CN116545886B - 一种基于车辆的数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于车辆的数据传输系统，包括：终端设备、第一数据传输装置、以及第二数据传输装置；终端设备和第一数据传输装置通过串口连接，第一数据传输装置和第二数据传输装置通过无线连接，第二数据传输装置与外接设备通过串口连接；其中，终端设备和第一数据传输装置位于车辆外部，第二数据传输装置和外接设备位于车辆内部的同一封装壳内，且终端设备与外接设备之间通过第一数据传输装置和第二数据传输装置建立的通信传输通道执行数据传输。本发明将分别置于车辆内部和车辆外部的第一数据传输装置和第二数据传输装置，通过无线连接的方式完成了终端设备和外接设备之间的数据交互，使得在无法拆车的情况下也能对ECU进行调试。

Description

一种基于车辆的数据传输系统

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种基于车辆的数据传输系统。

背景技术

随着汽车新能源的发展，汽车ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)控制器越来越复杂，软件复杂度也越来越高，因此，软件出错的概率也随之增大，调试就成为了软件开发过程中必不可少的环节。一般对车辆进行调试可以采用实验室调试和整车调试，整车调试则针对已经装车的ECU。

相关技术中，对已经装车的ECU有两种调试方式，第一种，在ECU外壳上预留调试口，通过调试口进行调试；第二种，即使ECU外壳上预留了调试口，但调试口被其余设备覆盖时，需要进行拆车以展露调试口从而进行调试。可在实际应用中，可能会由于ECU的安装位置和防水等特性无法预留调试口，且由于车辆的实际用途的限制不允许进行拆车时，就会导致调试工作无法进行。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中当车辆无法预留ECU调试口且由于车辆的实际用途的限制不允许进行拆车时，无法对ECU进行调试的缺陷，从而提供一种基于车辆的数据传输系统。

第一方面，本发明提供了一种基于车辆的数据传输系统，包括：

终端设备、第一数据传输装置、以及第二数据传输装置；终端设备和第一数据传输装置通过串口连接，第一数据传输装置和第二数据传输装置通过无线连接，第二数据传输装置与外接设备通过串口连接；其中，终端设备和第一数据传输装置位于车辆外部，第二数据传输装置和外接设备位于车辆内部的同一封装壳内，且终端设备与外接设备之间通过第一数据传输装置和第二数据传输装置建立的通信传输通道执行数据传输。

结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，第一数据传输装置和第二数据传输装置结构相同。

结合第一方面，在第一方面的第二实施例中，终端设备，用于向第一数据传输装置发送第一传输信息；第一数据传输装置，用于将第一传输信息处理为第一模拟信号；第二数据传输装置，用于接收第一模拟信号，将第一模拟信号处理为第一传输信息，并将第一传输信息发送至外接设备。

结合第一方面，在第一方面的第三实施例中，第二数据传输装置，还用于接收外接设备反馈的与第一传输信息对应的第二传输信息，并将第二传输信息处理为第二模拟信号；第一数据传输装置，还用于接收第二模拟信号，将第二模拟信号处理为第二传输信息，并将第二传输信息发送至终端设备；终端设备，还用于接收第一数据传输装置发送的第二传输信息。

结合第一方面，在第一方面的第四实施例中，第一数据传输装置，包括：

数据传输模块，用于接收终端设备发送的第一传输信息；信息处理模块，用于对第一传输信息进行编码处理，生成第一数字信号；信号转换模块，用于将第一数字信号转换为第三模拟信号；信号放大模块，用于对第三模拟信号进行放大，得到第一模拟信号。

结合第一方面，在第一方面的第五实施例中，第一数据传输装置，包括：

信号放大模块，还用于接收第二数据传输装置产生的第二模拟信号，并对第二模拟信号进行放大，得到第四模拟信号；信号转换模块，还用于将第四模拟信号转换为第二数字信号；信息处理模块，还用于对第二数字信号进行解码处理，生成第二传输信息；数据传输模块，还用于将第二传输信息传输至终端设备。

结合第一方面，在第一方面的第六实施例中，第一数据传输装置还包括：

速率转换模块，用于完成终端设备与第一数据传输装置之间数据传输速率的转换。

结合第一方面，在第一方面的第七实施例中，第一数据传输装置还包括：

数据存储模块，用于缓存由速率转换模块传输的第一传输信息，或者，用于缓存由信息处理模块传输的第二传输信息。

结合第一方面，在第一方面的第八实施例中，信号放大模块，还包括：

发声子模块，用于播放第一模拟信号对应的第一音频；接收子模块，用于接收第二数据传输装置播放的第二音频。

结合第一方面，在第一方面的第九实施例中，在第二数据传输装置中，发声子模块和接收子模块置于封装壳的内壁。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于车辆的数据传输系统的内部连接图；

图2为本发明实施例提供的第一数据传输装置的内部结构图；

图3为本发明另一实施例提供的第一数据传输装置的内部结构图；

图4为本发明实施例提供的基于车辆的数据传输方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在对本发明进行具体描述之前，先对本发明所属技术领域当前的相关技术进行简要描述。ECU，俗称汽车中的行车电脑，一般安装于车辆发动机舱内的电池旁，或者安装在方向盘下面的塑料板里，用于对变速箱、发动机、娱乐系统、音响系统、刹车系统等进行控制。当ECU出现故障时，汽车可能会出现仪表板上的故障灯跳动、油门和刹车失灵等情况。因此，为防止在用车过程中出现安全隐患，一般在汽车投入使用之前，需要先对ECU进行调试。

面对已经装车的车辆，对ECU进行调试时，有两种方式。其一是通过拆车的方式，使ECU和调试电脑进行数据传输；其二是将天线从ECU封装壳预留的调试口处伸出，以此方式实现ECU和调试电脑的数据传输。但是，部分车辆可能由于安装位置和防水等特性无法在封装壳上预留调试口，也由于其特殊用途(如外观展车)使得不能对车辆进行拆装以插入专门的调试设备。因此，一种无创调试的方式就成为必然。

当前技术中，虽然也存在无创调试的方式，但都存在对应的弊端。

如，可通过普通RF信号例如FM/AM调制，433M调制，蓝牙2.4G，5Ghz等方式对ECU设备进行无创调试，且普通RF信号具有传输频率高，速度快的优点，但是，其弊端是普通RF信号仅能穿透非金属，却无法穿透金属。

如，还可通过超声波和音频震动等低频信号对ECU进行调试，虽然低频信号可以穿透金属，但是其通讯速率较低。

如，可通过中微子，质子数等方式对ECU进行调试，虽然可以同时穿透金属和非金属，但是目前造价过高，还无法投入使用。

因此，本发明提出了一种基于车辆的数据传输系统，可以在实现无创调试的基础上，同时穿透金属外壳和非金属外壳，还能保证低额成本。

本发明公开了一种基于车辆的数据传输系统，如图1所示，包括：

终端设备110、第一数据传输装置120、以及第二数据传输装置130；终端设备110和第一数据传输装置120通过串口连接，第一数据传输装置120和第二数据传输装置130通过无线连接，第二数据传输装置130与外接设备通过串口连接。

其中，终端设备110和第一数据传输装置120位于车辆外部，第二数据传输装置130和外接设备位于车辆内部的同一封装壳内，且终端设备110与外接设备之间通过第一数据传输装置120和第二数据传输装置130建立的通信传输通道执行数据传输。

示例性地，终端设备110可以是具备软件调试功能的任意设备，如计算机，平板电脑等。外接设备可以为车载ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)设备。第一数据传输装置120和第二数据传输装置130是基于本发明设计的可进行无线连接的数据传输装置，二者采用相同的设计结构。

示例性地，第一数据传输装置120和第二数据传输装置130之间通过无线音频方式建立传输通道，从而实现车辆内补和车辆外部之间的数据传输。而且，无线音频方式不仅可以穿透金属外壳和非金属外壳，还能保证低成本投入，解决了现有技术中的缺陷，实现了对ECU的无创调试。

在一可选实施例中，终端设备110，用于向第一数据传输装置120发送第一传输信息；第一数据传输装置120，用于将第一传输信息处理为第一模拟信号；第二数据传输装置130，用于接收第一模拟信号，将第一模拟信号处理为第一传输信息，并将第一传输信息发送至外接设备。

示例性地，在对ECU进行调试时，首先由终端设备110向ECU发出调试指令，以使ECU基于该调试指令进行调试，并将对应调试结果反馈至ECU设备。本实施例主要对调试指令的传输过程进行阐述。

终端设备110生成调试指令(即第一传输信息)后，将调试指令通过串口1(即终端设备110与第一数据传输装置120之间的串口)发送至第一数据传输装置120，并由第一数据传输装置120将该调试指令转换为调试指令对应的第一音频信号(即第一模拟信号)。当置于车辆内部的第二数据传输装置130接收到车辆外部的第一数据传输装置120生成的第一音频信号后，将该第一音频信号转换为调试指令，并将该调试指令通过串口2(即第二数据传输装置130与外接设备之间的串口)发送至ECU(即外接设备)。

在一可选实施例中，第二数据传输装置130，还用于接收外接设备反馈的与第一传输信息对应的第二传输信息，并将第二传输信息处理为第二模拟信号；第一数据传输装置120，还用于接收第二模拟信号，将第二模拟信号处理为第二传输信息，并将第二传输信息发送至终端设备110；终端设备110，还用于接收第一数据传输装置120发送的第二传输信息。

示例性地，对应于上一实施例，当ECU(即外接设备)接收到调试指令后，将该调试指令对应的调试结果反馈至终端设备110，本实施例对调试结果的传输流程进行阐述。

当ECU基于调试指令生成对应的调试结果后，将该调试结果(即第二传输信息)通过串口2发送至第二数据传输装置130，并由第二数据传输装置130将该调试结果转换为调试结果对应的第二音频信号(即第二模拟信号)。当第一数据传输装置120接收到第二数据传输装置130生成的第二音频信号后，将第二音频信号转换为调试结果，并将该调试结果通过串口1发送至终端设备110。

在一可选实施例中，第一数据传输装置120，包括：

数据传输模块121、信息处理模块122、信号转换模块123以及信号放大模块124。

数据传输模块121，用于接收终端设备110发送的第一传输信息；信息处理模块122，用于对第一传输信息进行编码处理，生成第一数字信号；信号转换模块123，用于将第一数字信号转换为第三模拟信号；信号放大模块124，用于对第三模拟信号进行放大，得到第一模拟信号。

信号放大模块124，还用于接收第二数据传输装置130产生的第二模拟信号，并对第二模拟信号进行放大，得到第四模拟信号；信号转换模块123，还用于将第四模拟信号转换为第二数字信号；信息处理模块122，还用于对第二数字信号进行解码处理，生成第二传输信息；数据传输模块121，还用于将第二传输信息传输至终端设备110。

示例性地，第一数据传输装置120中各模块之间的连接关系以及各模块的结构分布如图2所示。其中，数据传输模块121中包括通讯接口1211，通讯接口1211用于完成终端设备110和信息处理模块122之间的数据传输。信息处理模块122中包括音频编码子模块1221和音频解码子模块1222。信号转换模块123中包括数字-模拟转换子模块1231和模拟-数字转换子模块1232。信号放大模块124中包括信号第一信号放大器1241和第二信号放大器1242。

当终端设备110生成第一传输信息后，将第一传输信息通过通讯接口1211传输至音频编码子模块1221中，由音频编码子模块1221对第一传输信息进行编码，将其编码为第一数字信号，并将第一数字信号传输至数字-模拟转换子模块。由数字-模拟转换子模块将第一数字信号转换为第一模拟信号，并通过第一放大器1241将第一模拟信号放大为第三模拟信号，并输出。需要说明的是，音频编码子模块1221将第一传输信息编码为音频可以发送的格式，例如双音多频握手信号。

当第二数据传输装置130将外接设备反馈的第二传输信息转换为第二模拟信号，并将第二模拟信号输出后，由第二放大器1242将接收到的第二模拟信号放大为第四模拟信号，并将第四模拟信号发送至模拟-数字转换子模块1232。模拟-数字转换子模块1232将第四模拟信号转换为第二数字信号，并由音频解码子模块1222对第二数字信号进行解码，生成第二传输信息，最后将第二传输信息通过通讯接口发送至终端设备。

在一可选实施例中，第一数据传输装置120还包括：

速率转换模块，用于完成终端设备110与第一数据传输装置120之间数据传输速率的转换。

数据存储模块，用于缓存由速率转换模块传输的第一传输信息，或者，用于缓存由信息处理模块传输的第二传输信息。

示例性地，与ECU的传输速率和本方案中的第二数据传输装置130的传输速率会存在不一致的情况，因此，为避免传输过程中出现传输顺序混乱的现象，在第二数据传输装置130中增加了速率转换模块和数据存储模块。由于第二数据传输装置130和第一数据传输装置120结构相同，因此，依然以第一数据传输装置120为例。即在第一数据传输装置120中添加速率转换模块125和数据存储模块126。其中，速率转换模块125和数据存储模块126的设置位置如图3所示。

在本实施例中，终端设备的传输速率为115200bps，第一数据传输装置的传输速率为9600bps。当数据传输模块121接收到终端设备以115200bps的速率传输的数据后，将这些数据按照115200bps的速率传输至速率转换模块125，速率转换模块125将数据按照其输入顺序，以9600bps的速率持续输出至数据存储模块126，直至所有数据全部输出时，停止操作。数据存储模块126则对速率转换模块125输出的数据进行存储。本实施例通过速率转换模块125和数据存储模块126避免了数据传输双端速率不匹配而导致数据遗漏或丢失的问题，从而使数据可以在两端有序的进行传输，进而提高数据传输效率。

在一可选实施例中，信号放大模块，还包括：

发声子模块，用于播放第一模拟信号对应的第一音频；接收子模块，用于接收第二数据传输装置130播放的第二音频。

示例性地，本实施例中，在信号放大模块的增加了发声子模块1243和接收子模块1244。其中，发声子模块1243与第一放大器1241连接，发声子模块1243用于播放第一放大器1241产生的第三模拟信号对应的音频，以便于第二数据传输装置130的接收子模块1244可以接收到第一数据传输装置产生的音频信息，其中，发声子模块可以为小型全频段喇叭。接收子模块1244与第二放大器1242连接，接收子模块1244用于接收第二数据传输装置130播放的音频，接收子模块1244可以为小型高灵敏度麦克风。

在一可选实施例中，在第二数据传输装置中，发声子模块1243和接收子模块1244置于封装壳的内壁。本实施例中，之所以将发声子模块1243固定于封装壳的内壁，是为了通过将音频产生的震动通过封装壳内壁更好的播放。之所以将接收子模块1244固定于封装壳的内壁，是为了能更加清晰的接收到第一数据传输装置播放的音频信息。

本发明公开了一种基于车辆的数据传输方法，如图4所示，包括：

S1：由终端设备110向第一数据传输装置120发送第一传输信息。

S2：由第一数据传输装置120将所述第一传输信息处理为第一模拟信号。

S3：由第二数据传输装置130接收所述第一模拟信号，将所述第一模拟信号处理为所述第一传输信息，并将所述第一传输信息发送至外接设备。

S4：由第二数据传输装置130接收所述外接设备反馈的与所述第一传输信息对应的第二传输信息，并将所述第二传输信息处理为第二模拟信号。

S5：由第一数据传输装置120接收所述第二模拟信号，将所述第二模拟信号处理为所述第二传输信息，并将所述第二传输信息发送至终端设备110。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种基于车辆的数据传输系统，其特征在于，包括：终端设备、第一数据传输装置、以及第二数据传输装置，所述第一数据传输装置和所述第二数据传输装置结构相同；

所述终端设备和所述第一数据传输装置通过串口连接，所述第一数据传输装置和所述第二数据传输装置通过无线连接，所述第二数据传输装置与外接设备通过串口连接；

其中，所述终端设备和所述第一数据传输装置位于车辆外部，所述第二数据传输装置和所述外接设备位于车辆内部的同一封装壳内，且所述终端设备与所述外接设备之间通过所述第一数据传输装置和所述第二数据传输装置建立的通信传输通道执行数据传输；

所述第一数据传输装置包括：

速率转换模块，用于完成所述终端设备与所述第一数据传输装置之间数据传输速率的转换。

2.根据权利要求1所述的基于车辆的数据传输系统，其特征在于，所述终端设备，用于向所述第一数据传输装置发送第一传输信息；

所述第一数据传输装置，用于将所述第一传输信息处理为第一模拟信号；

所述第二数据传输装置，用于接收所述第一模拟信号，将所述第一模拟信号处理为所述第一传输信息，并将所述第一传输信息发送至外接设备。

3.根据权利要求2所述的基于车辆的数据传输系统，其特征在于，所述第二数据传输装置，还用于接收所述外接设备反馈的与所述第一传输信息对应的第二传输信息，并将所述第二传输信息处理为第二模拟信号；

所述第一数据传输装置，还用于接收所述第二模拟信号，将所述第二模拟信号处理为所述第二传输信息，并将所述第二传输信息发送至所述终端设备；

所述终端设备，还用于接收所述第一数据传输装置发送的所述第二传输信息。

4.根据权利要求2所述的基于车辆的数据传输系统，其特征在于，所述第一数据传输装置，包括：

数据传输模块，用于接收所述终端设备发送的第一传输信息；

信息处理模块，用于对所述第一传输信息进行编码处理，生成第一数字信号；

信号转换模块，用于将所述第一数字信号转换为第三模拟信号；

信号放大模块，用于对所述第三模拟信号进行放大，得到所述第一模拟信号。

5.根据权利要求3所述的基于车辆的数据传输系统，其特征在于，所述第一数据传输装置，包括：

信号放大模块，还用于接收所述第二数据传输装置产生的第二模拟信号，并对所述第二模拟信号进行放大，得到第四模拟信号；

信号转换模块，还用于将所述第四模拟信号转换为第二数字信号；

信息处理模块，还用于对所述第二数字信号进行解码处理，生成第二传输信息；

数据传输模块，还用于将所述第二传输信息传输至所述终端设备。

6.根据权利要求5所述的基于车辆的数据传输系统，其特征在于，所述第一数据传输装置还包括：

数据存储模块，用于缓存由所述速率转换模块传输的第一传输信息，或者，用于缓存由所述信息处理模块传输的第二传输信息。

7.根据权利要求5所述的基于车辆的数据传输系统，其特征在于，所述信号放大模块，还包括：

发声子模块，用于播放所述第一模拟信号对应的第一音频；

接收子模块，用于接收所述第二数据传输装置播放的第二音频。

8.根据权利要求7所述的基于车辆的数据传输系统，其特征在于，在所述第二数据传输装置中，所述第二数据传输装置的发声子模块和接收子模块置于所述封装壳的内壁。