统，以避免不同功能模块中相同部件重复使用，能够较充分利用资源，减少占用空间，减少功能模块之间的连接线束，降低整体成本，有效提高了系统交互效率和可靠性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：主控制器、副控制器、通信模块、视频采集摄像头、流媒体后视模块、智能网关模块和音频模块；所述主控制器分别与所述副控制器、所述通信模块、所述视频采集摄像头以及所述流媒体后视模块电连接；所述副控制器分别与所述通信模块、所述音频模块以及所述智能网关模块电连接；所述通信模块与所述音频模块电连接。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述主控制器的第一交互接口与所述副控制器的第一异步通信接口连接，所述主控制器的第二交互接口与所述通信模块的第一通信接口连接，所述主控制器的第一数据输入接口与所述视频采集摄像头连接；

所述副控制器的第二异步通信接口与所述通信模块的第二通信接口连接，所述副控制器的第三异步通信接口与所述音频模块连接；

所述通信模块的第三通信接口和所述通信模块的第一输出接口均与所述音频模块连接。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述音频模块包括音频编解码器，所述通信模块的第三通信接口与所述音频编解码器连接。

4.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述音频模块还包括功率放大器，所述通信模块的第一输出接口与所述功率放大器的输入端口连接，所述副控制器的第三异步通信接口与所述功率放大器连接。

5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述流媒体后视模块包括后视摄像头和内后视镜显示屏，所述主控制器的第二数据输入接口与所述后视摄像头连接，所述主控制器的第一输出接口与所述内后视镜显示屏连接。

6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述副控制器内设有CAN控制器，所述智能网关模块包括CAN收发器，所述CAN收发器设有串行异步通信接口和INH端口，所述CAN收发器中的串行异步通信接口和INH端口均与所述副控制器中的所述CAN控制器连接。

7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述副控制器还包括主RGMII/SGMII端口和主SPI端口；所述智能网关模块还包括以太网交换机，所述以太网交换机设有第一RGMII/SGMII端口和第一SPI端口，所述第一RGMII/SGMII端口与所述主RGMII/SGMII端口相连接，所述第一SPI端口与所述主SPI端口相连接。

8.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括电源，所述电源与所述副控制器的电源输入接口相连，以输出工作电压至所述副控制器。

9.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述通信模块为4G通信模块和5G通信模块。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1至9中任一项所述的控制系统。