CN218122679U - 一种车载智能终端 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种车载智能终端，车载智能终端包括：主处理器、微控制器、通讯模块和多个功能模块，其中，主处理器与通讯模块连接；微控制器与主处理器、通讯模块和各个功能模块分别连接，用于与主处理器进行数据交互，以及管理通讯模块和各个功能模块；其中，功能模块包括ETC模块、UWB模块和BLE模块中的至少两个。本申请的一种车载智能终端，将多种车载电子产品功能集成在一个车载智能终端内，并利用主处理器和微控制器的组合方式对各个功能模块以及通讯模块进行管理，实现了车辆与外界通信、定位、与周边环境信息交互等功能，同时还进而达到了最大限度减少独立设备数量、充分利用系统资源以及降低成本等效果。

Description

一种车载智能终端

技术领域

本申请涉及智能汽车技术领域，特别涉及一种车载智能终端。

背景技术

随着智能汽车市场的发展，产生了许多辅助汽车安全稳定驾驶以及提高用户体验度的新兴功能，例如V2X(vehicle to everything，车对外界的信息交换)功能、ETC(Electronic Toll Collection，电子不停车收费)的自动收费功能、WIFI(Wireless-Fidelity，无线宽带设备)共享功能、UWB(Ultra Wide Band，超宽带)定位功能、BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低能耗)寻车功能以及车载以太网功能等。但是，采用相关技术实现上述功能时，需要较多的独立设备的支持，必然会造成车辆电子产品设备资源的浪费、软件系统之间信息交互效率的降低、车体连接器接口的增多以及线束繁杂等问题，进而影响整车的可靠性和稳定性。

车载T-BOX(Telematics BOX，远程信息处理器)作为车载通信的核心模块，主要用于与车联网系统的后台或者客户端APP的通信，实现客户端APP的车辆显示与控制。因此，将上述新型功能融合至车载T-BOX中，可最大限度减少独立设备数量、充分利用系统资源、提高软件系统交互效率和可靠性、减少安装空间以及降低整体成本。

实用新型内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种车载智能终端，以将多种功能与车载T-BOX融合，达到最大限度减少独立设备数量、充分利用系统资源以及降低成本等目的。

本申请的一个方面提供了这样一种车载智能终端，车载智能终端可包括：主处理器、微控制器、通讯模块和多个功能模块，其中，主处理器与通讯模块连接；微控制器与主处理器、通讯模块和各个功能模块分别连接，用于与主处理器进行数据交互，以及管理通讯模块和各个功能模块；其中，功能模块包括ETC模块、UWB模块和BLE模块中的至少两个。

根据上述的实施方式的技术方案可至少获得以下一个有益效果。

根据本申请的一种车载智能终端，将多种车载电子产品功能集成在一个车载智能终端内，并利用主处理器和微控制器的组合方式对各个功能模块以及通讯模块进行管理，实现了车辆与外界通信、定位、与周边环境信息交互等功能，同时还达到了最大限度减少独立设备数量、充分利用系统资源以及降低成本等效果。

附图说明

图1是根据本申请一个方面的车载智能终端的硬件示意图；以及

图2是根据本申请提供的车载智能终端的另一硬件示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。

图1是根据本申请一个方面的车载智能终端的硬件示意图。

如图1所述，本申请公开了这样一种车载智能终端，车载智能终端包括：主处理器110、微控制器120、通讯模块130和多个功能模块140。主处理器110与通讯模块130连接；微控制器120与主处理器110、通讯模块130和各个功能模块140分别连接，用于与主处理器110进行数据交互，以及管理通讯模块130和各个功能模块140；其中，功能模块140包括ETC(Electronic Toll Collection，电子不停车收费)模块141、UWB(Ultra Wide Band，超宽带)模块142和BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低能耗)模块143中的至少两个。

具体地，主处理器110与通讯模块130连接，以便主处理器110获取通讯模块130采集的待处理数据，并在主处理器110对该待处理数据进行处理和分析之后，再将处理结果回传给通讯模块130，最终由通讯模块130将处理结果广播给外界，例如，将处理结果广播给目标车辆、驾驶员、外界车辆和/或外界智能设备等，其中针对待处理数据的处理结果可表征当前的交通状态。例如，通讯模块130采集的待处理数据包括交通灯为红灯状态，则将包括交通灯的红灯状态的待处理数据传输给主处理器110之后，主处理器110对交通灯的红灯状态进行处理和分析，获得包括禁止通行指令的处理结果，再将该处理结果回传给通讯模块130，由通讯模块130将该处理结果广播给目标车辆，以实现控制目标车辆停车的目的。需要说明的是，车载智能终端设置于目标车辆上，与目标车辆电连接，以实现目标车辆通过车载智能终端与外界通信、定位、与周边环境信息交互等功能。

在一些实施方式中，由于通讯模块130上设置有以太网接口，能够与具有以太网接口的外界设备连接；微控制器120上设置有CAN总线的接口，能够与具备CAN总线接口的外界设备连接，为了使车载智能终端满足外界设备对各种数据获取方式的需求，将主处理器110与微控制器120连接，以实现微控制器120的内部数据可通过主处理器110传输给通讯模块130，进而实现外界设备通过以太网接口获取微控制器120的内部数据的目的。同样地，通讯模块130或者主处理器110的内部数据(例如待处理数据或者针对待处理数据的处理结果)可经主处理器110传输给微控制器120，进而实现外界设备可通过CAN总线的接口获取通讯模块130或者主处理器110的内部数据的目的。

在一些实施方式中，微控制器120还分别与通讯模块130以及各个功能模块140连接，用于与主处理器110进行数据交互，以及对通讯模块130以及各个功能模块140进行管理；其中，功能模块140可以包括ETC模块141、UWB模块142和BLE模块143中的至少两个。其中，ETC模块141用于进行目标车辆的交易操作，UWB模块142用于对目标车辆进行定位，BLE模块143用于对目标车辆进行锁定、解锁和寻车。

其中，ETC模块141采用电子不停车收费系统进行目标车辆的交易操作，具体地，其采用车辆自动识别技术完成目标车辆与收费站之间的无线数据通讯，进而实现目标车辆自动感应识别和相关收费数据的交换。更具体地，ETC模块141通过部分管脚与微控制器120连接，ETC模块141的另一部分管脚连接有ETC天线，ETC模块141通过ETC天线与外界收费设备进行数据交互，以实现不停车收费的目的。

其中，UWB模块142采用超宽带技术对目标车辆进行定位。UWB技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。具体地，UWB模块142通过部分管脚与微控制器120连接，UWB模块142的另一部分管脚连接有UWB天线，UWB模块142可通过UWB天线采集车辆钥匙的位置信息和目标车辆的位置信息，进而根据目标车辆和车辆钥匙之间的间距确定唤醒目标车辆的方式。

其中，BLE模块143采用蓝牙低能耗技术对目标车辆进行锁定、解锁和寻车。BLE技术是蓝牙技术联盟设计和销售的一种个人局域网技术，旨在用于医疗保健、运动健身、信标、安防、家庭娱乐等领域的新兴应用。相较经典蓝牙，低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。具体地，BLE模块143通过部分管脚与微控制器120连接，BLE模块143的另一部分管脚连接有BLE天线，BLE模块143通过BLE天线获取目标车辆的位置信息，以实现精准寻找目标车辆的目的。

在一些实施方式中，通讯模块130可以包括移动网络信号收发部件、V2X(vehicleto everything，车对外界的信息交换)收发部件、卫星导航部件中的至少一个。

具体地，移动网络信号收发部件用于通过连接移动网络信号收发天线接收移动基站的移动网络信号，包括3G(3th Generation Mobile Communication Technology，第三代移动通信技术)信号、4G(4th Generation Mobile Communication Technology，第四代移动通信技术)信号和5G(5th Generation Mobile Communication Technology，第五代移动通信技术)信号。

V2X(vehicle to everything，车对外界的信息交换)收发部件用于通过连接V2X收发天线接收交通信息，包括实时路况、道路信息、行人信息等。在目标车辆上安装具备V2X功能的车载智能终端，能够为目标车辆提供实时交通信息，辅助目标车辆选择路况最佳的行驶路线，从而大大缓解交通堵塞；除此之外，将具备V2X功能的车载智能终端与车载传感器和摄像系统配合使用，还可以感知周围环境，做出迅速调整，从而实现“零交通事故”，例如如果行人突然出现，可以自动减速至安全速度或停车。更具体地，V2X包含目标车辆与外界车辆V2V(Vehicle-to-Vehicle)、目标车辆与基础设施V2I(Vehicle-to-Infrastructure)、目标车辆与行人V2P(Vehicle-to-Pedestrian)、目标车辆与外部网络V2N(Vehicle-to-Network)等各种应用通信应用场景。搭载车载智能终端的目标车辆能够与外界具备V2V功能的汽车进行通信，以实现目标车辆的前方碰撞预警、变道辅助、左转辅助、协同式自适应巡航控制等功能；搭载车载智能终端的目标车辆能够与具备V2I功能的基础设施进行通信，以实现速度建议、交通优先权、路况预警、闯红灯预警、当前天气影响预警、停车位和充电桩寻位等应用；搭载车载智能终端的目标车辆能够与具备V2P功能的行人通信，以实现弱势道路使用者的预警和防护。搭载车载智能终端的目标车辆能够与具备V2N功能的外部网络进行通讯，以实现对目标车辆的实时交通路线规划、地图更新等服务。

卫星导航部件用于通过连接卫星导航天线接收卫星定位信息。需要说明的是，将移动网络信号、交通信息和卫星定位信息统称为待处理数据。

在一些实施方式中，功能模块140还包括加速度传感器(未示出)，用于响应微控制器120的控制指令，采集与车载智能终端电连接的目标车辆的加速力的变化数据；和/或功能模块140还包括：时钟模块(未示出)，用于响应微控制器120的控制指令，对目标车辆的时间进行校准。具体地，加速度传感器具有三轴加速度传感器，可实时测量目标车辆的三个方向的坐标，通过感知目标车辆的加速力的变化数据，确定目标车辆的碰撞情况等；加速度传感器与微控制器120连接，以便微控制器120对其进行管理和控制。时钟模块与微控制器120连接，可向微控制器120提供实时时钟和日历，用于对目标车辆的时间进行校准，进而保证系统的精准计时，也便于微控制器120对其进行管理和控制。其中，控制指令的来源可为通过人机交互界面采集用户的控制指令；也可通过对主处理器110对待处理数据的处理结果以及通讯模块130采集的待处理数据进行分析而获取等，控制指令的来源具有多样性，在此不做限制。

在一些实施方式中，功能模块140还包括电源模块(未示出)，其中，电源模块包括电源管理单元、充放电路和备用电池。电源管理单元分别与微控制器120和与车载智能终端电连接的目标车辆的蓄电池连接，用于根据微控制器120的第一指令将蓄电池的电压进行转换，以将转换后的电压提供至微控制器120，以使微控制器120将转换后的电压提供至ETC模块141、UWB模块142和BLE模块143中的至少之一；以及充放电路分别与微控制器120、电源管理单元和备用电池连接，用于根据微控制器120的第二指令为备用电池、电源管理单元和微控制器120中的至少一个充电。

具体地，电源管理模块用于根据微控制器120的第一指令对蓄电池的12伏电压进行防反、滤波、稳压等转换处理，最终获得3.3伏、3.8伏或者5伏等电压，其中第一指令可为针对电压的转换处理指令。进一步地将转换后的电压提供至微控制器120，以使微控制器120将转换后的电压提供至ETC模块141、UWB模块142和BLE模块143中的至少之一，当然，还可根据微控制器120的第一指令输出其他数值的电压，在此不做限制。

具体地，第二指令可为控制充电电路开关的指令，当备用电池的电压过低时，微控制器120会下达充电指令启动充放电路的充电电路，利用蓄电池给备用电池充电；当微控制器120监测到备用电池的电压达到电压阈值时，下达关闭充电电路指令，关闭充放电路的充电电路，停止给备用电池充电；当微控制器120监测到蓄电池的电压过低时，微控制器120下达启动放电电路指令，启动充放电路的放电电路，由备用电池将电压传输至电源管理单元，由电源管理单元根据微控制器120的指令将备用电池的电压调整为车载智能终端内其他受电模块分别适用的电压值，受电模块可例如ETC模块141、UWB模块142和BLE模块143中的至少之一，以保证车载智能终端的正常运转。

在一些实施方式中，车载智能终端还包括以太网交换机(未示出)。以太网交换机的交换速度非常快，即便交互数据的流量很大，也不会造成通路的拥塞，换言之，以太网交换机可转发无穷大信息量的交互数据。以太网交换机分别与通讯模块130和与车载智能终端电连接的目标车辆连接，用于转发通讯模块130与目标车辆之间的交互数据，为交互数据的转发提供了低延时、低开销的通路。另外，主处理器110也与以太网交换机连接，以太网交换机可将主处理器110的输出数据通过以太网交换机转发给目标车辆。

在一些实施方式中，车载智能终端还包括物理接口收发器(未示出)。具体地，物理接口收发器通过以太网交换机连接于主处理器110，并与目标车辆连接，用于对主处理器和目标车辆之间的交互数据进行信号形式的转换，其中，以太网交换机还用于转发主处理器与目标车辆之间的交互数据。

可选地，以太网交换机和物理接口收发器相配合，将主处理器110和目标车辆之间的交互数据进行信号形式的转换，即将其由数字信号形式转换为模拟信号形式，最终由目标车辆通过太网交换机的以太网接口读取。

在一些实施方式中，车载智能终端还可包括无线网络模块(未示出)，无线网络模块与移动网络信号收发部件连接，用于将移动网络信号收发部件接收的移动网络信号转化为无线信号。具体地，无线网络模块分别与通讯模块130和无线天线连接，用于对通讯模块130接收的3G信号、4G信号或者5G信号等移动网络信号进行转换，获得无线信号，并利用无线天线将无线信号发散到外界，以便用户的手机、平板或者笔记本等移动终端通过无线网卡或者热点功能进行无线网络的连接，保证了用户在目标车辆附近时也可使用网络，实现网络资源共享。当然，还可通过该无线网络为供应商提供程序升级服务。

在一些实施方式中，车载智能终端还可包括多个存储器(未示出)，多个存储器包括程序存储器和数据存储器。程序存储器与主处理器连接，用于为主处理器的程序数据提供存储空间。数据存储器与主处理器连接，用于为主处理器接收到的待处理数据和/或指令提供存储空间。

在一些实施方式中，车载智能终端还可包括安全管理模块(未示出)。安全管理模块与主处理器110进行连接，用于对主处理器110和通讯模块130之间的交互数据执行加密操作和解密操作，以提升主存储器110和通讯模块130之间的交互数据的传输安全性能。

在一些实施方式中，车载智能终端还可包括惯性测量模块(未示出)。惯性测量模块与通讯模块130连接，用于采集与车载智能终端电连接的目标车辆的状态信息。由于目标车辆的驾驶场景可为隧道等卫星导航天线无法探测到卫星定位信息的场景，为了保证导航地图的更新精准度，保证用户的驾驶体验和驾驶安全性，可利用惯性测量单元获取目标车辆的状态信息，进而对导航地图中目标车辆对应的当前位置进行修正。具体地，惯性测量模块包括三轴加速度计和三轴角速度计(即陀螺仪)，惯性测量模块可探测到目标车辆的实时加速度和实时角速度，进而为导航地图提供目标车辆的当前姿态信息，包括其加速度和角速度，最终实现惯导功能。

在一些实施方式中，车载智能终端还可包括编解码器(未示出)，编解码器与通讯模块130连接，用于转换通讯模块130和与车载智能终端电连接的目标车辆之间的往来音频信号。车载智能终端还包括：功放模块(未示出)，连接在编解码器和目标车辆之间，用于放大通讯模块130输出的音频信号。具体地，编解码器分别与通讯模块130和功放模块连接，用于对通讯模块130的输出音频进行解码操作，将其由数字音频信号转换为模拟音频信号，进而传输给功放模块，以使得功放模块对解码操作之后的输出音频进行放大声音放大处理，进而驱动与功放模块连接的目标车辆的喇叭对该输出音频进行播放。当然，编解码器还通过主连接口与目标车辆的麦克风连接，编解码器对麦克风的输入音频进行编码操作，使得输入音频由模拟音频信号转换为数字音频信号，最终将编码操作之后的输入音频上传至通讯模块130。

图2是根据本申请提供的车载智能终端的另一硬件示意图。

如图2所示，针对前述车载智能终端，可以选取SOC(System on Chip，系统级芯片)模块210作为上述实施例中的主处理器110，选取MCU(Microcontroller Unit，微控制器)模块220作为上述实施例中的微控制器120，选取5G模块230作为上述实施例中的通讯模块130，并具体限定了上述实施例中的功能模块140可包括图2中的ETC模块141、UWB模块142、BLE模块143、加速度传感器244、RTC模块(real_time clock，实时时钟)245、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)模块246、电源管理单元281、充放电路282以及备用电池283等。需要说明的是，车载智能终端设置于目标车辆上，与目标车辆电连接，以实现目标车辆通过车载智能终端与外界通信、定位、与周边环境信息交互等功能。

在一些实施方式中，SOC模块210与5G模块230连接，以便SOC模块210获取5G模块230采集的待处理数据，并在SOC模块210对该待处理数据进行处理和分析之后，再将处理结果回传给5G模块230，最终由5G模块230将处理结果广播给外界，例如目标车辆、驾驶员、外界车辆和/或外界智能设备等，其中针对待处理数据的处理结果可表征当前的交通状态。例如，5G模块230采集的待处理数据包括交通灯为红灯状态，则将包括交通灯的红灯状态的待处理数据传输给SOC模块210之后，SOC模块210对交通灯的红灯状态进行处理和分析，获得包括禁止通行指令的处理结果，再将该结果回传给5G模块230，由5G模块230将该处理结果广播给目标车辆，以实现控制目标车辆停车的目的。由于5G模块230上设置有以太网接口，能够与具有以太网接口的外界设备连接；MCU模块220上设置有CAN总线的接口，能够与具备CAN总线接口的外界设备连接，为了使车载智能终端满足外界设备对各种数据获取方式的需求，将SOC模块210与MCU模块220连接，以实现MCU模块220的内部数据可通过SOC模块210传输给5G模块230，进而实现外界设备通过以太网接口获取MCU模块220的内部数据的目的。

同样地，5G模块230或者SOC模块210的内部数据(例如待处理数据或者针对待处理数据的处理结果)可经SOC模块210传输给MCU模块220，进而实现外界设备可通过CAN总线的接口获取5G模块230或者SOC模块210的内部数据的目的。另外，MCU模块220还分别与5G模块230以及各个功能模块连接，用于对5G模块230以及各个功能模块进行管理。

在一些实施方式中，SOC模块210具有可高速地处理大体量的数据的性能，以SOC模块210作为车载智能终端的主控制器110，可支持5G模块230采集的大量的包括交通信息在内的待处理数据的处理。具体地，SOC模块210分别与MCU模块220、5G模块230、HSM(hardwaresecurity module，硬件安全模块)模块250、SDRAM(synchronous dynamic random-accessmemory，同步动态随机存取内存)模块261、eMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡)模块262以及SWITCH模块273连接，用于实时处理待处理数据、协议转换、加解密管理、以太网数据收发管理等功能。SOC模块210具有SOC-RGMII接口、两个SOC-SPI接口、SOC-DATA接口、SOC-DDR接口以及SOC-USB3.0接口，其中SOC模块210的其中一个SOC-SPI接口与MCU模块220的MCU-SPI接口连接，用于实现SOC模块210和MCU模块220之间的状态信息交互，更具体地，SOC模块210的第P28管脚、第R29管脚、第N31管脚和第P32管脚分别与MCU模块220的第123管脚、第135管脚、第134管脚以及第133管脚连接。另外，由于5G模块230与SOC模块210之间会存在大量高速的数据传输，因此利用USB 3.0将SOC-USB3.0接口与5G-USB3.0接口进行连接。具体地，SOC模块210的第B16管脚、第A15管脚、第A19管脚和第B18分别与5G模块230的第B9管脚、第B25管脚、第B10管脚和第B26管脚连接。通过USB3.0总线，SOC模块210与5G模块230之间实现高速大数据量传输，数据传输速率最大支持到5Gbps。

在一些实施方式中，前述微控制器120可为图2中的MCU模块220，其分别与SOC模块210、5G模块230、ETC模块141、UWB模块142、BLE模块143、加速度传感器244、RTC模块245、CAN模块246以及电源模块的电源管理单元281和充放电路282连接，在车载智能终端中以MCU模块220作为微控制器，以实现对各个功能模块的控制和管理。进一步地，MCU模块220具有三个MCU-SPI接口，MCU-I2C接口、两个MCU-UART接口以及MCU-CAN接口。其中，SPI(SerialPeripheral Interface串行外设接口)是一种高速、全双工、同步的通信总线，用于实现在MCU模块220和具有SPI接口的其他模块之间以串行方式进行数据通讯。I2C(Inter－Integrated Circuit集成电路总线)是由数据线SDA和时钟线SCL两根信号线组成的串行通信总线，可发送和接收数据。在MCU模块220和具有IC接口的其他模块之间进行双向同步传送，最高传送速400Kbit/s。UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter通用异步收发传输器)是一种通用串行数据总线，用于异步双向通信，可以实现全双工传输和接收，在MCU模块220和具有UART接口的其他模块之间进行双向异步数据通讯。本申请中，MCU模块220的型号为RENESAS公司的RH850。

在一些实施方式中，5G是具有高速率、低时延和广连接特点的新一代宽带移动通信技术，因此前述通讯模块130可为图2中的5G模块230，以实现人车物互联的互联互通。5G模块230分别与SOC模块210、MCU模块220、WIFI(Wireless-Fidelity，无线宽带设备)模块271、IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)模块272、SWITCH模块273、eSIM模块275以及CODEC(COder-DECoder，编解码器)模块276连接。另外，5G模块230还具有移动网络信号收发部件、V2X收发部件、卫星导航部件，移动网络信号收发部件通过四根移动网络信号收发天线连接移动基站的移动网络信号；V2X收发部件通过两根V2X收发天线接收交通信息；卫星导航部件通过一根卫星导航天线接收卫星定位信息。具体地，5G模块230具有5G-SPI接口、5G-RGMII接口、5G-USB3.0接口、5G-PCIE接口、5G-I2S接口和5G-I2C接口，其中5G模块230通过5G-SPI接口与MCU模块220中的其中一个MCU-SPI接口连接，更具体地，5G模块230的第C8管脚、第C24管脚、第C7管脚和第C23管脚分别与MCU模块220的第7管脚、第14管脚、第15管脚和第16管脚连接，以实现5G模块230与MCU模块220之间的通讯，进而实现MCU模块220对5G模块230的状态管理和监测等功能。5G模块230也可通过5G网络为车辆提供上下行数据传输通道，实现本申请的车载智能终端与车联网平台服务器之间的控制信息的交互。进一步地，5G模块230的移动网络信号收发部件可支持2G、3G、4G以及5G的信号传输，其中5G信号传输过程中，由于传输数据量大且速度快，因此最多可设置4根5G信号收发天线用于接收5G信号。具体地，5G₁是通过5G模块230的C17管脚外接的主集PRX收发天线，用于收发蜂窝无线信号；5G₂是通过5G模块230的D2管脚外接的分集DRX收发天线，用于收发蜂窝无线信号；5G₃是通过5G模块230的D14管脚外接MIMO3收发天线，用于收发蜂窝无线信号；5G₄是通过5G模块230的D17管脚外接MIMO4接收天线，用于接收蜂窝无线信号。5G模块230的卫星导航部件具有GNSS(Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统)功能，通过5G模块230的C14管脚外接卫星导航天线，用以接收GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、GLONASS(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM，格洛纳斯)、Galileo(Galileosatellite navigation system，伽利略卫星导航系统)和北斗卫星的卫星定位信号，以高精度确定目标车辆的位置，可提供给导航地图或者eCALL(emergency Call，紧急救援)系统使用。另外，5G模块230的V2X收发部件具有V2X功能，其中V2X_1是通过5G模块230的A1管脚外接的V2X收发天线，V2X_2是通过5G模块230的A4管脚外接的V2X收发天线，5G模块230通过V2X_1和V2X_2实现与周边车辆、设备、行人以及移动基站的信息交互，从而获取实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，为目标车辆的驾驶员和乘客出行提供安全高效的出行服务。更具体地，V2X包含目标车辆与外界车辆V2V、目标车辆与基础设施V2I、目标车辆与行人V2P、目标车辆与外部网络V2N等各种应用通信应用场景。搭载车载智能终端的目标车辆能够与外界具备V2V功能的汽车进行通信，以实现目标车辆的前方碰撞预警、变道辅助、左转辅助、协同式自适应巡航控制等功能；搭载车载智能终端的目标车辆能够与具备V2I功能的基础设施进行通信，以实现速度建议、交通优先权、路况预警、闯红灯预警、当前天气影响预警、停车位和充电桩寻位等应用；搭载车载智能终端的目标车辆能够与具备V2P功能的行人通信，以实现弱势道路使用者的预警和防护。搭载车载智能终端的目标车辆能够与具备V2N功能的外部网络进行通讯，以实现对目标车辆的实时交通路线规划、地图更新等服务。在本申请中，5G模块230的型号为高通公司的SA515M。

在一些实施方式中，ETC模块141作为车载智能终端的功能模块140之一，由MCU模块220进行管理和控制。ETC模块141具备ETC功能，ETC是目前世界上最先进的路桥收费方式，ETC通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。在目标车辆上路后，如遇到ETC模块141相匹配的路侧端单元时，通过ETC天线即可与之发生数据通讯，并进行相关交易，从而实现上下高速，进出停车场等的支付、扣款、通行等自动交易功能。ETC模块141具有ETC-UART接口，ETC模块141通过ETC-UART接口与MCU模块220的其中一个MCU-UART接口连接，具体地，ETC241通过第19管脚和第20管脚分别与MCU模块220的第120管脚和第121管脚连接，以实现MCU模块220对ETC模块141的管理和控制。ETC模块141的第28管脚用于连接外部ETC天线ETCAntenna，用于与外部路侧端单元实现数据交互。在本申请中，ETC模块141的型号为东芝公司的TC32169。

在一些实施方式中，UWB模块142作为车载智能终端的功能模块140之一，由MCU模块220进行管理和控制。UWB模块142具有无线载波通信功能，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB模块142具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入，可实现近距离精准、可靠、实时的定位功能。UWB模块142分别与MCU模块220和UWB天线连接，具体地，UWB模块142具有UWB-SPI接口，UWB模块142通过UWB-SPI接口与MCU模块220的其中一个MCU-SPI接口连接，以实现MCU模块220对UWB模块142的初始化和参数设置，以及UWB模块142将测量结果反馈给MCU模块220进行识别距离判定等操作。更具体地，MCU模块220的第129管脚、第130管脚、第131管脚和第132管脚分别与UWB模块142的第20管脚、第21管脚、第22管脚和第23管脚连接。UWB模块142的第5管脚连接UWB天线UWB Antenna，通过UWB天线即可实现数字钥匙、车辆遥控启用等功能。在本申请中，UWB模块142的型号为NXP公司的NCJ29D5BHN。

在一些实施方式中，BLE模块143作为车载智能终端的功能模块140之一，由MCU模块220进行管理和控制。BLE模块143具备蓝牙低功耗的功能，其为独立的一种蓝牙形态，旨在针对低功耗的领域进行的一种无线数据传送的解决方案。BLE模块143通过BLE天线接收蓝牙信号以与智能手机蓝牙连接，可以设定和控制车辆自动锁定、解锁、寻车等功能。BLE模块143具有BLE-URAT接口，BLE模块143通过BLE-URAT接口与MCU模块220的MCU-URAT接口连接，具体地，MCU模块220的第26管脚和第25管脚分别与BLE模块143的第4管脚和第5管脚连接。另外，BLE模块143的第18管脚用于连接外部专用BLE天线BLE Antenna。在本申请中，BLE模块143的型号为NXP公司的MKW34A。

在一些实施方式中，前述加速度传感器可以为图2中的加速度传感器244，其作为车载智能终端的功能模块140之一，由MCU模块220进行管理和控制。加速度传感器244能够感知到加速力的变化，加速力就是当物体在加速进程中作用在物体上的力，比如晃动、跌落、上升、降落等各种移动变化都能被加速度传感器转化为电信号。加速度传感器244内置有车规级三轴加速度传感器，可以实时感测车辆在X轴、Y轴、Z轴三个方向的坐标，通过感知到加速力在三坐标方向的前后变化，实现移动侦测、车辆碰撞检测状态等功能，也可用于eCALL唤醒报警源。加速度传感器244具有加速度传感器-I2C接口，加速度传感器-I2C接口与MCU模块220的MCU-I2C接口连接。在本申请中，加速度传感器244的型号为BOSHI公司的SMA131。

在一些实施方式中，前述时钟模块可以为图2中的RTC模块245，其作为车载智能终端的功能模块140之一，由MCU模块220进行管理和控制。RTC模块245具有实时时钟功能，可向MCU模块220提供实时时钟和日历，用于系统精准计时。RTC模块245具有RTC-I2C接口，RTC-I2C接口与MCU模块220的MCU-I2C接口连接，具体地，MCU模块220的第1管脚和第144管脚分别与RTC模块245的第5管脚和第7管脚连接。在本申请中，RTC模块245的型号为TI公司的TPL5110。

在一些实施方式中，CAN模块246作为车载智能终端的功能模块140之一，由MCU模块220进行管理和控制。CAN模块246具有CAN FD(CAN with Flexible Data-Rate，支持灵活的数据速率的CAN)的功能，可在CAN协议控制器和物理双线式CAN总线之间提供接口以及提供发送和接收差分信号的功能。CAN模块246分别与MCU模块220和主连接口Main Connector连接。具体地，CAN模块246具有CAN-UART接口，CAN-UART接口与MCU-CAN专用接口连接；更具体地，MCU模块220的第18管脚和第19管脚分别与CAN模块246的第1管脚和第4管脚连接。CAN模块246还具备与主连接口Main Connector连接的接口。在本申请中，CAN模块246的型号为NXP公司的TJA1043。

在一些实施方式中，主连接口Main Connector是车载智能终端与目标车辆的外部线束连接的主要接口，车载智能终端内部供电、通讯、音频的输入和输出都汇集在该接口。

在一些实施方式中，电源模块(未示出)作为车载智能终端的功能模块140之一，由MCU模块220进行管理和控制。电源模块包括电源管理单元、充放电路以及备用电池，其中，前述电源管理单元可以为图2中的电源管理单元281，前述充放电路可以为图2中的充放电路282，前述备用电池可以为图2中的备用电池283。电源管理模块281通过车载连接器连接到目标车辆的车载蓄电池，车载蓄电池具有12伏的电压。电源管理模块281的控制引脚与MCU模块220的I/O口连接，电源管理模块281根据MCU模块220的第一指令对蓄电池的12伏电压进行防反、滤波、稳压等处理，最终获得3.3伏、3.8伏或者5伏的电压，以保证车载智能终端内受电模块对其他不同工作电压的需求，其中，受电模块可以为车载智能终端内部任一个需供电的装置，如主处理器、微控制器、通讯模块、前述多个功能模块140中一个或多个。例如，受电模块为ETC模块141、UWB模块142和BLE模块143中的至少之一，第一指令为针对电压的转换处理指令；当然还可根据MCU模块220的指令输出其他数值的电压，在此不做限制。充放电路282分别与电源管理单元281、备用电池283以及MCU模块220连接，以便响应MCU模块220的第二指令，启动或关闭充电电路，其中第二指令可为控制充电电路开关的指令。当目标车辆启动后，MCU模块220通过AD口检测到备用电池283电压过低时，MCU模块220通过GPIO口输出高电平(例如+3.3伏)以下达第二指令，进而启动充放电路282的充电电路，给备用电池283充电；当MCU模块220的AD口检测到备用电池283的电压达到电压阈值时，则证明该备用电池283充满，MCU模块220通过GPIO口输出低电平(例如0伏)以下达第二指令，进而并关闭充放电路282的充电电路，停止给备用电池283充电；当MCU模块220识别到车载蓄电池的电压异常时，MCU通过I/O口输出高电平(例如+3.3伏)下达第二指令，进而启动充放电路282的放电电路。备用电池283与充放电路282连接。当车载蓄电池异常时，启动备用电池283放电，用以给予车载智能终端供电支持。

在一些实施方式中，MUC模块220在获取了RTC模块245提供的精准时钟和日历之后，通过1PPS(Pulse Per Second，秒脉冲)电路向5G模块230和SOC模块210进行时钟同步。具体地，5G模块230通过第C27管脚分别与SOC模块210的第AR27管脚和MCU模块220的第138管脚连接。另外，5G模块230通过对卫星导航天线接收的射频信号进行变频解调等信号处理，并向SOC模块210和MCU模块220提供占空比50％的精准时钟同步脉冲信号，以辅助RTC模块245对车载智能终端进行时钟同步。

在一些实施方式中，前述数据存储器可为图2中的SDRAM模块261，其由SOC模块210进行管理和控制。SDRAM模块261中可包含两片SDRAM；SDRAM模块261可作为SOC模块210将待处理数据和/或指令提供临时存储空间。SDRAM模块261具有SDRAM-DDR接口，SOC模块210通过SOC-DDR接口与SDRAM模块261的SDRAM-DDR接口连接，具体地，SDRAM模块261的第DQ0至DQ15管脚分别与SOC模块210的第DDR0至DDR31管脚相连接。在本申请中，SDRAM模块261采用Micron公司的DDR4芯片，型号为MT53E2G32D4。

在一些实施方式中，前述程序存储器可为图2中的eMMC模块262，其由SOC模块210进行管理和控制。eMMC模块262用于存储SOC模块210工作所需的软件程序和数据。eMMC模块262具有eMMC-DATA接口，eMMC模块262通过eMMC-DATA接口与SOC模块210的SOC-DATA接口连接；更具体地，eMMC模块262的第A3管脚，第A4管脚，第A5管脚，第B2管脚，第B3管脚，第B4管脚，第B5管脚和第B6管脚分别与SOC模块210的第C21管脚，第A21管脚，第E21管脚，第H20管脚，第B22管脚，第G21管脚，第A23管脚和D22管脚连接。在本申请中，SOC模块210选用NXP公司高性能汽车级微处理器作为设备核心控制单元，具体型号为I.MX8QXP。

在一些实施方式中，前述安全管理模块可为图2中的HSM模块250，其由SOC模块210进行管理和控制。HSM模块250能够为一些敏感数据提供加解密服务，确保数据的机密性和可靠性，例如在执行V2X与周边设备信息数据交互过程中，SOC模块210对即将发送和已接收的数据需要加/解密，HSM模块250为其提供了更高安全等级的加解密过程。HSM模块250具有HSM-SPI接口，HSM模块250通过HSM-SPI接口与SOC模块210中的另一个SOC-SPI接口连接；具体地，HSM模块250的第20管脚，第21管脚，第22管脚和第24管脚分别与SOC模块210的第R31管脚，第P34管脚，第R33管脚和第P30管脚连接。在本申请中，HSM模块250的型号为THINKTECH公司的TTM2000。

在一些实施方式中，前述无线网络模块可为图2中的WIFI模块271，其由5G模块230进行管理和控制。WIFI模块271用于将电子终端以无线方式互相连接。WIFI模块271具有WIFI-PCIE接口，其中WIFI模块271通过WIFI-PCIE接口与5G模块230的5G-PCIE接口连接；具体地，WIFI模块271的第15管脚、第16管脚、第12管脚和第13管脚分别与5G模块230的第B2管脚、第B19管脚、第B4管脚和第B21管脚连接。另外，WIFI模块271还通过第45管脚和第54管脚分别连接无线天线WIFI_1Antenna和WIFI_2Antenna，WIFI模块271将5G模块230接收的4G或者5G信号转化为无线信号，并通过无线天线发散出去，使得用户的手机、平板或者笔记本等随身携带的移动设备可以通过无线网卡或者WLAN设备进行上网，实现网络资源的共享，当然还可为供应商提供程序升级等服务。在本申请中，WIFI模块271的型号为高通公司的QCA6696。

在一些实施方式中，前述惯性测量模块可为图2中的IMU模块272，其由5G模块230进行管理和控制。IMU模块272内置3轴加速度计和3轴角速度计(即陀螺仪)，可以时时感知目标车辆的运行状态，尤其在5G模块230的GNSS信号较弱的情况下，可为导航地图提供车辆状态信息，以实现惯性导航功能。IMU模块272具有IMU-I2C接口，其中IMU模块272通过IMU-I2C接口与5G模块230的5G-I2C接口连接，更具体地，IMU模块272的第2管脚和第3管脚分别与5G模块230的第C36管脚和第C35管脚连接。在本申请中，IMU模块272的型号为博世公司的SMI130。

在一些实施方式中，前述以太网交换机可为图2中的SWITCH模块273，前述物理接口收发器可为图2中的PHY模块274，二者均由5G模块230进行管理和控制。SWITCH模块273用于转发5G模块230与目标车辆之间的交互数据，转发或者SOC模块210与目标车辆之间的交互数据等。PHY模块274通过以太网交换机连接SOC模块210，并与目标车辆连接，用于对SWITCH模块273和目标车辆之间的交互数据进行信号形式的转换。具体地，PHY模块274用于将SWITCH模块273接收的数据转化为串行流数据，再按照物理层的编码规则将数据进行编码，在变为模拟信号把数据发送出去，PHY模块274接收数据的过程与数据发送的过程相反，不再赘述。具体地，SWITCH模块273具有两个SWITCH-RGMII接口、SWITCH-SGMII和SWITCH-MDI接口，PHY模块274具有PHY-SGMII接口和PHY-MDI接口。具体地，SWITCH模块273通过其中一个SWITCH-RGMII接口与SOC-RGMII接口连接，更具体地，SWITCH模块273的第44管脚、第43管脚、第42管脚、第41管脚、第40管脚、第39管脚、第37管脚、第36管脚、第34管脚、第33管脚、第31管脚和第30管脚分别与SOC模块210的第F26管脚、第E27管脚、第B28管脚、第G25管脚、第H24管脚、第A29管脚、第D28管脚、第B30管脚、第A31管脚、第C29管脚、第G27管脚和第H26管脚连接；SWITCH模块273通过另一个SWITCH-RGMII接口与5G-RGMII接口连接，具体地，SWITCH模块273的第48管脚、第49管脚、第50管脚、第52管脚、第54管脚、第55管脚、第57管脚、第58管脚、第59管脚、第60管脚、第61管脚和第62管脚分别与5G模块230的第A32管脚、第A31管脚、第A30管脚、第A29管脚、第A27管脚、第A28管脚、第A12管脚、第A11管脚、第A13管脚、第A14管脚、第A15管脚和第A16管脚连接；SWITCH模块273的SWITCH-SGMII接口与PHY模块274的PHY-SGMII接口连接。更具体地，SWITCH模块273的第22管脚、第23管脚、第26管脚和第25管脚分别与PHY模块274的第32管脚、第31管脚、第34管脚和第35管脚连接。另外，SWITCH模块273通过SWITCH-MDI接口与以太网连接口Connector Ethernet连接，具体地，SWITCH模块273的第106管脚和第107管脚通过SWITCH-MDI接口与以太网连接口ConnectorEthernet连接。同样地，PHY模块274通过PHY-MDI接口与以太网连接口Connector Ethernet连接，具体地，PHY模块274的第4管脚和第5管脚通过PHY-MDI接口与以太网连接口Connector Ethernet连接。需要说明的是，SWITCH模块273支持4路100BASE-T1(两线制车载以太网)，传输速率高达100Mbps；PHY模块274可支持100BASE-T1(两线制车载以太网)/1000BASE-T1，传输速率高达100Mbps/1000Mbps。在本申请中，SWITCH模块273的型号为博通公司的BCM89551；PHY模块274的型号为博通公司车规级的BCM89832。

在一些实施方式中，eSIM模块275由5G模块230进行管理和控制。eSIM模块275与5G通讯模块230的第A48管脚、第A36管脚和第A22管脚连接，用于存储用户识别信息，采用芯片式直接焊接在PCB板上，能够提高车载智能终端的稳定性和可靠性。在本申请中，eSIM模块275的型号为infineon公司的SLI76CF3600P。

在一些实施方式中，前述编解码器可为图2中的CODEC模块276，其由5G模块230进行管理和控制。CODEC模块276主要用于实现音频在数字信号和模拟信号之间的转换操作。具体地，CODEC模块276对目标车辆的车载麦克风采集到的输入音频进行编码，将其由模拟信号转换为数字信号，进而输入至5G模块230。当然，CODEC模块276还可接收5G模块230的输入音频，并将输入音频进行解码，使输入音频由数字信号转换为模拟信号，进而由AMP模块277进行声音放大处理，以驱动目标车辆的喇叭。具体地，CODEC模块276具有CODEC-I2S接口、CODEC-MIC接口以及CODEC-LIN-OUT接口，CODEC模块276通过CODEC-I2S接口与5G模块230的5G-I2S接口连接，具体地，CODEC模块276的第1管脚、第2管脚、第3管脚、第4管脚和第5管脚分别与5G模块230的第C18管脚、第C1管脚、第C2管脚，第C3管脚和第C19管脚连接；CODEC模块276的CODEC-MIC接口外接目标车辆的主连接口，以采集麦克风的输入音频，具体地，CODEC模块276的第12管脚与主连接口连接；CODEC模块276的CODEC-LIN-OUT接口与AMP模块277连接，具体地，CODEC模块276通过第29管脚和第30管脚与AMP模块277连接。在本申请中，CODEC模块276的型号为TI公司的TLV320AIC3104。

在一些实施方式中，前述功放模块可为图2中的AMP模块277，其由5G模块230进行管理和控制。AMP模块277用于接收CODEC 276处理后的输出音频，并将输出音频进行信号放大，进而驱动目标车辆的喇叭。AMP模块277具有AMP-IN接口和AMP-OUT接口，其中AMP模块277通过AMP-IN接口与CODEC模块276的CODEC-LIN-OUT接口连接，具体地，AMP模块277的第6管脚和第7管脚分别与CODEC模块276的第29管脚和第39管脚连接；AMP模块277通过AMP-OUT接口与目标车辆的主连接口连接，具体地，AMP模块277的第11管脚和第12管脚与主连接口连接，用于驱动目标车辆的喇叭。在本申请中，AMP模块277的型号为TI公司的TAS5421。

根据本申请的一种车载智能终端，将UWB模块、BLE模块、ETC模块等多个功能模块集成在一个T-BOX内，构建一个可同时具备多种功能的车载智能终端，能够充分利用系统资源并减少目标车辆的安装空间，同时也降低目标车辆的系统开发成本。本申请的将V2X功能和GNSS功能融合至5G模块，能够降低设计开发难度，同时提高系统运行效率和执行效率。另外，本申请，将通讯、导航、定位、V2X、以太网、加解密等功能融合，能够快速高效地实现汽车网联与智慧交通的融合与应用。

以上描述仅为本申请的实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的保护范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离技术构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种车载智能终端，其特征在于，所述车载智能终端包括：主处理器、微控制器、通讯模块和多个功能模块，其中，

所述主处理器与所述通讯模块连接；

所述微控制器与所述主处理器、所述通讯模块和各个所述功能模块分别连接，用于与所述主处理器进行数据交互，以及管理所述通讯模块和各个所述功能模块；

其中，所述功能模块包括ETC模块、UWB模块和BLE模块中的至少两个。

2.根据权利要求1所述的车载智能终端，其特征在于，所述通讯模块包括：移动网络信号收发部件、V2X收发部件、卫星导航部件中的至少一个；

其中，所述移动网络信号收发部件用于通过连接移动网络信号收发天线接收移动基站的移动网络信号；

所述V2X收发部件用于通过连接V2X收发天线接收交通信息；

所述卫星导航部件用于通过连接卫星导航天线接收卫星定位信息。

3.根据权利要求2所述的车载智能终端，其特征在于，所述车载智能终端还包括：

无线网络模块，所述无线网络模块与所述移动网络信号收发部件连接，用于将所述移动网络信号收发部件接收的移动网络信号转化为无线信号。

4.根据权利要求1所述的车载智能终端，其特征在于，所述功能模块还包括：

加速度传感器，用于响应所述微控制器的控制指令，采集与所述车载智能终端电连接的目标车辆的加速力的变化数据；和/或

所述功能模块还包括：时钟模块，用于响应所述微控制器的控制指令，对所述目标车辆的时间进行校准。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的车载智能终端，其特征在于，所述功能模块还包括电源模块，其中，

所述电源模块包括电源管理单元、充放电路和备用电池；

所述电源管理单元分别与所述微控制器和与所述车载智能终端电连接的目标车辆的蓄电池连接，用于根据所述微控制器的第一指令将所述蓄电池的电压进行转换，以使所述微控制器将转换后的所述电压提供至所述ETC模块、所述UWB模块和所述BLE模块中的至少之一；以及

所述充放电路分别与所述微控制器、所述电源管理单元和所述备用电池连接，用于根据所述微控制器的第二指令为所述备用电池、所述电源管理单元和所述微控制器中的至少一个充电。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的车载智能终端，其特征在于，

所述车载智能终端还包括：以太网交换机，所述以太网交换机分别与所述通讯模块和与所述车载智能终端电连接的目标车辆连接，用于转发所述通讯模块与所述目标车辆之间的交互数据；

所述车载智能终端还包括：物理接口收发器，所述物理接口收发器通过所述以太网交换机连接所述主处理器，并与所述目标车辆连接，用于对所述主处理器和所述目标车辆之间的交互数据进行信号形式的转换，其中，所述以太网交换机还用于转发所述主处理器与所述目标车辆之间的交互数据。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的车载智能终端，其特征在于，所述车载智能终端还包括多个存储器，其中，

所述存储器包括程序存储器和数据存储器，

所述程序存储器与所述主处理器连接，用于为所述主处理器的程序数据提供存储空间；以及

所述数据存储器与所述主处理器连接，用于为所述主处理器接收到的待处理数据和/或指令提供存储空间，所述待处理数据包括移动网络信号、交通信息和卫星定位信息。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的车载智能终端，其特征在于，所述车载智能终端还包括安全管理模块，所述安全管理模块与所述主处理器连接，用于对所述主处理器和所述通讯模块之间的交互数据执行加密操作和解密操作。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的车载智能终端，其特征在于，所述车载智能终端还包括惯性测量模块，所述惯性测量模块与所述通讯模块连接，用于采集与所述车载智能终端电连接的目标车辆的状态信息。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的车载智能终端，其特征在于，

所述车载智能终端还包括编解码器，所述编解码器与所述通讯模块连接，用于转换所述通讯模块和与所述车载智能终端电连接的目标车辆之间的往来音频信号；

所述车载智能终端还包括：功放模块，连接在所述编解码器和所述目标车辆之间，用于放大所述通讯模块输出的音频信号。

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