CN2896810Y - 基于can总线的智能车载终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于CAN总线的智能车载终端，其特征在于，由主控功能模块、CAN总线网络、CAN总线主控接口模块、CAN总线扩展接口模块和扩展功能模块组成，所述的扩展功能模块为蓝牙通讯模块、DVD数字视频、DVB－T数字移动电视、自导航系统、公交报站器、LED显示、视频监控，主控功能模块通过CAN总线主控接口模块接入CAN总线网络，并通过CAN总线扩展接口模块分别与扩展功能模块连接。本实用新型的优点是以32嵌入式CPU替代传统单片机车载终端，提高了产品性能和扩展能力，并利用强大运算能力的操作系统对各种采集数据进行处理，省掉目前常规记录仪采集数据所使用的传感器等附加设备。

Description

基于CAN总线的智能车载终端

技术领域

本实用新型涉及一种基于CAN总线的智能车载终端，尤其涉及一种基于CAN总线的集汽车黑匣子、GPS监控调度终端、IC卡读写器和多种扩展功能即公交报站器、车内LED控制、DVD、DVB-T、自导航、BLUETOOTH、视频监控于一体的智能车载终端，适用于出租车、公交、客运、物流、特种行业、政府、企业、船运等各种行业的车辆或船只的监控调度、移动数据采集、移动信息服务。

背景技术

目前国内有很多厂家生产行车记录仪，俗称“汽车黑匣子”、GPS跟踪型和调度型终端、公交报站器、车载媒体播放DVD、DVB-T系统、导航仪等车载电子产品。但上述产品具有以下弊端：

1.传统的行车记录仪和GPS终端采用8位或16位单片机，因此运算及图形处理能力低；采集数据主要通过各种传感器，安装复杂繁琐；传感器都是外接方式，其稳定性也存在一定问题；和车内其它外部设备即微型打印机、IC卡读写器、U盘、报站器、LED屏、各种传感器等的连接数量受到其数据处理能力的限制，只能外接上述多种设备中的几种，而不是全部。

2.目前，虽然有一些厂商声称其记录仪或GPS终端预留了CAN接口，但实际中并未得到真正的应用。

3.目前，虽然有多种采用32位CPU的高端车载设备，如导航仪、DVD播放设备、DVB-T播放设备、车载视频录像机等，但这些产品功能分立，功能扩展性差，设备间集成能力弱。

传统的车载电子产品已远远不能满足汽车领域对电子信息技术的更高更广的需求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种以行车记录仪、GPS监控调度终端的功能为基本功能框架并融合了CAN总线技术的车载终端，其它的辅助和扩展功能以CAN总线节点方式扩展，实现“即插即用”。在行车记录和GPS监控调度基本功能的基础上，可扩展实现BLUETOOTH(蓝牙通讯)、DVD(数字视频)、DVB-T(数字移动电视接收)、车载导航系统、公交报站器、LED显示控制、车载视频监控设备控制。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种基于CAN总线的智能车载终端，其特征在于，由主控功能模块、CAN总线网络、CAN总线主控接口模块3A、CAN总线扩展接口模块3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H和扩展功能模块组成，所述的扩展功能模块为蓝牙通讯模块、DVD数字视频、DVB-T数字移动电视、自导航系统、公交报站器、LED显示、视频监控，主控功能模块通过CAN总线主控接口模块3A接入CAN总线网络，并通过CAN总线扩展接口模块3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H分别与扩展功能模块的蓝牙通讯模块、DVD数字视频、DVB-T数字移动电视、自导航系统、公交报站器、LED显示、视频监控连接。

本实用新型采用基于一种符合国际ISO11898、SAE标准的多主串行通讯总线CAN总线，以嵌入式操作系统为底层支撑的智能设备，可和车辆内的CAN总线联网，以检测、记录、监控车辆内其他CAN总线设备的运行状况即发动机、自动变速箱、制动系统、空调、驾驶区与门控系统等，共享大量内部数据，本实用新型采用模块化的设计，使升级和功能扩展更为简便，同时降低了相应的成本。

本实用新型的优点是：

1.以32嵌入式CPU替代传统单片机车载终端，提高了产品性能和扩展能力；

2.底层系统采用嵌入式操作系统，提高了产品可扩展性；

3.融合CAN总线技术，使之能与车内的CAN汽车电子控制系统无缝连接，直接采集车内各种部件状态数据及控制信息，并利用强大运算能力的操作系统对各种采集数据进行处理，省掉目前常规记录仪采集数据所使用的传感器等附加设备；

4.以CAN总线节点的方式，对各个不同的功能模块进行扩展。以驱动程序加硬件功能卡的方式进行功能扩展。

附图说明

图1为基于CAN总线的智能车载终端结构示意图；

图2为主控功能模块结构示意图；

图3为CAN总线主控接口模块结构示意图；

图4为CAN总线扩展接口模块结构示意图；

图5为主控程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1所示，为基于CAN总线的智能车载终端结构示意图，所述的基于CAN总线的智能车载终端由主控功能模块1、CAN总线网络2、CAN总线主控接口模块3A、CAN总线扩展接口模块3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H和扩展功能模块组成，所述的扩展功能模块为蓝牙通讯模块4、DVD数字视频5、DVB-T数字移动电视6、自导航系统7、公交报站器8、LED显示9、视频监控10，主控功能模块1通过CAN总线主控接口模块3A接入CAN总线网络2，并通过CAN总线扩展接口模块3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H分别与扩展功能模块的蓝牙通讯模块4、DVD数字视频5、DVB-T数字移动电视6、自导航系统7、公交报站器8、LED显示9、视频监控10连接。

如图2所示，为主控功能模块结构示意图，所述的主控功能模块1由CPU模块11、电源模块12、GPS接收模块13、USB接口14、串口15、开关与模拟量输入模块16、看门狗17、IC卡读写模块18、外部数据存储19、CAN控制器/收发器模块20、面板键盘模块21、显示模块22、指示控制模块23、开关量输出模块24、GSM通讯模块25、RS232通讯接口26、打印机接口27、蜂鸣器28、指示灯29组成，CPU模块11分别与电源模块12、GPS接收模块13、USB接口14、串口15、开关与模拟量输入模块16、看门狗17、IC卡读写模块18、外部数据存储19、CAN控制器/收发器模块20、面板键盘模块21、显示模块22、指示控制模块23、开关量输出模块24连接，指示控制模块23与蜂鸣器28、指示灯29连接，串口15分别与GSM通讯模块25、RS232通讯接口26、打印机接口27连接，其中当车内数据无法通过CAN总线采集时，开关量与模拟量输入模块16做为车辆数据采集的备份接口。

如图3所示，为CAN总线主控接口模块结构示意图，所述的CAN总线接口模块3A由PCA82C250 CAN收发器30、SJA1000 CAN控制器31、AT89C51单片机32、锁存器33、输入输出端子34、EPROM存储器35、RAM存储器36组成，AT89C51单片机32分别与SJA1000 CAN控制器31、锁存器33、输入输出端子34和EPROM存储器35连接，SJA1000 CAN控制器31通过PCA82C250CAN收发器30与CAN总线网络2连接，EPROM存储器35与RAM存储器36连接。

图4为CAN总线扩展接口模块结构示意图，在车载系统中，各种设备均配有串口，因而在建立了CAN网络后，我们主要利用现有设备上自带的串口和CAN接口转换模块实现对各种设备的CAN连接，所述的CAN总线扩展接口模块3B由PCA82C250 CAN收发器37、SJA1000 CAN控制器38、AT89C51单片机39、RS232串口40组成，AT89C51单片机39通过RS232串口40与RS232接口端连接，并通过SJA1000 CAN控制器38和PCA82C250CAN收发器37与CAN总线网络2连接，其他CAN总线扩展接口模块3C、3D、3E、3F、3G、3H与3B结构一样。

所述的CPU模块11采用ARM9系列的处理器，由SAMSUNG(三星)S3C2510A型号的ARM处理器、1片64Mbytes的SDRAM(同步动态内存)、1片32Mbytes的FLASH(闪存)，1片16Mbits的SRAM(静态内存)组成，SDRAM、SRAM、FLASH均通过数据总线与SAMSUNG(三星)S3C2510A ARM处理器连接。

所述的CAN控制器/收发器模块以SJA1000为核心器件实现，主要完成CAN的通信协议，而CAN总线收发器的主要功能是增大通信距离，提高系统的瞬间抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰(RFI)，实现热防护。

如图5所示，为主控程序流程图，工作时本发明通过键盘和显示可以实现的功能：

GPS接收控制功能：利用终端的GPS接收模块13接收GPS信息，记录行车轨迹，并可通过无线通信模块实时向中心上传位置信息，完成车辆的监控。

行车记录功能：利用CAN总线2和车内控制监测电气设备联网，或通过终端的开关量与模拟量输入模块16采集和计算车辆行驶速度、行驶里程，各类车载信号如车门、刹车、方向灯、近远光灯、喇叭等开关状态，车辆怠速、引擎转速、机油压力、温度等模拟状态，事故疑点、超速、疲劳驾驶等数据，驾驶员身份记录等各类数据的记录、存储功能。

安全管理功能：速度控制功能即超速、怠速、超时的设定、报警与记录，疲劳驾驶控制功能即疲劳驾驶的设定、报警与记录，事故控制分析功能即事故报警与记录，行驶线路控制功能即越界、偏航的设定、报警与记录。

无线通信功能：利用终端的GSM通讯模块25完成车载终端同后台中心的实时通讯功能即语音、数据和短信、报警的监听、监视和无线INTERNET功能。

信息服务功能：为提高对交通事故、车辆故障、道路阻塞、车内乘客情况等的报告和反应能力。终端设有相应的菜单选项/功能按钮，当车辆发生情况时，驾驶员只要按下相应的按钮，在调度室的电子地图上就会显示几号车发回的相应的车辆信息。同时，中心调度室也可以向终端以文字和语音方式发送通知和调度消息、发送天气预报、道路交通信息等服务内容。

终端参数的设置与存储功能，包括通信参数：通讯协议选择、IP地址、端口号、APN地址、SMS中心号码设置等；显示参数：亮度、对比度、显示标题等；音量调整；定位与监控参数设置的接口：位置汇报方式(定时、定距)、汇报时间间隔、汇报距离间隔、停车是否汇报；报警参数接口：超速、超时、怠速、越界、偏航参数的设置接口；通话参数接口：通话限制、电话本的设置接口。

系统扩展功能：系统可以非常灵活地实现扩展功能，如自动报站功能、车内LED显示控制功能、移动媒体播放控制功能等，实现方式是做为外挂设备独立完成其特定硬件功能，同时在CAN总线网络中增加功能节点，在智能车载终端的软件中增加相应功能模块程序，智能车载终端的主控功能模块利用CAN网络与外挂设备通讯，发送和接收控制指令、传输数据，从而实现设备之间的协同工作和功能一体化。

Claims (5)

1.一种基于CAN总线的智能车载终端，其特征在于，由主控功能模块(1)、CAN总线网络(2)、CAN总线主控接口模块3A、CAN总线扩展接口模块3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H和扩展功能模块组成，所述的扩展功能模块为蓝牙通讯模块(4)、DVD数字视频(5)、DVB-T数字移动电视(6)、自导航系统(7)、公交报站器(8)、LED显示(9)、视频监控(10)，主控功能模块(1)通过CAN总线主控接口模块3A接入CAN总线网络(2)，并通过CAN总线扩展接口模块3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H分别与扩展功能模块的蓝牙通讯模块(4)、DVD数字视频(5)、DVB-T数字移动电视(6)、自导航系统(7)、公交报站器(8)、LED显示(9)、视频监控(10)连接。

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的智能车载终端，其特征在于，所述的主控功能模块(1)由CPU模块(11)、电源模块(12)、GPS接收模块(13)、USB接口(14)、串口(15)、开关与模拟量输入模块(16)、看门狗(17)、IC卡读写模块(18)、外部数据存储(19)、CAN控制器/收发器模块(20)、面板键盘模块(21)、显示模块(22)、指示控制模块(23)、开关量输出模块(24)、GSM通讯模块(25)、RS232通讯接口(26)、打印机接口(27)、蜂鸣器(18)、指示灯(29)组成，CPU模块(11)分别与电源模块(12)、GPS接收模块(13)、USB接口(14)、串口(15)、开关与模拟量输入模块(16)、看门狗(17)、IC卡读写模块(18)、外部数据存储(19)、CAN控制器/收发器模块(20)、面板键盘模块(21)、显示模块(22)、指示控制模块(23)、开关量输出模块(24)连接，指示控制模块(23)与蜂鸣器(28)、指示灯(29)连接，串口(15)分别与GSM通讯模块(25)、RS232通讯接口(26)、打印机接口(27)连接。

3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的智能车载终端，其特征在于，所述的CAN总线接口模块3A由CAN收发器(30)、CAN控制器(31)、单片机(32)、锁存器(33)、输入输出端子(34)、存储器(35)、存储器(36)组成，单片机(32)分别与CAN控制器(31)、锁存器(33)、输入输出端子(34)和存储器(35)连接，CAN控制器(31)通过CAN收发器(30)与CAN总线网络(2)连接，存储器(35)与RAM存储器(36)连接。

4.根据权利要求1所述的基于CAN总线的智能车载终端，其特征在于，所述的CAN总线扩展接口模块3B由CAN收发器(37)、CAN控制器(38)、单片机(39)、串口(40)组成，单片机(39)通过串口(40)与RS232接口端连接，并通过CAN控制器(38)和CAN收发器(37)与CAN总线网络(2)连接。

5.根据权利要求1所述的基于CAN总线的智能车载终端，其特征在于，所述的CPU模块(11)采用ARM9系列的处理器，由ARM处理器、1片64Mbytes的同步动态内存、1片32Mbytes的闪存，1片16Mbits的静态内存组成，同步动态内存、闪存、静态内存均通过数据总线与ARM处理器连接。

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