汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置及基于該裝置的汽車智能化設(shè)備即插即用的擴(kuò)展方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置及基于該裝置的汽車智能化設(shè)備即插即用的擴(kuò)展方法，該裝置包括電源模塊、微處理模塊和一個(gè)以上用于與汽車總線連接的總線收發(fā)器模塊，各個(gè)總線收發(fā)器模塊分別連接在微處理模塊上，電源模塊用于給微處理模塊和總線收發(fā)器模塊供電，系統(tǒng)中外接設(shè)備通過擴(kuò)展總線連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，車輛總線網(wǎng)絡(luò)連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，視頻輸入接口連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，視頻輸入接口上連接有汽車顯示屏。其將多種總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，在CPU內(nèi)置設(shè)備ID列表，可自動(dòng)與連接設(shè)備進(jìn)行雙向起鏈路機(jī)制連接。
【專利說明】
汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置及基于該裝置的汽車智能化設(shè)備即插即用的擴(kuò)展方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開一種汽車輔助電子設(shè)備及應(yīng)用方法，特別是一種汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置及基于該裝置的汽車智能化設(shè)備即插即用的擴(kuò)展方法，屬于汽車電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車電子化程度越來越高，各種總線在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了一個(gè)典型的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0003]目前，主流的車載總線包括CAN、LIN、MOST、Flexray等，各個(gè)總線對其所針對的應(yīng)用領(lǐng)域來說有很好的針對性，可靠性以及穩(wěn)定性也很高。然而，各總線的特點(diǎn)及傳統(tǒng)車輛的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定了不同的總線網(wǎng)絡(luò)形成了很多“孤島”(即在一定范圍內(nèi)互聯(lián)，對外隔絕聯(lián)系)，各總線網(wǎng)絡(luò)之間缺乏聯(lián)系，信息相對孤立。
[0004]汽車的智能化功能往往需要收集多組數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷決策處理，這些數(shù)據(jù)可能分布于不同的總線上，由于傳統(tǒng)的汽車總線網(wǎng)絡(luò)之間缺乏有效的溝通和聯(lián)系，一般汽車智能化設(shè)備擴(kuò)展時(shí)需要采取如圖1所示的架構(gòu)，如圖1所示，所有需要擴(kuò)展的設(shè)備分別接入到汽車不同的總線上，以便收集不同總線上的數(shù)據(jù);所有設(shè)備的視頻全部進(jìn)入到車輛現(xiàn)有的視頻輸入接口，再將數(shù)據(jù)送顯示屏進(jìn)行顯示，這種方式存在如下問題:1、設(shè)備需要的總線接口較多，且存在不確定性。硬件/軟件的設(shè)計(jì)只能是專車專用，造成重復(fù)開發(fā)及成本的浪費(fèi)。
2、因設(shè)備需要的總線接口較多，造成線束增加，同時(shí)為設(shè)備安裝時(shí)的布線造成困擾。3、因不同車型總線特性及數(shù)據(jù)邏輯的差異，設(shè)備安裝時(shí)需要進(jìn)行調(diào)試和匹配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的汽車總線種類多，總線網(wǎng)絡(luò)之間缺乏有效的溝通和聯(lián)系的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置及基于該裝置的汽車智能化設(shè)備即插即用的擴(kuò)展方法，其將多種總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，在CPU內(nèi)置設(shè)備ID列表，可自動(dòng)與連接設(shè)備進(jìn)行雙向起鏈路機(jī)制連接。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置，該裝置包括電源模塊、微處理模塊和一個(gè)以上用于與汽車總線連接的總線收發(fā)器模塊，各個(gè)總線收發(fā)器模塊分別連接在微處理模塊上，電源模塊用于給微處理模塊和總線收發(fā)器模塊供電。
[0007]—種應(yīng)用如上述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置的汽車系統(tǒng)，其特征是:所述的系統(tǒng)中外接設(shè)備通過擴(kuò)展總線連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，車輛總線網(wǎng)絡(luò)連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，視頻輸入接口連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，視頻輸入接口上連接有汽車顯示屏。
[0008]—種基于上述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置的汽車智能化設(shè)備即插即用的擴(kuò)展方法，該方法包括下述步驟:
(1)、在MCU中存儲(chǔ)有可以支持的即插即用設(shè)備的ID列表； (2)、當(dāng)有新的外接設(shè)備接入時(shí)，外接設(shè)備上電后等待MCU讀取設(shè)備信息，如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)新的外接設(shè)備接收到了MCU讀取設(shè)備信息的請求，設(shè)備將應(yīng)答設(shè)備ID，MCU接收到設(shè)備ID后，將在設(shè)備ID列表中查詢是否支持該設(shè)備，如果支持，MCU將應(yīng)答新接入設(shè)備，允許該設(shè)備的接入，并跳轉(zhuǎn)至步驟(5);否則將拒絕該設(shè)備的接入；
如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)新的外接設(shè)備未接收到MCU讀取設(shè)備信息的請求，則
(3)、新的外接設(shè)備將主動(dòng)發(fā)送設(shè)備ID和接入請求給MCU;
(4)、MCU接收到新的外接設(shè)備接入請求后，在設(shè)備ID列表中查詢是否支持該設(shè)備，如果支持，則MCU將應(yīng)答新接入設(shè)備，允許該設(shè)備的接入，并跳轉(zhuǎn)至步驟(5);否則將拒絕該設(shè)備的接入；
(5)、在新的外接設(shè)備接入的交互過程完成后，MCU根據(jù)設(shè)備ID確定其應(yīng)該包含的功能，并將功能對應(yīng)的數(shù)據(jù)ID添加到發(fā)送列表中，周期性的向新設(shè)備發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)，新設(shè)備依據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)ID進(jìn)行響應(yīng)即可。
[0009 ]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案進(jìn)一步還包括:
所述的總線收發(fā)器模塊包括一個(gè)以上的CAN總線收發(fā)器，CAN總線收發(fā)器的高低電平輸入端之間跨接有總線終端電阻。
[0010]所述的總線收發(fā)器模塊包括一個(gè)以上的RS-485收發(fā)器，RS-485收發(fā)器連接在微處理模塊的串口上，RS-485收發(fā)器的正電源端連接有濾波電容C8，RS-485收發(fā)器的高低電平輸入端上分別連接有偏置電阻，偏置電阻R8連接在正電源和RS-485收發(fā)器的高電平輸入端之間，偏置電阻R9連接在地和RS-485收發(fā)器的低電平輸入端之間，RS-485收發(fā)器的高低電平輸入端之間分別跨接有總線終端電阻R10。
[0011 ]所述的本實(shí)施例中，電源模塊采用LD0。
[0012]所述的LDO的輸入端上連接有濾波電容C4和濾波電容C5，LDO的輸出端上連接有濾波電容C6和濾波電容C7。
[0013]所述的LDO的輸入端上串接有二極管Dl。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:1、本發(fā)明經(jīng)過歸一化處理后，不同車型、不同的總線、不同的協(xié)議轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的透明的接口和協(xié)議，將不同車型的差異性完全剝離出來，智能化設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)調(diào)試不需要考慮車型的差異，大大降低了重復(fù)開發(fā)的成本。2、車輛不同類型的總線數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，有效的消除了 “孤島”，使數(shù)據(jù)的綜合判斷和決策成為可能。3、本發(fā)明將原來的每個(gè)設(shè)備需要連接多個(gè)不同的總線變?yōu)樗性O(shè)備掛載到統(tǒng)一的總線上，大大減少了線束數(shù)量，降低布線難度。4、本發(fā)明采用統(tǒng)一的透明化的擴(kuò)展總線接口，設(shè)備的即插即用成為可能，設(shè)備的擴(kuò)展不再需要根據(jù)不同車型進(jìn)行調(diào)試。
[0015]下面將結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為傳統(tǒng)的汽車智能化設(shè)備擴(kuò)展方法電路方框圖。
[0017]圖2為本發(fā)明基于汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的汽車智能化設(shè)備擴(kuò)展方法電路方框圖。
[0018]圖3為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置電路原理圖。
[0019]圖4為本發(fā)明擴(kuò)展方法電路流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本實(shí)施例為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)與本實(shí)施例相同或近似的，均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0021]請參看附圖3，本發(fā)明中的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置主要包括電源模塊、微處理模塊和一個(gè)以上的總線收發(fā)器模塊，各個(gè)總線收發(fā)器模塊分別連接在微處理模塊上，用于與各個(gè)汽車總線連接，本實(shí)施例中，總線收發(fā)器模塊設(shè)有四個(gè)，其中三個(gè)為CAN總線收發(fā)器，用于完成總線電平的轉(zhuǎn)換，CAN總線收發(fā)器的高低電平輸入端之間分別跨接有總線終端電阻;總線收發(fā)器模塊中的第四個(gè)為RS-485收發(fā)器，RS-485收發(fā)器連接在微處理模塊的串口上，RS-485收發(fā)器的正電源端連接有濾波電容C8，RS-485收發(fā)器的高低電平輸入端上分別連接有偏置電阻，用于為總線提供合適的偏置電壓，其中，偏置電阻R8連接在正電源和RS-485收發(fā)器的高電平輸入端之間，偏置電阻R9連接在地和RS-485收發(fā)器的低電平輸入端之間，RS-485收發(fā)器的高低電平輸入端之間分別跨接有總線終端電阻R10，RS-485收發(fā)器為所有需要擴(kuò)展的設(shè)備均按照事先制定好的協(xié)議連接到設(shè)備擴(kuò)展總線上。本實(shí)施例中，以CAN總線和RS-485總線為例進(jìn)行具體說明，具體實(shí)施時(shí)，總線收發(fā)器模塊還可以包括LIN、MOST、FleXray等總線模塊。
[0022]本實(shí)施例中，微處理模塊主要為MCU，M⑶主要完成數(shù)據(jù)的采集、過濾、解析、歸一化處理及即插即用設(shè)備的識(shí)別和管理。
[0023]本實(shí)施例中，電源模塊采用LD0(LD0即low dropout regulator，是一種低壓差線性穩(wěn)壓器)用于完成高電壓向低電壓的轉(zhuǎn)換，將汽車低壓蓄電池電源BAT轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)電源VCC，用于給微處理模塊和總線收發(fā)器模塊供電，本實(shí)施例中，LDO的輸入端上連接有濾波電容C4和濾波電容C5，濾波電容C4和濾波電容C5為輸入旁路電容對輸入電壓進(jìn)行濾波，LDO的輸出端上連接有濾波電容C6和濾波電容C7，濾波電容C6和濾波電容C7為輸出旁路電容對輸出電壓進(jìn)行濾波，本實(shí)施例中，在LDO的輸入端上還串接有二極管Dl，二極管Dl用于電源的反接保護(hù)。
[0024]請參看附圖2，本發(fā)明應(yīng)用異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置的汽車系統(tǒng)為，外設(shè)設(shè)備直接通過擴(kuò)展總線連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，車輛總線網(wǎng)絡(luò)連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，視頻輸入接口連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，視頻輸入接口上連接有汽車顯示屏。
[0025]本發(fā)明中的汽車智能化設(shè)備即插即用的擴(kuò)展方法是利用一種雙向起鏈路機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的即插即用，具體包括下述步驟:
(1)、在MCU中存儲(chǔ)有可以支持的即插即用設(shè)備的ID列表；
(2)、當(dāng)有新的外接設(shè)備接入時(shí)，外接設(shè)備上電后等待MCU讀取設(shè)備信息，如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)(本實(shí)施例中，將其設(shè)定為1S)新的外接設(shè)備接收到了MCU讀取設(shè)備信息的請求(中央處理單元發(fā)起鏈路)，設(shè)備將向中央處理單元回復(fù)自身ID，表示該設(shè)備存在，中央處理單元接收到設(shè)備ID后，將在設(shè)備ID列表中查詢是否支持該設(shè)備，如果支持，MCU將應(yīng)答新接入設(shè)備，允許該設(shè)備的接入，并跳轉(zhuǎn)至步驟(5);否則將拒絕該設(shè)備的接入；
在設(shè)定時(shí)間內(nèi)(本實(shí)施例中，將其設(shè)定為1S)未接收到MCU讀取設(shè)備信息的請求，則
(3)、新的外接設(shè)備將主動(dòng)發(fā)送設(shè)備ID和接入請求給MCU(新設(shè)備發(fā)起鏈路)；
(4)、MCU接收到新的外接設(shè)備接入請求后，在設(shè)備ID列表中查詢是否支持該設(shè)備，如果支持，則MCU將應(yīng)答新接入設(shè)備，允許該設(shè)備的接入;否則將拒絕該設(shè)備的接入；
(5)、在新的外接設(shè)備接入的交互過程完成后，MCU根據(jù)設(shè)備ID確定其應(yīng)該包含的功能，并將功能對應(yīng)的數(shù)據(jù)ID添加到發(fā)送列表中。后來將周期性的向新設(shè)備發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)，新設(shè)備依據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)ID進(jìn)行響應(yīng)即可。
[0026]本發(fā)明經(jīng)過歸一化處理后，不同車型、不同的總線、不同的協(xié)議轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的透明的接口和協(xié)議，將不同車型的差異性完全剝離出來，智能化設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)調(diào)試不需要考慮車型的差異，大大降低了重復(fù)開發(fā)的成本。車輛不同類型的總線數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，有效的消除了“孤島”，使數(shù)據(jù)的綜合判斷和決策成為可能。本發(fā)明將原來的每個(gè)設(shè)備需要連接多個(gè)不同的總線變?yōu)樗性O(shè)備掛載到統(tǒng)一的總線上，大大減少了線束數(shù)量，降低布線難度。本發(fā)明采用統(tǒng)一的透明化的擴(kuò)展總線接口，設(shè)備的即插即用成為可能，設(shè)備的擴(kuò)展不再需要根據(jù)不同車型進(jìn)行調(diào)試。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置，其特征是:所述的裝置包括電源模塊、微處理模塊和一個(gè)以上用于與汽車總線連接的總線收發(fā)器模塊，各個(gè)總線收發(fā)器模塊分別連接在微處理模塊上，電源模塊用于給微處理模塊和總線收發(fā)器模塊供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置，其特征是:所述的總線收發(fā)器模塊包括一個(gè)以上的CAN總線收發(fā)器，CAN總線收發(fā)器的高低電平輸入端之間跨接有總線終端電阻。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置，其特征是:所述的總線收發(fā)器模塊包括一個(gè)以上的RS-485收發(fā)器，RS-485收發(fā)器連接在微處理模塊的串口上，RS-485收發(fā)器的正電源端連接有濾波電容C8，RS-485收發(fā)器的高低電平輸入端上分別連接有偏置電阻，偏置電阻R8連接在正電源和RS-485收發(fā)器的高電平輸入端之間，偏置電阻R9連接在地和RS-485收發(fā)器的低電平輸入端之間，RS-485收發(fā)器的高低電平輸入端之間分別跨接有總線終端電阻Rl O。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置，其特征是:所述的本實(shí)施例中，電源模塊采用LDO。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置，其特征是:所述的LDO的輸入端上連接有濾波電容C4和濾波電容C5，LD0的輸出端上連接有濾波電容C6和濾波電容C7。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置，其特征是:所述的LDO的輸入端上串接有二極管Dl。7.—種應(yīng)用如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置的汽車系統(tǒng)，其特征是:所述的系統(tǒng)中外接設(shè)備通過擴(kuò)展總線連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，車輛總線網(wǎng)絡(luò)連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，視頻輸入接口連接在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置上，視頻輸入接口上連接有汽車顯示屏。8.—種基于權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合裝置的汽車智能化設(shè)備即插即用的擴(kuò)展方法，其特征是:所述的方法包括下述步驟: (1)、在MCU中存儲(chǔ)有可以支持的即插即用設(shè)備的ID列表； (2)、當(dāng)有新的外接設(shè)備接入時(shí)，外接設(shè)備上電后等待MCU讀取設(shè)備信息，如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)新的外接設(shè)備接收到了MCU讀取設(shè)備信息的請求，設(shè)備將應(yīng)答設(shè)備ID，MCU接收到設(shè)備ID后，將在設(shè)備ID列表中查詢是否支持該設(shè)備，如果支持，MCU將應(yīng)答新接入設(shè)備，允許該設(shè)備的接入，并跳轉(zhuǎn)至步驟(5);否則將拒絕該設(shè)備的接入； 如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)新的外接設(shè)備未接收到MCU讀取設(shè)備信息的請求，則 (3)、新的外接設(shè)備將主動(dòng)發(fā)送設(shè)備ID和接入請求給MCU; (4)、MCU接收到新的外接設(shè)備接入請求后，在設(shè)備ID列表中查詢是否支持該設(shè)備，如果支持，則MCU將應(yīng)答新接入設(shè)備，允許該設(shè)備的接入，并跳轉(zhuǎn)至步驟(5);否則將拒絕該設(shè)備的接入； (5)、在新的外接設(shè)備接入的交互過程完成后，MCU根據(jù)設(shè)備ID確定其應(yīng)該包含的功能，并將功能對應(yīng)的數(shù)據(jù)ID添加到發(fā)送列表中，周期性的向新設(shè)備發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)，新設(shè)備依據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)ID進(jìn)行響應(yīng)。
【文檔編號(hào)】B60R16/023GK106004730SQ201610547662
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】張紀(jì)崗, 班榮寧, 龍曉輝
【申請人】深圳華汽車科技有限公司, 深圳華一汽車科技有限公司