專利名稱：車載信息中心控制單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于安裝在車輛上的車載信息中心，特別是涉及一種將車輛信息實時顯示、地理位置、交通路況、車載娛樂、本地及遠(yuǎn)程故障診斷功能集于一身，且集成度高、故障辨識程度高、數(shù)據(jù)傳輸量大的車載信息中心控制單元。
背景技術(shù)：
汽車產(chǎn)業(yè)和電子信息產(chǎn)業(yè)是中國國民經(jīng)濟(jì)中規(guī)模最大的兩個產(chǎn)業(yè)，汽車電子作為兩者相結(jié)合的新興產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為中國乃至全球汽車工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)中最引人注目的新興增長點(diǎn)。車載信息中心控制單元作為一種車載信息系統(tǒng)，在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行了功能的完善，更加適應(yīng)人機(jī)交互人性化、便捷化、快速化的需求。目前的車載信息設(shè)備主要功能分為本地信息服務(wù)和遠(yuǎn)程信息服務(wù)。本地信息服務(wù)主要包括汽車信息顯示、故障診斷、多媒體等功能。遠(yuǎn)程信息服務(wù)是指通過無線網(wǎng)絡(luò)的語音、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)， 中央處理系統(tǒng)與車輛進(jìn)行交互式通訊，從而為駕駛員提供位置信息、交通信息、最佳路線規(guī)劃、事故緊急求助、車輛遠(yuǎn)程診斷、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等，從而實現(xiàn)汽車功能的全面拓展。目前的車載信息設(shè)備有很多種類，但是存在以下缺點(diǎn)
I、目前相關(guān)產(chǎn)品集成度低，不能有效地將本地信息服務(wù)與遠(yuǎn)程信息服務(wù)結(jié)合起來。例如公開號為CN101782778 A “車載信息系統(tǒng)多功能測試平臺及主控制器的控制結(jié)構(gòu)”中的技術(shù)方案。2、診斷功能簡單，例如只采用將故障代碼發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)中心，故障的辨識程度低，不能有效對汽車保養(yǎng)和基礎(chǔ)維修進(jìn)行指導(dǎo)。例如公開號為CN 101544224A“車載故障信息系統(tǒng)”中的技術(shù)方案。3、遠(yuǎn)程信息由于多采用GPRS模塊，數(shù)據(jù)傳輸量有限，只適用于傳輸有限量數(shù)據(jù)， 不能實現(xiàn)真正的遠(yuǎn)程信息服務(wù)。例如公開號為CN 201134028Y “車載遠(yuǎn)程診斷控制裝置和信息系統(tǒng)”中的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種產(chǎn)品集成度高、故障辨識程度高、數(shù)據(jù)傳輸量大的車載信息中心控制單元。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是本發(fā)明車載信息中心控制單元，包括與車輛總線接口連接的接口電路、電源模塊，還包括3G無線通訊模塊205、與接口電路連接的16位數(shù)據(jù)處理模塊、與16位數(shù)據(jù)處理模塊連接的32位數(shù)據(jù)處理模塊、與16位數(shù)據(jù)處理模塊和32位數(shù)據(jù)處理模塊連接的SD卡和固態(tài)硬盤，16位數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊、故障診斷模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊，32位數(shù)據(jù)處理模塊包括GPS模塊、 藍(lán)牙模塊、視頻處理模塊、音頻輸出模塊、顯示模塊，車輛總線接口與車輛電子控制網(wǎng)絡(luò)連接，3G無線通訊模塊通過3G無線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程信息服務(wù)中心連接。
所述的GPS模塊與信號輸入設(shè)備連接，藍(lán)牙模塊與用戶移動電話連接，視頻處理模塊與倒車攝像連接，音頻輸出模塊與車內(nèi)音響連接，顯示模塊與顯示屏連接。所述的接口電路包括CAN、LIN、κ-line電路。所述的信號輸入設(shè)備是按鍵和觸摸屏兩套輸入設(shè)備。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
本發(fā)明車載信息中心控制單元，具有如下優(yōu)點(diǎn)
I、本發(fā)明通過集成A R M處理單元、高速數(shù)據(jù)采集芯片、3 G無線通訊模塊、藍(lán)牙模塊、G P S模塊、后視攝像頭等硬件模組，采用智能操作系統(tǒng)(Android、linux)對資源進(jìn)行合理分配，可以滿足用戶信息和娛樂方面的需求，并且系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，可以根據(jù)用戶需求分別配置，因此本發(fā)明的集成度高。2、本發(fā)明將一定時間段內(nèi)的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)存儲區(qū)SD卡和固態(tài)硬盤內(nèi)，處理系統(tǒng)對歷史數(shù)據(jù)按專家規(guī)則進(jìn)行分析、計算，實時為用戶提供診斷服務(wù)、 保養(yǎng)提示，并內(nèi)置了車輛的維修手冊和維修建議，以便于在脫離網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)下的故障處理。因此本發(fā)明的故障辨識程度高。3、本發(fā)明采用3G無線通訊模塊，數(shù)據(jù)傳輸量大，可實現(xiàn)更全面的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如地圖交通數(shù)據(jù)實時更新，網(wǎng)頁瀏覽，郵件處理，媒體信息訂閱、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲等。4、本發(fā)明采用固態(tài)硬盤技術(shù)作為數(shù)據(jù)存儲區(qū)，解決了現(xiàn)有車載硬盤可靠性差，運(yùn)行速度慢的缺點(diǎn)，使數(shù)據(jù)存儲更加安全，且數(shù)據(jù)存儲量非常大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有車載信息的數(shù)據(jù)存儲量。5、本發(fā)明將本地信息服務(wù)和遠(yuǎn)程信息服務(wù)連接起來，使中央處理系統(tǒng)與車輛進(jìn)行交互式通訊，從而為駕駛員實時提供事故緊急求助、車輛遠(yuǎn)程診斷等，將本地及遠(yuǎn)程故障診斷功能集于一身，從而實現(xiàn)汽車功能的全面拓展。


圖I是本發(fā)明車載信息中心控制單元結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明與車輛控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖。附圖中主要部件符號說明
101:發(fā)動機(jī)電子控制單元
103:車身穩(wěn)定系統(tǒng)電子控制單元
105:車身控制模塊
107:倒車?yán)走_(dá)電子控制單元
109:胎壓報警電子控制單元
201:車輛電子控制網(wǎng)絡(luò) 203 :CAN、LIN、K-Iine 接口電路
2053G無線通訊模塊
207:遠(yuǎn)程信息服務(wù)中心
209:數(shù)據(jù)采集模塊
211:數(shù)據(jù)輸出模塊
21332位數(shù)據(jù)處理模塊
102自動變速器電子控制單元
104:電動助力轉(zhuǎn)向電子控制單元
106:安全氣囊電子控制單元
108:車載信息中心控制單元
110:倒車后視攝像頭
202:車輛總線接口 204 電源模塊
2063G無線網(wǎng)絡(luò)
208:16位數(shù)據(jù)處理模塊
210:故障診斷模塊
212SD卡和固態(tài)硬盤
214:GPS 模塊215:藍(lán)牙模塊216 :視頻處理模塊217:音頻輸出模塊218 :顯不I旲塊219:信號輸入設(shè)備220 :用戶移動電話221:倒車攝像222 :車內(nèi)音響223:顯示屏。
具體實施例方式以下參照附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。本發(fā)明車載信息中心控制單元，圖I是本發(fā)明車載信息中心控制單元結(jié)構(gòu)圖；圖2 是本發(fā)明與車輛控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖。如圖I、圖2所示，本發(fā)明是一種集合了本地信息服務(wù)和遠(yuǎn)程信息服務(wù)相結(jié)合的新型車載信息系統(tǒng)，本發(fā)明車載信息中心控制單元安裝于車輛上，通過數(shù)據(jù)總線與車內(nèi)控制器網(wǎng)絡(luò)相連。本發(fā)明車載信息中心控制單元108，通過車輛總線接口 202與車輛其他電子控制單元即車輛電子控制網(wǎng)絡(luò)201相連接，進(jìn)行通訊。車輛總線接口通過OBDII接口與車內(nèi)線束連接。本發(fā)明還有3G無線網(wǎng)絡(luò)接口 206。本發(fā)明車載信息中心控制單元108，主要組成有與車輛總線接口連接的接口電路203、電源模塊204、3G無線通訊模塊205、與接口電路連接的16位數(shù)據(jù)處理模塊208、與 16位數(shù)據(jù)處理模塊連接的32位數(shù)據(jù)處理模塊213、與16位數(shù)據(jù)處理模塊和32位數(shù)據(jù)處理模塊連接的SD卡和固態(tài)硬盤212。所述接口電路203包括CAN、LIN、K-Iine電路。車輛總線接口是通過OBDII接口連接，連接的總線類型是CAN (控制器局域網(wǎng)絡(luò)Controller Area Network)總線、LIN (本地互連網(wǎng)絡(luò)Local Interconnect Network)總線、K_line (KWP2000)總線。遵循的通訊協(xié)議包括J1850、IS011898、KWP2000、IS015765等協(xié)議中的部分或全部規(guī)范。具體的通訊類型由各控制單元的具體情況而定，車載信息中心控制單元本身兼容以上所述各種接口， 并且在通訊中自動識別控制器類型、接口模式，實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)采集。電源模塊204為車載信息中心控制單元提供電源，物理連接由OBDII接口供電，車內(nèi)電壓為12V，經(jīng)由I旲塊穩(wěn)壓，轉(zhuǎn)換為5V、3. 3V為控制單兀各部分供電。3G無線通訊模塊205通過3G無線網(wǎng)絡(luò)206與遠(yuǎn)程信息服務(wù)中心207連接。16位數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊209、故障診斷模塊210和數(shù)據(jù)輸出模塊 211。16位數(shù)據(jù)處理模塊，利用本模塊可以進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集的特性，通過車輛總線接口(CAN、LIN、K_line等數(shù)據(jù)總線)與車輛控制器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，采集車輛各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，故障診斷信息。通訊協(xié)議遵循ISO 14230, J1850、IS011898、KWP2000、IS015765等協(xié)議中的部分或全部規(guī)范。對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和轉(zhuǎn)換，形成最終數(shù)據(jù)，存儲于固態(tài)硬盤中的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。內(nèi)部程序會定時通過內(nèi)部的專家判定系統(tǒng)程序?qū)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 當(dāng)有故障發(fā)生時或有必要提示保養(yǎng)時，通過內(nèi)部高速數(shù)據(jù)總線把故障報警信息傳遞給32 位處理模塊，并將報警信息或保養(yǎng)提示顯示在用戶界面上。同時，處理模塊把報警信息通過 3G數(shù)據(jù)通訊模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程信息服務(wù)中心，獲得遠(yuǎn)程服務(wù)。車輛各控制單元常規(guī)的狀態(tài)信息會定時在用戶界面上進(jìn)行更新。16位數(shù)據(jù)處理模塊是由飛思卡爾半導(dǎo)體公司出品的MC9S12XDP512MAG單片機(jī)為核心部件設(shè)計的板卡，此款單片機(jī)擁有一個主處理單元和一個協(xié)處理單元，利用協(xié)處理單元可以實現(xiàn)快速、不間斷的總線通訊能力，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的實時性要求。32位數(shù)據(jù)處理模塊包括GPS模塊214、藍(lán)牙模塊215、視頻處理模塊216、音頻輸出模塊217、顯示模塊218。所述的GPS模塊與信號輸入設(shè)備219連接，藍(lán)牙模塊與用戶移動電話220連接，視頻處理模塊與倒車攝像221連接，音頻輸出模塊與車內(nèi)音響222連接，顯示模塊與顯示屏 223連接。所述的信號輸入設(shè)備是按鍵和觸摸屏兩套輸入設(shè)備。GPS (全球定位系統(tǒng))模塊主要通過通訊衛(wèi)星獲取車輛當(dāng)前的地理位置信息，以便于為用戶提供地理位置服務(wù)，導(dǎo)航服務(wù)。GPS (Global Positioning System全球定位系統(tǒng))模塊采用ublox芯片組,通過接收定位衛(wèi)星發(fā)出的無線信號，通過計算分析出設(shè)備當(dāng)前地理位置，主要用于車輛的定位、 用戶導(dǎo)航功能。其中定位功能結(jié)合3G無線通訊模塊連接遠(yuǎn)程服務(wù)中心，可以為用戶提供道路交通信息、出行路徑規(guī)劃、一鍵導(dǎo)航、餐飲維修場所查詢等服務(wù)。系統(tǒng)內(nèi)置導(dǎo)航軟件和電子地圖，可以實現(xiàn)離線導(dǎo)航，具有定位、測速、導(dǎo)航、語音提示等基本功能及通過觸摸屏實現(xiàn)信息查詢、導(dǎo)航路徑保存等功能。其中地圖數(shù)據(jù)存儲于SD卡中，便于用戶安裝升級。藍(lán)牙模塊主要用于用戶移動電話的免提服務(wù)，短信和郵件與車載信息中心同步共享。視頻處理模塊用于接收倒車后視攝像頭110的圖像信息，便于駕駛員在倒車時判斷與后方障礙物的距離。視頻處理模塊結(jié)合倒車后視攝像頭，在倒車時通過安裝在車身后側(cè)的攝像頭將車后的視頻圖像實時、清晰地顯示在車載LCD屏上，使駕駛員清楚地了解車后的情況，提高倒車的安全性。音頻輸出模塊可以將音頻信號與車內(nèi)音響連接,播放音樂、收音機(jī)、語音提不信肩、O操作系統(tǒng)內(nèi)置圖片瀏覽器，可以實現(xiàn)多種圖片格式的瀏覽、幻燈片顯示、編輯、縮放、美化等操作。 操作系統(tǒng)內(nèi)置媒體播放器，通過顯示模塊可以實現(xiàn)WMA、MP3等音頻格式及AVI、 MKV, WMV, MPEG、MP4等視頻格式文件的播放。通過音頻輸出模塊與車內(nèi)音響連接，實現(xiàn)音樂、語音提示等音頻信號的輸出。顯示模塊連接液晶顯示屏，可以顯示車輛信息、故障報警信息、圖片、視頻文件、倒車后視影像等。32位數(shù)據(jù)處理模塊以ARM處理器芯片為核心，主要作為操作系統(tǒng)的運(yùn)行平臺，為用戶提供娛樂、顯示、導(dǎo)航、人機(jī)交互等服務(wù)。操作系統(tǒng)出于開發(fā)的靈活性和功能要求，選用 Android或Iinux操作系統(tǒng)。3G無線通訊模塊結(jié)合32位數(shù)據(jù)處理平臺及操作系統(tǒng)、顯示屏、觸摸屏等為用戶提供地圖交通數(shù)據(jù)實時更新，網(wǎng)頁瀏覽，郵件處理，媒體信息訂閱、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
圖2是本發(fā)明與車輛控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖。如圖2所示，本發(fā)明車載信息中心控制單元108，通過車輛總線接口與車輛電子控制網(wǎng)絡(luò)201連接進(jìn)行通訊，采集車輛各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障診斷信息。車輛電子控制網(wǎng)絡(luò)201首先需要從以下各控制單元中讀取車輛各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)動機(jī)電子控制單元101、自動變速器電子控制單元102、車身穩(wěn)定系統(tǒng)電子控制單元 103、電動助力轉(zhuǎn)向電子控制單元104、車身控制模塊105、安全氣囊電子控制單元106。然后利用車載信息中心控制單元的顯示模塊218作為以下控制單元的顯示設(shè)備 倒車?yán)走_(dá)電子控制單元107、胎壓報警電子控制單元109和倒車后視攝像頭110的圖像顯示屏。倒車后視攝像頭所拍攝的圖像由視頻傳輸線傳輸給車載信息中心控制單元。從各控制單元采集的車輛狀態(tài)信息主要包括車內(nèi)各系統(tǒng)的故障情況、故障代碼、 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、冷卻液溫度、發(fā)動機(jī)運(yùn)行時間、行使里程、蓄電池電壓、胎壓信號、車身姿態(tài)等等f目息。16位數(shù)據(jù)處理模塊將上述采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為有效的物理數(shù)據(jù)存儲在固態(tài)硬盤212中的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。16位數(shù)據(jù)處理模塊定時經(jīng)由內(nèi)部數(shù)據(jù)總線把這些信息發(fā)送給 32位數(shù)據(jù)處理模塊213，由顯示模塊顯示，便于用戶查詢。GPS模塊采集到的地圖數(shù)據(jù)存儲于SD卡中，便于用戶安裝升級，16位數(shù)據(jù)處理模塊將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為有效的物理數(shù)據(jù)存儲在固態(tài)硬盤中的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。本發(fā)明采用SD卡和固態(tài)硬盤作為數(shù)據(jù)存儲區(qū)，解決了現(xiàn)有車載硬盤可靠性差，運(yùn)行速度慢的缺點(diǎn)，使數(shù)據(jù)存儲更加安全，且數(shù)據(jù)存儲量非常大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有車載信息的數(shù)據(jù)存儲量。當(dāng)有故障發(fā)生時，16位數(shù)據(jù)處理模塊中的故障診斷模塊210會根據(jù)故障代碼，歷史存儲的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)等對車輛進(jìn)行診斷，提示用戶故障發(fā)生，并查詢數(shù)據(jù)庫中的故障處理措施給用戶做出維修建議。在固態(tài)硬盤中還內(nèi)置了車輛維修手冊和維護(hù)專家?guī)欤脩艨筛鶕?jù)建議對車輛進(jìn)行維修。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障時，16位數(shù)據(jù)處理模塊會自動傳輸給3G無線通訊模塊205，3G無線通訊模塊205傳輸給3G無線網(wǎng)絡(luò)，3G無線網(wǎng)絡(luò)再向遠(yuǎn)程信息服務(wù)中心 207發(fā)出故障和求援信號，保證用戶的人身安全。當(dāng)不存在明顯故障時，16位數(shù)據(jù)處理模塊會定期分析固態(tài)硬盤中的歷史數(shù)據(jù)，分析車輛的使用狀況，提示用戶對車輛進(jìn)行保養(yǎng)，以避免發(fā)生不必要的故障。本發(fā)明將本地信息服務(wù)和遠(yuǎn)程信息服務(wù)連接起來，使中央處理系統(tǒng)與車輛進(jìn)行交互式通訊，從而為駕駛員實時提供事故緊急求助、車輛遠(yuǎn)程診斷等，將本地及遠(yuǎn)程故障診斷功能集于一身，從而實現(xiàn)汽車功能的全面拓展。
權(quán)利要求
1.一種車載信息中心控制單元，包括與車輛總線接口連接的接口電路、電源模塊，其特征是還包括3G無線通訊模塊(205)、與接口電路連接的16位數(shù)據(jù)處理模塊(208)、與16 位數(shù)據(jù)處理模塊連接的32位數(shù)據(jù)處理模塊(213)、與16位數(shù)據(jù)處理模塊和32位數(shù)據(jù)處理模塊連接的SD卡和固態(tài)硬盤(212)，16位數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊(209)、故障診斷模塊(210)、數(shù)據(jù)輸出模塊(211)，32位數(shù)據(jù)處理模塊包括GPS模塊(214)、藍(lán)牙模塊(215)、 視頻處理模塊(216)、音頻輸出模塊(217)、顯示模塊(218)，車輛總線接口與車輛電子控制網(wǎng)絡(luò)連接，3G無線通訊模塊通過3G無線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程信息服務(wù)中心連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車載信息中心控制單元，其特征是GPS模塊與信號輸入設(shè)備連接，藍(lán)牙模塊與用戶移動電話連接，視頻處理模塊與倒車攝像連接，音頻輸出模塊與車內(nèi)音響連接，顯示模塊與顯示屏連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車載信息中心控制單元，其特征是所述接口電路包括CAN、 LIN、K-Iine 電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載信息中心控制單元，其特征是信號輸入設(shè)備是按鍵和觸摸屏兩套輸入設(shè)備。
全文摘要
一種車載信息中心控制單元，包括與車輛總線接口連接的接口電路、電源模塊，還包括3G無線通訊模塊、與接口電路連接的16位數(shù)據(jù)處理模塊、與16位數(shù)據(jù)處理模塊連接的32位數(shù)據(jù)處理模塊、與16位數(shù)據(jù)處理模塊和32位數(shù)據(jù)處理模塊連接的SD卡和固態(tài)硬盤，16位數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊、故障診斷模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊，32位數(shù)據(jù)處理模塊包括GPS模塊、藍(lán)牙模塊、視頻處理模塊、音頻輸出模塊、顯示模塊，車輛總線接口與車輛電子控制網(wǎng)絡(luò)連接，3G無線通訊模塊通過3G網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程信息服務(wù)中心連接。本發(fā)明將車輛信息實時顯示、地理位置、交通路況、車載娛樂、本地及遠(yuǎn)程故障診斷集于一身，集成度高、故障辨識程度高、數(shù)據(jù)傳輸量大。
文檔編號H04L29/08GK102594929SQ20121010097
公開日2012年7月18日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者季德斌, 張曉明, 張群, 郭琳, 馬如斌, 高琳 申請人:中國第一汽車股份有限公司, 天津一汽夏利汽車股份有限公司