CN208836160U - 基于车载以太网的网联汽车信息交互设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，所述设备包括设备外壳，所述设备外壳上设有声音采集孔、液晶屏模块，所述设备外壳的内部设有用于提供模块电源的供电电路模块、CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块、以太网总线模块、总线转换处理器模块、ARM核心板、存储模块、蓝牙模块、移动通信模块、北斗定位模块和声音模块，所述声音模块设置于所述声音采集孔的对应位置。本实用新型增加了以太网总线模块，可实现汽车内电子设备数据的高速传输，同时实现不同总线之间的协议转换，以及与云端服务器的通信，具有扩展灵活、安全方便、智能化高等特点。

Description

基于车载以太网的网联汽车信息交互设备

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体是指一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备。

背景技术

随着电子技术、通信技术、传感器技术以及自动化控制技术在汽车中的广泛应用，汽车电子的规模不断地壮大，日益增加的性能需求使得对车内和车车通信网络的要求不断提高。目前车辆内已有CAN、LIN、FlexRay、MOST、LVDS等多种不同的总线协议，这些总线的数据传输带宽有限，无法实现车车和车路通信，且这些不同总线协议间不能相互通信，已经不能满足汽车电子设备，尤其是网联汽车电子设备飞速发展的要求。

实用新型内容

为了克服现有技术中汽车总线数据传输带宽有限、无法实现车车和车路通信、且这些不同总线协议间不能相互通信等技术问题，本实用新型提供一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，实现车内电子设备的高速通信、不同总线之间的协议转换、车路通信等功能。

为了实现上述目的，本实用新型具有如下构成：

该基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，所述设备包括设备外壳，所述设备外壳上设有声音采集孔、液晶屏模块，所述设备外壳的内部设有用于提供模块电源的供电电路模块、CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块、以太网总线模块、总线转换处理器模块、ARM核心板、存储模块、蓝牙模块、移动通信模块、北斗定位模块和声音模块，所述声音模块设置于所述声音采集孔的对应位置；

所述总线转换处理模块分别与所述CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块和以太网总线模块相连，所述ARM核心板分别与所述总线转换处理模块、声音模块、北斗定位模块、移动通信模块、蓝牙模块、液晶屏模块和存储模块相连，所述供电电路模块分别与所述CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块、以太网总线模块、ARM核心板、总线转换处理模块、声音模块、北斗定位模块、移动通信模块、蓝牙模块、液晶屏模块存储模块和存储模块相连。

可选地，所述移动通信模块采用M8321LTE模块，所述总线转换处理器模块采用MPC5668G处理器模块，所述ARM核心板采用三星S5P6818核心板。

可选地，所述液晶屏模块采用LX-12864L-1液晶屏。

可选地，所述CAN总线模块采用TJA1050收发器。

可选地，所述LIN总线模块采用TJA1020收发器。

可选地，所述FlexRay总线模块采用TJA1080ATS收发器。

可选地，所述MOST总线模块采用ODIN MIT/MIR4收发器。

可选地，所述LVDS总线模块采用DS92LV010A收发器。

可选地，所述以太网总线模块采用W5500芯片。

可选地，所述设备还包括云端服务器，所述云端服务器与所述移动通信模块进行通信。

本实用新型的有益效果主要表现在：通过CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块和以太网总线模块实现各个总线协议的数据传输，通过总线转换处理器模块实现不同总线之间的协议转换，并将网联汽车内电子设备的信息发送给ARM核心板；通过声音模块和蓝牙模块与汽车内蓝牙功放设备相连，实现与司机的语音采集和通信，并可以语音播报云端服务器发送的当前安全行驶的建议；通过北斗定位模块采集自身位置坐标；通过移动通信模块与云端服务器通信，上报数据和接收数据；通过液晶屏模块显示当前驾驶信息；通过存储模块存储采集的数据；通过ARM核心板实现辅助驾驶的数据处理。本实用新型增加了以太网总线模块，可实现汽车内电子设备数据的高速传输，同时实现不同总线之间的协议转换，以及与云端服务器的通信，实现汽车内电子设备数据的上报和云端服务器的当前安全行驶建议下传，具有扩展灵活、安全方便、智能化高等特点。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的基于车载以太网的网联汽车信息交互设备的外部结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的基于车载以太网的网联汽车信息交互设备的内部结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的基于车载以太网的网联汽车信息交互设备的结构原理框图。

图中：1-设备外壳，2-声音采集孔，3-液晶屏模块，4-供电电路模块，5-CAN总线模块，6-LIN总线模块，7-FlexRay总线模块，8-MOST总线模块，9-LVDS总线模块，10-以太网总线模块，11-总线转换处理器模块,12-ARM核心板，13-存储模块，14-蓝牙模块，15-移动通信模块，16-北斗定位模块，17-声音模块。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

下面结合图1至3，对本实用新型技术方案进行详细说明：

为了解决现有技术中的技术问题，本实用新型提供了一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，包括设备外壳1，设备外壳1上设有用于采集驾驶员声音信息的声音采集孔2、用于显示信息的液晶屏模块3，设备外壳1内设有用于提供模块电源的供电电路模块4、用于实现CAN总线数据传输的CAN总线模块5、用于实现LIN总线数据传输的LIN总线模块6、用于实现FlexRay总线数据传输的FlexRay总线模块7、用于实现MOST总线数据传输的MOST总线模块8、用于实现LVDS总线数据传输的LVDS总线模块9、用于实现以太网总线数据传输的以太网总线模块10、用于实现不同总线之间的协议转换的总线转换处理器模块11、用于控制设备和数据处理的ARM核心板12、用于存储设备数据的存储模块13、用于语音数据传输的蓝牙模块14、用于实现与云端服务器移动通信的移动通信模块15、用于获取位置信息的北斗定位模块16、用于采集声音信息的声音模块17。所述声音模块设置于所述声音采集孔的对应位置，指的是声音模块设置于设备外壳的内部与声音采集孔距离最近的位置，以更好地采集从声音采集孔传进来的声音。

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准(ISO 11898)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。LIN总线是针对汽车分布式电子系统而定义的一种低成本的串行通讯网络，是对控制器区域网络(CAN)等其它汽车多路网络的一种补充，适用于对网络的带宽、性能或容错功能没有过高要求的应用。LIN总线是基于SCI(UART)数据格式，采用单主控制器/多从设备的模式，是UART中的一种特殊情况。FlexRay是一种用于汽车的高速、可确定性的，具备故障容错能力的总线技术，它将事件触发和时间触发两种方式相结合，具有高效的网络利用率和系统灵活性特点，可以作为新一代汽车内部网络的主干网络。FlexRay是汽车工业的事实标准(facto standard)。LVDS：Low-Voltage DifferentialSignaling，低电压差分信号，是1994年由美国国家半导体公司提出的一种信号传输模式，是一种电平标准，LVDS接口又称RS-644总线接口，是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术。MOST的全称是Media Oriented System Transport，具体指面向媒体的系统传输总线。

上述方案还包括用于接收和存储网联汽车信息交互设备上报数据和下传当前安全行驶建议的云端服务器。

所述总线转换处理模块与CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块和以太网总线模块相连，所述ARM核心板与总线转换处理模块、声音模块、北斗定位模块、移动通信模块、蓝牙模块、液晶屏模块和存储模块相连，所述供电电路模块与CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块、以太网总线模块、ARM核心板、总线转换处理模块、声音模块、北斗定位模块、移动通信模块、蓝牙模块、液晶屏模块存储模块和存储模块相连，为其他模块提供电源电压。

所述电源模块使用LM2596芯片。LM2596是德州仪器(TI)生产的3A电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内含固定频率振荡器(150KHZ)和基准稳压器(1.23v)，并具有完善的保护电路、电流限制、热关断电路等。利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。

所述移动通信模块采用M8321LTE模块。M8321LTE模块是中国移动推出的LTE模块，可提供TDD、FDD、WCDMA、TD-SCDMA、GSM、GPRS、EDGE的频段，采用LCC+LGA和mini PCle封装方式，支持下行速率大150Mbps，上行速率50Mbps。

所述液晶屏模块采用LX-12864L-1液晶屏。LX-12864L-1液晶屏具有480x1280分辨率，6.8寸大小和工作电压3.3V。该液晶屏带补偿反射作用液晶片，比一般液晶清晰很多。具有小巧轻便、使用方便、显示清晰，性能稳定的特点。

所述CAN总线模块采用TJA1050收发器。TJA1050收发器速度可达1Mbps，有极低的电磁辐射(EME)，在稳定运行情况下，TJA1050收发器支持60K以上波特率，在总线错误时能可切断错误信号，保证正常通讯。TJA1050收发器最多可连接110个节点，对电源和地有短路保护功能，在汽车环境下对总线引脚有瞬态保护功能。

所述LIN总线模块采用TJA1020收发器。TJA1020收发器为LIN收发器，是LIN协议控制器和LIN传输媒体之间的接口，是节点的核心器件，负责收发数据时总线的波形调整和电平转换及节点多种工作模式的实现。TJA1020收发器按LIN物理层规范集成了片内从机端电阻，可提高总线的驱动能力，并在总线对地短路时使节点自动进入睡眠状态，减少电流损耗。具有普通、低斜率、睡眠、准备四种工作模式，以尽可能降低功耗和电磁辐射。

所述FlexRay总线模块采用TJA1080ATS收发器。TJA1080ATS收发器用于1Mbit/s至10Mbit/s的通信总线并提供FlexRay网络中协议控制器和物理总线之间的高级接口，其差分接收器具有宽共模范围，支持非屏蔽电缆，实现了高电磁抗扰性(EMI)和极低的电磁辐射(EME)。

所述MOST总线模块采用ODIN MIT/MIR4收发器。ODIN MIT/MIR4收发器符合已定义的4引脚物理外形，提供650nm的收/发功能。ODIN MIT/MIR4接收器模块将一个光电二极管与信号处理和激活功能结合在一起。具有传输速率高，抗电磁干扰能力强，重量轻，占用空间小和成本低的优点。

所述LVDS总线模块采用DS92LV010A收发器。DS92LV010A收发器是专为高速，低功耗专有总线接口而设计。具有±1V共模范围，±100mV接收器灵敏度，采用3.3V或5.0V单电源供电，包括一个差分线路驱动器和一个接收器。为了最小化总线负载，驱动器输出和接收器输入在内部连接。

所述以太网总线模块采用W5500芯片。W5500芯片是一款集成全硬件TCP/IP协议栈的嵌入式以太网控制器，具有8个独立的硬件Socket，各路通信互不影响，低功耗，工作电压3.3V，I/O 5V耐压，可提供更加简单、快速、稳定、安全的以太网接入方案。

所述总线转换处理器模块采用MPC5668G处理器模块。MPC5668x处理器模块是Qorivva双核32位MCU，集成了FlexRay，以太网和媒体本地总线，具有32位CPU核，速率高达116MHz，2MB闪存，Nexus开发接口，内部稳压器允许采用3.3V或5V单电源供电。

所述ARM核心板采用三星S5P6818核心板。三星S5P6818核心板使用x-powers的AXP228PMU电源管理设计，保证工作稳定可靠。支持多种品牌，多种容量的emmc，使用单通道DDR3设计，输入电压5V，工作温度-20～80度，具有小巧轻便和性能稳定的特点。

所述存储模块采用K9F1G08U0E Nand Flash模块。K9F1G08U0E Nand Flash模块是一款带有先进写保护机制和高速SPI总线访问的Nand Flash存储器。具有1G Bit的存储空间，可直接接入各个处理器模块相应的FSMC接口，能单块擦除和整块擦除；2.7～3.6V单电源供电电压；SPI总线和50MHz数据传输时钟频率。

所述蓝牙模块采用HC-05模块。HC-05模块的工作电压为3.6～6V,电流大约10mA，有效传输距离10米，可以直接连接各种处理器，小巧方便。

所述北斗定位模块采用S1216F8-BD模组。S1216F8-BD模组是国家最先进的全球导航卫星系统接收器，结合GPS+北斗+QZSS+WAAS+EGNOS+MSAS+GAGAN卫星信号。双卫星导航接收模块可接收到较多的卫星数量，相比可用于GPS单接收器，增加了卫星数量。在充满挑战的城市峡谷和多径环境具有优越的性能，具有高灵敏度。

本实用新型的有益效果主要表现在：通过CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块和以太网总线模块实现各个总线协议的数据传输，通过总线转换处理器模块实现不同总线之间的协议转换，并将网联汽车内电子设备的信息发送给ARM核心板；通过声音模块和蓝牙模块与汽车内蓝牙功放设备相连，实现与司机的语音采集和通信，并可以语音播报云端服务器发送的当前安全行驶的建议；通过北斗定位模块采集自身位置坐标；通过移动通信模块与云端服务器通信，上报数据和接收数据；通过液晶屏模块显示当前驾驶信息；通过存储模块存储采集的数据；通过ARM核心板实现辅助驾驶的数据处理。本实用新型增加了以太网总线模块，可实现汽车内电子设备数据的高速传输，同时实现不同总线之间的协议转换，以及与云端服务器的通信，实现汽车内电子设备数据的上报和云端服务器的当前安全行驶建议下传，具有扩展灵活、安全方便、智能化高等特点。

本实用新型的基于车载以太网的网联汽车信息交互设备的技术方案中，其中各个独立的功能模块和设备均为采用现有技术中已有的硬件设备。因此，本实用新型保护的主要是本实用新型的基于车载以太网的网联汽车信息交互设备的内部组成、各个功能模块和设备的组合关系、连接关系和设置的位置，而不涉及任何对软件方法的改进。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，其特征在于，所述设备包括设备外壳，所述设备外壳上设有声音采集孔、液晶屏模块，所述设备外壳的内部设有用于提供模块电源的供电电路模块、CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块、以太网总线模块、总线转换处理器模块、ARM核心板、存储模块、蓝牙模块、移动通信模块、北斗定位模块和声音模块，所述声音模块设置于所述声音采集孔的对应位置；

所述总线转换处理模块分别与所述CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块和以太网总线模块相连，所述ARM核心板分别与所述总线转换处理模块、声音模块、北斗定位模块、移动通信模块、蓝牙模块、液晶屏模块和存储模块相连，所述供电电路模块分别与所述CAN总线模块、LIN总线模块、FlexRay总线模块、MOST总线模块、LVDS总线模块、以太网总线模块、ARM核心板、总线转换处理模块、声音模块、北斗定位模块、移动通信模块、蓝牙模块、液晶屏模块存储模块和存储模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，其特征在于，所述移动通信模块采用M8321LTE模块，所述总线转换处理器模块采用MPC5668G处理器模块，所述ARM核心板采用三星S5P6818核心板。

3.根据权利要求1所述的一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，其特征在于，所述液晶屏模块采用LX-12864L-1液晶屏。

4.根据权利要求1所述的一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，其特征在于，所述CAN总线模块采用TJA1050收发器。

5.根据权利要求1所述的一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，其特征在于，所述LIN总线模块采用TJA1020收发器。

6.根据权利要求1所述的一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，其特征在于，所述FlexRay总线模块采用TJA1080ATS收发器。

7.根据权利要求1所述的一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，其特征在于，所述MOST总线模块采用ODIN MIT/MIR4收发器。

8.根据权利要求1所述的一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，其特征在于，所述LVDS总线模块采用DS92LV010A收发器。

9.根据权利要求1所述的一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，其特征在于，所述以太网总线模块采用W5500芯片。

10.根据权利要求1所述的一种基于车载以太网的网联汽车信息交互设备，其特征在于，所述设备还包括云端服务器，所述云端服务器与所述移动通信模块进行通信。