CN209044512U - 一种适用于树莓派的唤醒电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于树莓派的唤醒电路，其包括：唤醒信号输入单元和延时触发单元，唤醒信号输入单元具有四路或门供四路唤醒信号输入，当外部唤醒信号为高电平信号时，唤醒信号输入单元导通输出低电平的反向唤醒信号至延时触发单元，当反向唤醒信号为低电平信号时，延时触发单元向树莓派开关控制引脚输出3.3V的高电平信号并保持一预设时长以唤醒树莓派开机。本实用新型实现了车载终端的多信号唤醒，满足了用户在不同应用场景下的开机需求，而且提高了树莓派唤醒功能的可靠性。

Description

一种适用于树莓派的唤醒电路

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术领域，更详而言之涉及一种适用于树莓派的唤醒电路。

背景技术

车载终端用于车辆的管理监控，集成了定位、通信、汽车行驶记录等多项功能，在车辆驾驶中有着不可或缺的作用。

现有车载终端的唤醒方式较为单一，一般是通过汽车ACC电源进行唤醒。树莓派作为一种高性价比、功能较为全面的微型计算机被常用于车载终端的控制系统，但是在现有的以树莓派为控制核心的车载终端中，一般不支持远程网络信号或者蓝牙等短距离通信信号的唤醒，给智能化驾驶体验的发展造成了一定的阻碍，无法满足用户在不同应用场景下的开机需求。

另外，树莓派由于自身的设计原因，只能通过电源复位，或者运行控制引脚来实现重启开机。由于树莓派自身作为电源控制单元，不能通过电源复位来实现重启开机，因此只能通过运行控制引脚来实现重启开机。现有技术中通过运行控制引脚来唤醒树莓派的唤醒电路稳定性较差，无法可靠地提供树莓派的唤醒功能。

综上所述，本领域亟需一种新的适用于树莓派的唤醒电路来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种适用于树莓派的唤醒电路，实现了车载终端的多信号唤醒，满足了用户在不同应用场景下的开机需求。

本实用新型的另一个目的在于提供一种适用于树莓派的唤醒电路，提高了树莓派唤醒功能的可靠性，使得车载终端能够可靠地被多信号进行唤醒。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种适用于树莓派的唤醒电路，其包括：

唤醒信号输入单元和延时触发单元，其中所述唤醒信号输入单元连接于所述延时触发单元，所述唤醒信号输入单元具有至少一个唤醒信号输入端口供外部唤醒信号输入，当外部唤醒信号为高电平信号时，所述唤醒信号输入单元导通输出低电平的反向唤醒信号至所述延时触发单元，所述延时触发单元适于连接所述反向唤醒信号和树莓派开关控制引脚，当所述反向唤醒信号为低电平信号时，所述延时触发单元向树莓派开关控制引脚输出3.3V的高电平信号并保持一预设时长以唤醒树莓派开机。

进一步地，本实用新型提供的适用于树莓派的唤醒电路还包括连接于所述唤醒信号输入单元的电平转换单元，所述电平转换单元适于连接汽车ACC电源，所述电平转换单元将12V或24V的汽车ACC电源转换成同向5V的ACC唤醒信号并将所述ACC唤醒信号作为外部唤醒信号输入至所述唤醒信号输入单元的唤醒信号输入端口。

优选地，所述唤醒信号输入单元包括第一或门U1、第二或门U2、第三或门U3、第四或门U4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、以及NPN型三极管Q3，其中所述第一或门U1的两个输入端和所述第二或门U2的两个输入端形成四个唤醒信号输入端口，丰富了树莓派的唤醒方式，所述第一或门U1和所述第二或门U2的输出端分别连接所述第三或门U3的两个输入端，所述第三或门U3的输出端连接所述第四或门U4的输入端，所述第四或门U4的另一个输入端适于连接树莓派控制信号，电阻R6的两端分别连接所述第四或门U4的输出端和NPN型三极管Q3的基极，电阻R7的一端连接NPN型三极管Q3的基极，另一端接地，NPN型三极管Q3的发射极接地，NPN型三极管Q3的集电极连接电阻R5和所述延时触发单元，电阻R5的另一端适于连接5V电源，外部唤醒信号导通NPN型三极管Q3的集电极和发射极，使得输出至所述延时触发单元的信号被拉低成为低电平的反向唤醒信号，树莓派开机后输出高电平的控制信号至所述第四或门U4的输入端，从而锁定输出至所述延时触发单元的反向唤醒信号为低，从而保证树莓派被可靠地维持在开机状态。

相较于现有技术，本实用新型所述的适用于树莓派的唤醒电路提供了多个唤醒信号的输入端口，实现了例如蓝牙、4G等唤醒信号的输入，丰富了车载终端的唤醒方式，同时提高了车载终端被唤醒的可靠性和稳定性，避免车载终端的启动受到干扰信号的影响。

本实用新型的上述以及其它目的、特征、优点将通过下面的详细说明、附图、以及所附的权利要求进一步明确。

附图说明

图1是根据本实用新型的优选实施例的电平转换单元的电路原理图；

图2是根据本实用新型的优选实施例的唤醒信号输入单元的电路原理图；

图3是根据本实用新型的优选实施例的延时触发单元的电路原理图；

图4是根据本实用新型的优选实施例的适用于树莓派的唤醒电路的时序图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参看附图之图1至图4，根据本实用新型的优选实施例的适用于树莓派的唤醒电路将在接下来的描述中被阐明。所述适用于树莓派的唤醒电路包括唤醒信号输入单元和延时触发单元，其中所述唤醒信号输入单元连接于所述延时触发单元。

所述唤醒信号输入单元适于连接树莓派控制信号CM3_CTR并具有至少一个唤醒信号输入端口供外部唤醒信号输入。当外部唤醒信号为高电平信号时，所述唤醒信号输入单元导通输出低电平的反向唤醒信号TRIG至所述延时触发单元。所述延时触发单元适于连接所述反向唤醒信号TRIG和树莓派开关控制引脚CM3_RUN，当所述反向唤醒信号TRIG为低时，所述延时触发单元向树莓派开关控制引脚CM3_RUN输出3.3V的高电平信号并保持一预设时长以唤醒树莓派开机。

具体地来说，所述适用于树莓派的唤醒电路进一步包括电平转换单元，所述电平转换单元连接于所述唤醒信号输入单元的输入端。所述电平转换单元适于连接汽车ACC电源，在外部唤醒信号为汽车ACC电源信号的情况下，所述电平转换单元将汽车ACC电源转换成符合树莓派工作电压范围的ACC唤醒信号ACC_Din并将所述ACC唤醒信号ACC_Din作为外部唤醒信号输入至所述唤醒信号输入单元的唤醒信号输入端口。

如附图1所示，所述电平转换单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、PNP型三极管Q1、以及NPN型三极管Q2，其中电阻R3的一端适于连接汽车ACC电源，另一端连接电阻R4、电容C1、以及NPN型三极管Q2的基极，NPN型三极管Q2的发射极、电阻R4的另一端、电容C1的另一端接地，电容Q2的集电极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R1、PNP型三极管Q1的基极，电阻R1的另一端和PNP型三极管Q1的发射极适于连接5V电源DVDD_5V，PNP型三极管Q1的集电极输出所述ACC唤醒信号ACC_Din至所述唤醒信号输入单元。

汽车ACC电源信号为12V或24V的高电平车辆钥匙开关信号，导通NPN型三极管Q2的集电极和发射极，PNP型三极管Q1的基极和发射极之间存在压差，使得PNP型三极管Q1的发射极和集电极导通，使得5V电源从PNP型三极管Q1的发射极流向集电极，从而将12V或24V的汽车ACC电源信号转换为同向的5V信号(ACC_Din)，使得所述ACC唤醒信号ACC_Din符合树莓派的工作电压要求。

进一步参看附图之图2，所述唤醒信号输入单元包括第一或门U1、第二或门U2、第三或门U3、第四或门U4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、以及NPN型三极管Q3。所述第一或门U1的输入端1、2和所述第二或门U2的输入端4、5形成4个唤醒信号输入端口供四路唤醒信号输入，所述第一或门U1的输出端3和所述第二或门U2的输出端6分别连接所述第三或门U3的输入端7、8，所述第三或门U3的输出端9连接所述第四或门U4的输入端10，所述第四或门U4的另一个输入端11适于连接树莓派控制信号CM3_CTR，电阻R6的两端分别连接所述第四或门U4的输出端12和NPN型三极管Q3的基极，电阻R7的一端连接NPN型三极管Q3的基极，另一端接地，NPN型三极管Q3的发射极接地，NPN型三极管Q3的集电极连接电阻R5和所述延时触发单元，从而输出反向唤醒信号TRIG至所述延时触发单元，电阻R5的另一端适于连接5V电源DVDD_5V。

所述第一或门U1和所述第二或门U2的输入端可供四路唤醒信号输入，在本优选实施例中，唤醒信号为来自汽车ACC电源的唤醒信号ACC_Din，唤醒信号ACC_Din导通NPN型三极管Q3的集电极和发射极，使得输出至所述延时触发单元的信号被拉低成为反向唤醒信号TRIG，树莓派开机后输出高电平的控制信号CM3_CTR至所述第四或门U4的输入端11，从而锁定输出至所述延时触发单元的反向唤醒信号TRIG为低，保证树莓派被可靠地维持在开机状态。

值得一提的是，通过上述四路或门U1、U2、U3、U4的设置，最多可输入四路唤醒信号，除了ACC唤醒信号之外，还可以通过外部电路配合实现基于蓝牙(Bluetooth)、4G等无线信号的近/远程无线唤醒功能，丰富了树莓派的唤醒方式，可满足用户在不同应用场景下对开机的需求。

如附图3所示，所述延时触发单元包括NE555芯片、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C2、电容C3、以及电容C4，NE555芯片的接地脚GND接地，触发脚TRUG连接NPN型三极管Q3的集电极，输出脚OUT连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接电阻R10、电容C4、以及树莓派的开关控制引脚CM3_RUN，电阻R10的另一端、电容C4的另一端接地，电容C2的两端分别连接控制电压脚CVOLT和电源电压脚VCC，电源电压脚VCC和复位脚RST连接5V电源DVDD_5V，电阻R8的一端连接5V电源DVDD_5V，另一端连接电容C3、阈值脚THR、以及放电脚DISC，电容C3的另一端接地。

当反向唤醒信号TRIG输入为低时，NE555芯片向树莓派开关控制引脚CM3_RUN输出3.3V的高电平信号并保持一预设时长以唤醒树莓派开机。

如附图4所示，其展示了本实用新型的所述适用于树莓派的唤醒电路的时序图。在上电状态下，当开关控制引脚CM3_RUN从低电平跳变到高电平时，树莓派被唤醒；当开关控制引脚CM3_RUN复位时，树莓派强制关机。t1为树莓派的正常开机时间，t2为树莓派的正常关机时间，t3为延时触发单元的预设延时时间，且t2<t1<t3。t4为树莓派完成开机前的ACC信号抖动或干扰，t5为树莓派完成开机后的ACC信号抖动或干扰。

汽车电源ACC开启，反向唤醒信号TRIG变低，开关控制引脚CM3_RUN变高，树莓派开机，同时树莓派输出控制信号CM3_CTR为高，锁住反向唤醒信号TRIG信号为低。汽车电源ACC关闭，树莓派监测到ACC为低后执行正常关机程序，关机完成后控制信号CM3_CTR复位，反向唤醒信号TRIG复位，所述延时触发单元延时t3后触发开关控制引脚CM3_RUN复位，t3时间段内所述延时触发单元输出至树莓派开关控制引脚CM3_RUN的信号不受反向唤醒信号TRIG的影响。

优选地，预设延时时长t3为20秒，以保证树莓派的处理数据能够在关机之前得到保存。

相较于现有技术，本实用新型所述的适用于树莓派的唤醒电路提供了多个唤醒信号的输入端口，实现了例如蓝牙、4G等唤醒信号的输入，丰富了车载终端的唤醒方式，同时提高了车载终端被唤醒的可靠性和稳定性，避免车载终端的启动受到干扰信号的影响。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (5)

1.一种适用于树莓派的唤醒电路，其特征在于，包括：

唤醒信号输入单元和延时触发单元，其中所述唤醒信号输入单元连接于所述延时触发单元，所述唤醒信号输入单元具有至少一个唤醒信号输入端口供外部唤醒信号输入，当外部唤醒信号为高电平信号时，所述唤醒信号输入单元导通输出低电平的反向唤醒信号至所述延时触发单元，所述延时触发单元适于连接所述反向唤醒信号和树莓派开关控制引脚，当所述反向唤醒信号为低电平信号时，所述延时触发单元向树莓派开关控制引脚输出3.3V的高电平信号并保持一预设时长以唤醒树莓派开机。

2.如权利要求1所述的适用于树莓派的唤醒电路，其特征在于，进一步包括连接于所述唤醒信号输入单元的电平转换单元，所述电平转换单元适于连接汽车ACC电源，所述电平转换单元将12V或24V的汽车ACC电源转换成同向5V的ACC唤醒信号并将所述ACC唤醒信号作为外部唤醒信号输入至所述唤醒信号输入单元的唤醒信号输入端口。

3.如权利要求2所述的适用于树莓派的唤醒电路，其特征在于，所述电平转换单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、PNP型三极管Q1、以及NPN型三极管Q2，其中电阻R3的一端适于连接汽车ACC电源，另一端连接电阻R4、电容C1、以及NPN型三极管Q2的基极，NPN型三极管Q2的发射极、电阻R4的另一端、电容C1的另一端接地，电容Q2的集电极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R1、PNP型三极管Q1的基极，电阻R1的另一端和PNP型三极管Q1的发射极适于连接5V电源，PNP型三极管Q1的集电极输出所述ACC唤醒信号至所述唤醒信号输入单元的唤醒信号输入端口。

4.如权利要求3所述的适用于树莓派的唤醒电路，其特征在于，所述唤醒信号输入单元具有四个唤醒信号输入端口，所述唤醒信号输入单元包括第一或门U1、第二或门U2、第三或门U3、第四或门U4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、以及NPN型三极管Q3，其中所述第一或门U1的两个输入端和所述第二或门U2的两个输入端形成所述四个唤醒信号输入端口，所述第一或门U1和所述第二或门U2的输出端分别连接所述第三或门U3的两个输入端，所述第三或门U3的输出端连接所述第四或门U4的输入端，所述第四或门U4的另一个输入端适于连接树莓派控制信号，电阻R6的两端分别连接所述第四或门U4的输出端和NPN型三极管Q3的基极，电阻R7的一端连接NPN型三极管Q3的基极，另一端接地，NPN型三极管Q3的发射极接地，NPN型三极管Q3的集电极连接电阻R5和所述延时触发单元，电阻R5的另一端适于连接5V电源，所述ACC唤醒信号导通NPN型三极管Q3的集电极和发射极，使得输出至所述延时触发单元的信号被拉低成为低电平的反向唤醒信号，树莓派开机后输出高电平的控制信号至所述第四或门U4的输入端，从而锁定输出至所述延时触发单元的反向唤醒信号为低。

5.如权利要求1所述的适用于树莓派的唤醒电路，其特征在于，所述预设时长为20秒。