CN212875831U

CN212875831U - 一种车载智能网关

Info

Publication number: CN212875831U
Application number: CN202021643894.3U
Authority: CN
Inventors: 邢映彪; 高志刚; 胡绍林
Original assignee: Guangzhou Tongda Auto Electric Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Tongda Auto Electric Co Ltd
Priority date: 2020-08-10
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2030-08-10

Abstract

本申请实施例公开了一种车载智能网关。本申请实施例提供的技术方案，通过设置网关主控制板和网关从控制板，网关主控制板搭载处理器，用于数据收发、存储和协议转换，进一步将处理器连接WAN接口、LAN接口、USB接口和WiFi天线。此外，本申请实施例还通过网关主控制板的USB接口连接网关从控制板，并通过网关从控制板的多个第一扩展接口收发数据，进行协议转换。采用上述技术手段，通过网关主控制板的各个接口以及网关从控制板的各个扩展接口连接各个车载设备，并通过相应接口和处理器实现数据协议转换，以此来实现车载设备间的数据交互，对各个车载设备的数据进行汇聚并统一管理。

Description

一种车载智能网关

技术领域

本申请实施例涉及网关技术领域，尤其涉及一种车载智能网关。

背景技术

目前，在公交车辆中，大多都会设置调度系统、监控系统、司机疲劳驾驶预警系统、ADAS系统、360系统、盲区提醒系统、车辆CAN总线监控系统和电子路牌等设备，这些设备的供应商可能不同，各个设备之间使用的通信协议也可能不同。通常，为了实现车载设备间的交互和网络共享，一般会在两个车载设备之间设置相应的数据接口，该数据接口配置对应的协议转换器，以通过协议转换实现设备间的数据交互和网络共享。

但是，由于车载设备众多，设备间交互频繁，通过独立接口进行设备间交互的形式，其需要配置的数据接口相对较多，系统设置成本相对较高。

实用新型内容

本申请实施例提供一种车载智能网关，能够作为车载设备数据交互汇聚中心，实现车载设备数据交互的统一管理。

本申请实施例提供了一种车载智能网关，包括网关主控制板和网关从控制板，所述网关主控制板包括处理器，所述处理器用于数据收发、存储和协议转换；所述网关主控制板还包括连接所述处理器的WAN接口、LAN接口、USB接口和WiFi天线；所述网关主控制板通过所述USB接口连接所述网关从控制板，所述网关从控制板包括多个第一扩展接口，用于数据收发和协议转换。

优选的，所述网关主控制板为MT7621主板，所述处理器为MIPS双核880MHz处理器。

优选的，所述网关从控制板为STM32单片机芯片。

优选的，所述USB接口包括USB2.0接口和USB3.0接口，所述USB2.0接口外接多个第二扩展接口，所述第二扩展接口通过USB-SPI协议转换器连接所述网关从控制板的SPI接口。

优选的，所述第一扩展接口包括CAN接口和UART接口。

优选的，所述网关从控制板还包括蓝牙模块。

优选的，所述网关主控制板还包括12V电源接口，用于外接电源为所述网关主控制板供电。

优选的，所述网关主控制板还包括25MHz晶振模块。

优选的，所述WiFi天线为5GWiFi天线和2.4GWiFi天线。

优选的，所述网关主控制板还包括指示灯组，所述指示灯组用于对应显示所述网关主控制板的各个接口状态。

本申请实施例提供的车载智能网关，通过设置网关主控制板和网关从控制板，网关主控制板搭载处理器，用于数据收发、存储和协议转换，进一步将处理器连接WAN接口、LAN接口、USB接口和WiFi天线。此外，本申请实施例还通过网关主控制板的USB接口连接网关从控制板，并通过网关从控制板的多个第一扩展接口收发数据，进行协议转换。采用上述技术手段，通过网关主控制板的各个接口以及网关从控制板的各个扩展接口连接各个车载设备，并通过相应接口和处理器实现数据协议转换，以此来实现车载设备间的数据交互，对各个车载设备的数据进行汇聚并统一管理。此外，本申请实施例通过网关主控制板外接网关从控制板，并在网关从控制板上设置多个第一扩展接口，可以使车载智能网关扩展连接更多数量、更多类型的车载设备，进一步优化车载智能网关的车载设备管理效果。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种车载智能网关结构示意图；

图2是本申请实施例中的电压输出电路示意图；

图3是本申请实施例中的系统复位电路图；

图4是本申请实施例中的电平转换电路图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。下面将结合本申请实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本申请实施例中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

本申请提供的车载智能网关，旨在通过网关主控制板和网关从控制板的各个接口连接各个车载设备，并通过网关主控制的处理器进行数据协议转换，以实现各个车载设备进行的数据交互，进而实现车载智能网关对各个车载设备的统一管理。相对于传统的公交车辆中，其各个车载设备之间的数据交互通过采用独立数据接口并配置相应的数据协议转换器以实现两个车载设备之间的数据交互。由于车载设备众多，设备之间的数据交互频繁。要实现众多车载设备之间的数据交互，就需要大量的数据接口及相应的数据协议转换器，其设置成本相对较高，且接口、接线的设置也相对繁杂。基于此，提供本申请实施例的车载智能网关，以解决现有车载设备间数据交互管理繁杂的技术问题。

实施一：

图1给出了本申请实施例一提供的一种车载智能网关的结构示意图，参照图1，该车载智能网关具体包括：包括网关主控制板和网关从控制板，所述网关主控制板包括处理器，所述处理器用于数据收发、存储和协议转换；所述网关主控制板还包括连接所述处理器的WAN接口、LAN接口、USB接口和WiFi天线；所述网关主控制板通过所述USB接口连接所述网关从控制板，所述网关从控制板包括多个第一扩展接口，用于数据收发和协议转换。

通过提供WAN接口、LAN接口和USB接口等接口，以丰富本申请实施例网关主控制板的接口，使得各类车载联网设备均能够通过上述接口连接网关主控制板，进而通过网关主控制板进行统一数据交互管理。其中，网关主控制板通过处理器连接上述WAN接口、LAN接口和USB接口，由上述接口接入诸如调度系统、监控系统、司机疲劳驾驶预警系统、ADAS系统、360系统、盲区提醒系统、车辆CAN总线监控系统和电子路牌等车载设备，并通过处理器进行网络数据的收发、存储及协议转换，进而使得各个车载设备能够通过车载智能网关提供的统一的数据汇聚中心进行数据交互，实现相应的功能。其中，处理器需集成各类车载设备的接口数据转换协议，以便于根据各个车载设备的数据接口，适应性进行数据协议转换就传输，进而实现车载设备间的交互。进一步的，车载智能网关还可以通过WiFi天线提供网关主控制板与各个车载设备的管理平台的通信链路，使得车载智能网关能够通过WiFi天线进行数据收发，实现与远程管理平台的数据交互。此外，由于网关主控制板需要接入的车载设备的数量可能偏多，其数据接口类型也相对偏多，因此本申请实施例通过提供网关从控制板，网关从控制板包括了多个扩展接口，定义这些扩展接口为第一扩展接口，第一扩展接口用于数据收发，并通过网关从控制板进行协议转换。可以理解的是，车载设备也可以通过网关从控制板上的第一扩展接口接入该车载智能网关，网关从控制板通过第一扩展接口采集各个车载设备的数据，将数据传输至网关主控制板，由网关主控制板基于接收到的数据进行数据分发，以此来实现车载设备之间的数据交互。同样的，网关主控制板通过其自身的各个数据接口采集到的数据，也可以通过自身接口或者网关从控制板上的第一扩展接口分发数据，以此来实现车载设备间的数据交互。通过设置网关从控制板，使得网关主控制板在原有主板提供的多个接口的基础上，扩展了相应数量及类型的数据接口，以此来满足更多数量的车载设备接入车载智能网关。

具体的，如图1所示，所述网关主控制板为MT7621主板，所述处理器为MIPS双核880MHz处理器。MT7621主板为高性能的路由器主板，其搭载MIPS双核880MHz处理器，可以保障车载智能网关的数据处理速率，进一步提升网关性能，适用于本申请实施例的网关主控制板。另一方面，所述网关从控制板为STM32单片机芯片，STM32单片机芯片具备高性能、低成本和低功耗等优点，适用于本申请实施例的网关从控制板。进一步的，所述第一扩展接口包括CAN接口和UART接口。如图1所示，CAN接口包括“CAN0”和“CAN1”接口，UART接口包括“UART0”、“UART1”、“UART2”和“UART3”接口。通过网关从控制板设置上述第一扩展接口，可以使得各类使用CAN和UART接口协议传输数据的车载设备通过上述接口接入车载智能网关，将数据汇聚至车载智能网关的网关主控制板，并通过网关主控制板的处理器分发数据，以此来实现车载设备间的数据交互。更进一步的所述网关从控制板还包括蓝牙模块，蓝牙模块可以实现网关从控制板与相关车载设备、管理平台等的无线通信，通过无线通信链路进行数据收发。

需要说明的是，根据实际的车载设备接入需要，网关主控制板可设置相应数量的WAN接口和LAN接口。如图1所示，本申请实施例中，网关主控制板的WAN接口的数量为1个，该WAN接口具备自适应MDI/MDIX特性，且内置有1.5KV电磁隔离保护电路。LAN接口的数量为四个，LAN接口同样具备自适应MDI/MDIX特性，且内置有1.5KV电磁隔离保护电路。另一方面，根据以太网接口的扩展需求，网关主控制板还可以在LAN接口上适应性连接相应数量的交换机芯片，并在交换机芯片扩展LAN接口。交换机芯片上的LAN接口数量也根据实际需要设定。

优选的，如图1所示，所述网关主控制板还包括两个UART接口，所述UART接口连接所述处理器。其中，“UART0”接口用于连接DEBUG模块，用于进行网关主控制板的调试。“UART1”接口用于外接GPS模块，实现网关主控制板的定位功能。需要说明的是，网关主控制板通过外接GPS模块进行实时定位，可疑统一各个车载设备的定位信息，避免各个车载设备独立采集定位信息进行定位时，导致定位数据混乱，不一致的情况。

优选的，所述网关主控制板还包括IIC接口，所述IIC接口连接所述处理器。IIC接口用于接入RTC时钟芯片，RTC时钟芯片可以提供精确的实时时间，或者为网关主控制板系统提供精确的时间基准，RTC时钟芯片可采用精度较高的晶体振荡器作为时钟源。

优选的，所述网关主控制板还包括NAND接口，用于接入计算机闪存设备，所述NAND接口连接所述处理器。计算机闪存设备是一种非易失性存储技术，即断电后仍能保存数据。它可以降低每比特存储成本、提高存储容量，是功耗更低、重量更轻和性能更佳的产品，在不超过4GB的低容量应用中表现得尤为明显。

优选的，所述USB接口包括USB2.0接口和USB3.0接口。所述USB2.0接口外接多个第二扩展接口，所述第二扩展接口通过USB-SPI协议转换器连接所述网关从控制板的SPI接口。具体的，如图1所示，USB3.0用于对接4G/5G通信模组，实现网关主控制板多种类型的无线通信模式。USB2.0接口扩展连接多个USB接口(即第二扩展接口)，如图1所示的“USB0”、“USB1”、“USB2”和“USB3”接口，其中，“USB2”接口可外接SD卡，用于数据存储。“USB1”可外接EMMC存储芯片，用于数据存储。“USB3”接口通过USB-SPI协议转换器连接网关从控制板的SPI接口，以此接口实现网关主控制板与网关从控制板之间的数据交互。可以理解的是，一般而言，网关从控制板收集的数据，均会通过SPI接口传输至网关主控制板，由网关主控制板汇聚各个车载设备的数据并进行统一管理。

更具体的，所述网关主控制板还包括12V电源接口，用于外接电源为所述网关主控制板供电。12V电源接口采用4芯端子电源插座，其内置电源反相保护。具体的，参照图2，提供本申请实施例的电压输出电路示意图，本申请实施例采用MP4575电源管理芯片进行电源输出管理。如图2所示，MP4575电源管理芯片具有较宽的输入电压范围(4.5V-55V)，其带载能力强，输出电流为5A,满足本申请实施例车载智能网关的电源需求。

优选的，所述网关主控制板还包括25MHz晶振模块，所述25MHz晶振模块连接主板上的PHY芯片。25MHz晶振模块可以产生高度稳定的信号，适用于本申请实施例的车载智能网关。

优选的，所述WiFi天线为5GWiFi天线和2.4GWiFi天线。通过提供不同频段的WiFi天线，可以满足不同频率需求的数据信号收发。并且，通过提供不同频段的WiFi天线，也避免可天线之间的同频干扰。

优选的，所述网关主控制板还包括指示灯组，所述指示灯组用于对应显示所述网关主控制板的各个接口状态。本申请实施例在WAN接口、LAN接口等位置均设置该指示灯组，指示灯组包括若干个指示灯，各个指示灯用于显示对应接口的状态信息。

此外，参照图1，本申请实施例的在网关主控制板设置了Reset复位按钮，通过此按钮，可将车载智能网关的参数配置恢复为出厂值。具体的，参照图3，提供本申请实施例车载智能网关的系统复位电路图，其中系统复位电路为低电平有效。电路通过设置TVS管防止复位干扰，并在靠近复位引脚一端增加0.1μF的电容，防止在静电干扰时候出现系统自动复位的情况。

另一方面，参照图4，通过本申请实施例网关主控制板的电平转换电路图，其中通过该电平转换电路，实现网关主控制板的电平转换。由于车载智能网关的一些引脚的电平不同，如部分引脚的电平为1.8V。而网关主控制板一端的IO电平为3.3V，因此需要增加一个电平转换电路。

更具体的，参照图1，该网关主控制板还包括看门狗模块(WDT)、时钟模块(clock)、串行闪存(spi-flash)和随机存储器(DRAM)。其中，串行闪存(spi-flash)和随机存储器(DRAM)用于相应数据的存储。

上述，通过设置网关主控制板和网关从控制板，网关主控制板搭载处理器，用于数据收发、存储和协议转换，进一步将处理器连接WAN接口、LAN接口、USB接口和WiFi天线。此外，本申请实施例还通过网关主控制板的USB接口连接网关从控制板，并通过网关从控制板的多个第一扩展接口收发数据，进行协议转换。采用上述技术手段，通过网关主控制板的各个接口以及网关从控制板的各个扩展接口连接各个车载设备，并通过相应接口和处理器实现数据协议转换，以此来实现车载设备间的数据交互，对各个车载设备的数据进行汇聚并统一管理。此外，本申请实施例通过网关主控制板外接网关从控制板，并在网关从控制板上设置多个第一扩展接口，可以使车载智能网关扩展连接更多数量、更多类型的车载设备，进一步优化车载智能网关的车载设备管理效果。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims

1.一种车载智能网关，其特征在于，包括：网关主控制板和网关从控制板，所述网关主控制板包括处理器，所述处理器用于数据收发、存储和协议转换；所述网关主控制板还包括连接所述处理器的WAN接口、LAN接口、USB接口和WiFi天线；所述网关主控制板通过所述USB接口连接所述网关从控制板，所述网关从控制板包括多个第一扩展接口，用于数据收发和协议转换。

2.根据权利要求1所述的车载智能网关，其特征在于，所述网关主控制板为MT7621主板，所述处理器为MIPS双核880MHz处理器。

3.根据权利要求1所述的车载智能网关，其特征在于，所述网关从控制板为STM32单片机芯片。

4.根据权利要求1所述的车载智能网关，其特征在于，所述USB接口包括USB2.0接口和USB3.0接口，所述USB2.0接口外接多个第二扩展接口，所述第二扩展接口通过USB-SPI协议转换器连接所述网关从控制板的SPI接口。

5.根据权利要求1所述的车载智能网关，其特征在于，所述第一扩展接口包括CAN接口和UART接口。

6.根据权利要求1所述的车载智能网关，其特征在于，所述网关从控制板还包括蓝牙模块。

7.根据权利要求1所述的车载智能网关，其特征在于，所述网关主控制板还包括12V电源接口，用于外接电源为所述网关主控制板供电。

8.根据权利要求1所述的车载智能网关，其特征在于，所述网关主控制板还包括25MHz晶振模块。

9.根据权利要求1所述的车载智能网关，其特征在于，所述WiFi天线为5GWiFi天线和2.4GWiFi天线。

10.根据权利要求1所述的车载智能网关，其特征在于，所述网关主控制板还包括指示灯组，所述指示灯组用于对应显示所述网关主控制板的各个接口状态。