CN204408362U

CN204408362U - 一种应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端

Info

Publication number: CN204408362U
Application number: CN201520120224.6U
Authority: CN
Inventors: 李慧云; 周启航; 彭磊; 耿永清; 徐国卿
Original assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Current assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date: 2015-02-28
Filing date: 2015-02-28
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2025-02-28

Abstract

本实用新型提供了一种应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端，涉及公路列车技术领域，包括一电源适配器、OBD接口、GPS模块、中央处理芯片、MCU芯片、加解密芯片以及通信模块；其中，所述MCU芯片与所述通信模块、中央处理芯片、OBD接口、加解密芯片以及电源适配器分别连接；所述电源适配器还分别连接所述OBD接口、GPS模块、中央处理芯片、加解密芯片以及所述通信模块，以为所述OBD接口、GPS模块、中央处理芯片、加解密芯片以及所述通信模块供电；所述GPS模块还与所述中央处理芯片连接。本实用新型能够避免头车与跟车的数据无法安全传输而被攻击的问题。

Description

一种应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端

技术领域

本实用新型涉及公路列车技术领域，尤其涉及一种应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端。

背景技术

近年来，公路列车技术逐渐得到了人们的认可。公路列车技术是通过车载自组织网络(Vehicle Ad-hoc Networks，简称VANET)将一辆辆单独的汽车从形态上连接成一个车队形式，在网络通信的基础上形成一个独立的自组织网络。一个公路列车车队中包含一辆头车(HV：Head Vehicle)以及若干辆跟车(FV：Follow Vehicle)。行驶中，头车通过车载传感器将各项数据采集后经处理发出控制信号，经由VANET到达各跟车，跟车分析处理控制信号，接受头车的指令完成驾驶操作，从而各车辆形成一个整体，完成加速减速，转弯刹车，超车避障等行驶动作。公路列车技术通过协同驾驶，使得整个系统的运动状态协调一致，因此减少了因为车辆之间不同的驾驶行为造成的交通拥堵情况。同时，通过公路列车系统，可以减少车队中每个车辆的间距，增大了公路的容量，提高了通行率。

当前，公路列车技术中缺少公路列车数据认证鉴权的车载终端，头车与跟车之间的认证鉴权数据难以安全传输。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端，以解决当前公路列车技术中缺少公路列车数据认证鉴权的车载终端，头车与跟车之间的认证鉴权数据难以安全传输的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端，包括一电源适配器、OBD接口、GPS模块、中央处理芯片、MCU芯片、加解密芯片以及通信模块；其中，所述MCU芯片与所述通信模块、中央处理芯片、OBD接口、加解密芯片以及电源适配器分别连接；所述电源适配器还分别连接所述OBD接口、GPS模块、中央处理芯片、加解密芯片以及所述通信模块，以为所述OBD接口、GPS模块、中央处理芯片、加解密芯片以及所述通信模块供电；所述GPS模块还与所述中央处理芯片连接。

具体的，所述电源适配器为DC-DC稳压器。

本实用新型实施例提供的应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端，可以用于汽车上，以在汽车之间进行加密通信，避免了头车与跟车之间的认证鉴权数据难以安全传输的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的OBD接口的连接示意图；

图3为本实用新型实施例中的GPS模块的示意图；

图4为本实用新型实施例中的通信模块的示意图；

图5为本实用新型实施例中的MCU芯片与加解密芯片的示意图；

图6为本实用新型实施例中的电源适配模块的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端，包括一电源适配器90、OBD接口91、GPS模块92、中央处理芯片93、MCU芯片94、加解密芯片96以及通信模块95。

其中，MCU(微控制单元，Micro Control Unit)芯片94与通信模块95、中央处理芯片93、OBD接口91、加解密芯片96以及电源适配器90分别连接。电源适配器90还分别连接OBD接口91、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块92、中央处理芯片93、加解密芯片96以及通信模块95，以为OBD接口91、GPS模块92、中央处理芯片93、加解密芯片96以及通信模块95供电；GPS模块92还与中央处理芯片93连接。

具体的，电源适配器90可以为DC-DC稳压器。该电源适配模块用于电压的适配和电流的分流。

该OBD接口为车载诊断系统(On Board Diagnosis，简称OBD)接口，用于采集汽车当前的车况信息。该OBD接口采用标准的16针脚OBD电气接口，可以和汽车的OBD接口相连接，需要注意的是，该OBD接口除具有OBD协议数据引脚外，其第16针脚可以从汽车电瓶取电，成为整个车载终端的电源。例如，OBD接口的连接情况可以如图2所示。OBD接口由OBDII芯片与ELM327设备连接组成，再将车辆数据通过ELM327的串口导出，传给MCU芯片。ELM327芯片内部集成了CAN控制器，在该CAN控制器外部搭配一个MCP2551CAN收发器，MCP2551CAN口高位与低位分别和OBDII的CAN+与CAN-口相连，而其TXD口作为CAN总线数据的发送口与ELM327的CANTX口连接，RXD口作为CAN总线数据的接收口与ELM327的RX口连接。而OBDII上的SAE+与SAE-口通过J1850总线与ELM327的J1850总线口相连。OBDII芯片上的BAT+作为车载电瓶导出口，可向电源适配模块提供+12V的电压。

如下为OBD-II接口设计概述(相当于线选模块，MCU可通过ELM327的AT指令选择通信接口)，模块通过OBD-Ⅱ接口和汽车相连接，通过电平转换电路将不同协议的电平转换成微控制器可以识别的电平信息。

OBD接口通过ELM327芯片与MCU芯片连接，ELM327是一款专用的OBD-Ⅱ网关芯片。

由于J1850的两种不同协议需要两种不同的电压(VPW需要8V，PWM需要)，因此，采用一种输出可调的电压调整芯片LM317。LM317的输出电压由M327的引脚J1850 Volts控制。当引脚J1850 Volts输出高电平时，在LM317的引脚上便可以得到8V的电压，当引脚J1850 Volts输出低电平时，在LM317出端得到5V的电压。

在使用J1850 VPW协议的情况下，输入时，传输线SAE J1850+上的电压信号通过R12和R33分压后送入到芯片ELM327中。输出通过ELM327的引脚4(J1850Bus+)来完成。当引脚4输出高电平时，晶体管Q3导通，Q2也导通，传输线SAE J1850+电压便被拉升到约8V，总线便处于显性位。否则，引脚4输出低电平时，总线便处于隐性位。在使用J1850 PMW协议的情况下，输入时，若传输线SAE J1850+处于显性(高电平)，SAE J1850-也处于显性(低电平)，此时，Q2导通，Q5导通，输入低电平到芯片ELM327的引脚PWM IN中。否则，当SAE J1850+和SAE J1850-都处于隐性的时候，输入高电平到ELM327的引脚PWM IN中。输出通过ELM327的引脚4(J1850 Bus+)和引脚14(J1850 Bus-)来实现。ELM327芯片通过引脚17(RS232 TX)和引脚18(RS232 RX)接口直接与MCU芯片的UART1接口相连。

另外，如图3所示，其显示的是GPS模块92内部的连接情况，其内部具体引脚如图所示。其中CC50-BG是北斗GPS定位芯片，其具有一个天线接口与外接天线相连，同时其UART接口与CP2105芯片的TXD_SCI以及RXD_SCI口相连，其中CP2105芯片是一个具有RS232串口转接USB的桥接转换器。CP2105芯片的USB数据总线与上位机的USB口相连，从而传输GPS数据。

另外，如图4所示，其为通信模块95的内部具体引脚示意图，该模块采用VTX201芯片，该芯片复位信号线与上位机相连，其中SPI0SCLK、SPI0TX、SPI0RX与SPI0_FM作为数据口，用于在通信模块95与MCU芯片之间传递数据。

另外，如图5所示，其为MCU芯片94与加解密芯片96的内部具体引脚示意图，其中MCU芯片采用的是具有ARM内核的STM32F103C6芯片(以下简称STM32)，而加解密芯片96采用的是基于8051内核的ECIES加解密芯片。ECIES加解密芯片的Rxd0以及Txd0口与STM32F103C6芯片UART3串口相连，之间传递待加解密的数据。STM32芯片上存在3路UART端口，UART1通过串口与OBDII的ELM327UART口相连，采集OBD模块传来的车况数据；而UART2串口通过CP2105的ECI口与上位机相连，用于传输GPS数据；而UART3串口与加解密芯片96的数据口相连，传输待加解密数据。STM32芯片上也存在1路CAN总线控制器端口，该总线端口通过MCP2551连接车辆控制模块。STM32上的SPI0接口作为额外的数据传输口连接V2X-201芯片的数据口，传输数据到达通信模块。

另外，如图6所示的电源适配模块90的内部具体引脚示意图，该电源适配模块采用的是MAX16977汽车专用DC-DC稳压器，能够提供车载数据处理模块的所需的+5V电压。而LDO电源能够将12V的输入电压转化为+3.3V的低压供MCU芯片、中央处理芯片和GPS模块等使用。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端，其特征在于，包括一电源适配器、OBD接口、GPS模块、中央处理芯片、MCU芯片、加解密芯片以及通信模块；其中，所述MCU芯片与所述通信模块、中央处理芯片、OBD接口、加解密芯片以及电源适配器分别连接；所述电源适配器还分别连接所述OBD接口、GPS模块、中央处理芯片、加解密芯片以及所述通信模块，以为所述OBD接口、GPS模块、中央处理芯片、加解密芯片以及所述通信模块供电；所述GPS模块还与所述中央处理芯片连接。

2.根据权利要求1所述的应用于公路列车数据认证鉴权的车载终端，其特征在于，所述电源适配器为DC-DC稳压器。