CN211831163U - 一种集成式车载调度一体机及客车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集成式车载调度一体机及客车，属于公交车调度技术领域。包括第一处理模块、第二处理模块和通信单元，第一处理模块与通信单元通信连接，第一处理模块连接有数据采集接口，用于将车辆信息通过所述通信单元进行转发；第二处理模块与通信单元通信连接，第二处理模块还分别连接有数据存储设备、显示器和ADC芯片，通信单元包括V2X接口，通信单元还连接有卫星定位模块。相对于现有车载单元和调度一体机分别单独配置而言，本实用新型化简了接线的复杂度，降低了成本。与现有分开布置车载单元和调度一体机占用的车内空间相比，本实用新型车载调度一体机占用的空间更小，接线原理简单，易实现，成本更低。

Description

一种集成式车载调度一体机及客车

技术领域

本实用新型属于公交车调度技术领域，具体涉及一种集成式车载调度一体机及客车。

背景技术

现有技术中的客车均配置有车载单元和调度一体机，其中，车载单元(OBU，OnBoard Unit)是采用DSRC(Dedicated Short Range Communication)技术/LTE-V技术与路侧单元(RSU，Road Side Unit)进行通讯的装置，具备卫星定位、无线网络传输、提醒等功能；调度一体机用于接收卫星信号，获取车辆的位置信息和行驶速度数据，根据这些数据实现自动报站、音视频监控等功能，同时还具备卫星定位、无线网络传输、提醒等功能。目前，若车载单元和调度一体机均需要布置在车辆中，那么两种设备需占用车中的大量空间，导致车内的安装空间不足。并且，由于且两种设备的部分功能如卫星定位、无线网络传输、提醒等功能存在重叠，在两种设备进行连线时也存在接线复杂的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集成式车载调度一体机，用于解决现有车载单元和调度一体机分别单独配置在车中导致车内安装空间不足的问题；还提出一种客车，解决现有车载单元和调度一体机分别单独配置在车中导致车内安装空间不足，使车内有效空间利用率低的问题。

基于上述目的，一种集成式车载调度一体机的技术方案如下：

包括第一处理模块、第二处理模块和通信单元，其中，第一处理模块与通信单元通信连接，所述第一处理模块连接有数据采集接口，用于获取车辆信息，将车辆信息通过所述通信单元转发给第二处理模块或外部设备；

所述第二处理模块与所述通信单元通信连接，所述第二处理模块还分别连接有数据存储设备、显示器和ADC芯片，所述ADC芯片用于连接车辆的音频模块和视频模块；

所述通信单元包括V2X接口，所述V2X接口用于与路侧单元或其他设备通信；所述通信单元还连接有卫星定位模块。

基于上述目的，一种客车的技术方案，车内安装有包括上述的集成式车载调度一体机。

上述两个技术方案的有益效果是：

上述第一处理模块通过通信单元与路侧单元进行高通信，实现车载单元的功能，第一处理模块还通过通信单元与第二处理模块进行通信，进行数据转发，辅助第二处理模块实现调度业务功能，第二处理模块通过通信模组获取车辆信息及外部设备发送的信息，通过ADC芯片获取车内的视频信息，用于实现调度业务功能，如自动报站、排班计划显示和提醒等。本实用新型的集成式车载调度一体机为兼容现有调度一体机和车载单元的功能，提供了一种硬件支撑，通过对第一处理模块、第二处理模块和通信单元等所有部件进行集成化设置，大大减小设备布置在车辆中占用的空间，提高了车内有效空间利用率；相对于现有车载单元和调度一体机分别单独配置而言，化简了接线的复杂度，降低了成本。与现有分开布置车载单元和调度一体机占用的车内空间相比，本实用新型车载调度一体机占用的空间更小，接线原理简单，易实现，成本更低。

为了保证通信的高可靠性和低延时性，所述通信单元为C-V2X通信模组。

为了保证通信的高可靠性和低延时性，所述通信单元包括：

V2X模组，用于通过所述V2X接口与路侧单元或其他设备通信；

蜂窝通信模组，用于与外部设备进行无线通信。

进一步，所述数据采集接口包括：

车速信号采集接口，用于采集连接车辆的车速传感器；

加速度信号采集接口，用于采集连接车辆的加速度传感器；

CAN信号接口，用于连接车辆中的CAN网络；

485或232通信接口，用于通信连接车辆的客流统计设备或路牌显示设备。

第一处理模块通过采集车辆的车速信号、加速度信号和CAN信号，以及车辆的客流统计信息、路牌显示信息，并将相关信号发送给第二处理模块或外部设备。

进一步，所述数据采集接口还包括：

第一信号采集接口，用于采集连接车辆点火钥匙的位置检测模块；

第二信号采集接口，用于采集连接车辆的人机交互模块。

第一处理模块根据车辆点火钥匙的位置信息，用于控制整机的上电源和下电逻辑，当点火开关关闭时，只保留必要的电源检测控制和IO采集功能，其它功能电源关闭只有点火开关打开时，才会对所有功能上电控制；采集人机交互模块反馈的指令，用于识别司机的相关操作动作。

所述第一处理模块还用于进行输出控制，进一步，所述第一处理模块设置有：

第一控制接口，用于控制连接车辆的安全气囊系统；

第二控制接口，用于控制连接车辆的显示灯。

进一步，所述ADC芯片连接有音频处理电路，所述音频处理电路用于连接车上的音频采集装置。第二处理模块经由ADC芯片，从音频采集装置获取音频信息，用于实现调度业务。

进一步，所述通信收发器为SP3485收发器或SP3232收发器，用于实现车辆的客流统计信息的快速传输，以及车辆的路牌信息的快速传输。

附图说明

图1是本实用新型一体机实施例的集成式车载调度一体机示意图；

图2是本实用新型一体机实施例的集成式车载调度一体机实现的具体电路连接关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

一体机实施例：

本实用新型的一种集成式车载调度一体机，如图1所示，主要包括调度处理模块、通信处理模块和C-V2X通信模组，其中，通信处理模块与C-V2X通信模组通信连接，C-V2X通信模组和调度处理模块，C-V2X通信模组设置有V2X通信接口，用于连接V2X通信天线。通信处理模块连接有数据采集接口，用于获取车辆信息，将车辆信息通过C-V2X通信模组转发给调度处理模块或外部设备。

调度处理模块实现的是车辆调度功能，包括视频监控、司机监控、360环视、司机喊话等功能。通信处理模块主要于进行通信数据、定位信息的计算处理，与路侧单元(RSU)的通信协议进行对接，相当于车载单元的功能，最终目的是将调度一体机、车载单元整合到一个集成设备上，以减少车辆布置空间需求，方便设备的安装，同时通过部分部件的共用，降低硬件成本。

图1中，调度处理模块的以太网接口连接有显示屏(即显示器)，显示屏上集成有喇叭，通信处理模块将收到的道路信息、预警提醒信息等在显示屏上通过声光的形式播报出来，使非自动驾驶车辆能够共同享受道路信息的服务。

本实施例中，调度处理模块连接GPS天线、4G/5G天线、LTE收天线、LTE收发天线、WIFI天线，用于通信使用，如图1所示。

上述集成式车载调度一体机实现的具体电路连接关系如图2所示，通信处理模块MCU实现的功能为做外部信号采集和输出控制，与其它外部设备(例如RSU或其他车辆的车载单元)的通信对接等，调度处理模块实现调度业务。该通信处理模块MCU设置有以下接口：

SPI，即串行外设接口，与C-V2X通信模组通信连接，通过C-V2X通信模组与外部设备通信对接，以及通过C-V2X通信模组向调度处理模块发送数据。

GPIO，即总线接口，通过控制总线连接有信号处理电路(即处理电路)，该处理电路设置有若干数据采集接口，包括：

1)模拟信号输入接口，通过2路模拟信号输入，采集电压等模拟信号；

2)数字信号输入接口，通过16路I/O信号(数字信号)输入，采集开关门信号等外部IO信号；

3)车速信号采集接口，用于采集连接车辆的车速传感器；采集速度脉冲信号，实现速度脉冲检测，获取车速信息；

4)报警输出控制接口，用于控制连接车辆的报警模块，通过4路报警输出控制，可以控制电路通断、触发警报等。

PWM1，即第一控制接口，用于控制连接车辆的安全气囊系统。

PWM2，即第二控制接口，用于控制连接车辆的LED显示灯。

I2C，即第一信号采集接口，用于采集连接车辆点火钥匙的位置检测模块，获取点火钥匙的位置状态ACC。

ADC，即第二信号采集接口，用于采集连接车辆的人机交互模块的按键。

GPIOS1，即车辆行驶状态采集接口，用于采集连接车辆的3轴加速度传感器，采集车辆行驶状态，检测急加速、急刹车、侧翻等。

UART1，即第一通信接口，连接第一通信收发器的485通信接口，第一通信收发器的型号为SP3485，用于通信连接车辆的客流统计设备、路牌显示设备等外部设备；

UART2，即第二通信接口，连接第二通信收发器的232通信接口，第二通信收发器的型号为SP3232，作为MCU调试串口，调试MCU使用。

UART3，即第三通信接口，连接第三通信收发器的232通信接口，第三通信收发器的型号为SP3232，用于连接外部打印机。

CAN，即CAN接口，连接CAN收发模块的CAN信号接口，对接车内CAN网络，采集车辆CAN数据。

上述通信处理模块MCU还设置有其他接口，如XTAL，用于连接24MHz的时钟，以及UART4，用于连接低功耗蓝牙设备，BLE指低功耗蓝牙设备，还有一个GPIOS2，用于控制C-V2X通信模组的电源上下电。

本实施例中，V2X通信模组为C-V2X通信模组，即图2中显示的AP+LTE+C-V2X，实现的功能是V2X通信，4G/5G通信，GNSS定位，WIFI通信，蓝牙通信等功能，是整个OBU调度一体机远程通信的接口。该C-V2X模块设置有以下接口：

SPI：连接通信处理模块MCU的SPI；

I2C1：连接GPS模块；

Main：4G/5G通信主天线接口，用于与外部设备进行无线通信；

Aux：4G/5G通信辅助天线接口，用于与外部设备进行无线通信；

C-V2X：C-V2X通信天线接口(即V2X接口)，用于与路侧单元或其他设备通信；

I2C2、PCM：I2C2和PCM这两个接口是C-V2X通信模组内部的接口，并未向外部引出也未使用。

PCIE和UART：连接WiFi模块，通过WiFi模块进行无线通信；

USB：USB调试接口；

UART1：调试串口；

ETH2：对外以太网口；

SPI：连接HSM；

SIM：连接eSIM。

HSM和eSIM卡是两个可选的配置，HSM指的是硬件安全模块，用来保存机密的数据加密密钥、证书等数据，以便在需要对传输通道进行加解密时使用；eSIM指的嵌入式SIM卡，是将传统SIM卡直接嵌入到设备芯片上，而不是作为独立的可移除零部件加入设备中，用户无需插入物理SIM卡；

上述接口中，Main、Aux均为远程无线通信接口，用于在4G/5G数据传输通信时，进行无线通信，实现调度一体机向服务器的数据传输。C-V2X通信模组支持无线数据传输，实现与远端后台服务器的数据通信，同时也支持V2X接口的通信，主要用于实现路侧设备与车，车与车，车与人(即手持终端)之间的无线通信，需要两套天线支持对外数据传输，分别都有主天线和辅助天线两种天线即Main、Aux。

需要说明的是，图2中，RFCOM是外部天线，包括GPS定位模块天线，4G/5G通信天线，C-V2X通信天线，WIFI天线，蓝牙天线等。

本实施例中，C-V2X模组通过SPI与MCU进行通信，通过以太网口与调度处理模块进行通信；C-V2X模组提供MCU和调度处理模块与远程服务器通信的连接，使它们可以与远程服务器交互数据，另外，C-V2X模组在MCU与调度处理模块之间转发数据，使两者可以进行数据交互。

调度一体机芯片如图2所示，通过PCB板集成，主要包括调度处理模块和ADC芯片，调度处理模块与ADC芯片连接，调度处理模块与C-V2X通信模组通信连接，调度处理模块主要实现调度的相关功能，主要包括自动报站、排班计划显示和提醒、超速提醒和报警灯调度运营业务处理和音视频监控和录像存储、远程传输等。

本实施例中，ADC芯片的具体型号为NVP6124B，用来采集音视频数据，包括车上视频采集装置的视频数据，及车上麦克风采集的音频数据，数据到调度处理模块处理后或显示，或保存，并在需要时进行远程传输。

图2中，调度处理模块具体设置有以下接口：

ETH接口，通过以太网接收数据，接收的数据来自两方面，一方面来自外部设备，一方面来自MCU，调度相关业务的实现需要采集开关门等IO状态，需要从MCU获取，具体通过V2X模组转发来实现与MCU的通信。

VIO和I2S，VIO为音频接口，I2S为视频接口，两类接口连接型号为NVP6124B的数据采集模块，该数据采集模块通过CVBS视频接口和Audio接口连接车上的视频采集装置(摄像设备)，利用CVBS视频接口获取CVBS(复合电视广播信号)，利用Audio接口获取音频信息。另外，该数据采集模块连接有音频处理电路，音频处理电路用于连接车上的音频采集装置(如麦克风)。

SATA，用于连接SSD，即固态存储硬盘，主要用来存放音视频录像数据。

GPIO，连接有加密模块，用于实现调度处理模块向调度服务器(即远程服务器)通信数据的加解密。

Uart0和Uart1，连接SP232芯片(驱动器和接收器的集成电路)，具体型号可采用SP232EENL，SP232芯片设置有两种串口，一种为调度处理模块的调试串口，另一种为调度处理模块的外部对接串口，用于对接外部RS232接口的设备。

Uart2和Uart3，为两个TTL电平的对接串口，用于外部TTL电平接口的设备对接。

USB0，连接HUB0(显示屏的USB接口)，用于外接显示屏。

USB1，连接SD卡，可以用来存放音视频录像数据。

上述调度处理模块还连接有串行存储器(即SPI FLASH)，调度处理模块通过SPI口对flash进行读写；另外，调度处理模块通过卡槽安装有DDR3内存条，用于数据存储。

存储接口，连接eMMC(一种贴片式存储芯片)，用来存放调度处理模块相关的固件和应用程序及相关数据，该芯片是可选配置,根据用户的容量要求进行配置。

本实用新型的集成式车载调度一体机为兼容现有调度一体机和车载单元的功能，提供了一种硬件支撑，通过集成V2X通信模组、通信处理模块和调度处理模块等部件，大大减小设备布置在车辆中占用的空间，提高了有效空间利用率；并且，本实用新型采用一个V2X通信模组，就能够同时满足调度一体机和车载单元的通讯需求，具有低延迟、高可靠性的优点。相对于现有车载单元和调度一体机分别单独配置而言，化简了接线的复杂度，降低了成本。与现有分开布置车载单元和调度一体机占用的车内空间相比，本实用新型车载调度一体机占用的空间更小，接线原理简单，易实现，成本更低。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。本实施例中，V2X通信模组采用的是C-V2X模块，作用是一方面提供4G/5G无线通信功能，利用蜂窝网络，使用4G/5G无线通信技术连接车辆、道路基础设施(如RSU)和远程服务器。并且，C-V2X通信模组在数据发送端和接收端之间形成无线链路时具有非常小的开销。另一方面，提供V2X直接无线通信功能，基于C-V2X通信模组，可以实现车与车、车与路侧设备之间的直接无线通信，不经过蜂窝网络，不需要任何附加的基础设施，例如基站或中继，从而最小化传输中的通信延迟，适用于数据传输实时性要求更高的场景，例如应用在自动驾驶车辆中，能够保证安全行驶。

作为其他实施方式，C-V2X通信模组还可以采用V2X模组和蜂窝通信模组来实现，其中，V2X模组用于通过V2X接口与路侧单元或其他设备通信；蜂窝通信模组用于与外部设备进行无线通信，如4G/5G通信。

另外，本实施例中的通信处理模块和调度处理模块，既可以微处理器，如ARM等，也可以是可编程芯片，如FPGA、DSP等。

因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

客车实施例：

本实施例提出一种客车，包括设置在客车内的集成式车载调度一体机，由于该集成式车载调度一体机已经在上述一体机实施例中进行了清楚、完整的描述，本实施例不再赘述。

客车内采用集成式车载调度一体机，不仅实现了普通客车中调度一体机和车载单元的功能，还能减少车辆布置空间需求，方便设备的安装，同时通过部分部件的共用(例如通信模块)，降低硬件成本。

Claims (8)

1.一种集成式车载调度一体机，其特征在于，包括第一处理模块、第二处理模块和通信单元，其中，第一处理模块与通信单元通信连接，所述第一处理模块连接有数据采集接口，用于获取车辆信息，将车辆信息通过所述通信单元转发给第二处理模块或外部设备；

所述第二处理模块与所述通信单元通信连接，所述第二处理模块还分别连接有数据存储设备、显示器和ADC芯片，所述ADC芯片用于连接车辆的视频模块；

所述通信单元包括V2X接口，所述V2X接口用于与路侧单元或其他设备通信；所述通信单元还连接有卫星定位模块。

2.根据权利要求1所述的集成式车载调度一体机，其特征在于，所述通信单元为C-V2X通信模组。

3.根据权利要求1所述的集成式车载调度一体机，其特征在于，所述通信单元包括：

V2X模组，用于通过所述V2X接口与路侧单元或其他设备通信；

蜂窝通信模组，用于与外部设备进行无线通信。

4.根据权利要求1所述的集成式车载调度一体机，其特征在于，所述数据采集接口包括：

车速信号采集接口，用于采集连接车辆的车速传感器；

加速度信号采集接口，用于采集连接车辆的加速度传感器；

CAN信号接口，用于连接车辆中的CAN网络；

485或232通信接口，用于通信连接车辆的客流统计设备或路牌显示设备。

5.根据权利要求4所述的集成式车载调度一体机，其特征在于，所述数据采集接口还包括：

第一信号采集接口，用于采集连接车辆点火钥匙的位置检测模块；

第二信号采集接口，用于采集连接车辆的人机交互模块。

6.根据权利要求4或5所述的集成式车载调度一体机，其特征在于，所述第一处理模块设置有：

第一控制接口，用于控制连接车辆的安全气囊系统；

第二控制接口，用于控制连接车辆的显示灯。

7.根据权利要求1所述的集成式车载调度一体机，其特征在于，所述ADC芯片连接有音频处理电路，所述音频处理电路用于连接车上的音频采集装置。

8.一种客车，其特征在于，车内安装有包括如权利要求1-6任一项所述的集成式车载调度一体机。

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