車載儀表集成車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，汽車總線技術(shù)，車載儀表的網(wǎng)絡(luò)通信、顯示、邏輯運(yùn)算等軟硬件設(shè)計(jì)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]車聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)下越來(lái)越普及，其基本功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和利用，并根據(jù)不同的功能需求對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。在車端來(lái)說(shuō)主要有兩種形式，前裝和后裝，將來(lái)前裝會(huì)是大趨勢(shì)。
[0003]目前前裝一般都是以一個(gè)單獨(dú)的車載模塊的形式存在，這就需要配置包括CAN網(wǎng)絡(luò)，電源管理系統(tǒng)在內(nèi)的大量軟硬件資源，不但開(kāi)發(fā)成本增加，還增加硬件成本，以及車內(nèi)空間，同時(shí)功耗及靜態(tài)電流也相應(yīng)增加。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)了“智能車聯(lián)網(wǎng)車載導(dǎo)航多媒體系統(tǒng)”(中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01410737818.1)，該發(fā)明利用ARM處理器實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航與車聯(lián)網(wǎng)的集成。這種形式相較于上述的車聯(lián)網(wǎng)獨(dú)立模塊，集成度提高了，但畢竟還有很多車是不配置導(dǎo)航系統(tǒng)的，且不足之處是，由于軟件不得不采用多線程操作系統(tǒng)，必然存在死機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。因此有必要提供一種適用性更強(qiáng)，性能上更可靠的集成車聯(lián)網(wǎng)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是優(yōu)化上述問(wèn)題，提出一種提高集成度的設(shè)計(jì)方法，即將傳統(tǒng)儀表和車聯(lián)網(wǎng)模塊集成一體，開(kāi)發(fā)一種新型的車聯(lián)網(wǎng)儀表。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:利用雙核模式，MCU主控儀表功能，ARM主控車聯(lián)網(wǎng)部分，即使ARM死機(jī)也不影響儀表的一般正常顯示，因?yàn)樗龅腗CU是汽車級(jí)的單線程的單片機(jī)操作系統(tǒng)。
[0007]以所述MCU作為主芯片，MCU帶多個(gè)通信接口，包括CAN控制器局域網(wǎng)總線接口、UART異步串行通信接口等。
[0008]輸入輸出模塊，與所述MCU相連，包括各種報(bào)警燈，轉(zhuǎn)向燈等外部模擬量信號(hào)，經(jīng)所述MCU處理并輸出給Telltale指示器模塊，用于儀表各種常規(guī)顯示。
[0009]顯示輸出模塊與所述MCU相連，包括:指針類的步進(jìn)電機(jī)控制輸出模塊，LCD液晶顯示模塊，Telltale指示模塊，背光控制模塊。
[0010]聲音報(bào)警模塊受所述MCU控制，輸出報(bào)警音。
[0011]CAN網(wǎng)絡(luò)總線模塊與所述MCU相連，用以收發(fā)整車的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文。
[0012]采用雙核工作模式，所述MCU作為主芯片，主要控制常規(guī)儀表顯示及電源管理。
[0013]優(yōu)選地，以ARM芯片作為副芯片，主控車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，相較于MCU，ARM處理器的移動(dòng)端應(yīng)用已非常成熟，且更適合于多線程處理。
[0014]電源模塊由所述主芯片MCU控制，網(wǎng)絡(luò)睡眠喚醒管理系統(tǒng)作為MCU軟件重要組成部分，能夠同時(shí)有效管理車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，使所述ARM處理器無(wú)需再參與電源管理。
[0015]優(yōu)選地，采用UART通信接口作為雙核的通信鏈路，制定特定的通信協(xié)議，MCU從CAN總線篩選并解析出來(lái)的報(bào)文信息，再進(jìn)一步篩選后，通過(guò)所述UART通信協(xié)議，發(fā)送給所述ARM芯片，報(bào)文信息可以配置，主要是為車聯(lián)網(wǎng)所需的發(fā)送后臺(tái)的數(shù)據(jù)提供信息。
[0016]衛(wèi)星定位模塊，作為車聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，與所述副芯片ARM相連，將位置數(shù)據(jù)按一定頻率接收并傳給ARM處理器。
[0017]ARM處理器將來(lái)自所述MCU的行車數(shù)據(jù)，以及來(lái)自衛(wèi)星定位模塊的位置數(shù)據(jù)，經(jīng)時(shí)間同步，按一定的通信協(xié)議，將所述行車數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)組合成報(bào)文。
[0018]通信模塊與ARM相連，將所述數(shù)據(jù)報(bào)文，按所述的通信協(xié)議，經(jīng)通信模塊按一定頻率傳送給移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站，進(jìn)而傳到云端數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0019]優(yōu)選地，所述衛(wèi)星定位模塊可以是GPS，或北斗或雙模。
[0020]優(yōu)選地，所述通信模塊可以是2G、3G，或4G的其中一種，根據(jù)所需上傳的數(shù)據(jù)量而定。
[0021]優(yōu)選地，所述ARM處理器需要內(nèi)置或外置大容量RAM存儲(chǔ)器，這是由于移動(dòng)信號(hào)的地域性信號(hào)強(qiáng)弱差異，使存在無(wú)法及時(shí)上傳數(shù)據(jù)的可能，需要設(shè)置RAM存儲(chǔ)器作為緩存，然后以隊(duì)列形式，先進(jìn)先出原則，任何未上傳的數(shù)據(jù)都按時(shí)間順序排列存儲(chǔ)。
[0022]優(yōu)選地，所述ARM芯片外置Flash，可實(shí)現(xiàn)空中固件更新0ΤΑ。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:由于兩個(gè)模塊集成為一個(gè)模塊，成本明顯降低；技術(shù)上，電子化集成度提高，車內(nèi)CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)減少，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率；能耗上，由于電路減少，使運(yùn)行狀態(tài)下整車功耗略微降低，休眠狀態(tài)下整車靜態(tài)電流顯著降低，預(yù)計(jì)至少3mA以上，這對(duì)普通車型來(lái)說(shuō)至少省掉三分之一的靜態(tài)功耗，這是由于ARM芯片不再承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)休眠喚醒及電源管理，相當(dāng)于省掉了單獨(dú)車聯(lián)網(wǎng)模塊的靜態(tài)功耗；對(duì)整車廠商來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)集成更加簡(jiǎn)易，一塊儀表就能滿足儀表信息及車聯(lián)網(wǎng)信息的所有需求，整車布置也更加簡(jiǎn)單，無(wú)需考慮單獨(dú)車聯(lián)網(wǎng)模塊的安裝位置，因?yàn)榧捎趦x表的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的GPS天線及GSM天線位置都只有塑料儀表臺(tái)的阻隔，接收信號(hào)不會(huì)有任何問(wèn)題；開(kāi)發(fā)成本上，由于軟硬件模塊化的設(shè)計(jì)思路，可以非常方便地實(shí)現(xiàn)各種配置輕量化轉(zhuǎn)換的平臺(tái)化設(shè)計(jì)，使針對(duì)不同車型不同應(yīng)用能夠靈活適配，從而降低開(kāi)發(fā)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例，車載儀表集成車聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，以便更清晰直觀地理解本發(fā)明的發(fā)明實(shí)質(zhì)，但應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明提供一種常規(guī)車載儀表與車聯(lián)網(wǎng)的集成方法，本實(shí)施例中省去了常規(guī)儀表帶步進(jìn)馬達(dá)的指針式表頭，取而代之的是LCD液晶屏，這也是趨勢(shì)。
[0028]它包括雙核:MCU主芯片101，ARM副芯片111。
[0029]外圍模塊包括IXD液晶102，輸入輸出模塊103，CAN總線收發(fā)104，聲音報(bào)警105，Telltale顯示106，背光控制107，F(xiàn)LASH緩存108，衛(wèi)星定位模塊109，通信模塊110，電源模塊112。
[0030]常規(guī)車載儀表所使用的MCU，仍舊可以作為主芯片，本實(shí)施例中MCU主芯片101選用 Freescale 的 MC9S12XHZ256。
[0031]ARM副芯片111在本實(shí)施例中選用比較通用普遍的STM32F107VCT6，它屬于車規(guī)級(jí)芯片，溫度范圍與MCU —致，達(dá)到-40攝氏度到85攝氏度，具有豐富的接口類型，其中UART接口用于與MCUlOl通信，其64K的RAM用于緩存未能及時(shí)上傳的信息，基本能保證避免由于移動(dòng)信號(hào)不好導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失情況。
[0032]MCUlOl連接液晶顯示102，主要用于顯示車速、轉(zhuǎn)速、里程等基本行車信息。MCUlOl