CN204928895U

CN204928895U - 车联网设备

Info

Publication number: CN204928895U
Application number: CN201520607607.6U
Authority: CN
Inventors: 李如斌; 吴怡; 相樟波; 谢东; 徐哲鑫; 林潇; 肖仁光; 林利立; 吴庆兴
Original assignee: FUZHOU DEYI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: FUZHOU DEYI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2025-08-13

Abstract

本实用新型公开一种车联网设备，包括电源模块、OBD接口模块、VANET模块、GPS模块、WIFI模块和MCU，其特点为电源模块、OBD接口模块、VANET模块、GPS模块和WIFI模块分别与MCU连接，WIFI模块与车载终端设备连接；VANET模块包括射频/中频调理电路、基带调制解调电路、前向纠错码模块、载波检测时分复用模块和嵌入式CPU处理模块，前向纠错码模块和载波检测时分复用模块分别与嵌入式CPU处理模块连接，前向纠错码模块经基带调制解调电路连接射频/中频调理电路，基带调制解调电路与载波检测时分复用模块连接。通过OBD接口，实时获取本车信息；通过自组织通信接收或向周围发送信息。

Description

车联网设备

技术领域

本实用新型属于车联网设备领域，用来完成车辆信息读取与通信。

背景技术

现有市场上没有出售专门用于车联网的设备，1）不能通过车辆的OBD接口，实时获取本车的车辆信息；2）不能通过自组织通信方式向周围发送，实时发送本车的基本信息（经纬度、速度等）；3）不能通过自组织通信方式，实时获取周围车辆的车辆信息；4）不能通过WIFI方式向车载终端设备以及后端平台，实时发送本车的基本信息和通过自组织通信方式实时获取的周围车辆的车辆信息。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种构造简单，使用方便的车联网设备。其能较好地用来完成车辆信息读取与通信、异常告警等功能。

本实用新型的目的是这样实现的，所述的车联网设备，包括电源模块、OBD接口模块、VANET模块、GPS模块、WIFI模块和MCU，其结构特点为所述的电源模块、OBD接口模块、VANET模块、GPS模块和WIFI模块分别与MCU连接，所述WIFI模块与车载终端设备连接；所述VANET模块包括射频/中频调理电路、基带调制解调电路、前向纠错码模块、载波检测时分复用模块和嵌入式CPU处理模块，所述的前向纠错码模块和载波检测时分复用模块分别与嵌入式CPU处理模块连接，所述的前向纠错码模块经基带调制解调电路连接射频/中频调理电路，所述基带调制解调电路与载波检测时分复用模块连接。

所述WIFI模块与车载终端设备连接。

所述的嵌入式CPU处理模块连接外部数据接口。

所述车载终端设备包括WiFi模块、触摸式显示屏、告警模块、4G通信模块和嵌入式CPU，所述的WiFi模块、触摸式显示屏、告警模块、4G通信模块分别与嵌入式CPU连接。

本实用新型的优点：本实用新型的车联网设备完成车辆信息读取与通信、异常告警等功能，具体包括以下：

1）通过车辆的OBD接口，实时获取本车的车辆信息；

2）通过自组织通信方式向周围发送，实时发送本车的基本信息（经纬度、速度等）；

3）通过自组织通信方式，实时获取周围车辆的车辆信息；

4）通过WIFI方式向车载终端设备以及后端平台，实时发送本车的基本信息和通过自组织通信方式实时获取的周围车辆的车辆信息。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图1-1为图1中的车车通信模块（简称VANET模块）电路原理框图。

图1-2为图1中的车载终端设备的电路原理框图。

图2为图1-1的载波检测时序原理图。

图3为图1-1的CS-TDMA算法原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实例，对本实用新型的结构和使用过程进行详细说明：

如图1所示，本实用新型所述的车联网设备，包括电源模块、OBD接口模块、VANET模块(VehicularAd-hocNetwork车辆自组织网络，中文名称为：车车通信模块)、GPS模块、WIFI模块和MCU，其结构特点为所述的电源模块、OBD接口模块、VANET模块、GPS模块和WIFI模块分别与MCU连接，MCU处理和协调各模块的工作，电源模块提供各模块的工作电压。通过WIFI模块与车载终端设备连接。

本实用新型所述的车联网设备各个模块的具体功能分别如下:

1）OBD接口模块：为现有技术，主要功能是通过车辆的OBD接口，读取车辆的各种信息，包括车辆的VIN码、速度、油量、故障代码等。

2）GPS模块：为现有技术，获取当前设备的地理位置信息。

3）VANET模块：实现车辆与车辆之间的自组织无线通信。

4）WIFI模块：为现有技术，实现其他模块与车载终端设备之间的通信。

5）MCU：为现有技术，协调各个子模块之间通信，实现车载模块的功能。

6）车载终端设备:为现有技术，能和车联网其他模块通信，以及和后端平台通信，实时显示车况信息，并发布告警信息。如图1-2所示，其可以包括电源模块、WiFi模块、触摸式显示屏、告警模块、4G通信模块和嵌入式CPU，所述的电源模块、WiFi模块、触摸式显示屏、告警模块、4G通信模块分别与嵌入式CPU连接，见图1-2。具有如下特点：（1）通过WiFi模块与车通信模块进行通信，接收本车及周围车辆的实时信息，并把这些信息发往嵌入式CPU进行处理；（2）通过触摸式显示屏进行人机交互，并接受操作指令，并在地图上实时显示网内的车况信息以及告警信息；（3）通过告警模块，如SK139GSM短信告警模块，将告警信息通过语音播放出来；（4）4G通信模块:通过移动网络运营商的4G网络和后端的处理平台进行通信，将本机得到的这些车辆信息发往后端，并接收后端的相关控制信息。（5）本实用新型采用嵌入式CPU管理协调各模块之间的通信，管理接收到的车况信息，并对车况信息进行检测预警处理。

上述的VANET模块（车车通信模块），如图1-1所示，包括电源模块、射频/中频调理电路、基带调制解调电路、前向纠错码模块、载波检测时分复用模块和嵌入式CPU处理模块，所述的电源模块、前向纠错码模块和载波检测时分复用模块分别与嵌入式CPU处理模块连接，嵌入式CPU处理模块还可连接外部数据接口，所述的前向纠错码模块经基带调制解调电路连接射频/中频调理电路，所述基带调制解调电路与载波检测时分复用模块连接，嵌入式CPU处理模块处理和协调各模块的工作，电源模块提供各模块的工作电压。其主要功能是实现车辆与车辆之间的自组织通信。模块设计，采用435MHz通信频段，采样双通道，载波检测时分多址方式(CS-TDMA)进行信号发送。采用两个独立的TDMA接收信道或处理在两个独立的频道同时接收信息。调制方式是带宽自适应频率调制高斯滤波最小频移键控（GMSK/FM）。NRZI编码数据应是发射机频率调制前的GMSK编码。

上述的嵌入式CPU能从外部数据接口接收要发送的数据，对数据进行纠错编码，物理层组帧处理，同时查看载波检测时分复用模块的检测结果，如果当前通道有载波在发射，则换一个通道进行载波检测，如果也有载波发射，则进行等待。直到有一个通道空闲，把组帧后数据发往该通道，经过基带调制解调电路调制后，再经过数模转换成模拟数据，进入射频中频调理电路进行变频，最后变频至435MHz通过天线发射出去。接收信号的过程则是逆向过程。下面是各个电路模块的具体功能:

上述射频/中频调理电路:此电路技术本身为现有设计，其在应用到本实用新型中能完成射频信号/中频信号的转换，中频滤波，自动增益控制，信号的差分放大，收发双工模式转换。

基带调制解调电路:此电路技术本身为现有技术，其在应用到本实用新型中能实现基带信号的GMSK调制以及解调，模拟信号/数字信号的转换。

前向纠错码模块:此电路技术本身为现有技术，应用到本实用新型中时，是通过采用RS(31,23)码以及其缩短码，实现数据的前向纠错，提高信号的传输质量。

载波检测时分复用模块:此电路技术本身为现有技术，其在应用到本实用新型中时，使数据发射前先检测VHF数据链路中是否有其他用户向外广播电文。只有当其确定没有其他用户要向外发射电文时，才将自身的电文发射出去，否则放弃这一时隙的发射动作，尝试选择其他时隙。如果选出的所有的时隙都不能发射，则放弃本次的电文发射动作。

嵌入式CPU处理模块:此模块本身为现有技术，其在应用到本实用新型中时，能完成和外部数据的通信，通过载波检测进行空中信道的分配，传输帧拆帧和组帧，以及后续处理,协调处理各模块之间的通信。系统的消息初步分为静态消息和动态消息。静态消息内容包括设备编码，车辆型号VIN，定位方式等。对于通过VANET传输的消息，静态消息五分钟发一次。动态消息A内容包括设备编码、车速、位置信息（经纬度）等，根据车辆速度调整发送频率，初步设为一分钟8次，车速越快，发送频率越高，最高为一分钟60次；动态信息B内容包括设备编码、驾驶时间，油量等，设为三分钟发一次；动态信息C则为车辆故障告警，发送时间不定。定义如下通用的消息格式，见下表:

本实用新型的载波检测时分多址技术(CS-TDMA)的原理是：先检测VHF数据链路中是否有其他用户向外广播电文。只有当其确定没有其他用户要向外发射电文时，才将自身的电文发射出去，否则放弃这一时隙的发射动作，尝试选择其他时隙。如果选出的所有的时隙都不能发射，则放弃本次的电文发射动作。正是由于上述的机制，采样载波检测接入方式的设备，不会与其他的设备产生冲突，不会对信道的其他设备以及信道的状况发生干扰。下面是载波检测时分多址技术的工作原理与方法。其载波检测原理如图2所示，为现有技术，设备会在T1～T2的时间窗内检测这个时隙是否被使用。如果其接收信号电平超过设定的门限电平，则认为有其他设备使用这一时隙，否则认为此时隙空闲，可以供本机作为发射时隙使用。在检测到可以占用的发射时隙后，CS设备的分组传输将在可用时隙的标称起始后的20比特，即在T2之后的20比特开始。

上述载波检测时分多址技术(CS-TDMA)的算法原理图如图3所示，为现有技术，遵循以下规定：

1.随便规定T1(传输间隔)中的10个CP(候选周期)。2.以T1中的第一个CP为开始，对载波进行检测，且如果CP的状况为“未使用”则发送，否则等待下一个CP。3.如果所有10个CP都已使用了就应放弃传输。

本实用新型未述部分为现有技术。

Claims

1.一种车联网设备，包括电源模块、OBD接口模块、VANET模块、GPS模块、WIFI模块和MCU，其结构特点为所述的电源模块、OBD接口模块、VANET模块、GPS模块和WIFI模块分别与MCU连接，所述WIFI模块与车载终端设备连接；所述VANET模块包括射频/中频调理电路、基带调制解调电路、前向纠错码模块、载波检测时分复用模块和嵌入式CPU处理模块，所述的前向纠错码模块和载波检测时分复用模块分别与嵌入式CPU处理模块连接，所述的前向纠错码模块经基带调制解调电路连接射频/中频调理电路，所述基带调制解调电路与载波检测时分复用模块连接。

2.根据权利要求1所述的车联网设备，其特征在于：所述WIFI模块与车载终端设备连接。

3.根据权利要求1或2所述的车联网设备，其特征在于：所述的嵌入式CPU处理模块连接外部数据接口。

4.根据权利要求2所述的车联网设备，其特征在于：所述车载终端设备包括WiFi模块、触摸式显示屏、告警模块、4G通信模块和嵌入式CPU，所述的WiFi模块、触摸式显示屏、告警模块、4G通信模块分别与嵌入式CPU连接。