CN210591613U - 一种多功能车载中控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能车载中控系统，其包括：系统级芯片、单片机、扬声器模块、速度音量补偿模块、定位模块、气压高度检测模块、通信模块、显示屏、模拟摄像头、车载以太网摄像头、外接模块，其中，扬声器模块由扬声器、数字信号处理器、广播信号接收器组成，用于播放影音；速度音量补偿模块用于调节不同车速带来的噪音，定位模块采用数字信号处理及现场可编程门阵列架构，用于实现车辆的实时定位，气压高度检测模块用于计算车辆的海拔高度，模拟摄像头用于倒车实时影像的拍摄，车载以太网摄像头用于360°环视监控车辆周围环境；本实用新型提供的一种多功能车载中控系统，可同时实现车辆的影音播放、车辆定位与车况监测功能。

Description

一种多功能车载中控系统

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种多功能车载中控系统。

背景技术

随着现在人们生活水平的提高，越来越多家庭拥有了车辆，车辆已经成为生活中最为密切的活动空间，人们希望在车辆中获得更加多样化的体验。当前车载系统主要有：车况监测系统，即通过液位、压力、温度、灯光等传感器，监测发动机、制动系统、电源系统以及灯光的工作状况；车载娱乐系统，即具有收音机、影音播放功能的娱乐系统；车载导航系统，即将全球定位系统等卫星导航系统集成设置到车载系统内，使得车辆具有导航功能。而目前的很多车载系统大部分只配备本地影音播放功能和导航功能，无法满足人们多样化的需求。

在城市道路中，为了缓解交通拥堵，往往存在高架道路与地面道路，现有的车载导航系统只能定位车辆的二维坐标，无高度信息，无法定位车辆的三维坐标。因此在复杂的三维空间场景中，车辆由于高度信息定位不准确，经常会出现实际路况与导航匹配的线路不一致的现象。

为了有效克服上述现有技术的车辆由于高度信息定位不准确，经常会出现实际路况与导航匹配的线路不一致的现象以及目前大部分车载系统只配备本地影音播放功能和导航功能，无法满足人们多样化的需求的情况，一种新的能够集成影音播放、车辆定位与车况监测功能的一种多功能车载中控系统的发明是势在必行的。

发明内容

为解决目前车载系统功能单一等相关的问题，本实用新型的主要目的在于提出一种多功能车载中控系统，旨在能够同时实现多渠道、多内容的影音播放、准确的车辆三维定位与及时有效的车况检测等功能。

为实现上述目的，本实用新型提供一种多功能车载中控系统，系统级芯片、单片机、扬声器模块、通信模块、速度音量补偿模块、存储器模块，其中，系统级芯片与单片机电连接，扬声器模块分别与所述系统级芯片、单片机电连接，所述通信模块、存储器模块分别与所述系统级芯片电连接，所述速度音量补偿模块与所述单片机或系统级芯片或扬声器模块电连接。

进一步地，所述通信模块用于与外部的服务器或客户端或者车内电子控制单元或网关进行通信，其中，通信方式包括有线通信、无线通信，无线通信方式包括4G、5G、无线网络、蓝牙。

进一步地，所述扬声器模块包括广播信号接收器、数字信号处理器、扬声器组成；所述数字信号处理器分别与所述扬声器、广播信号接收器电连接；所述扬声器采用4路或6路或8路扬声器。

进一步地，所述速度音量补偿模块根据来自所述单片机的速度信号，获得当前车速，并根据车速与音量的映射表，将对应的音量信号通过所述单片机传输给所述扬声器模块。

所述一种多功能车载中控系统还包括定位模块，所述定位模块采用全球定位系统和/或北斗卫星导航系统定位；所述定位模块包括有源天线、射频前端处理模块、基带信号数字处理模块与定位算法模块，其中，所述有源天线将接收的导航信号转变为电流信号，电流信号经所述射频前端处理模块进行处理并转化为数字中频信号，数字中频信号经过所述基带信号处理模块进行解析后获得导航测量值和电文，然后经过所述定位算法模块进行解析获得定位坐标。

进一步地，所述射频前端处理模块依次包括下混频、中频滤波、自动增益、模/数转换器，所述基带信号处理模块采用现场可编程门阵列处理器，所述定位算法模块采用数字信号处理器；所述有源天线将接收到的导航信号转变为电流信号，经低噪声放大器对信号进行放大，经带通滤波器提高信噪比后，进入所述射频前端处理模块；所述射频前端处理模块对卫星信号进行下混频、中频滤波、自动增益控制和模数转换，最终得到数字中频信号；基带信号数字处理模块对数字中频信号进行捕获、跟踪、位同步和帧同步处理，得到导航测量值和导航电文，其采用现场可编程门阵列处理器进行基带信号处理；所述定位算法模块利用导航测量值和导航电文进行定位解算，最终得到用户的卫星信息，获取定位观测值。

进一步地，所述一种多功能车载中控系统还包括气压高度检测模块，所述气压高度检测模块根据检测到的气压计算车辆所处的海拔高度。

所述一种多功能车载中控系统还包括模拟摄像头、车载以太网摄像头、显示屏、外接模块，其中，所述模拟摄像头、车载以外网摄像头、显示屏、外接模块分别与所述系统级芯片电连接，所述模拟摄像头还同时与所述单片机、显示屏电连接。

进一步地，所述车载以太网摄像头包括4个摄像头，其中，4个摄像头的分布包括方案一或方案二；

方案一包括两个位于车辆前挡风玻璃的左右两侧，两个位于车辆后挡风玻璃的左右两侧，方案二包括两个摄像头位于左右后视镜的位置，一个摄像头位于前部，另一个摄像头位于车尾；

车载以太网摄像头采用摄像头水平视场角在190°以上的鱼眼摄像头；所述车载以太网摄像头通过车载以太网总线与所述系统级芯片进行电连接。

进一步地，所述外接模块设有串行通用总线接口、双向二线制同步串行总线接口与同步串行外设接口。

进一步地，所述显示屏用于显示信息，包括摄像头的图像、车身控制状态、音视频的播放状态、全球定位系统导航信息、海拔高度；不同显示画面的切换通过触摸显示屏进行选择或者根据声音指令进行切换。

本实用新型提供了一种多功能车载中控系统，其将系统级芯片、单片机、影音播放模块、车辆定位模块与车况监测模块有效集成，可实现播放在线或本地的影音、确定车辆三维坐标信息、360°监测车辆周围环境的功能，能够使车辆用户在驾车行驶过程中获得更加多样化的体验。

附图说明

通过阅读参照本实用新型实施例的附图，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本实用新型一实施例的整体原理图；

图2是本实用新型实施例的扬声器模块原理图；

图3是本实用新型另一实施例的整体原理图；

图4a是不同等级下，车辆在提速过程中，音量增加幅度与车速的关系示意图；

图4b是不同等级下，车辆在减速过程中，音量减小幅度与车速的关系示意图；

图5是本实用新型实施例的定位模块原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型；应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

如附图1所示，本实用新型实施例提出一种多功能车载中控系统，具体包括系统级芯片(SOC)、单片机(MCU)、扬声器模块、速度音量补偿模块、存储器模块。

系统级芯片(SOC)与单片机(MCU)电连接，扬声器模块分别与所述系统级芯片(SOC)、单片机(MCU)电连接，所述通信模块、存储器模块分别与所述系统级芯片(SOC)电连接，所述速度音量补偿模块与所述单片机(MCU)或系统级芯片(SOC)或扬声器模块电连接

系统级芯片(SOC)为主处理器，其上可以运行多种操作系统，如WinCE，Linux，Android，QNX，iOS等，本实施例安装Android操作系统。

单片机(MCU)用于采集车辆信息并发送给系统级芯片(SOC)、接收和下发系统级芯片(SOC)的控制指令并对系统级芯片(SOC)进行监控。

通信模块用于与外部的服务器或客户端或者车内电子控制单元或网关进行通信，其中，通信方式包括有线通信、无线通信，无线通信的方式为4G、5G、无线网络(WIFI)和蓝牙。

扬声器模块用于播放广播，由广播信号接收器、数字信号处理器、扬声器组成；广播信号接收器是一个具有接收外界无线电信号的天线设备，其将接收到的广播信号传送给数字信号处理器，数字信号处理器进行处理后发送给扬声器进行播放；数字信号处理器与扬声器、广播信号接收器电连接，根据内置算法将接收到的音响信号进行处理后传送给扬声器；扬声器采用4路或者6路或8路扬声器，可以形成立体环绕声，具有较好的声音效果。

速度音量补偿模块用于调节不同车速带来的噪音，其根据来自单片机(MCU)的速度信号，获得当前车速，并通过车速与音量的映射表，将对应的音量信号通过单片机(MCU)传输给扬声器模块。

速度音量补偿模块的车速与音量的映射表参见图4a和图4b，音量随速度进行变化，当车速大于预设的速度时，预设速度可以40～60km/s之间的某一个数，音量随车速增加而增加，用户可以根据变化的等级(高、中、低)进行选择。用户可以根据习惯自行选择变化的强弱，各个等级下，车速提升过程中增加音量大小与车速关系参见图4a，图中显示了以45km/h作为预设速度，随着速度的增加，音量也相应的增加，高等级时，可以增加幅度从1dB增加至8dB。车速降低过程中减小音量大小与车速的关系参见图4b。

定位模块和气压高度检测模块用于确定车辆的三维位置；定位模块用于定位车辆的实时水平位置，气压高度检测模块根据检测的气压计算车辆所处的海拔高度，然后将汽车所处的海拔高度与道路的海拔高度进行对比，从而确定汽车所处于地面或者高架道路的位置，从而能够在高架路中进行准确的导航。

定位模块采用全球定位系统和/或北斗卫星导航系统定位，采用数字信号处理(DSP)及可编程门阵列(FPGA)架构，提高了运算速度，方便对算法进行改进和更新，适合工程上使用；定位模块的运算也在数字信号处理(DSP)和可编程门阵列(FPGA)之间进行运算，并不在系统级芯片(SOC)进行运算，进一步降低了系统级芯片(SOC)的运转负荷，本实用新型实施例采用全球定位系统和北斗卫星导航系统联合定位。

定位模块包括4个模块：有源天线、射频前端处理模块、基带信号数字处理模块和定位算法模块；其中，所述有源天线将接收的导航信号转变为电流信号，电流信号经所述射频前端处理模块进行处理并转化为数字中频信号，数字中频信号经过所述基带信号处理模块进行解析后获得导航测量值和电文，然后经过所述定位算法模块进行解析获得定位坐标。射频前端处理模块依次包括下混频、中频滤波、自动增益、模/数转换器，基带信号处理模块采用现场可编程门阵列处理器，所述定位算法模块采用数字信号处理器。

定位模块的工作流程主要为：

步骤一、有源天线将接收到的导航信号转变为电流信号，经低噪声放大器对信号进行放大后，由带通滤波器进行滤波去噪，后进入射频前端处理模块；

步骤二、射频前端处理模块对卫星信号进行下混频、中频滤波、自动增益控制和模数转换，最终得到数字中频信号；

步骤三、基带信号数字处理模块对数字中频信号进行捕获、跟踪、位同步和帧同步处理，得到导航测量值和导航电文，其采用可编程门阵列(FPGA)处理器进行基带信号处理；

步骤四、定位算法模块利用导航测量值和导航电文进行定位解算，最终得到用户的卫星信息，获取定位观测值。

本实用新型实施例还包括车载以太网摄像头、模拟摄像头、显示屏、外接模块和蓝牙模块，其中，车载以太网摄像头、模拟摄像头、显示屏、外接模块、蓝牙模块都与系统级芯片(SOC)电连接，模拟摄像头同时还与单片机(MCU)、显示屏电连接。

显示屏用于显示信息，如摄像头的图像、车身控制状态、音频或视频的播放状态等，可通过触摸显示屏进行切换不同的显示状态。

模拟摄像头，用于倒车实时影像的拍摄。

车载以太网摄像头，用于360°环视监控汽车周围环境，车载以太网摄像头包括4个摄像头，其中，4个摄像头的分布包括方案一或方案二；

方案一包括两个位于车辆前挡风玻璃的左右两侧，两个位于车辆后挡风玻璃的左右两侧，方案二包括两个摄像头位于左右后视镜的位置，一个摄像头位于前部，另一个摄像头位于车尾；

车载以太网摄像头可以摄像头水平视场角在190°以上的鱼眼摄像头，也可以为其它角度的摄像头或者普通摄像头；

位于车辆前部的摄像头可以安装在前挡风玻璃上，用于车内的监控，人脸识别、行车记录仪等功能，位于车尾的摄像头可以用于倒车或者正常情况车尾环境的监控。

外接模块，用于通过数据线与移动设备进行连接，外界模块设有串行通用总线(USB)接口、双向二线制同步串行总线(I2C)接口与同步串行外设接口(SPI)等，通过这些接口与相应的移动设备进行连接；如：可以同USB接口与手机进行连接。

蓝牙模块，用于与装载蓝牙模块的设备进行连接。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种多功能车载中控系统，其特征在于，其包括系统级芯片、单片机、扬声器模块、通信模块、速度音量补偿模块、存储器模块，其中，系统级芯片与单片机电连接，扬声器模块分别与所述系统级芯片、单片机电连接，所述通信模块、存储器模块分别与所述系统级芯片电连接，所述速度音量补偿模块与所述单片机或系统级芯片或扬声器模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能车载中控系统，其特征在于，所述通信模块用于与外部的服务器或客户端或车内电子控制单元或网关进行通信，其中，通信方式包括有线通信、无线通信，无线通信方式包括4G、5G、无线网络、蓝牙。

3.根据权利要求1所述的一种多功能车载中控系统，其特征在于，所述扬声器模块包括广播信号接收器、数字信号处理器、扬声器组成；所述数字信号处理器分别与所述扬声器、广播信号接收器电连接；所述扬声器采用4路或6路或8路扬声器。

4.根据权利要求1所述的一种多功能车载中控系统，其特征在于，所述速度音量补偿模块根据来自所述单片机的速度信号，获得当前车速，并根据车速与音量的映射表，将对应的音量信号通过所述单片机传输给所述扬声器模块。

5.根据权利要求1所述的一种多功能车载中控系统，其特征在于，还包括定位模块，所述定位模块采用全球定位系统和/或北斗卫星导航系统定位；

所述定位模块包括有源天线、射频前端处理模块、基带信号数字处理模块与定位算法模块，其中，所述有源天线将接收的导航信号转变为电流信号，电流信号经所述射频前端处理模块进行处理并转化为数字中频信号，数字中频信号经过所述基带信号处理模块进行解析后获得导航测量值和电文，然后经过所述定位算法模块进行解析获得定位坐标。

6.根据权利要求5所述的一种多功能车载中控系统，其特征在于，所述射频前端处理模块依次包括下混频、中频滤波、自动增益、模/数转换器，所述基带信号处理模块采用现场可编程门阵列处理器，所述定位算法模块采用数字信号处理器；

其中，所述有源天线将接收到的导航信号转变为电流信号，经低噪声放大器对信号进行放大，经带通滤波器提高信噪比后，进入所述射频前端处理模块；

所述射频前端处理模块对卫星信号进行下混频、中频滤波、自动增益控制和模数转换，最终得到数字中频信号；

基带信号数字处理模块对数字中频信号进行捕获、跟踪、位同步和帧同步处理，得到导航测量值和导航电文，其采用现场可编程门阵列处理器进行基带信号处理；

所述定位算法模块利用导航测量值和导航电文进行定位解算，最终得到用户的卫星信息，获取定位观测值。

7.根据权利要求1所述的一种多功能车载中控系统，其特征在于，还包括气压高度检测模块，所述气压高度检测模块根据检测到的气压计算车辆所处的海拔高度。

8.根据权利要求1所述的一种多功能车载中控系统，其特征在于，还包括模拟摄像头、车载以太网摄像头、显示屏、外接模块，其中，所述模拟摄像头、车载以外网摄像头、显示屏、外接模块分别与所述系统级芯片电连接，所述模拟摄像头还同时与所述单片机、显示屏电连接。

9.根据权利要求8所述的一种多功能车载中控系统，其特征在于，所述车载以太网摄像头包括4个摄像头，其中，4个摄像头的分布包括方案一或方案二；

所述方案一包括两个位于车辆前挡风玻璃的左右两侧，两个位于车辆后挡风玻璃的左右两侧，所述方案二包括两个摄像头位于左右后视镜的位置，一个摄像头位于前部，另一个摄像头位于车尾；

所述车载以太网摄像头采用摄像头水平视场角在190°以上的鱼眼摄像头；

所述车载以太网摄像头通过车载以太网总线与所述系统级芯片进行电连接。

10.根据权利要求8所述的一种多功能车载中控系统，其特征在于，所述外接模块设有串行通用总线接口、双向二线制同步串行总线接口与同步串行外设接口。

11.根据权利要求8所述的一种多功能车载中控系统，其特征在于，所述显示屏用于显示信息，包括摄像头的图像、车身控制状态、音视频的播放状态、全球定位系统导航信息、海拔高度；

不同显示画面的切换通过触摸显示屏进行选择或者根据声音指令进行切换。

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