專利名稱：基于can總線的智能車載終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于CAN總線的智能車載終端，尤其涉及一種基于CAN總線的集汽車黑匣子、GPS監(jiān)控調(diào)度終端、IC卡讀寫器和多種擴(kuò)展功能即公交報(bào)站器、車內(nèi)LED控制、DVD、DVB-T、自導(dǎo)航、BLUETOOTH、視頻監(jiān)控于一體的智能車載終端，適用于出租車、公交、客運(yùn)、物流、特種行業(yè)、政府、企業(yè)、船運(yùn)等各種行業(yè)的車輛或船只的監(jiān)控調(diào)度、移動(dòng)數(shù)據(jù)采集、移動(dòng)信息服務(wù)。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)有很多廠家生產(chǎn)行車記錄儀，俗稱“汽車黑匣子”、GPS跟蹤型和調(diào)度型終端、公交報(bào)站器、車載媒體播放DVD、DVB-T系統(tǒng)、導(dǎo)航儀等車載電子產(chǎn)品。但上述產(chǎn)品具有以下弊端1.傳統(tǒng)的行車記錄儀和GPS終端采用8位或16位單片機(jī)，因此運(yùn)算及圖形處理能力低；采集數(shù)據(jù)主要通過(guò)各種傳感器，安裝復(fù)雜繁瑣；傳感器都是外接方式，其穩(wěn)定性也存在一定問(wèn)題；和車內(nèi)其它外部設(shè)備即微型打印機(jī)、IC卡讀寫器、U盤、報(bào)站器、LED屏、各種傳感器等的連接數(shù)量受到其數(shù)據(jù)處理能力的限制，只能外接上述多種設(shè)備中的幾種，而不是全部。
2.目前，雖然有一些廠商聲稱其記錄儀或GPS終端預(yù)留了CAN接口，但實(shí)際中并未得到真正的應(yīng)用。
3.目前，雖然有多種采用32位CPU的高端車載設(shè)備，如導(dǎo)航儀、DVD播放設(shè)備、DVB-T播放設(shè)備、車載視頻錄像機(jī)等，但這些產(chǎn)品功能分立，功能擴(kuò)展性差，設(shè)備間集成能力弱。
傳統(tǒng)的車載電子產(chǎn)品已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足汽車領(lǐng)域?qū)﹄娮有畔⒓夹g(shù)的更高更廣的需求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種以行車記錄儀、GPS監(jiān)控調(diào)度終端的功能為基本功能框架并融合了CAN總線技術(shù)的車載終端，其它的輔助和擴(kuò)展功能以CAN總線節(jié)點(diǎn)方式擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)“即插即用”。在行車記錄和GPS監(jiān)控調(diào)度基本功能的基礎(chǔ)上，可擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)BLUETOOTH(藍(lán)牙通訊)、DVD(數(shù)字視頻)、DVB-T(數(shù)字移動(dòng)電視接收)、車載導(dǎo)航系統(tǒng)、公交報(bào)站器、LED顯示控制、車載視頻監(jiān)控設(shè)備控制。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種基于CAN總線的智能車載終端，其特征在于，由主控功能模塊、CAN總線網(wǎng)絡(luò)、CAN總線主控接口模塊3A、CAN總線擴(kuò)展接口模塊3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H和擴(kuò)展功能模塊組成，所述的擴(kuò)展功能模塊為藍(lán)牙通訊模塊、DVD數(shù)字視頻、DVB-T數(shù)字移動(dòng)電視、自導(dǎo)航系統(tǒng)、公交報(bào)站器、LED顯示、視頻監(jiān)控，主控功能模塊通過(guò)CAN總線主控接口模塊3A接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)CAN總線擴(kuò)展接口模塊3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H分別與擴(kuò)展功能模塊的藍(lán)牙通訊模塊、DVD數(shù)字視頻、DVB-T數(shù)字移動(dòng)電視、自導(dǎo)航系統(tǒng)、公交報(bào)站器、LED顯示、視頻監(jiān)控連接。
本實(shí)用新型采用基于一種符合國(guó)際ISO11898、SAE標(biāo)準(zhǔn)的多主串行通訊總線CAN總線，以嵌入式操作系統(tǒng)為底層支撐的智能設(shè)備，可和車輛內(nèi)的CAN總線聯(lián)網(wǎng)，以檢測(cè)、記錄、監(jiān)控車輛內(nèi)其他CAN總線設(shè)備的運(yùn)行狀況即發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)變速箱、制動(dòng)系統(tǒng)、空調(diào)、駕駛區(qū)與門控系統(tǒng)等，共享大量?jī)?nèi)部數(shù)據(jù)，本實(shí)用新型采用模塊化的設(shè)計(jì)，使升級(jí)和功能擴(kuò)展更為簡(jiǎn)便，同時(shí)降低了相應(yīng)的成本。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.以32嵌入式CPU替代傳統(tǒng)單片機(jī)車載終端，提高了產(chǎn)品性能和擴(kuò)展能力；2.底層系統(tǒng)采用嵌入式操作系統(tǒng)，提高了產(chǎn)品可擴(kuò)展性；3.融合CAN總線技術(shù)，使之能與車內(nèi)的CAN汽車電子控制系統(tǒng)無(wú)縫連接，直接采集車內(nèi)各種部件狀態(tài)數(shù)據(jù)及控制信息，并利用強(qiáng)大運(yùn)算能力的操作系統(tǒng)對(duì)各種采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，省掉目前常規(guī)記錄儀采集數(shù)據(jù)所使用的傳感器等附加設(shè)備；4.以CAN總線節(jié)點(diǎn)的方式，對(duì)各個(gè)不同的功能模塊進(jìn)行擴(kuò)展。以驅(qū)動(dòng)程序加硬件功能卡的方式進(jìn)行功能擴(kuò)展。
圖1為基于CAN總線的智能車載終端結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為主控功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為CAN總線主控接口模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為CAN總線擴(kuò)展接口模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為主控程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例如圖1所示，為基于CAN總線的智能車載終端結(jié)構(gòu)示意圖，所述的基于CAN總線的智能車載終端由主控功能模塊1、CAN總線網(wǎng)絡(luò)2、CAN總線主控接口模塊3A、CAN總線擴(kuò)展接口模塊3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H和擴(kuò)展功能模塊組成，所述的擴(kuò)展功能模塊為藍(lán)牙通訊模塊4、DVD數(shù)字視頻5、DVB-T數(shù)字移動(dòng)電視6、自導(dǎo)航系統(tǒng)7、公交報(bào)站器8、LED顯示9、視頻監(jiān)控10，主控功能模塊1通過(guò)CAN總線主控接口模塊3A接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)2，并通過(guò)CAN總線擴(kuò)展接口模塊3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H分別與擴(kuò)展功能模塊的藍(lán)牙通訊模塊4、DVD數(shù)字視頻5、DVB-T數(shù)字移動(dòng)電視6、自導(dǎo)航系統(tǒng)7、公交報(bào)站器8、LED顯示9、視頻監(jiān)控10連接。
如圖2所示，為主控功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖，所述的主控功能模塊1由CPU模塊11、電源模塊12、GPS接收模塊13、USB接口14、串口15、開關(guān)與模擬量輸入模塊16、看門狗17、IC卡讀寫模塊18、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)19、CAN控制器/收發(fā)器模塊20、面板鍵盤模塊21、顯示模塊22、指示控制模塊23、開關(guān)量輸出模塊24、GSM通訊模塊25、RS232通訊接口26、打印機(jī)接口27、蜂鳴器28、指示燈29組成，CPU模塊11分別與電源模塊12、GPS接收模塊13、USB接口14、串口15、開關(guān)與模擬量輸入模塊16、看門狗17、IC卡讀寫模塊18、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)19、CAN控制器/收發(fā)器模塊20、面板鍵盤模塊21、顯示模塊22、指示控制模塊23、開關(guān)量輸出模塊24連接，指示控制模塊23與蜂鳴器28、指示燈29連接，串口15分別與GSM通訊模塊25、RS232通訊接口26、打印機(jī)接口27連接，其中當(dāng)車內(nèi)數(shù)據(jù)無(wú)法通過(guò)CAN總線采集時(shí)，開關(guān)量與模擬量輸入模塊16做為車輛數(shù)據(jù)采集的備份接口。
如圖3所示，為CAN總線主控接口模塊結(jié)構(gòu)示意圖，所述的CAN總線接口模塊3A由PCA82C250 CAN收發(fā)器30、SJA1000 CAN控制器31、AT89C51單片機(jī)32、鎖存器33、輸入輸出端子34、EPROM存儲(chǔ)器35、RAM存儲(chǔ)器36組成，AT89C51單片機(jī)32分別與SJA1000 CAN控制器31、鎖存器33、輸入輸出端子34和EPROM存儲(chǔ)器35連接，SJA1000 CAN控制器31通過(guò)PCA82C250CAN收發(fā)器30與CAN總線網(wǎng)絡(luò)2連接，EPROM存儲(chǔ)器35與RAM存儲(chǔ)器36連接。
圖4為CAN總線擴(kuò)展接口模塊結(jié)構(gòu)示意圖，在車載系統(tǒng)中，各種設(shè)備均配有串口，因而在建立了CAN網(wǎng)絡(luò)后，我們主要利用現(xiàn)有設(shè)備上自帶的串口和CAN接口轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備的CAN連接，所述的CAN總線擴(kuò)展接口模塊3B由PCA82C250 CAN收發(fā)器37、SJA1000 CAN控制器38、AT89C51單片機(jī)39、RS232串口40組成，AT89C51單片機(jī)39通過(guò)RS232串口40與RS232接口端連接，并通過(guò)SJA1000 CAN控制器38和PCA82C250CAN收發(fā)器37與CAN總線網(wǎng)絡(luò)2連接，其他CAN總線擴(kuò)展接口模塊3C、3D、3E、3F、3G、3H與3B結(jié)構(gòu)一樣。
所述的CPU模塊11采用ARM9系列的處理器，由SAMSUNG(三星)S3C2510A型號(hào)的ARM處理器、1片64Mbytes的SDRAM(同步動(dòng)態(tài)內(nèi)存)、1片32Mbytes的FLASH(閃存)，1片16Mbits的SRAM(靜態(tài)內(nèi)存)組成，SDRAM、SRAM、FLASH均通過(guò)數(shù)據(jù)總線與SAMSUNG(三星)S3C2510A ARM處理器連接。
所述的CAN控制器/收發(fā)器模塊以SJA1000為核心器件實(shí)現(xiàn)，主要完成CAN的通信協(xié)議，而CAN總線收發(fā)器的主要功能是增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護(hù)總線，降低射頻干擾(RFI)，實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)。
如圖5所示，為主控程序流程圖，工作時(shí)本發(fā)明通過(guò)鍵盤和顯示可以實(shí)現(xiàn)的功能GPS接收控制功能利用終端的GPS接收模塊13接收GPS信息，記錄行車軌跡，并可通過(guò)無(wú)線通信模塊實(shí)時(shí)向中心上傳位置信息，完成車輛的監(jiān)控。
行車記錄功能利用CAN總線2和車內(nèi)控制監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，或通過(guò)終端的開關(guān)量與模擬量輸入模塊16采集和計(jì)算車輛行駛速度、行駛里程，各類車載信號(hào)如車門、剎車、方向燈、近遠(yuǎn)光燈、喇叭等開關(guān)狀態(tài)，車輛怠速、引擎轉(zhuǎn)速、機(jī)油壓力、溫度等模擬狀態(tài)，事故疑點(diǎn)、超速、疲勞駕駛等數(shù)據(jù)，駕駛員身份記錄等各類數(shù)據(jù)的記錄、存儲(chǔ)功能。
安全管理功能速度控制功能即超速、怠速、超時(shí)的設(shè)定、報(bào)警與記錄，疲勞駕駛控制功能即疲勞駕駛的設(shè)定、報(bào)警與記錄，事故控制分析功能即事故報(bào)警與記錄，行駛線路控制功能即越界、偏航的設(shè)定、報(bào)警與記錄。
無(wú)線通信功能利用終端的GSM通訊模塊25完成車載終端同后臺(tái)中心的實(shí)時(shí)通訊功能即語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和短信、報(bào)警的監(jiān)聽、監(jiān)視和無(wú)線INTERNET功能。
信息服務(wù)功能為提高對(duì)交通事故、車輛故障、道路阻塞、車內(nèi)乘客情況等的報(bào)告和反應(yīng)能力。終端設(shè)有相應(yīng)的菜單選項(xiàng)/功能按鈕，當(dāng)車輛發(fā)生情況時(shí)，駕駛員只要按下相應(yīng)的按鈕，在調(diào)度室的電子地圖上就會(huì)顯示幾號(hào)車發(fā)回的相應(yīng)的車輛信息。同時(shí)，中心調(diào)度室也可以向終端以文字和語(yǔ)音方式發(fā)送通知和調(diào)度消息、發(fā)送天氣預(yù)報(bào)、道路交通信息等服務(wù)內(nèi)容。
終端參數(shù)的設(shè)置與存儲(chǔ)功能，包括通信參數(shù)通訊協(xié)議選擇、IP地址、端口號(hào)、APN地址、SMS中心號(hào)碼設(shè)置等；顯示參數(shù)亮度、對(duì)比度、顯示標(biāo)題等；音量調(diào)整；定位與監(jiān)控參數(shù)設(shè)置的接口位置匯報(bào)方式(定時(shí)、定距)、匯報(bào)時(shí)間間隔、匯報(bào)距離間隔、停車是否匯報(bào)；報(bào)警參數(shù)接口超速、超時(shí)、怠速、越界、偏航參數(shù)的設(shè)置接口；通話參數(shù)接口通話限制、電話本的設(shè)置接口。
系統(tǒng)擴(kuò)展功能系統(tǒng)可以非常靈活地實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展功能，如自動(dòng)報(bào)站功能、車內(nèi)LED顯示控制功能、移動(dòng)媒體播放控制功能等，實(shí)現(xiàn)方式是做為外掛設(shè)備獨(dú)立完成其特定硬件功能，同時(shí)在CAN總線網(wǎng)絡(luò)中增加功能節(jié)點(diǎn)，在智能車載終端的軟件中增加相應(yīng)功能模塊程序，智能車載終端的主控功能模塊利用CAN網(wǎng)絡(luò)與外掛設(shè)備通訊，發(fā)送和接收控制指令、傳輸數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的協(xié)同工作和功能一體化。
權(quán)利要求1.一種基于CAN總線的智能車載終端，其特征在于，由主控功能模塊(1)、CAN總線網(wǎng)絡(luò)(2)、CAN總線主控接口模塊3A、CAN總線擴(kuò)展接口模塊3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H和擴(kuò)展功能模塊組成，所述的擴(kuò)展功能模塊為藍(lán)牙通訊模塊(4)、DVD數(shù)字視頻(5)、DVB-T數(shù)字移動(dòng)電視(6)、自導(dǎo)航系統(tǒng)(7)、公交報(bào)站器(8)、LED顯示(9)、視頻監(jiān)控(10)，主控功能模塊(1)通過(guò)CAN總線主控接口模塊3A接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)(2)，并通過(guò)CAN總線擴(kuò)展接口模塊3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H分別與擴(kuò)展功能模塊的藍(lán)牙通訊模塊(4)、DVD數(shù)字視頻(5)、DVB-T數(shù)字移動(dòng)電視(6)、自導(dǎo)航系統(tǒng)(7)、公交報(bào)站器(8)、LED顯示(9)、視頻監(jiān)控(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的智能車載終端，其特征在于，所述的主控功能模塊(1)由CPU模塊(11)、電源模塊(12)、GPS接收模塊(13)、USB接口(14)、串口(15)、開關(guān)與模擬量輸入模塊(16)、看門狗(17)、IC卡讀寫模塊(18)、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(19)、CAN控制器/收發(fā)器模塊(20)、面板鍵盤模塊(21)、顯示模塊(22)、指示控制模塊(23)、開關(guān)量輸出模塊(24)、GSM通訊模塊(25)、RS232通訊接口(26)、打印機(jī)接口(27)、蜂鳴器(18)、指示燈(29)組成，CPU模塊(11)分別與電源模塊(12)、GPS接收模塊(13)、USB接口(14)、串口(15)、開關(guān)與模擬量輸入模塊(16)、看門狗(17)、IC卡讀寫模塊(18)、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(19)、CAN控制器/收發(fā)器模塊(20)、面板鍵盤模塊(21)、顯示模塊(22)、指示控制模塊(23)、開關(guān)量輸出模塊(24)連接，指示控制模塊(23)與蜂鳴器(28)、指示燈(29)連接，串口(15)分別與GSM通訊模塊(25)、RS232通訊接口(26)、打印機(jī)接口(27)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的智能車載終端，其特征在于，所述的CAN總線接口模塊3A由CAN收發(fā)器(30)、CAN控制器(31)、單片機(jī)(32)、鎖存器(33)、輸入輸出端子(34)、存儲(chǔ)器(35)、存儲(chǔ)器(36)組成，單片機(jī)(32)分別與CAN控制器(31)、鎖存器(33)、輸入輸出端子(34)和存儲(chǔ)器(35)連接，CAN控制器(31)通過(guò)CAN收發(fā)器(30)與CAN總線網(wǎng)絡(luò)(2)連接，存儲(chǔ)器(35)與RAM存儲(chǔ)器(36)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的智能車載終端，其特征在于，所述的CAN總線擴(kuò)展接口模塊3B由CAN收發(fā)器(37)、CAN控制器(38)、單片機(jī)(39)、串口(40)組成，單片機(jī)(39)通過(guò)串口(40)與RS232接口端連接，并通過(guò)CAN控制器(38)和CAN收發(fā)器(37)與CAN總線網(wǎng)絡(luò)(2)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的智能車載終端，其特征在于，所述的CPU模塊(11)采用ARM9系列的處理器，由ARM處理器、1片64Mbytes的同步動(dòng)態(tài)內(nèi)存、1片32Mbytes的閃存，1片16Mbits的靜態(tài)內(nèi)存組成，同步動(dòng)態(tài)內(nèi)存、閃存、靜態(tài)內(nèi)存均通過(guò)數(shù)據(jù)總線與ARM處理器連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于CAN總線的智能車載終端，其特征在于，由主控功能模塊、CAN總線網(wǎng)絡(luò)、CAN總線主控接口模塊、CAN總線擴(kuò)展接口模塊和擴(kuò)展功能模塊組成，所述的擴(kuò)展功能模塊為藍(lán)牙通訊模塊、DVD數(shù)字視頻、DVB－T數(shù)字移動(dòng)電視、自導(dǎo)航系統(tǒng)、公交報(bào)站器、LED顯示、視頻監(jiān)控，主控功能模塊通過(guò)CAN總線主控接口模塊接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)CAN總線擴(kuò)展接口模塊分別與擴(kuò)展功能模塊連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是以32嵌入式CPU替代傳統(tǒng)單片機(jī)車載終端，提高了產(chǎn)品性能和擴(kuò)展能力，并利用強(qiáng)大運(yùn)算能力的操作系統(tǒng)對(duì)各種采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，省掉目前常規(guī)記錄儀采集數(shù)據(jù)所使用的傳感器等附加設(shè)備。
文檔編號(hào)H04L12/40GK2896810SQ20062004108
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月17日
發(fā)明者胡宏偉, 張力, 尚玉琴, 程瑞忠, 樓志杰, 黃立 申請(qǐng)人:上海三浪立杰通信科技有限公司