專利名稱：汽車can總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)交換設(shè)備，特別是涉及一種汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，公知的汽車CAN總線數(shù)據(jù)監(jiān)控設(shè)備，CAN總線數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換器、GPRS天線、電源裝置、微處理裝置組成，可提供汽車實(shí)時(shí)地理位置信息及汽車CAN總線數(shù)據(jù)，功能単一，無法實(shí)現(xiàn)汽車外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備 數(shù)據(jù)交換設(shè)備，該設(shè)備不僅能實(shí)時(shí)提供汽車CAN總線數(shù)據(jù)，還能實(shí)時(shí)提供汽車外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是包括CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置、GPS裝置、I/O控制裝置、GPRS裝置和電源裝置，它們通過數(shù)據(jù)線和電源線與MPU裝置相連；所述MPU裝置采用內(nèi)含ATMEGA64和ATMEGA48兩個(gè)微處理單元和緩存器的，其中ATMEGA64為所述設(shè)備的核心控制單元，ATMEGA48為所述設(shè)備的副控制單元，GPRS裝置和ATMEGA64芯片均通過I2C總線和ATMEGA48通訊。所述CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置可以采用型號(hào)為GY-8502產(chǎn)品。所述緩存器可以采用型號(hào)為ICSI-IC62LV256L產(chǎn)品。所述MPU裝置可以通過I/O控制裝置與用于接收汽車CAN總線發(fā)出的汽車エ況信號(hào)的CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)裝置相連。所述GPRS裝置可以采用型號(hào)為QUECTEL-M10產(chǎn)品。所述I/O控制裝置可以由I/O控制器組成，該I/O控制器可以采用MAXIN-MAX3232型號(hào)的收發(fā)器。所述電源裝置可以采用ー塊NSC-LM2596芯片作為5V穩(wěn)壓電源，一塊低壓差線性穩(wěn)壓器B⑶-AP2121產(chǎn)品作為3. 3V穩(wěn)壓電源。本實(shí)用新型提供的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其設(shè)有ー個(gè)由Ul- U9裝置組成的電路，其中U1為MPU裝置副控制單元ATMEL-ATMEGA48 ；U2為MPU裝置核心控制單元ATMEL-ATMEGA64 ；U3為MPU裝置緩存器ICIS-IC62LV256L ；U4為尋址器HITACHI-74HC573 ；U5 為第一 I/O 控制器；U6 為 GPRS 裝置 QUECTEL-M10 ；U7 為第二 I/O 控制器；U8芯片為5V穩(wěn)壓電源NSC-LM2596 ；U9為3. 3V穩(wěn)壓電源BCD-AP2121 ;第一和第二 I/0控制器均采用型號(hào)為MAXIN-MAX3232的產(chǎn)品。所述的U1，其引腳30,31分別與U5的引腳9、10連接；其引腳32、13分別與U7的引腳12、11連接；其引腳30、31分別與U5的引腳9、10連接；其引腳4與U9的引腳5連接；其引腳5接地；[0013]所述的U2 其引腳 39、40、41、35、36、37、38 分別與 U3 引腳的 2、26、1、25、24、21、23連接；其引腳34、33分別與U3的引腳22、27連接，分別用于“讀”、“寫”命令信號(hào)傳輸。U2的引腳11、12、13分別與Ul的引腳17、15、16連接；其引腳43與U4的引腳11連接；其引腳2、3與U6的引腳60、61連接；其引腳52與U9的引腳5連接其引腳53接地；所述的U3，其引腳 11、12、13、15、16、17、18、19、10、9、8、7、6、5、4、3 分別與 U4 的引腳2、3、4、5、6、7、8、9、19、18、17、16、15、14、13、12連接；其引腳 14 與 U9 的引腳 5 連接；其引腳28接地；所述的U4，其引腳20與U9的引腳5連接；其引腳10接地；所述的U5，其引腳14、13分別連接一路外接車載設(shè)備的兩根信號(hào)數(shù)據(jù)線；其引腳16與U9的引腳5連接；其引腳15接地；所述的U6，其引腳43與外置GPRS天線連接；其引腳12、13、14、15分別與SM卡 供電、SIM卡數(shù)據(jù)傳輸、SIM卡時(shí)鐘、SIM卡重置功能引腳連接；其引腳52與U8的引腳2連接；其引腳8接地；所述的U7，其引腳14、13分別連接一路外接車載設(shè)備的兩根信號(hào)數(shù)據(jù)線；其引腳16與U9的引腳5連接；其引腳15接地；所述的U8，其引腳I與汽車的12V或24V電源正極連接；其引腳3接地；所述的U9，其引腳I與U8的引腳2連接；其引腳2接地。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)主要是其一.能夠提供汽車CAN總線數(shù)據(jù)信息，同時(shí)提供汽車外接設(shè)備數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，提高設(shè)備的集成度和可靠性。其ニ .只需本設(shè)備一臺(tái)，就能夠?qū)崿F(xiàn)多種數(shù)據(jù)上傳功能，降低車載設(shè)備總體使用成本。

圖I是本實(shí)用新型的功能裝置圖。圖2是本實(shí)用新型的電路連接圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明。本實(shí)用新型提供的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括轉(zhuǎn)換裝置、GPS裝置、I/O控制裝置、GPRS裝置和電源裝置，它們通過數(shù)據(jù)線和電源線與內(nèi)含兩個(gè)微處理單元和緩存器的MPU裝置相連。所述MPU裝置可以選用ATMEL公司生產(chǎn)的內(nèi)含ATMEGA64和ATMEGA48兩個(gè)微處理單元的裝置，以加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力。其中將ATMEGA64作為本設(shè)備的核心控制單元，將ATMEGA48作為本設(shè)備的副控制單元。ATMEGA64芯片采用流水線處理技術(shù)，提高了指令執(zhí)行效率；集成JTAG，支持在線編程；采用低電壓供電(2. 5 3. 6 V)，因?yàn)楣こ唐囓囕d電源為24V,必須經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換裝置才能轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)各裝置所需的電壓。GPRS裝置和ATMEGA64芯片均通過I2C總線和ATMEGA48通訊，實(shí)現(xiàn)外擴(kuò)兩路UART，可外接車載設(shè)備。該MPU裝置具備多種總線接ロ，UART ロ可實(shí)現(xiàn)全雙エ通信，通信波特率可分別設(shè)定，可GPRS通訊交互。[0029]所述緩存器可以使用256K緩存設(shè)計(jì)，使MPU裝置具有充數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)能力。該緩存器可以采用型號(hào)為ICSI-IC62LV256L產(chǎn)品。該緩存器需尋址器協(xié)助其尋址，尋址器可以采用HITACHI-74HC573產(chǎn)品，該產(chǎn)品功能為數(shù)據(jù)緩沖、鎖存。所述MPU裝置通過芯片引腳外接CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)裝置，用于接收汽車CAN總線發(fā)出的汽車エ況信號(hào)。所述CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)裝置，可以采用GY-8502產(chǎn)品作為CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器，該CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)CAN總線與RS232的數(shù)據(jù)通訊，CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送和接收;支持CAN2. OA和CAN2. OB協(xié)議，支持標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展模式；支持CAN總線自發(fā)送自接收工作模式；提供透明轉(zhuǎn)換、透明帶ID標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)換。所述GPRS裝置通過芯片引腳外接MPU裝置。該GPRS裝置可以采用型號(hào)為 QUECTEL-M10產(chǎn)品，用于收發(fā)GPRS信號(hào)。所述QUECTEL-M10裝置是ー款完整的GSM/GPRS四頻解決方案裝置，可以廣泛用于WLL、M2M和手持設(shè)備中。使用エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)界面，使得具備GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz功能的MlO以小尺寸和低功耗實(shí)現(xiàn)語音、短信、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。MlO的優(yōu)良性能使其幾乎能適應(yīng)所有的エ業(yè)應(yīng)用要求，如M2M、遙測(cè)和其它移動(dòng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中。其優(yōu)勢(shì)在于永久在線、快速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，工作電壓為3. 3至4. 8V。該裝置內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，使用AT指令進(jìn)行通訊，收發(fā)GPRS信號(hào)。所述I/O控制裝置通過芯片引腳外接MPU裝置。該I/O控制裝置用于和其他外接車載電子設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；控制輸入輸出數(shù)據(jù)的傳送；檢測(cè)外圍設(shè)備的狀態(tài)。該I/O控制裝置由I/o控制器組成，該I/O控制器可以采用MAXIN-MAX3232型號(hào)的收發(fā)器，該收發(fā)器采用專有的低壓差發(fā)送器輸出級(jí)，利用雙電荷泵在3. OV至5. 5V電源供電時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)真正的RS-232性能，MAX3232供電電壓5V或3. 3V。所述電源裝置用于為整個(gè)系統(tǒng)提供工作電源。電源裝置可采用ー塊NSC-LM2596芯片作為5V穩(wěn)壓電源，一塊低壓差線性穩(wěn)壓器BCD-AP2121產(chǎn)品作為3. 3V穩(wěn)壓電源，該產(chǎn)品是采用B⑶的低噪聲低功耗CMOSエ藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)，具有低壓差、低噪聲、高電源紋波抑制比、低靜態(tài)電流的等特點(diǎn)，其最大輸出電流能力的最小值為150mA，井內(nèi)置限流保護(hù)電路(300mA)。B⑶-AP2121的主要特征包括靜態(tài)工作電源電流為25uA ;在輸出電流150mA時(shí)的輸入輸出壓差小于200mV ;電源紋波抑制比為70dB@lKHz且不需要外接補(bǔ)償電容，其輸出噪聲小于30uVrms。本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)及其連接方式如圖2所示，其中U1為MPU裝置副控制單元ATMEL-ATMEGA48 ；U2為MPU裝置核心控制單元ATMEL-ATMEGA64 ；U3為MPU裝置緩存器ICIS-IC62LV256L ；U4 為尋址器 HITACHI-74HC573 ；U5 為第一 I/O 控制器；U6 為 GPRS 裝置QUECTEL-M10 ；U7為第二 I/O控制器；U8芯片為5V穩(wěn)壓電源NSC-LM2596 ；U9為3. 3V穩(wěn)壓電源BCD-AP2121。第一和第二 I/O控制器均采用MAXIN-MAX3232。Ul的引腳30、31，分別與U5的引腳9、10連接，使U5可向Ul傳送外接一路車載設(shè)備信號(hào)數(shù)據(jù)。Ul的引腳32、13分別與U7的引腳12、11連接，使U7可向Ul傳送外接一路車載設(shè)備信號(hào)數(shù)據(jù)。Ul的引腳30、31分別與U5的引腳9、10連接，使U5可向Ul傳送外接車載設(shè)備信號(hào)數(shù)據(jù)。Ul的引腳4與U9的引腳5連接，為3. 3V供電輸入。Ul的引腳5接地。U2 的引腳 39、40、41、35、36、37、38 分別與 U3 引腳的 2、26、1、25、24、21、23 連接，作為數(shù)據(jù)傳輸通路，使U2可以與U3進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫交換。U2的引腳34、33分別與U3的引腳
22、27連接，分別用于“讀”、“寫”命令信號(hào)傳輸。U2的引腳11、12、13分別與Ul的引腳17、15、16連接，分別用于時(shí)鐘輸出、ISP輸入、ISP輸出，使兩個(gè)微處理單元可形成數(shù)據(jù)交換。U2的引腳43與U4的引腳11連接，用于U2向U4發(fā)送數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)，使U4可協(xié)助U2對(duì)U3中的存儲(chǔ)單元進(jìn)行準(zhǔn)確讀取。U2的引腳2、3與U6的引腳60、61連接，用于收、發(fā)GPRS數(shù)據(jù)。U2的引腳52與U9的引腳5連接，為3. 3V供電輸入。U2的引腳53接地。U3 的引腳 11、12、13、15、16、17、18、19、10、9、8、7、6、5、4、3 分別與 U4 的引腳 2、3、4、5、6、7、8、9、19、18、17、16、15、14、13、12連接，作數(shù)據(jù)尋址控制，使說可向仍發(fā)送尋址信號(hào)。U3的引腳14與U9的引腳5連接，為3. 3V供電輸入。U3的引腳28接地。U4的引腳20與U9的引腳5連接，為3. 3V供電輸入。U4的引腳10接地。U5的引腳14、13分別連接一路外接車載設(shè)備的兩根信號(hào)數(shù)據(jù)線，用于收、發(fā)信號(hào)數(shù)據(jù)。U5的引腳16與U9的引腳5連接，為3. 3V供電輸入。U5的引腳15接地。U6的引腳43與外置GPRS天線連接，用于收發(fā)GPRS信號(hào)。U6的引腳12、13、14、15分別與SIM卡供電、SIM卡數(shù)據(jù)傳輸、SIM卡時(shí)鐘、SIM卡重置功能引腳連接，以實(shí)現(xiàn)SIM卡功能。U6的引腳52與U8的引腳2連接，為5V供電輸入。U6的引腳8接地。U7的引腳14、13分別連接一路外接車載設(shè)備的兩根信號(hào)數(shù)據(jù)線，用于收、發(fā)信號(hào)數(shù)據(jù)。U7的引腳16與U9的引腳5連接，為3. 3V供電輸入。U7的引腳15接地。U8的引腳I與汽車的12V或24V電源正極連接，為汽車12V或24V電源供電輸入。U8的引腳3接地。U9的引腳I與U8的引腳2連接，為5V供電輸入。U9的引腳2接地。本實(shí)用新型提供的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其工作過程是給車載終端上電后，便開始各裝置的初始化以及開中斷，I/O控制裝置開始獲取外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)信息，MCU編程處理接收的數(shù)據(jù)并與轉(zhuǎn)換裝置獲取的汽車實(shí)時(shí)工作信息(水溫、油溫、油位、油壓、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、汽車傾斜度、報(bào)警值等)合并組成ー幀數(shù)據(jù)。系統(tǒng)一旦運(yùn)行， GPRS通訊任務(wù)就開始通過AT指令登陸網(wǎng)絡(luò)，并保持一直在線，然后準(zhǔn)備接收其它任務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求，并發(fā)送數(shù)據(jù)給遠(yuǎn)程服務(wù)器。
權(quán)利要求1.一種汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其特征在于包括CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置、GPS裝置、I/O控制裝置、GPRS裝置和電源裝置，它們通過數(shù)據(jù)線和電源線與MPU裝置相連；所述MPU裝置采用內(nèi)含ATMEGA64和ATMEGA48兩個(gè)微處理單元和緩存器的，其中ATMEGA64為所述設(shè)備的核心控制單元，ATMEGA48為所述設(shè)備的副控制單元，GPRS裝置和ATMEGA64芯片均通過I2C總線和ATMEGA48通訊。
2.如權(quán)利要求I所述的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其特征在于所述緩存器采用型號(hào)為ICSI-IC62LV256L產(chǎn)品。
3.如權(quán)利要求I所述的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其特征在于所述MPU裝置通過I/O控制裝置與用于接收汽車CAN總線發(fā)出的汽車エ況信號(hào)的CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)裝置相連。
4.如權(quán)利要求2所述的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其特征在于所述CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)裝置采用GY-8502產(chǎn)品。
5.如權(quán)利要求I所述的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其特征在于所述GPRS裝置采用型號(hào)為QUECTEL-M10產(chǎn)品。
6.如權(quán)利要求I所述的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其特征在于所述I/o控制裝置由I/O控制器組成，該I/O控制器采用MAXIN-MAX3232型號(hào)的收發(fā)器。
7.如權(quán)利要求I所述的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其特征在于所述電源裝置采用ー塊NSC-LM2596芯片作為5V穩(wěn)壓電源，一塊低壓差線性穩(wěn)壓器B⑶-AP2121產(chǎn)品作為3. 3V穩(wěn)壓電源。
8.如權(quán)利要求I所述的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其特征在于該設(shè)備設(shè)有ー個(gè)由Ul- U9裝置組成的電路，其中U1為MPU裝置副控制單元ATMEL-ATMEGA48 ；U2為MPU裝置核心控制單元ATMEL-ATMEGA64 ；U3為MPU裝置緩存器ICIS-IC62LV256L ；U4 為尋址器 HITACHI-74HC573 ；U5 為第一 I/O 控制器；U6 為 GPRS 裝置QUECTEL-M10 ；U7為第二 I/O控制器；U8芯片為5V穩(wěn)壓電源NSC-LM2596 ；U9為3. 3V穩(wěn)壓電源BCD-AP2121 ;第一和第二 I/O控制器均采用型號(hào)為MAXIN-MAX3232的產(chǎn)品。
9.如權(quán)利要求8所述的汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其特征在于 所述的U1，其引腳30、31分別與U5的引腳9、10連接;其引腳32、13分別與U7的引腳12、11連接;其引腳30、31分別與U5的引腳9、10連接;其引腳4與U9的引腳5連接；其引腳5接地； 所述的 U2 其引腳 39、40、41、35、36、37、38 分別與 U3 引腳的 2、26、1、25、24、21、23 連接；其引腳34、33分別與U3的引腳22、27連接，分別用于“讀”、“寫”命令信號(hào)傳輸；其引腳11、12、13分別與Ul的引腳17、15、16連接；其引腳43與U4的引腳11連接;其引腳2、3與U6的引腳60、61連接；其引腳52與U9的引腳5連接其引腳53接地； 所述的 U3，其引腳 11、12、13、15、16、17、18、19、10、9、8、7、6、5、4、3分別與況的引腳 2、3、4、5、6、7、8、9、19、18、17、16、15、14、13、12 連接；其引腳 14 與 U9 的引腳 5 連接;其引腳 28接地； 所述的U4，其引腳20與U9的引腳5連接；其引腳10接地； 所述的U5，其引腳14、13分別連接一路外接車載設(shè)備的兩根信號(hào)數(shù)據(jù)線；其引腳16與U9的引腳5連接；其引腳15接地； 所述的U6，其引腳43與外置GPRS天線連接；其引腳12、13、14、15分別與SM卡供電、SIM卡數(shù)據(jù)傳輸、SIM卡時(shí)鐘、SIM卡重置功能引腳連接；其引腳52與U8的引腳2連接；其引腳8接地； 所述的U7，其引腳14、13分別連接一路外接車載設(shè)備的兩根信號(hào)數(shù)據(jù)線；其引腳16與U9的引腳5連接；其引腳15接地； 所述的U8，其引腳I與汽車的12V或24V電源正極連接；其引腳3接地； 所述的U9，其引腳I與U8的引腳2連接；其引腳2接地。
專利摘要本實(shí)用新型涉及汽車CAN總線數(shù)據(jù)及外接車載設(shè)備數(shù)據(jù)交換設(shè)備，其包括CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置、GPS裝置、I/O控制裝置、GPRS裝置和電源裝置，它們通過數(shù)據(jù)線和電源線與MPU裝置相連；所述MPU裝置采用內(nèi)含ATMEGA64和ATMEGA48兩個(gè)微處理單元和緩存器的，其中ATMEGA64為所述設(shè)備的核心控制單元，ATMEGA48為所述設(shè)備的副控制單元，GPRS裝置和ATMEGA64芯片均通過I2C總線和ATMEGA48通訊。本實(shí)用新型能夠提供汽車CAN總線數(shù)據(jù)信息和汽車外接設(shè)備數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和數(shù)據(jù)交換，提高設(shè)備的集成度和可靠性；只需本設(shè)備一臺(tái)，就能夠?qū)崿F(xiàn)多種數(shù)據(jù)上傳功能，降低車載設(shè)備總體使用成本。
文檔編號(hào)H04L12/04GK202406121SQ20112056243
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者熊曉飛 申請(qǐng)人:武漢昇達(dá)新能源科技有限公司