CN212992357U - 一种基于网络架构的驾驶人考试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及考试设备技术领域，尤其涉及一种基于网络架构的驾驶人考试设备。考试设备包括：数据采集模块，所述数据采集模块与驾驶车辆通讯连接，以采集所述驾驶车辆的运动信息；数据转换模块，所述数据转换模块与所述数据采集模块通讯连接，用于将所述数据采集模块收集到的数据转换为第一网络数据。本实用新型提供的技术方案，数据采集模块采集驾驶车辆的内部数据，第二网络数据为外部数据，内部数据和外部数据统一转换为标准的网络协议，并通过网络交换模块进行数据交互，统一了内部和外部数据的接口和通信协议，实现了内部和外部所有数据稳定、低延时的交换和传输。

Description

一种基于网络架构的驾驶人考试设备

技术领域

本实用新型涉及考试设备技术领域，尤其涉及一种基于网络架构的驾驶人考试设备。

背景技术

现有的驾驶人考试设备通常采用RTK高精度定位技术并结合车辆模型获取车辆实时位置，同时采集考试车辆的车辆信号以及驾驶人的操作信息，通过设备装载的软件进行评判，给出驾驶人操作是否合规的反馈结果。驾驶人考试设备主要的技术包括基于RTK的高精度定位技术，车载信号采集技术，驾驶人行为检测技术，视频采集分析技术和通信技术。

现有的驾驶人考试设备存在以下问题：一、采用设备集成的方式，通过独立的接收机、采集器、路由器等组合成为一个完整功能，其操作复杂，成本高；二、设备各模块之间接口种类繁多，各接口需要转换才能通信。

因此，亟需一种内部数据和外部数据统一转换为标准的网络协议，并通过网络交换模块进行数据交互，统一了内部和外部数据的接口和通信协议，实现了内部和外部所有数据稳定、低延时的交换和传输的基于网络架构的驾驶人考试设备。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种内部数据和外部数据统一转换为标准的网络协议，并通过网络交换模块进行数据交互，统一了内部和外部数据的接口和通信协议，实现了内部和外部所有数据稳定、低延时的交换和传输的基于网络架构的驾驶人考试设备。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于网络架构的驾驶人考试设备，包括：

数据采集模块；

所述数据采集模块与驾驶车辆通讯连接，以采集所述驾驶车辆的运动信息；

数据转换模块；

所述数据转换模块与所述数据采集模块通讯连接，用于将所述数据采集模块收集到的数据转换为第一网络数据；

网络交换模块；

所述网络交换模块与所述数据转换模块通讯连接，用于接收所述第一网络数据；

计算平台；

所述计算平台与所述网络交换模块通讯连接，用于接收所述网络交换模块接收的所述第一网络数据，并将所述第一网络数据与预设数据进行对比，输出评判结果；

人机交互模块；

所述人机交互模块与所述网络交换模块通讯连接，用于显示所述计算平台输出的评判结果；

视频采集分析模块；

所述视频采集分析模块与所述网络交换模块通讯连接，用于采集车内视频和车外视频，并将视频编码为网络视频协议；

4G路由模块和服务器；

所述4G路由模块与所述计算平台以及服务器通讯连接，用于将所述第一网络数据和所述第二网络数据。

优选地，所述第二网络数据包括外部图像采集、身份认证、人脸识别和考试过程监控记录。

优选地，所述数据采集模块包括车辆定位模块，所述车辆定位模块与所述数据转换模块通讯连接，所述车辆定位模块集成GNSS模块和IMU模块，并通过组合导航算法实现实时定位。

优选地，所述数据采集模块还包括车辆信号采集模块，所述车辆信号采集模块与所述数据转换模块通讯连接，用于采集所述驾驶车辆的内部信号以及外置传感器信号。

优选地，所述数据采集模块还包括车辆CAN总线模块，所述车辆CAN总线模块与所述数据转换模块通讯连接，用于采集所述驾驶车辆的故障信息。

优选地，所述车辆CAN总线模块包括两路，一路CAN总线用于车载OBD信号采集，另一路CAN总线与ECU/VCU通信，用于获取行车电脑的相关控制信息或用于对车辆进行辅助安全控制。

优选地，所述驾驶评估系统还包括扩展模块，所述扩展模块与所述网络交换模块通讯连接，用于外接设备。

本实用新型提供的技术方案，具有以下优点：

数据采集模块采集驾驶车辆的内部数据，第二网络数据为外部数据，内部数据和外部数据统一转换为标准的网络协议，并通过网络交换模块进行数据交互，统一了内部和外部数据的接口和通信协议，实现了内部和外部所有数据稳定、低延时的交换和传输。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种基于网络架构的驾驶人考试设备的模块结构框图；

图2为本实用新型提供的一种基于网络架构的驾驶人考试设备的数据转换模块的结构框图；

图3为本实用新型提供的一种基于网络架构的驾驶人考试设备的计算平台的逻辑框图；

图4为本实用新型提供的一种基于网络架构的驾驶人考试设备的软件设计架构图。

具体实施方式

请参看图1-4，本实用新型的一实施方式提供了一种基于网络架构的驾驶人考试设备，包括：数据采集模块10、数据转换模块20、网络交换模块30、计算平台40、人机交互模块70、视频采集分析模块60和4G路由模块50和服务器；

所述数据采集模块10与驾驶车辆通讯连接，以采集所述驾驶车辆的运动信息；

请参看图2，所述数据转换模块20与所述数据采集模块10通讯连接，用于将所述数据采集模块10收集到的数据转换为第一网络数据；具体地，数据转换模块20采用串口服务器模块，串口服务器模块将定位模块，采集卡模块，CAN总线模块的输出数据，由RS232协议专为TCP/IP协议，并把数据发送给网络交换模块30。串口服务器分为两个功能：一是通过MCU将定位数据，信号采集数据和CAN总线数据进行打包，二是将打包数据通过PHY芯片转为网络协议。MCU采用ST公司的STM32F103芯片，自带5个串口。PHY芯片采用W5500芯片，内嵌TCP/IP协议栈，支持10/100M接口输出

所述网络交换模块30与所述数据转换模块20通讯连接，用于接收所述第一网络数据；具体地，网络交换模块30用于设备内部网络的自组网，也用于外部级联设备的组网和数据交互。设备最大可支持8路百兆网络进行自组网。网络交换模块30采用IC+公司的IP178G芯片。

请参看图3，所述计算平台40与所述网络交换模块30通讯连接，用于接收所述网络交换模块30接收的所述第一网络数据，并将所述第一网络数据与预设数据进行对比，输出评判结果；在本申请中，计算平台40采用ARM架构，实现业务评判，人机交互以及设备内外数据的交换。计算平台40采用NXP公司的IMX6芯片，集成了大量的外设接口，包括千兆以太网、音频、USB、CAN、UART、HDMI、LVDS、LCD等接口，同时整合的多功能HD视频引擎可提供1080P60fps视频解码、1080P 30fps视频编码，并带有2D、3D图形引擎，可满足丰富图形和高响应需求。

所述人机交互模块70与所述网络交换模块30通讯连接，用于显示所述计算平台40输出的评判结果；

所述视频采集分析模块60与所述网络交换模块30通讯连接，用于采集第二网络数据；

所述4G路由模块50与所述计算平台40以及服务器通讯连接，用于将所述第一网络数据和所述第二网络数据；在本申请中，4G路由器模块用于设备与远程服务器进行数据交互。4G路由器模块采用移远的EC20模块，采用高通七模全网通LTECat4方案，采用标准的MiniPCIE模组进行设计。LTE Cat4无线通信模块，内置丰富的网络协议，集成多个标准接口；可以工作在LTE-TDD/LTE-FDD/TD-SCDMA/UMTS/EVDO/EDGE/GPRS/GSM/CDMA/GPS等多种制式。

具体地，所述第二网络数据包括外部图像采集、身份认证、人脸识别和考试过程监控记录；在本申请中，优选地，视频采集分析模块60包括视频识别模块，视频识别模块主要用于视频的采集、编码、识别和分析。本实用新型采用海康威视的HW6704，支持4路视频的采集，将4路视频编码为H.264格式，便于网络传输。

本实用新型也可通过标准的IP协议，支持扩展人脸识别设备和其他设备。

具体地，所述数据采集模块10包括车辆定位模块，所述车辆定位模块与所述数据转换模块20通讯连接，所述车辆定位模块集成GNSS模块和IMU模块，并通过组合导航算法实现实时定位；在本申请中，定位模块GNSS导航模块用于提供高精度定位信息；车载智能网关采用和芯星通的UB482模块，实现高精度定位。

具体地，所述数据采集模块10还包括车辆信号采集模块，所述车辆信号采集模块与所述数据转换模块20通讯连接，用于采集所述驾驶车辆的内部信号以及外置传感器信号。在本申请中，采集模块采集车门、车灯、发动机等汽车状态信息，并将采集的信息上报。采集模块通过TOSHIBA公司的TLP281-4光耦进行隔离，可以直接采集车辆原始开关量以及脉冲量信息。

具体地，所述数据采集模块10还包括车辆CAN总线模块，所述车辆CAN总线模块与所述数据转换模块20通讯连接，用于采集所述驾驶车辆的故障信息，

具体地，所述车辆CAN总线模块包括两路，一路CAN总线用于车载OBD信号采集，另一路CAN总线与ECU/VCU通信，用于获取行车电脑的相关控制信息或用于对车辆进行辅助安全控制；在本申请中，CAN总线处理模块包括两路独立的CAN总线，一路CAN总线用于车载OBD信号采集，另一路CAN总线与ECU/VCU通信，可以获取行车电脑的相关控制信息，也可以对车辆进行辅助安全控制。

CAN总线处理模块采用PHILIPS的TJA1040T总线传输芯片，主要参数如下：支持ISO11898标准；最高支持1Mb传输；对于车载环境下瞬态冲击具有总线保护功能；采用斜率控制技术降低EMI；具有过热保护机制；具有短路保护机制；支持待机模式；最少可接入110 个节点设备。

作为一种改进，所述驾驶评人考试设备还包括扩展模块80，所述扩展模块80与所述网络交换模块30通讯连接，用于外接设备，扩展模块80主要为新的监管要求提供扩展能力。

另外，请参看图4，在延伸解释下设备软件设计采用分层架构，具体架构如图4所示；分层架构包括：底层硬件层、操作系统层以及业务逻辑层。

底层硬件层主要功能是为设备内部的所有硬件模块提供物理的接口协议，包括：ARM计算单元，GPS模块，IMU模块，通信设备，传感器设备，人机交互设备，存储设备，路由设备和外部接口模块。

操作系统层的主要功能有两个，一是为所有的硬件接口提供驱动，二是提供文件管理和资源调度。本身采用Linux操作系统，通过适配硬件设备的驱动，实现硬件资源的软件化和硬件资源的调度。

业务逻辑层是根据不用的业务需求和业务流程，利用硬件资源和操作系统资源，实现特性的业务功能。业务逻辑层包括两个通用模块：配置管理模块和HMI模块。另外根据不同的业务类型，业务模块包括：驾考业务，模拟考试业务，驾培业务，监管业务，辅助驾驶业务等。

Claims (7)

1.一种基于网络架构的驾驶人考试设备，其特征在于包括：

数据采集模块；

所述数据采集模块与驾驶车辆通讯连接，以采集所述驾驶车辆的运动信息；

数据转换模块；

所述数据转换模块与所述数据采集模块通讯连接，用于将所述数据采集模块收集到的数据转换为第一网络数据；

网络交换模块；

所述网络交换模块与所述数据转换模块通讯连接，用于接收所述第一网络数据；

计算平台；

所述计算平台与所述网络交换模块通讯连接，用于接收所述网络交换模块接收的所述第一网络数据，并将所述第一网络数据与预设数据进行对比，输出评判结果；

人机交互模块；

所述人机交互模块与所述网络交换模块通讯连接，用于显示所述计算平台输出的评判结果；

视频采集分析模块；

所述视频采集分析模块与所述网络交换模块通讯连接，用于采集第二网络数据；

4G路由模块和服务器；

所述4G路由模块与所述计算平台以及服务器通讯连接，用于将所述第一网络数据和所述第二网络数据发送给服务器。

2.如权利要求1所述的基于网络架构的驾驶人考试设备，其特征在于，所述第二网络数据包括外部图像采集、身份认证、人脸识别和考试过程监控记录。

3.如权利要求2所述的基于网络架构的驾驶人考试设备，其特征在于，所述数据采集模块包括车辆定位模块，所述车辆定位模块与所述数据转换模块通讯连接，所述车辆定位模块集成GNSS模块和IMU模块，并通过组合导航算法实现实时定位。

4.如权利要求3所述的基于网络架构的驾驶人考试设备，其特征在于，所述数据采集模块还包括车辆信号采集模块，所述车辆信号采集模块与所述数据转换模块通讯连接，用于采集所述驾驶车辆的内部信号以及外置传感器信号。

5.如权利要求4所述的基于网络架构的驾驶人考试设备，其特征在于，所述数据采集模块还包括车辆CAN总线模块，所述车辆CAN总线模块与所述数据转换模块通讯连接，用于采集所述驾驶车辆的故障信息。

6.如权利要求5所述的基于网络架构的驾驶人考试设备，其特征在于，所述车辆CAN总线模块包括两路，一路CAN总线用于车载OBD信号采集，另一路CAN总线与ECU/VCU通信，用于获取行车电脑的相关控制信息或用于对车辆进行辅助安全控制。

7.如权利要求1所述的基于网络架构的驾驶人考试设备，其特征在于，所述驾驶人考试设备还包括扩展模块，所述扩展模块与所述网络交换模块通讯连接，用于外接设备。

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