CN2916744Y - 基于车内网络和远程无线通讯的车载装置 - Google Patents

Abstract

一种基于车内网络和远程无线通讯的车载装置，其硬件结构包括带有车内数据接口和其它接口的嵌入式车载计算机分别连接CF卡和SD卡，车外收发信息经无线网络通信模块分别连接免提电话和RS232接口，免提电话和车外声音信号经MUX模块输入音频输入接口，音频输出接口连接车辆的音响系统，GPS接收信号输入RS232接口，USB接口经USB HUB连接鼠标、数字键盘和外设存储器(U盘)，显示接口连接LCD，车内数据接收信号经车内网络接口连接车载计算机的SJA1000T控制器；其应用软件包括主集成界面程序、汽车仪表软件、车辆状态指示软件、GPS车载定位导航软件、车载免提电话软件、高架道路信息服务软件、车辆故障诊断软件等。

Description

基于车内网络和远程无线通讯的车载装置

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术，特别是涉及一种基于车内网络和远程无线通讯服务的车载装置技术。

背景技术

随着信息技术的发展，汽车已步入电子化、信息化和网络化时代。为满足用户需求，世界各大汽车生产厂商相继开发出大量用于提高驾/乘舒适性的汽车电子控制产品，随着计算机技术的不断发展，车载信息系统的应用也已经可以实现，它将计算机技术扩展到汽车上，可以为汽车提供更多的信息服务，成为现代汽车信息化、电子化发展的重要方向。

目前的车载信息终端大部分是采用了GPS全球卫星定位技术，以ARM处理器和大容量存储器为核心，利用GIS数字地理信息系统显示车辆当前运行轨迹并可根据需求回放。同时车载通信功能可以实现车上人员与中央监控中心进行通话，并根据限制要求播打任意电话号码实现通信功能。

随着技术的不断发展，目前只搭载了GPS全球定位技术的车载信息系统已经不能满足使用要求，所以融合当前在通信技术、定位技术、信息采集、故障诊断技术及数字化显示等多领域的最新科技，立足于信息技术与车辆技术的结合，根据智能车辆运输系统的需求，所要研发的车载实时信息终端和智能化仪表系统不仅应该具有无线网络通信和GPS定位功能，而且还应具有车辆内部动态信息的诊断、显示等诸多功能。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有车辆内部动态信息的诊断、显示等诸多功能的基于车内网络和远程无线通讯服务的车载装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种基于车内网络和远程无线通讯服务的车载装置，其硬件结构包括一车载计算机系统，带有车内数据接口(CAN，lin总线)和其它接口的嵌入式车载计算机(如ARM9等指令集芯片)分别连接CF卡和SD卡，车外收发信息经无线网络通信模块分别连接免提电话和车载计算机的RS232接口，免提电话和车外声音信号经MUX模块输入车载计算机的音频输入接口，车载计算机的音频输出接口连接车辆的音响系统，GPS接收信号输入车载计算机的RS232接口，车载计算机的USB接口经USB HUB连接鼠标、数字键盘和外设存储器(U盘)，车载计算机的显示接口连接LCD，车内数据接收信号经车内网络接口连接车载计算机的SJA1000T控制器；所述车载系统的应用软件模块包括主集成界面程序、汽车仪表软件、车辆状态指示软件、GPS车载定位导航软件、车载免提电话软件、高架道路信息服务软件、车辆故障诊断软件、互联网浏览器、多媒体播放软件。

进一步的，所述车载计算机通过四针接口连接触摸屏，实现可交互的人机界面。

本实用新型提供的基于车内网络和远程无线通讯服务的车载装置，其有益效果：

1)同时具备车内数据网络接口(如CAN，LIN等)和车外无线数据接口(如CDMA1x，GPRS等)，通过车内外数据接口，可以实现车内外数据的融合；

2)通过车内数据网络接口(如CAN，LIN等)，可以获取汽车上各种控制器的状态参数及故障信息，由车载计算机处理、显示。也可以将此信息远程发送至服务器，进行进一步数据处理并反馈有关信息；

智能化的车辆信息远程监控功能，高效、智能、实时的车辆状态远程监控，能使厂家或维修站第一时间掌握车辆的实际状况的，可大大减少维修保养的时间。更可在故障成型之前，提前告知车主回厂进行保养，杜决一切潜在的安全隐患，使车辆维修保养服务更为人性化。

3)远程无线网络联接，给汽车通入Internet提供了通道，使得车内外信息交互成为可能。以此为基础更可开发出各种各样基于Internet的汽车数据服务，如城市交通状况信息，天气预报，实时新闻等。

4)据车内各控制器的信息，来判断汽车运行状态，在可能或已经出现故障征兆式，通过远程无线数据接口可以及时通知驾驶员进行车辆维修和保养。

分类化车辆故障智能诊断功能，通过对车内部件运转数据的分析，由系统自动进行故障分类，通过检索远程服务器中存储的相应故障信息，通过显示屏显示故障说明，车内的相应位置，紧急处理建议等相关信息。提供了媲美专业车辆维修的自助式维修方案。

5)通过车外无线数据接口，可以远程向汽车传送最新的软件用于更新车载计算机本身及通过车内数据网络的接口更新各种控制器控制软件，以不断提高汽车各种系统的控制功能。

6)结合GPS全球定位系统定位功能，在汽车停车的时候向服务器传送汽车的位置及控制器的状态信息，如果汽车发生非法移动，可以及时向车主通报或报警，还可以向车辆控制器发送指令让汽车发动机自动停止或刹车。此方案应满足国家和汽车行业标准中所规定的抗电磁干扰、振动和工作温度环境要求。

本实用新型具有较强的扩展性，在WindowsCE OS下可以与将来可能添加的硬件及软件兼容并配合使用，以扩展系统功能。

本实用新型与现有技术相比有以下优点：

1)本系统针对各种汽车开发出汽车控制与信息系统网络测试及车载信息系统开发平台；

2)基于控制器总线开发平台，实现汽车故障智能化诊断系统；

3)使用无线调制解调器连接外部网络(Internet)实现WEB浏览；

4)可以通过Internet实现车辆数据的实时交换，可以在控制中心实时监控车辆运行状态；

5)通过无线Internet得到如车载软件升级，提供商业及售后的远程服务与车辆故障的远程诊断；

6)与GPS模块相结合可以实现GPS防盗。

附图说明

图1是本实用新型实施例的软件系统的组成框图；

图2是本实用新型实施例的主集成界面程序与各功能软件的结构框图；

图3是本实用新型实施例的状态指示软件的结构框图；

图4是本实用新型实施例的车辆故障诊断软件的结构框图；

图5是本实用新型实施例的系统硬件构成框图；

图6是本实用新型实施例系统软件运行的流程图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。

本实用新型实施例所提供的一种基于车内网络和远程无线通讯的车载装置，硬件部分：如图5所示，

带有车内数据接口(CAN，lin总线)和其它接口的嵌入式车载计算机(如ARM9等指令集芯片)分别连接CF卡和SD卡，车外收发信息经无线网络通信模块分别连接免提电话和车载计算机的RS232接口，免提电话和车外声音信号经MUX模块输入车载计算机的音频输入接口，车载计算机的音频输出接口连接车辆的音响系统，GPS接收信号输入车载计算机的RS232接口，车载计算机的USB接口经USB HUB连接鼠标、数字键盘和外设存储器(U盘)，车载计算机的显示接口连接LCD，车内数据接收信号经车内网络接口连接车载计算机的SJA1000T控制器。显示方面使用通用显示器，比如液晶或者CRT等等，分辨率在16∶9的时候一般是800*480，在4∶3的时候为640*480或者800*600。操作系统使用Microsoft WindowsCE.net；

软件系统的组成：

如图1所示，软件系统主要由操作系统、硬件驱动程序和应用软件三部分组成。操作系统采用Microsoft公司提供的，经二次开发的WindowsCE 4.2嵌入式多任务操作系统，支持多种硬件设备。硬件驱动程序由硬件厂商提供。如图2所示，应用软件包括主集成界面程序、汽车仪表软件、车辆状态指示软件、GPS车载定位导航软件、车载免提电话软件、高架道路信息服务软件、车辆故障诊断软件、互联网浏览器、多媒体播放软件。其中GPS车载定位导航软件、互联网浏览器、多媒体播放软件为现有技术。

主集成界面程序与各功能软件：

主集成界面与各功能软件主要使用Microsoft公司提供的eMbedded Visual C++4.0编写。使用eMbedded Visual C++可提高软件的可移植性，以及对Windows平台更好的兼容性。

如图2所示，主集成界面程序主要用于控制和协调各功能软件的运行。主集成界面上的每一按钮都对应了每一功能软件。各功能软件退出后都将返回主集成界面程序。各个功能软件各自独立，都具有自己的数据收发与处理及显示模块。

1)汽车仪表软件与车辆状态指示软件：

汽车仪表软件与车辆状态指示软件主要通过车载计算机上的串行接口RS-232与车辆控制系统中的LIN总线相连以获得车辆的各主要运行数据(车速、车速，发动机转速，油量，电池剩余容量，档位，行驶里程等)，通过相应的数据变换以各种仪表图形的方式在LCD显示屏上显示出来，以供驾驶员参考；同时还可根据用户需要自由更换背景。如图3所示，车辆状态指示软件包括动力流数据显示模块和电流平衡数据显示模块，LIN总线数据接收模块分别连接动力流数据显示模块和电流平衡数据显示模块。

车载计算机与车辆控制器间通讯协议：(汽车仪表软件与车辆状态指示软件使用相同的通讯协议)

端口设置：波特率为38400bps，数据位为8位，停止位为1，无流控制。

车辆控制器每100ms向车载计算机发送32字节。

2)车辆故障诊断软件：

本软件通过车载LIN总线，获取车辆故障数据，经数据分析处理后，于液晶显示屏上，以图形化方式显示故障信息，主要用于的车辆故障诊断与检测，并且可以大致的指出故障所在的位置以及简要的故障信息，便于故障的快速排查与检修。

如图4所示，车辆故障诊断软件的结构可分为数据变换处理模块、数据收发模块、数据显示模块、运行数据存储模块和配置文件读取模块。

数据收发模块分为二个子模块：CAN总线数据接收模块和远程无线数据通信模块，分别对应车内及车外两个不同的网络。CAN总线数据接收模块主要用于从车内获取车辆的运行状态及故障数据，而远程无线数据通信模块则通过GPRS或CDMA无线联接Internet，将经过处理的车内数据传输至远程服务器，或从远程服务器上获得车辆历史数据。通过远程服务器还可实现对车辆数据的二次开发，以实现车辆远程监控，远程维修等服务。

数据变换处理模块主要功能，是将从车辆CAN总线或远程服务器收到的状态及故障数据包配合读取的配置文件，从中提取正确的状态与故障数据。并将近期内获得的数据(2~10分钟，具体由闪存大小决定)通过数据存储模块存入本地DAT文件中(以便远程连接失效时，还能得到短时的近期数据)。故障信息传输使用编号(0~255的整数)，即控制器发送故障编号，故障诊断软件收到编号后检索车载计算机上的故障代码配置文件，得到具体的故障代码与故障信息。

配置文件以INI文件存放于本地，主要包括车辆基本信息(VIN码，内部识别号等)、故障代码表、无线网络配置文件(用于无线网络联接具体参数的设置)。

数据显示模块用于从数据变换处理模块得到的各种数据的显示。下设四个子模块，分别为车辆基本信息显示模块、车辆运行数据查看模块、车辆内部网络状态显示及车辆故障信息显示模块；

车辆基本信息显示模块主要显示车辆基本信息配置文件中的车辆VIN码，内部识别号等车辆的基本信息；

车辆运行数据查看模块主要显示车辆当前或历史运行数据，包括车速、发动机转速、蓄电池端电压、油量等；

车辆内部网络状态显示模块主要显示车内各主要控制及数据总线的状态；

车辆故障信息显示模块则主要为当前故障代码、车上大致位置、相关图纸、故障内容提要、维修处理建议等的显示。

车载计算机与车辆控制器间运行数据通讯协议同汽车仪表软件与状态指示软件使用相同的通讯协议。

车载计算机与车辆控制器间故障通讯协议：

故障故障诊断使用不定长的通讯数据包，具体长度由当前故障数N决定。

数据包长度＝3字节头协议+N字节中间协议书+1字节异或校验＝N+4字节；

端口设置：波特率为38400bps，数据位为8位，停止位为1，无流控制。

车辆控制器每100ms向车载计算机发送N+4个字节的故障数据包。

3)高架道路信息服务软件

高架道路信息服务软件用于城市内环高架道的路状显示。以便于驾驶员随时掌握内环高架道的拥堵情况，更好的掌握行车路线。以其达到降低高架拥堵的情况。

本软件将内环高架的上下匝道，上下行线分为250个逻辑段，并对每一段进行编号，将道路状况分为三种：畅通、拥堵、关闭。通过道路路况传感器实时的将各路段的状况存储于Internet上的高架道路信息服务器。

车载计算机上的高架道路信息服务软件通过车内的Internet接口，联接至高架道路信息服务器，获得服务器内存储的当前高架路况数据(每隔20秒重新读一次)，通过地图匹配技术，将各个逻辑段的以绿、红、黑三种颜色(分别代表畅通、拥堵、关闭)的线条显示于电子地图上。

系统具体运行方式：

车辆上的车辆控制器通过CAN总线把车辆在单位时间的具体数据发送到本系统的CAN接口；

系统在接受后会分析数据包中包含的数据；

各个软件模块根据自己的需要使用发送上来的数据；

液晶仪表使用车辆运行的数据加以显示；

状态显示使用车辆状态的数据加以显示；

故障诊断模块使用所有车辆数据和故障代码加以分析并作出相应诊断；

高架信息将接收远程服务器发来的信息加以显示高架道路信息；

远程诊断会连接远程服务器的数据，可以自动升级软件版本和远程数据调用，问题回馈等，

车载免提电话在来电话或者拨号的时候会自动切换到电话状态；

GPS是标准的GPS软件与GPS模块；

如图6所示，服务器端在接收了车载端发来的数据之后存入数据库，同时把PC端请求的数据发送给PC端；

服务器端还同时通过车载端提供数据下载，商业及售后的远程服务与车辆故障的远程诊断；

PC端把接收自服务器的数据加以处理显示与保存。

Claims (2)

1、一种基于车内网络和远程无线通讯的车载装置，其特征是，其硬件结构包括一车载计算机系统，带有车内数据接口和其它接口的嵌入式车载计算机分别连接CF卡和SD卡，车外收发信息经无线网络通信模块分别连接免提电话和车载计算机的RS232接口，免提电话和车外声音信号经MUX模块输入车载计算机的音频输入接口，车载计算机的音频输出接口连接车辆的音响系统，GPS接收信号输入车载计算机的RS232接口，车载计算机的USB接口经USB HUB连接鼠标、数字键盘和外设存储器U盘，车载计算机的显示接口连接LCD，车内数据接收信号经车内网络接口连接车载计算机的SJA1000T控制器。

2、根据权利要求1所述的基于车内网络和远程无线通讯的车载装置，其特征在于，所述车载计算机通过四针接口连接能实现可交互的人机界面的触摸屏。

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