CN113507409A - 一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关 - Google Patents

一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，包括：单片机系统，用于与汽车底盘车电信息系统进行数据交互，以及对所述汽车底盘车电信息系统的故障信息识别；Linux系统，用于对所述单片机系统识别的所述故障信息进行存储和/或导出。本发明的目的在于提供一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，在该网关中采用双系统架构，不同系统处理不同事物，保证网关快速启动工作。

Description

一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关
技术领域
本发明涉及网关技术领域，尤其涉及一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关。
背景技术
汽车底盘车电信息系统的构建，一般是不同的设备在不同的CAN总线上，而不同总线上的设备进行信息通讯，是依赖于网关来实现的，网关将不同总线上的设备通信信息进行过滤转发。传统的网关，只有单纯的信息过滤转发的功能，没有可以从全局进行问题汇总分析的功能，也不能对故障信息进行存储。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，在该网关中采用双系统架构，不同系统处理不同事物，保证网关快速启动工作。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，包括：
单片机系统，用于与汽车底盘车电信息系统进行数据交互，以及对所述汽车底盘车电信息系统的故障信息识别；
Linux系统，用于对所述单片机系统识别的所述故障信息进行存储和/或导出。
在汽车底盘车电信息系统中，控制设备共用一根CAN总线，而被控制设备共用另一根CAN总线，两根CAN总线是不能直接进行数据交互的，因此，多通过中间设备网关来实现控制设备与被控设备的数据交互。现有的网关多采用Linux系统，Linux系统由于自身的特性，在上电启动过程中，启动时间较长，存在汽车底盘车电信息系统启动完成后，Linux系统还未启动完成的现象，从而不能及时的实现不同总线间的信息互联，容易造成不良影响。除此之外，现有的网关设备只具有数据转发功能，当汽车底盘车电信息系统存在故障信息时，网关无法对故障信息进行提取，因此无法准确判断故障点或故障类型，需工作人员逐一排查。
基于此，本方案提出了一种双系统架构的网关，该双系统网关包括单片机系统和Linux系统。与传统网关不同的是，在方案中，不采用Linux系统与汽车底盘车电信息系统进行数据交互，而是采用单片机系统与系统汽车底盘车电信息系统进行数据交互，由于单片机系统在上电过程中启动快，在汽车底盘车电信息系统启动完成时，单片机系统也启动完成，因此可以及时的与汽车底盘车电信息系统进行数据交互。本方案中的Linux系统通过CAN总线与单片机系统进行交互，用于对单片机中识别的故障信息进行存储和/或导出。当故障时，通过对故障信息的导出可以快速的识别故障点或故障类型，从而快速的进行维修，有效的提高工作效率。
优选地，所述单片机系统包括：
CAN1口，用于接收控制指令，以及将传感数据传输至所述汽车底盘车电信息系统中的控制器部分；
CAN2口；用于接收所述传感数据，以及将所述控制指令传输至所述汽车底盘车电信息系统中的传感器部分；
其中，所述控制指令由所述控制器部分产生；所述传感数据由所述传感器部分产生。
优选地，所述单片机系统还包括备份通信端口。
优选地，所述备份通信端口包括RS232串口、CAN3口和CAN4口。
优选地，所述Linux系统包括硬盘，所述硬盘用于存储所述故障信息。
优选地，所述Linux系统包括网口，所述网口用于导出所述故障信息。
优选地，所述Linux系统包括USB口，所述USB口用于与上位机通信。
优选地，还包括延时掉电模块，所述延时掉电模块连接于所述单片机系统和所述Linux系统，用于在掉电发生时对数据进行延时存储。
优选地，所述延时掉电模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D2、二极管D3、稳压二极管D8、稳压二极管D9、稳压二极管D10、稳压二极管D11、稳压二极管D12、超级电容C18、超级电容C19、超级电容C20、超级电容C21以及超级电容C22；
所述电阻R1、所述超级电容C18、所述超级电容C19、所述超级电容C20、所述超级电容C21以及所述超级电容C22依次连接，形成闭合回路；
所述电阻R3并联在所述电阻R1的两端；
所述稳压二极管D8并联在所述超级电容C18的两端，所述稳压二极管D9并联在所述超级电容C19的两端，所述稳压二极管D10并联在所述超级电容C20的两端，所述稳压二极管D11并联在所述超级电容C21的两端，所述稳压二极管D12并联在所述超级电容C22的两端；
所述二极管D2的正极与所述超级电容C18连接，所述二极管D2的负极与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D3的正极连接，所述二极管D3的负极与所述超级电容C18连接。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、采用双系统架构，单片机系统开机快，可以快速进行CAN总线信息交互，Linux系统进行故障信息的存储和导出；
2、通过上位机可以非常方便的配置转发规则，进行数据导入导出以及开发调试；
3、设计有延时掉电模块，在掉电过程中，还能够对关键参数进行存储。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明双系统架构网关的系统组成示意图；
图2为本发明延时掉电模块的电路结构示意图；
图3为本发明掉电检测模块的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，如图1所示，包括：
单片机系统，用于与汽车底盘车电信息系统进行数据交互，以及对汽车底盘车电信息系统的故障信息识别；
Linux系统，用于对单片机系统识别的故障信息进行存储和/或导出。
在汽车底盘车电信息系统中，控制设备共用一根CAN总线，而被控制设备共用另一根CAN总线，两根CAN总线是不能直接进行数据交互的，因此，多通过中间设备网关来实现控制设备与被控设备的数据交互。现有的网关多采用Linux系统，Linux系统由于自身的特性，在上电启动过程中，启动时间较长，存在汽车底盘车电信息系统启动完成后，Linux系统还未启动完成的现象，从而不能及时的实现不同总线间的信息互联，容易造成不良影响现有的网关。除此之外，现有的网关设备只具有数据转发功能，当汽车底盘车电信息系统存在故障信息时，网关无法对故障信息进行提取，因此无法准确判断故障点或故障类型，需工作人员逐一排查。
基于此，本方案提出了一种双系统架构的网关，该双系统网关包括单片机系统和Linux系统。与传统网关不同的是，在方案中，不采用Linux系统与汽车底盘车电信息系统进行数据交互，而是采用单片机系统与系统汽车底盘车电信息系统进行数据交互，由于单片机系统在上电过程中启动快，在汽车底盘车电信息系统启动完成时，单片机系统也启动完成，因此可以及时的与汽车底盘车电信息系统进行数据交互。本方案中的Linux系统通过CAN总线与单片机系统进行交互，用于对单片机中识别的故障信息进行存储和/或导出。当故障时，通过对故障信息的导出可以快读的识别故障点或故障类型，从而快速的进行维修，有效的提高工作效率。
具体地，在本实施例中，单片机系统包括通过CAN总线连接于汽车底盘车电信息系统中控制器部分的CAN1口和通过CAN总线连接于汽车底盘车电信息系统中传感器部分的CAN2口；其中，CAN1口通过CAN总线接收控制器部分生成的控制指令，并通过连接于CAN2口的CAN总线将控制指令传输至传感器部分；CAN2口通过CAN总线接收传感器部分采集的传感数据，并通过连接于CAN1口的CAN总线将传感数据传输至控制器部分，从而实现不同CAN总线数据的交互。
进一步地，由于现有网关都是单系统架构，处理能力有限，因此其上的通信端口数量有限，不方便进行端口扩展。而本实施例提供的网关为双系统架构网关，不同的系统处理不同的事情，因此单系统的处理能力并没有最大化利用，基于此，可以在单个系统上扩展更多接口，使其能够在网口、CAN口、USB口、串口协议间进行转换，使不同通信接口间能建立通信，达到信息单点传递、广播、交互的目的。
具体的，在本实施例中，单片机系统包括多个备份通信端口，包括RS232串口、CAN3口和CAN4口，以便在常用端口故障(CAN1口和CAN2口)或需要对其他设备进行通信时，有可更改或通信的余地。
本实施例中的Linux系统包括硬盘、USB口、以及网口(ETH)。
其中，上位机通过USB口对Linux系统进行参数设置，对此可以通过上位机很灵活的进行资源分配、数据管理以及转发规则配置；网口(ETH)用于对故障信息的导出，便于对故障的排查和完善；硬盘采用大容量工业级固态硬盘，用于存储故障信息及Linux系统的相关参数。
进一步地，本实施例中还包括对网关供电的电源，电源主要包括掉电检测模块和延时掉电模块，其中，掉电检测模块和延时掉电模块均与Linux系统和单片机系统连接，用于电源断开或掉电时，网关可以检测到这种情况，以便在掉电发生时对数据进行延时存储。具体地，本实施例中的延时掉电模块如图2所示，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D2、二极管D3、稳压二极管D8、稳压二极管D9、稳压二极管D10、稳压二极管D11、稳压二极管D12、超级电容C18、超级电容C19、超级电容C20、超级电容C21以及超级电容C22；
其中，电阻R1、超级电容C18、超级电容C19、超级电容C20、超级电容C21以及超级电容C22依次连接，形成闭合回路；
电阻R3并联在电阻R1的两端；
稳压二极管D8并联在超级电容C18的两端，稳压二极管D9并联在超级电容C19的两端，稳压二极管D10并联在超级电容C20的两端，稳压二极管D11并联在超级电容C21的两端，稳压二极管D12并联在超级电容C22的两端；
二极管D2的正极与超级电容C18连接，二极管D2的负极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与超级电容C18连接。
在正常工作时，外部供电连接VSC电源端，经过电阻R2、二极管D3、电阻R1、电阻R3后对超级电容C18～超级电容C22进行充电，5个超级电容串联，在充满电的情况下，可以保证25.5V的电压，D8～D12为稳压二极管，用于对超级电容的过压保护，在掉电检测模块监测到系统掉电时，超级电容C18～超级电容C22经过二极管D2对单片机系统和Linux系统供电，从而实现延时掉电的作用。其中，掉电检测模块的原理图如图3所示。
进一步地，为便于指示网关的工作状态，网关上还可以设置有指示灯，包括电源指示灯、故障指示灯以及容量指示灯，其中，电源指示灯可以在网关上电时点亮，故障和容量指示灯受网关控制，自检故障时点亮故障指示灯，硬盘存储容量超过报警值时点亮容量指示灯。根据各个指示灯的点亮程度，可以对网关的状态进行判断。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，其特征在于，包括：
单片机系统，用于与汽车底盘车电信息系统进行数据交互，以及对所述汽车底盘车电信息系统的故障信息识别；
Linux系统，用于对所述单片机系统识别的所述故障信息进行存储和/或导出。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，其特征在于，所述单片机系统包括：
CAN1口，用于接收控制指令，以及将传感数据传输至所述汽车底盘车电信息系统中的控制器部分；
CAN2口，用于接收所述传感数据，以及将所述控制指令传输至所述汽车底盘车电信息系统中的传感器部分；
其中，所述控制指令由所述控制器部分产生；所述传感数据由所述传感器部分产生。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，其特征在于，所述单片机系统还包括备份通信端口。
4.根据权利要求3所述的一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，其特征在于，所述备份通信端口包括RS232串口、CAN3口和CAN4口。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，其特征在于，所述Linux系统包括硬盘，所述硬盘用于存储所述故障信息。
6.根据权利要求1所述的一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，其特征在于，所述Linux系统包括网口，所述网口用于导出所述故障信息。
7.根据权利要求1所述的一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，其特征在于，所述Linux系统包括USB口，所述USB口用于与上位机通信。
8.根据权利要求1所述的一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，其特征在于，还包括延时掉电模块，所述延时掉电模块连接于所述单片机系统和所述Linux系统，用于在掉电发生时对数据进行延时存储。
9.根据权利要求8所述的一种用于汽车底盘车电信息系统的双系统架构网关，其特征在于，所述延时掉电模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D2、二极管D3、稳压二极管D8、稳压二极管D9、稳压二极管D10、稳压二极管D11、稳压二极管D12、超级电容C18、超级电容C19、超级电容C20、超级电容C21以及超级电容C22；
所述电阻R1、所述超级电容C18、所述超级电容C19、所述超级电容C20、所述超级电容C21以及所述超级电容C22依次连接，形成闭合回路；
所述电阻R3并联在所述电阻R1的两端；
所述稳压二极管D8并联在所述超级电容C18的两端，所述稳压二极管D9并联在所述超级电容C19的两端，所述稳压二极管D10并联在所述超级电容C20的两端，所述稳压二极管D11并联在所述超级电容C21的两端，所述稳压二极管D12并联在所述超级电容C22的两端；
所述二极管D2的正极与所述超级电容C18连接，所述二极管D2的负极与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D3的正极连接，所述二极管D3的负极与所述超级电容C18连接。
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