CN204287862U

CN204287862U - 一种基于ble的智能车载系统

Info

Publication number: CN204287862U
Application number: CN201420804755.2U
Authority: CN
Inventors: 朱伟敏; 朱新军; 张继文; 嵇春凡; 陈和纯
Original assignee: Shenzhen Hangsheng Electronic Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Hangsheng Electronic Co Ltd
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2024-12-17

Abstract

本实用新型提供一种基于BLE的智能车载系统，包括：电源控制模块、MCU模块、蓝牙模块、主处理器和显示模块，其中，所述蓝牙模块包括BR单元和BLE单元，所述电源控制模块分别与BR单元和BLE单元相连接，所述MCU模块分别与BR单元和BLE单元相连接，所述电源控制模块分别与MCU模块、主处理器和显示模块相连接，所述显示模块与MCU模块相连接。本实用新型通过硬件电路实现了蓝牙模块在车载领域的扩充，运用BLE单元低功耗的特点，弥补了BR单元的传统蓝牙在主系统断电后不工作的缺陷，使得智能车载系统在休眠模式下，通过电源控制模块控制BLE单元工作，进而单独监听是否有蓝牙终端的连接，以继续保持车载蓝牙功能。

Description

一种基于BLE的智能车载系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能车载系统，尤其涉及一种基于BLE的智能车载系统。

背景技术

蓝牙无线技术是使用范围最广泛的全球短距离无线标准之一，和目前的NFC形成了各有优点的框架，全新的蓝牙4.0 版本将三种蓝牙技术（即传统蓝牙，高速蓝牙和低功耗蓝牙技术）合而为一，它集成了蓝牙技术在无线连接上癿固有优势，同时增加了蓝牙和低功耗蓝牙癿特点，这三个规格可以组合使用，也可以单独使用，低功耗蓝牙即ble 是蓝牙4.0 的核心规范，该技术最大特点是拥有超低的运行功耗和待机功耗，蓝牙低功耗设备使用一粒纽扣电池可以连续工作达年之久。

蓝牙低功耗(BluetoothLowEnergy)是Bluetoothv4.0的一项关键功能，技术前身为诺基亚开发的Wibree技术，该技术的特点在于超低的峰期、平均值及待机耗能；低成本的无线标准，且能确保多种设备之间的兼容性与互操作性；以及相关设备的体积更小，成本更低；BLE将再次重新定义蓝牙技术的使用方式，蓝牙低功耗延续“传统”蓝牙技术的精神，包括adhoc连接性、联机性能高以及互动性高，同时增加了创新的超低功耗运作模式，提供多种新类型的使用案例和应用可能性。

目前已经有多家厂商在BluetoothLowEnergy进行了实例的产品，目前的运用主要医疗无线数字通信（体征，心率等），近距离配对芯片和智能钥匙等；由于BLE4.0包含了传统蓝牙，高速蓝牙和低功耗蓝牙技术，主要分支为下面的两个，Bluetooth-smart和Bluetooth–smart ready，俗称BLE和BR，但是由于通信方式不同，Smart Ready 可以和Smart Ready、传统蓝牙，以及Smart 之间相互连接和通信；而传统蓝牙可以和Smart Ready以及传统蓝牙连接和通信；Smart 可以和Smart以及Smart Ready 连接和通信。

而在车载领域使用BLE技术，对于BLE这种低功耗的单模的方式，由于目前sdk版本支持和厂商的技术推广不普遍，目前在车载领域并没有很好的利用。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种在车载的主系统断电后，继续保持蓝牙数据功能的智能车载系统。

对此，本实用新型提供一种基于BLE的智能车载系统，包括：电源控制模块、MCU模块、蓝牙模块、主处理器和显示模块，其中，所述蓝牙模块包括BR单元和BLE单元，所述电源控制模块分别与BR单元和BLE单元相连接，所述MCU模块分别与BR单元和BLE单元相连接，所述电源控制模块分别与MCU模块、主处理器和显示模块相连接，所述显示模块与MCU模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，还包括通信模块，所述通信模块分别与电源控制模块和MCU模块相连接。优选的，所述通信模块包括3G单元和/或Wi-FI单元。

本实用新型的进一步改进在于，还包括车身信息采集模块，所述车身信息采集模块分别与电源控制模块和MCU模块相连接。优选的，所述车身信息采集模块通过CAN总线或lin总线与MCU模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，还包括GPS模块，所述GPS模块分别与电源控制模块和MCU模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述显示模块包括触摸屏和TFT显示单元，所述触摸屏分别与电源控制模块和MCU模块相连接，所述TFT显示单元分别与电源控制模块和MCU模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述电源控制模块包括电容C94、电容C95、电阻R36、电阻R35和电源管理芯片U10，所述电容C94的一端和电容C95的一端均连接至VDD，所述电容C94的另一端和电容C95的另一端分别接地；所述电阻R36的一端连接至VDD，所述电阻R36的另一端连接电源管理芯片U10；所述电阻R35与电源管理芯片U10的EN使能端相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述电源控制模块还包括电感L7、电容C93、电阻R37、电阻R27、电容C91、电容C92、磁珠FB3和磁珠FB2；所述电源管理芯片U10的SW开关管脚连接至电感L7的一端，所述电感L7的另一端分别连接至电容C93、电阻R37、电容C91和电容C92；所述电容C93和电阻R37相互并联后连接至电阻R27的一端，所述电阻R27的另一端接地；所述电容C91和电容C92相互并联后分别通过磁珠FB3和磁珠FB2连接至VDD。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过硬件电路实现了蓝牙模块在车载领域的扩充，运用BLE单元低功耗的特点，弥补了BR单元的传统蓝牙在主系统断电后不工作的缺陷，使得智能车载系统在休眠模式下，通过电源控制模块控制BLE单元工作，进而单独监听是否有蓝牙终端的连接和通信，以继续保持车载蓝牙数据传输的功能。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的电源控制模块的电路连接示意图；

图3是本实用新型一种实施例的蓝牙模块的电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1所示，本例提供一种基于BLE的智能车载系统，包括：电源控制模块、MCU模块、蓝牙模块、主处理器和显示模块，其中，所述蓝牙模块包括BR单元和BLE单元，所述电源控制模块分别与BR单元和BLE单元相连接，所述MCU模块分别与BR单元和BLE单元相连接，所述电源控制模块分别与MCU模块、主处理器和显示模块相连接，所述显示模块与MCU模块相连接。

如图1所示，本例还包括通信模块、车身信息采集模块和GPS模块，所述通信模块分别与电源控制模块和MCU模块相连接，优选的，所述通信模块包括3G单元和/或Wi-FI单元；所述车身信息采集模块分别与电源控制模块和MCU模块相连接，优选的，所述车身信息采集模块通过CAN总线或lin总线与MCU模块相连接；所述GPS模块分别与电源控制模块和MCU模块相连接；所述显示模块包括触摸屏和TFT显示单元，所述触摸屏分别与电源控制模块和MCU模块相连接，所述TFT显示单元分别与电源控制模块和MCU模块相连接。

如图2所示，本例所述电源控制模块包括电容C94、电容C95、电阻R36、电阻R35和电源管理芯片U10，所述电容C94的一端和电容C95的一端均连接至VDD，所述电容C94的另一端和电容C95的另一端分别接地；所述电阻R36的一端连接至VDD，所述电阻R36的另一端连接电源管理芯片U10；所述电阻R35与电源管理芯片U10的EN使能端相连接。

如图2所示，所述电源控制模块还包括电感L7、电容C93、电阻R37、电阻R27、电容C91、电容C92、磁珠FB3和磁珠FB2；所述电源管理芯片U10的SW开关管脚连接至电感L7的一端，所述电感L7的另一端分别连接至电容C93、电阻R37、电容C91和电容C92；所述电容C93和电阻R37相互并联后连接至电阻R27的一端，所述电阻R27的另一端接地；所述电容C91和电容C92相互并联后分别通过磁珠FB3和磁珠FB2连接至VDD。

磁珠是具有很高的电阻率和磁导率的元器件，他等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性，在高频时呈现阻性，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高调频滤波效果。

本例通过硬件电路实现了蓝牙模块在车载领域的扩充，所述蓝牙模块包括BR单元和BLE单元，在智能车载系统正常工作的时候，MCU模块通过电源控制模块控制BR单元工作，BLE单元不工作；在智能车载系统休眠的时候，MCU模块通过电源控制模块控制BR单元不工作，BLE单元工作，因此，能够运用BLE单元低功耗的特点，弥补了BR单元的传统蓝牙在主系统断电后不工作的缺陷，所述蓝牙模块也是通过硬件芯片和电路来实现的，该蓝牙模块电路连接示意图如图3所示，图3中，蓝牙芯片与Wi-Fi天线相连接；本例使得智能车载系统在休眠模式下，通过电源控制模块控制BLE单元工作，进而单独监听是否有蓝牙终端的连接和通信，以继续保持车载蓝牙数据传输的功能。

本例通过在MCU模块的单片机主板上嵌入BLE芯片，启动过程中单独启动BLE单元以及单独供电的方式，主要的车机的通信的硬件环境逻辑由MCU模块实现，MCU模块负责车身的逻辑与获取CAN总线的网络信息，用BLE单元的控制接口进行实施。

本例的硬件模块包括电源控制模块、MCU模块的单片机芯片、BR单元的BR芯片、BLE单元的BLE芯片、存储模块、显示模块的LED显示屏以及触摸屏，所述电源控制模块主要控制车身在BR芯片工作和BLE单元工作两种不同状态的电源的转换，智能车载系统的电源主要由车身本身的车载电源供电，MCU模块主要使用瑞萨或富士通的芯片，存储主要给车身的娱乐os以及导航等提供，对于收音机以及其他的模块也可以通过硬件加入进来，信号统一由MCU模块进行控制，如图1所示，本例通过硬件集成相关的模块。

单独的蓝牙连接的芯片主要控制有低功耗模式和MCU模块控制电源设定。本例的电源控制模块和MCU模块的控制有关，基本主机的MCU模块处于工作状态，那么蓝牙模块的工作控制也是可以随时可以切换睡眠和唤醒的，一般情况下车机的MCU模块都是处于工作状态的，蓝牙模块的BR单元和BLE单元的切换是由MCU模块和电源控制模块来进行切换控制的，该切换控制通过硬件来实现，实现的过程如图2所示。

本例的实用场景分为2种模式：其中1种模式分为车内模式和车外模式，对于车内模式，运用现有的普通蓝牙技术设备和相关协议进行车内场景应用，目前可以使用的功能包括蓝牙电话，蓝牙音乐等，这些在车内蓝牙功能已经普遍配置功能了。而在车外模式，BLE单元特有的低功耗模式会让现有的车载系统增加很多功能，本例通过车身信息采集模块的传感器能够采集车身现有的很多信息，包括：胎压和速度等对车身安全具有特殊的含义，也包括车内电池电量、位置（GPS）、门锁和电动车窗开关信号等，这些信息在车主离开车后也是一个车身必备信号的反应。而这些，对于有了BLE单元的智能车载系统，就能够提供一个很好的车身反馈。

另1种模式，一般场景为人与车距离<50m，人与车相聚在BLE单元的信号范围之内，车主在离开车以后，基本所有IO都断开，智能车载系统是处于睡眠状态的，此时，MCU模块是处于工作低功耗状态，这时BR单元（普通蓝牙）已经不工作，而BLE单元可以工作，能以单独的进程监听是否有BLE终端的连接和通信，BLE终端可以是支持BLE协议的手机，也可以是带智能BLE芯片的车钥匙（显示方式可以是数字屏），当智能车载系统的BLE单元和BLE终端配对完以后，用户可以自主的获取车身信息，这时MCU模块的通信被唤醒，例如门锁、电动车窗开关信号、电池电量和胎压等，也可以申请控制车门等，如果有点火器的控制权限，用户可以用协议控制点火，从而可以远程发动，获取油量里程等行驶的参数。

这些可以是是用户主动的行为，车身本身也可以发送一些参数的警告等发送给用户，例如车子电量小于20%时，车窗忘记关闭时，胎压过低时，通过发送给用户提醒的方式，让用户及时采取对策，用户车身是否在运行，也可以用BLE单元唤醒MCU模块的方式采取控制。

本例不一定是应用于停止的状态，BLE单元也可以从芯片上通过接口接受特定的协议的信息，例如其他车上在行驶时BlE广播的自身行驶速度的信号，这个可以采用定时器方式，主动或被动方式，当车在50M范围内时，车身会接受到其他BLE终端发来的速度的数据，帮助行驶判断。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种基于BLE的智能车载系统，其特征在于，包括：电源控制模块、MCU模块、蓝牙模块、主处理器和显示模块，其中，所述蓝牙模块包括BR单元和BLE单元，所述电源控制模块分别与BR单元和BLE单元相连接，所述MCU模块分别与BR单元和BLE单元相连接，所述电源控制模块分别与MCU模块、主处理器和显示模块相连接，所述显示模块与MCU模块相连接。

2.根据权利要求1所述的基于BLE的智能车载系统，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块分别与电源控制模块和MCU模块相连接。

3.根据权利要求2所述的基于BLE的智能车载系统，其特征在于，所述通信模块包括3G单元和/或Wi-FI单元。

4.根据权利要求1所述的基于BLE的智能车载系统，其特征在于，还包括车身信息采集模块，所述车身信息采集模块分别与电源控制模块和MCU模块相连接。

5.根据权利要求4所述的基于BLE的智能车载系统，其特征在于，所述车身信息采集模块通过CAN总线或lin总线与MCU模块相连接。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于BLE的智能车载系统，其特征在于，还包括GPS模块，所述GPS模块分别与电源控制模块和MCU模块相连接。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的基于BLE的智能车载系统，其特征在于，所述显示模块包括触摸屏和TFT显示单元，所述触摸屏分别与电源控制模块和MCU模块相连接，所述TFT显示单元分别与电源控制模块和MCU模块相连接。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的基于BLE的智能车载系统，其特征在于，所述电源控制模块包括电容C94、电容C95、电阻R36、电阻R35和电源管理芯片U10，所述电容C94的一端和电容C95的一端均连接至VDD，所述电容C94的另一端和电容C95的另一端分别接地；所述电阻R36的一端连接至VDD，所述电阻R36的另一端连接电源管理芯片U10；所述电阻R35与电源管理芯片U10的EN使能端相连接。

9.根据权利要求8所述的基于BLE的智能车载系统，其特征在于，所述电源控制模块还包括电感L7、电容C93、电阻R37、电阻R27、电容C91、电容C92、磁珠FB3和磁珠FB2；所述电源管理芯片U10的SW开关管脚连接至电感L7的一端，所述电感L7的另一端分别连接至电容C93、电阻R37、电容C91和电容C92；所述电容C93和电阻R37相互并联后连接至电阻R27的一端，所述电阻R27的另一端接地；所述电容C91和电容C92相互并联后分别通过磁珠FB3和磁珠FB2连接至VDD。