汽車異構網絡融合裝置及基于該裝置的汽車智能化設備即插即用的擴展方法
【專利摘要】本發明公開一種汽車異構網絡融合裝置及基于該裝置的汽車智能化設備即插即用的擴展方法，該裝置包括電源模塊、微處理模塊和一個以上用于與汽車總線連接的總線收發器模塊，各個總線收發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器模塊供電，系統中外接設備通過擴展總線連接在異構網絡融合裝置上，車輛總線網絡連接在異構網絡融合裝置上，視頻輸入接口連接在異構網絡融合裝置上，視頻輸入接口上連接有汽車顯示屏。其將多種總線網絡進行融合，在CPU內置設備ID列表，可自動與連接設備進行雙向起鏈路機制連接。
【專利說明】
汽車異構網絡融合裝置及基于該裝置的汽車智能化設備即插即用的擴展方法
技術領域
[0001]本發明公開一種汽車輔助電子設備及應用方法，特別是一種汽車異構網絡融合裝置及基于該裝置的汽車智能化設備即插即用的擴展方法，屬于汽車電子技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著汽車電子化程度越來越高，各種總線在汽車上的應用越來越廣泛，汽車內部網絡構成了一個典型的異構網絡系統。
[0003]目前，主流的車載總線包括CAN、LIN、MOST、Flexray等，各個總線對其所針對的應用領域來說有很好的針對性，可靠性以及穩定性也很高。然而，各總線的特點及傳統車輛的網絡結構決定了不同的總線網絡形成了很多“孤島”(即在一定范圍內互聯，對外隔絕聯系)，各總線網絡之間缺乏聯系，信息相對孤立。
[0004]汽車的智能化功能往往需要收集多組數據進行綜合判斷決策處理，這些數據可能分布于不同的總線上，由于傳統的汽車總線網絡之間缺乏有效的溝通和聯系，一般汽車智能化設備擴展時需要采取如圖1所示的架構，如圖1所示，所有需要擴展的設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據;所有設備的視頻全部進入到車輛現有的視頻輸入接口，再將數據送顯示屏進行顯示，這種方式存在如下問題:1、設備需要的總線接口較多，且存在不確定性。硬件/軟件的設計只能是專車專用，造成重復開發及成本的浪費。
2、因設備需要的總線接口較多，造成線束增加，同時為設備安裝時的布線造成困擾。3、因不同車型總線特性及數據邏輯的差異，設備安裝時需要進行調試和匹配。
【發明內容】
[0005]針對上述提到的現有技術中的汽車總線種類多，總線網絡之間缺乏有效的溝通和聯系的缺點，本發明提供一種汽車異構網絡融合裝置及基于該裝置的汽車智能化設備即插即用的擴展方法，其將多種總線網絡進行融合，在CPU內置設備ID列表，可自動與連接設備進行雙向起鏈路機制連接。
[0006]本發明解決其技術問題采用的技術方案是:一種汽車異構網絡融合裝置，該裝置包括電源模塊、微處理模塊和一個以上用于與汽車總線連接的總線收發器模塊，各個總線收發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器模塊供電。
[0007]—種應用如上述的異構網絡融合裝置的汽車系統，其特征是:所述的系統中外接設備通過擴展總線連接在異構網絡融合裝置上，車輛總線網絡連接在異構網絡融合裝置上，視頻輸入接口連接在異構網絡融合裝置上，視頻輸入接口上連接有汽車顯示屏。
[0008]—種基于上述的異構網絡融合裝置的汽車智能化設備即插即用的擴展方法，該方法包括下述步驟:
(1)、在MCU中存儲有可以支持的即插即用設備的ID列表； (2)、當有新的外接設備接入時，外接設備上電后等待MCU讀取設備信息，如果在設定時間內新的外接設備接收到了MCU讀取設備信息的請求，設備將應答設備ID，MCU接收到設備ID后，將在設備ID列表中查詢是否支持該設備，如果支持，MCU將應答新接入設備，允許該設備的接入，并跳轉至步驟(5);否則將拒絕該設備的接入；
如果在設定時間內新的外接設備未接收到MCU讀取設備信息的請求，則
(3)、新的外接設備將主動發送設備ID和接入請求給MCU;
(4)、MCU接收到新的外接設備接入請求后，在設備ID列表中查詢是否支持該設備，如果支持，則MCU將應答新接入設備，允許該設備的接入，并跳轉至步驟(5);否則將拒絕該設備的接入；
(5)、在新的外接設備接入的交互過程完成后，MCU根據設備ID確定其應該包含的功能，并將功能對應的數據ID添加到發送列表中，周期性的向新設備發送相應的數據，新設備依據對應的數據ID進行響應即可。
[0009 ]本發明解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括:
所述的總線收發器模塊包括一個以上的CAN總線收發器，CAN總線收發器的高低電平輸入端之間跨接有總線終端電阻。
[0010]所述的總線收發器模塊包括一個以上的RS-485收發器，RS-485收發器連接在微處理模塊的串口上，RS-485收發器的正電源端連接有濾波電容C8，RS-485收發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收發器的高電平輸入端之間，偏置電阻R9連接在地和RS-485收發器的低電平輸入端之間，RS-485收發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]本發明的有益效果是:1、本發明經過歸一化處理后，不同車型、不同的總線、不同的協議轉化為統一的透明的接口和協議，將不同車型的差異性完全剝離出來，智能化設備的開發、生產調試不需要考慮車型的差異，大大降低了重復開發的成本。2、車輛不同類型的總線數據進行綜合處理，有效的消除了 “孤島”，使數據的綜合判斷和決策成為可能。3、本發明將原來的每個設備需要連接多個不同的總線變為所有設備掛載到統一的總線上，大大減少了線束數量，降低布線難度。4、本發明采用統一的透明化的擴展總線接口，設備的即插即用成為可能，設備的擴展不再需要根據不同車型進行調試。
[0015]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為傳統的汽車智能化設備擴展方法電路方框圖。
[0017]圖2為本發明基于汽車異構網絡融合的汽車智能化設備擴展方法電路方框圖。
[0018]圖3為異構網絡融合裝置電路原理圖。
[0019]圖4為本發明擴展方法電路流程圖。
【具體實施方式】
[0020]本實施例為本發明優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本發明保護范圍之內。
[0021]請參看附圖3，本發明中的異構網絡融合裝置主要包括電源模塊、微處理模塊和一個以上的總線收發器模塊，各個總線收發器模塊分別連接在微處理模塊上，用于與各個汽車總線連接，本實施例中，總線收發器模塊設有四個，其中三個為CAN總線收發器，用于完成總線電平的轉換，CAN總線收發器的高低電平輸入端之間分別跨接有總線終端電阻;總線收發器模塊中的第四個為RS-485收發器，RS-485收發器連接在微處理模塊的串口上，RS-485收發器的正電源端連接有濾波電容C8，RS-485收發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收發器的高電平輸入端之間，偏置電阻R9連接在地和RS-485收發器的低電平輸入端之間，RS-485收發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收發器為所有需要擴展的設備均按照事先制定好的協議連接到設備擴展總線上。本實施例中，以CAN總線和RS-485總線為例進行具體說明，具體實施時，總線收發器模塊還可以包括LIN、MOST、FleXray等總線模塊。
[0022]本實施例中，微處理模塊主要為MCU，M⑶主要完成數據的采集、過濾、解析、歸一化處理及即插即用設備的識別和管理。
[0023]本實施例中，電源模塊采用LD0(LD0即low dropout regulator，是一種低壓差線性穩壓器)用于完成高電壓向低電壓的轉換，將汽車低壓蓄電池電源BAT轉換成系統電源VCC，用于給微處理模塊和總線收發器模塊供電，本實施例中，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行濾波，本實施例中，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。
[0024]請參看附圖2，本發明應用異構網絡融合裝置的汽車系統為，外設設備直接通過擴展總線連接在異構網絡融合裝置上，車輛總線網絡連接在異構網絡融合裝置上，視頻輸入接口連接在異構網絡融合裝置上，視頻輸入接口上連接有汽車顯示屏。
[0025]本發明中的汽車智能化設備即插即用的擴展方法是利用一種雙向起鏈路機制，可實現設備的即插即用，具體包括下述步驟:
(1)、在MCU中存儲有可以支持的即插即用設備的ID列表；
(2)、當有新的外接設備接入時，外接設備上電后等待MCU讀取設備信息，如果在設定時間內(本實施例中，將其設定為1S)新的外接設備接收到了MCU讀取設備信息的請求(中央處理單元發起鏈路)，設備將向中央處理單元回復自身ID，表示該設備存在，中央處理單元接收到設備ID后，將在設備ID列表中查詢是否支持該設備，如果支持，MCU將應答新接入設備，允許該設備的接入，并跳轉至步驟(5);否則將拒絕該設備的接入；
在設定時間內(本實施例中，將其設定為1S)未接收到MCU讀取設備信息的請求，則
(3)、新的外接設備將主動發送設備ID和接入請求給MCU(新設備發起鏈路)；
(4)、MCU接收到新的外接設備接入請求后，在設備ID列表中查詢是否支持該設備，如果支持，則MCU將應答新接入設備，允許該設備的接入;否則將拒絕該設備的接入；
(5)、在新的外接設備接入的交互過程完成后，MCU根據設備ID確定其應該包含的功能，并將功能對應的數據ID添加到發送列表中。后來將周期性的向新設備發送相應的數據，新設備依據對應的數據ID進行響應即可。
[0026]本發明經過歸一化處理后，不同車型、不同的總線、不同的協議轉化為統一的透明的接口和協議，將不同車型的差異性完全剝離出來，智能化設備的開發、生產調試不需要考慮車型的差異，大大降低了重復開發的成本。車輛不同類型的總線數據進行綜合處理，有效的消除了“孤島”，使數據的綜合判斷和決策成為可能。本發明將原來的每個設備需要連接多個不同的總線變為所有設備掛載到統一的總線上，大大減少了線束數量，降低布線難度。本發明采用統一的透明化的擴展總線接口，設備的即插即用成為可能，設備的擴展不再需要根據不同車型進行調試。
【主權項】
1.一種汽車異構網絡融合裝置，其特征是:所述的裝置包括電源模塊、微處理模塊和一個以上用于與汽車總線連接的總線收發器模塊，各個總線收發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器模塊供電。2.根據權利要求1所述的汽車異構網絡融合裝置，其特征是:所述的總線收發器模塊包括一個以上的CAN總線收發器，CAN總線收發器的高低電平輸入端之間跨接有總線終端電阻。3.根據權利要求1所述的汽車異構網絡融合裝置，其特征是:所述的總線收發器模塊包括一個以上的RS-485收發器，RS-485收發器連接在微處理模塊的串口上，RS-485收發器的正電源端連接有濾波電容C8，RS-485收發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收發器的高電平輸入端之間，偏置電阻R9連接在地和RS-485收發器的低電平輸入端之間，RS-485收發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.根據權利要求1或2或3所述的汽車異構網絡融合裝置，其特征是:所述的本實施例中，電源模塊采用LDO。5.根據權利要求4所述的汽車異構網絡融合裝置，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.根據權利要求4所述的汽車異構網絡融合裝置，其特征是:所述的LDO的輸入端上串接有二極管Dl。7.—種應用如權利要求1至6中任意一項所述的異構網絡融合裝置的汽車系統，其特征是:所述的系統中外接設備通過擴展總線連接在異構網絡融合裝置上，車輛總線網絡連接在異構網絡融合裝置上，視頻輸入接口連接在異構網絡融合裝置上，視頻輸入接口上連接有汽車顯示屏。8.—種基于權利要求1至6中任意一項所述的異構網絡融合裝置的汽車智能化設備即插即用的擴展方法，其特征是:所述的方法包括下述步驟: (1)、在MCU中存儲有可以支持的即插即用設備的ID列表； (2)、當有新的外接設備接入時，外接設備上電后等待MCU讀取設備信息，如果在設定時間內新的外接設備接收到了MCU讀取設備信息的請求，設備將應答設備ID，MCU接收到設備ID后，將在設備ID列表中查詢是否支持該設備，如果支持，MCU將應答新接入設備，允許該設備的接入，并跳轉至步驟(5);否則將拒絕該設備的接入； 如果在設定時間內新的外接設備未接收到MCU讀取設備信息的請求，則 (3)、新的外接設備將主動發送設備ID和接入請求給MCU; (4)、MCU接收到新的外接設備接入請求后，在設備ID列表中查詢是否支持該設備，如果支持，則MCU將應答新接入設備，允許該設備的接入，并跳轉至步驟(5);否則將拒絕該設備的接入； (5)、在新的外接設備接入的交互過程完成后，MCU根據設備ID確定其應該包含的功能，并將功能對應的數據ID添加到發送列表中，周期性的向新設備發送相應的數據，新設備依據對應的數據ID進行響應。
【文檔編號】B60R16/023GK106004730SQ201610547662
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月12日
【發明人】張紀崗, 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