專利名稱：一種提高行車安全的車載無線通信裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及車載無線通信領域，尤其涉及結合汽車電子技術和無線通信技術并可有效提高行車安全的車載無線通信裝置。
背景技術：
隨著汽車電子技術的不斷進步，汽車上的電子裝置越來越多，并與傳感器和執行器一起共同組成了許多復雜的電子控制系統。傳統點對點的連接方式已經無法滿足現代汽車電子技術發展的要求，多路傳輸的車載網絡、總線技術成為必然發展方向。汽車上各系統采用分布控制方式，組成一個車載計算機網絡，各系統可獨立進行開發和技術升級并且通過總線共享信息。例如，CAN-bus (Controller Area Network)即控制器局域網，是國際上應用最廣泛的現場總線之一，它被設計作為汽車環境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網絡。但是現代汽車信息數據的共享不僅僅局限于汽車內部，許多用于汽車導航、汽車 GPS定位、汽車防盜、汽車遠程監控、汽車遠程調度和收費等方面的數據信息需要與外界進行交互。由于汽車可移動性的特點，很多與外界交互的信息需要通過無線傳輸。這就促使無線通信和信息系統開始逐步進入汽車，和汽車電子系統相互融合，使得汽車在車內外通訊、 電子控制功能方面開始向多樣化、集成化趨勢發展。如目前市場上常見的用于出租車調度的車載臺就是集成了 GPS技術、地理信息系統(GIS)、集群通信技術或移動通信技術，再配合后臺應用軟件組成了車隊管理調度系統。中國專利200720020042. 7提出的就是一種結合了 GPS和GoTa數字集群系統車載臺，可用于車隊的調度管理。同時，隨著社會的發展，汽車已經不再是簡單的代步工具，而是逐漸演變成集安全、舒適、娛樂、辦公及服務于一體的電子化行駛工具。近年在國外汽車行業迅猛發展的車載信息服務系統^Telematics (代表I^elecommunication+Information)就是一種安裝在車上的信息平臺，目的是為了通過無線通信網絡向車上用戶提供多樣化的信息服務，包括通訊、導航、行車安全監視、路況、天氣和其它互聯網資訊等。目前投入商用的Telematics系統均以道路救援、路況導航和移動語音通信為主要服務內容。此外，一些獨立的無線裝置被用于提高行車安全，如倒車雷達、防撞雷達等，它們的基本工作原理是應用無線技術探測行車方向是否存在障礙物，如果探測到障礙物且距離小于安全警戒范圍時就發出聲音或其它方式的預警，提醒駕駛者采取措施避免可能的危險。綜上所述，將汽車技術、電子技術、計算機技術、Internet技術、無線通信技術緊密結合，同時集成各種不同的應用系統而產生的新型車載無線通信技術，必將成為汽車電子技術和無線通信技術融合發展的新熱點。通過實施這種新型車載無線通信技術，可實現汽車車況實時檢測、汽車定位導航、車輛指揮調度管理、車輛收費、車輛遠程監控、車內無線移動辦公、車內娛樂等功能。但是目前商用的車載無線電設備一收音機、GPS導航儀、遙控無鑰進入、防盜報警、GPRS/CDMA1X車載臺等，都是相對獨立的無線電設備，他們的功能較為單一且無法和車內通信總線實現信息交互。此外，目前的汽車電子通信系統尚沒有給行車安全提供足夠的幫助，如上面所述的防撞雷達僅能起到輔助提醒作用，但是其效果在很多情況下并不理想。這是因為駕駛者得到警示到采取措施需要一個反應時間，以駕駛者發現情況并采取緊急制動為例，駕駛者的反應可分為幾個階段反射時間，從發現情況(如上述的防撞雷達給出預警信號)到大腦判斷再指揮手腳開始操作這段時間；操作時間，腳接受大腦指揮離開油門轉移到制動踏板上；制動系統反應時間，腳踩下制動踏板到車輛制動器起作用達到制動效果。據相關統計分析，普通駕駛者在正常情況下的緊急制動反應時間在0. 6 秒-1秒，考慮到實際駕駛環境的影響，這一反應時間往往還要長。這往往造成很多突發情況發生時反應不及而發生事故，例如高速路上頻發的多車追尾事故往往是由于前車遇到緊急情況制動而后車反應不及造成的。本發明專利即針對目前車載無線通信產品的不足提出一種結合了汽車電子技術、 無線傳感技術和無線通信技術并可有效提高行車安全性的車載無線通信系統和方法。

發明內容
本發明提出一種提高行車安全的車載無線通信裝置，該裝置首先通過第一無線接口接入移動網絡進而與網絡側后臺應用系統建立通信連接，通過第二無線接口與前方臨近車輛的同類車載無線通信裝置建立通信連接，通過第三無線接口與后方臨近車輛的同類車載無線通信裝置建立通信連接；然后通過所述通信連接完成本車和前、后臨近車輛的信息交互，以及本車和網絡側后臺應用系統之間的信息交互。上述車載無線通信裝置包括以下功能單元1)中央單元，負責完成所述第一無線接口功能，負責完成車載無線通信裝置各功能單元的初始化、參數配置、工作狀態監測控制，通過汽車總線接口模塊接入車內總線并與車內其它汽車電子控制裝置ECU完成信息交互，負責與后臺應用系統以及前后臨近車輛完成信息交互；2)第一無線傳感單元，負責完成所述第二無線接口功能，采用短距離無線通信技術探測其天線覆蓋方向的同類車載無線通信裝置之無線傳感單元并建立通信連接，通過電纜連接中央單元并在中央單元的控制下與所述同類無線通信裝置實時完成數據交互；3)第二無線傳感單元，負責完成所述第三無線接口功能，采用短距離無線通信技術探測其天線覆蓋方向的同類車載無線通信裝置之無線傳感單元并建立通信連接，通過電纜連接中央單元并在中央單元的控制下與所述同類無線通信裝置實時完成數據交互。上述同類無線通信裝置是指其無線傳感單元采用相同的短距離無線通信技術并配置了一致的無線參數，所述無線參數包括工作頻率、無線網絡協議及版本、網絡ID、數據加密方式。所述短距離無線通信技術包括ZigBee、藍牙、紅外和WLAN技術，汽車總線接口單元包括總線控制器和總線收發器，負責汽車總線物理層和數據鏈路層的數據收發功能。所述汽車總線可采用CAN總線，所述總線控制器和總線收發器負責完成CAN總線物理層和數據鏈路層的數據收發功能。所述中央單元進一步包括1)主控制模塊，負責完成對其它功能單元的初始化和功能控制，并通過總線和內置通訊接口完成與其它單元模塊的數據交換；
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2)無線通信模塊，包括一個無線接入子模塊和一個GPS子模塊，其中無線接入子模塊負責在主控模塊控制下通過天線和移動網絡建立連接并交互數據，GPS子模塊負責通過天線實時捕獲GPS衛星信號、計算獲得位置信息并輸出給主控單元；3)存儲模塊，采用同步動態隨機存儲器(SDRAM)、閃速存儲器(Flash)存儲業務數據和軟件代碼，通過并行數據、地址總線和主控模塊連接，接受主控模塊的數據存儲和讀取指令；4)汽車總線接口模塊，包括總線控制器和總線收發器，負責在主控模塊的控制下完成總線物理層和數據鏈路層的數據收發功能。5)輸入模塊，負責提供鍵盤和快捷按鈕輸入方式，用于輸入控制參數或操作指令；6)顯示模塊，包括用于顯示該車載無線通信裝置工作狀態的指示燈和用于播放音、視頻信息流的喇叭、顯示屏以及相應的驅動模塊。上述移動網絡是任何實現廣域覆蓋的無線通信網絡，包括GSM網絡、GPRS網絡、 EDGE網絡、CDMA2000 Ix網絡、CDMA2000 EVDO網絡、WCDMA網絡、TD-SCDMA網絡以及基于上述移動網絡的演進網絡，所述演進網絡包括LTE網絡。所述第一無線傳感單元通過射頻電纜連接安裝于汽車頭部的定向天線，其輻射方向朝向汽車正前方；所述第二無線傳感單元通過射頻電纜連接安裝于汽車尾部的定向天線，其輻射方向朝向汽車正后方。所述中央單元主控模塊負責完成基于短距離無線通信技術的無線傳感接口應用層協議和汽車總線應用層協議之間的轉換，以及所述車載無線通信裝置與網絡側后臺應用系統之間的應用層接口協議和汽車總線應用層協議之間的轉換。所述中央單元通過第一無線傳感單元和第二無線傳感單元與其它同類車載無線通信裝置交互的信息包括通過第一無線傳感單元接收到的前方車輛緊急制動信息、前方車輛無線通信裝置的第二無線傳感單元之發射功率信息、前方車輛無線通信裝置的第二無線傳感單元之天線安裝位置距離地面的高度和天線增益信息；通過第二無線傳感單元向后方車輛無線通信裝置發送采集自車內電子控制裝置ECU的本車緊急制動信息、本車無線通信裝置的第二無線傳感單元之發射功率信息、本車無線通信裝置的第二無線傳感單元之天線安裝位置距離地面的高度和天線增益信息。所述中央單元的主控模塊還負責處理車載無線通信裝置與網絡側后臺應用系統之間交互的消息報文，所述消息報文包括車載無線通信裝置上報的汽車各部件工作狀態和故障信息，以及后臺應用系統下發的對汽車各部件的控制指令，所述汽車工況和故障信息由所述中央單元主控模塊通過所述汽車總線采集自車內各汽車電子控制裝置ECU。通過實施本發明，可以方便地在前后車輛之間傳遞信息，特別是前車的緊急制動信息，并據此采取措施保證行車安全。還可以遠程采集并統計分析車輛各裝置的工作狀況和故障信息并及時提供給汽車制造商，供其及時采取質量改進措施。亦可讓車主遠程設置車載裝置的工作狀態或參數，改善其使用方便性。結合附圖閱讀本發明實施方式的詳細描述后，本發明的其他特點和優點將變得更加清楚。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1是本發明一個實施例的功能框圖；圖2是圖1所示實施例中的中央單元功能框圖；圖3是汽車CAN總線示意圖；圖4是本發明實施例在汽車內的安裝位置示意圖；圖5是本發明實施例一個應用場景示意圖；圖6是圖1所示實施例中的中央單元處理網絡側消息報文和車內總線消息報文的協議棧示意圖；圖7是相鄰兩輛汽車應用本發明裝置交互各自ECU數據的協議棧分布圖；圖8是相鄰兩輛汽車應用本發明裝置建立無線鏈路時電磁波傳播模型示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。如圖1所示的車載無線通信裝置包括一個中央單元和兩個無線傳感單元。其中，中央單元是該車載無線通信裝置的主體部分，負責通過天線SlOl接入移動網絡并和后臺應用系統交互消息報文，通過電纜連接無線傳感單元1和無線傳感單元2，完成車載無線通信裝置各功能單元的初始化、參數配置、工作狀態監測控制，接收并處理無線傳感單元1和2上傳的數據；無線傳感單元1和2采用短距離無線通信技術探測其天線S102或S103覆蓋方向的同類無線傳感裝置并建立通信連接，在中央單元的控制下與所述同類無線傳感裝置實時完成數據交互。所述同類無線傳感裝置指雙方采用相同的短距離無線通信技術并配置了一致的無線參數，如工作頻率、無線網絡協議、網絡ID、數據加密方式等。上述移動網絡包括任何實現廣域覆蓋的移動通信網絡，包括GSM網絡、GPRS網絡、 EDGE網絡、CDMA2000 Ix網絡、CDMA2000 EVDO網絡、WCDMA網絡、TD-SCDMA網絡以及基于上述移動網絡的演進網絡，如LTE、4G網絡等。中央單元的功能框圖如圖2所示，其中包括1)CPU作為該車載無線通信裝置的主控制單元，其中運行著一組基于實時操作系統(RTOS)的軟件代碼。該單元完成對其它功能單元的初始化和功能控制，并通過總線和內置通訊接口完成與其它單元的數據交換。特別地，CPU單元通過CAN控制器和CAN收發器接入汽車內部CAN總線，根據CAN應用層協議完成與其它車載ECU的消息交互；CPU單元還通過上述無線傳感單元1和2連接臨近車輛的同類車載無線通信裝置，完成數據交互。2)同步動態隨機存儲器(SDRAM)、閃速存儲器(Flash)單元負責業務數據和軟件代碼存儲并可由CPU單元調用。它們通過并行數據總線和CPU單元連接。3)無線通信單元包括全球定位系統(GPS)模塊和無線接入模塊，GPS模塊負責通過天線實時捕獲GPS衛星信號、計算獲得位置信息并輸出給CPU單元，無線接入模塊負責在 CPU控制下通過天線和移動網絡建立連接并交互數據。4)輸入單元提供鍵盤和快捷按鈕等輸入方式，用于對上述車載無線通信裝置輸入控制參數或操作指令。5)顯示單元包括用于顯示上述車載無線通信裝置工作狀態的指示燈和用于播放音、視頻信息流的喇叭、顯示屏以及相應的驅動模塊。6) CAN控制器和CAN收發器在CPU單元的控制下完成CAN總線物理層和數據鏈路層的功能，使得該車載無線通信裝置作為一種汽車電子控制裝置ECU掛在汽車內部CAN總線上，完成與其它車載ECU基于CAN應用協議的數據交換。7)無線傳感單元接口單元負責提供連接無線傳感單元1和2的物理接口，便于中央單元通過電纜連接并進而控制它們與臨近車輛的同類車載無線通信裝置建立雙向通信鏈路，完成數據交互。現代汽車工業大量使用CAN總線技術，用于連接車內各汽車電子控制裝置E⑶，例如傳動裝置控制單元、空調控制單元、燈控單元、門控單元、座椅控制單元以及儀表盤控制單元等等，如圖3所示。本發明所述的車載無線通信裝置也作為一個ECU，通過CAN控制器和收發器連接至車內CAN總線網絡，和其它ECU實現信息共享。具體應用時，上述車載無線通信裝置按照圖4所示的方式部署無線傳感單元 1 (S402)和無線傳感單元2(S4(X3)分別安裝在車輛的頭部和尾部，通過射頻電纜連接天線 S404和S405，所述天線為定向天線，安裝在車頭和車尾，其輻射方向分別朝向車輛正前方和正后方，如圖中S406和S407所示；S402和S403通過電纜連接安裝在車內的中央單元 S401，該中央單元的安裝位置應便于連接車內CAN總線網絡，比如安裝在駕駛室中控臺附近，中央單元S401還通過射頻電纜連接安裝在車輛前擋風玻璃附近或車頂的天線S408。這樣，在車輛行駛過程中，無線傳感單元1實時探測車輛前方即天線S404覆蓋范圍S406內的同類無線傳感裝置，建立短距離無線通信鏈路以便相互交換數據；無線傳感單元2實時探測車輛后方即天線S405覆蓋范圍S407內的同類無線傳感裝置，建立短距離無線通信鏈路以便相互交換數據；中央單元通過車內CAN總線實時采集車輛行駛狀態數據，如行駛速度、 制動操控、加速操控、轉向操控、變道操控等，中央單元將這些行駛狀態數據按照CAN應用層協議封裝后交由無線傳感單元發送至前、后臨近車輛；同時中央單元從無線傳感單元接收到臨近車輛的行駛狀態數據并按照CAN應用層協議解包分析后，將需要本車做出相應反應的數據按照CAN應用層協議再次封裝后通過車內CAN總線網絡發送至目標ECU以便其做出相應操控，比如當中央單元收到位于車頭的無線傳感單元1上報的前車行車狀態數據， 按照CAN應用層協議解包分析后發現前車正在剎車，則中央單元立即將此消息按照CAN應用層協議再次封裝后通過車內CAN總線發送至車輛傳動裝置控制ECU，該ECU可據此采取必要的措施確保行車安全，如強制減少油門、降低檔位、采取制動并以聲、光、電等方式提醒駕駛者。圖5進一步給出了上述車載無線通信裝置的應用場景，在高速公路上依次行駛的汽車S502-S506均安裝了上述車載無線通信裝置，并且其中的無線傳感單元配置一致的無線參數。根據前述原理，汽車S502中無線通信裝置的無線傳感單元2和汽車S503中無線通信裝置的無線傳感單元1會建立無線連接，同樣，S503和S504之間、S504和S505、 S505和S506之間都會建立類似的無線鏈路并交互各自的行車狀態數據。這樣當前面的車輛如S502遇到突發情況采取緊急制動時，S502的車載無線通信裝置將通過其無線傳感單元2即時向后車S503發送信息警示這一突發狀態，以便后車采取相應制動措施。同時，后面的車輛會采取同樣的方式將這一信息依次向后傳遞，以確保后車有足夠的反應時間判斷并采取相應制動措施。采用本發明裝置后，前車的突發狀態信息將瞬時傳遞到后車，給后車采取相應措施留下了足夠的反應時間，其信息傳遞時延主要由兩車CAN總線傳輸時延、信息處理時延和信息無線傳輸時延構成。車用CAN總線傳輸速率可達1Mbps，假設所述汽車突發狀態信息長度為8字節，由于CAN總線上多節點的競爭接入以及CAN協議物理層和數據鏈路層處理開銷而造成的CAN總線實際承載效率為50%，即CAN總線實際承載有效數據能力為0. 5Mbps，則該信息從相關ECU傳送到車載無線通信裝置的中央單元需要 8x8x2xl0-6 = 128xl0-6(s)，同樣后車到車載無線通信裝置的中央單元收到并處理該信息后需要128x10_6(S)通過CAN總線將其發送到相應E⑶，即兩車CAN總線傳輸時延合計為 0. 256ms ；信息處理時延則包括前后兩車的車載無線通信裝置對信息的接收、解包、分析、封裝、發送等處理過程需要的時間，具體又可細分為前車無線通信裝置中央單元處理時間、前車無線通信裝置無線傳感單元2處理時間、后車無線通信裝置無線傳感單元1處理時間、后車無線通信裝置中央單元處理時間以及信息從前車無線通信裝置的中央單元通過通用異步串口傳送到無線傳感單元2的時延和后車無線通信裝置的無線傳感單元1通過通用異步串口將信息傳送到中央單元的時延。假設車載無線通信裝置的中央單元和無線傳感單元之間的異步串行接口數據傳輸速率為115200bps，無線傳感單元采用業界通用的C8051微處理器，其主頻最高可達25MHz，一般工作在8MHz-10MHz，這里以IOMHz計算，而中央單元采用 ARM7微處理器，其主頻一般在50MHz以上，這里以50MHz計算，再假設各處理節點需要200 條微處理器指令來處理上述信息。則所述信息傳輸時延為=2x8x8/115200 (s) = 1. 1ms，處理時延為 h200x0. 1χ1(Γ6+2χ200χ0. 02x1(T6(s) = 0. 048ms，二者合計為 1. 148ms ；信息通過短距離無線通信技術傳輸的時延主要取決于無線傳感單元采用的無線技術和相應傳輸帶寬，假設無線傳感單元采用ZigBee技術，其物理層傳輸帶寬為2501ApS，考慮到ZigBee協議物理層和數據鏈路層處理開銷，假設其有效承載效率為50%，則其有效承載數據速率為 125kbps,因此上述信息在前車無線傳感單元2和后車無線傳感單元1之間的傳輸時延為 8x8/125x10_3(s) = 0. 512mSo以上三項時延合計為1. 916ms,由此可見，采用本發明方案后， 如遇前車突發狀態，后車的反應速度將遠遠快于完全依賴駕駛者的應變反應(如前所述， 通常為0. 1-1秒甚至更高)。圖5中的各車(圖中以S503和S505為例)還可以通過其車載無線通信裝置接入移動基站S501，進而經過移動核心網接入hternet網絡，與同樣接入hternet網絡的后臺應用服務器建立通信連接。這樣車載無線通信裝置可以隨時將本車行車狀況信息上報應用服務器，應用服務器可以據此及時了解各車輛的狀況，尤其是車輛各裝置的工作狀況和故障信息可以及時被統計分析。采用圖5所示的系統方案可以據此開展多種應用服務，如應用服務器可以向車主或汽車制造商提供WEB門戶服務，汽車制造商可以通過用戶客戶端登陸應用服務器，獲取其屬下各型號汽車在一段時間內的車輛裝置工作狀況和故障統計，根據這些遠程自動獲取的信息，汽車制造商可以主動采取及時的質量改進措施。而車主則可以通過用戶客戶端或自己的智能手機S507登陸應用服務器，遠程設置車載裝置的工作狀態或參數，比如遠程開啟車內空調。圖6給出的是所述車載無線通信裝置的中央單元與網絡側應用服務器管理平臺之間交互消息時采用的協議棧。中央單元首先將采集自車內CAN總線的車載裝置工作狀況和告警信息按照CAN應用層協議拆包，然后按照與應用服務器管理平臺之間的接口協議重新封裝后再用TCP/IP或UDP/IP封裝，最后通過無線網絡發送到應用服務器管理平臺。反之，中央單元收到來自應用服務器的指令消息后，首先按照接口協議和TCP/IP或UDP/IP將該消息解包，然后按照CAN應用層協議重新封裝后通過車內CAN總線發送至相應ECU。圖7給出的是所述車載無線通信裝置的中央單元與臨近車載無線通信裝置的另一個中央單元之間通過短距離無線通信鏈路交互消息時采用的協議棧。中央單元首先將采集自車內CAN總線的車載裝置工作狀況和告警信息按照CAN應用層協議拆包，然后按照短距離無線傳感應用協議重新封裝后通過串行接口送至無線傳感單元，由無線傳感單元將其通過短距離無線通信鏈路(圖中以ZigBee技術為例)發送至臨近車輛。反之，無線傳感單元先按照無線傳感技術物理層和數據鏈路層協議接收上述信息，然后將其承載在串行接口之上傳送給中央單元，中央單元按照短距離無線傳感應用協議將其拆包并按照CAN應用層協議重新封裝，最后將其通過車內CAN總線發送至相應ECU。上述車載無線通信裝置還可用于車距自動測量和安全提醒。如圖8所示，前車上的無線傳感單元2向后車無線傳感單元1發送的無線電波會通過視距直射路徑S803和地面反射路徑S804到達后車無線傳感單元1的天線S802，后車接收到的電磁波功率P,與前
20^ h
車發送的電磁波功率Pt之間的關系在^時可通過電磁波傳播理論中的地面反射
權利要求
1.一種提高行車安全的車載無線通信裝置，其特征在于該裝置首先通過第一無線接口接入移動網絡進而與網絡側后臺應用系統建立通信連接，通過第二無線接口與前方臨近車輛的同類車載無線通信裝置建立通信連接，通過第三無線接口與后方臨近車輛的同類車載無線通信裝置建立通信連接；然后通過所述通信連接完成本車和前、后臨近車輛的信息交互，以及本車和網絡側后臺應用系統之間的信息交互。
2.根據權利要求1所述的車載無線通信裝置，其特征在于所述裝置包括1)中央單元，負責完成所述第一無線接口功能，負責完成車載無線通信裝置各功能單元的初始化、參數配置、工作狀態監測控制，通過汽車總線接口模塊接入車內總線并與車內其它汽車電子控制裝置ECU完成信息交互，負責與后臺應用系統以及前后臨近車輛完成信息交互；2)第一無線傳感單元，負責完成所述第二無線接口功能，采用短距離無線通信技術探測其天線覆蓋方向的同類車載無線通信裝置之無線傳感單元并建立通信連接，通過電纜連接中央單元并在中央單元的控制下與所述同類無線通信裝置實時完成數據交互；3)第二無線傳感單元，負責完成所述第三無線接口功能，采用短距離無線通信技術探測其天線覆蓋方向的同類車載無線通信裝置之無線傳感單元并建立通信連接，通過電纜連接中央單元并在中央單元的控制下與所述同類無線通信裝置實時完成數據交互。
3.根據權利要求1或2所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述同類無線通信裝置是指其無線傳感單元采用相同的短距離無線通信技術并配置了一致的無線參數，所述無線參數包括工作頻率、無線網絡協議及版本、網絡ID、數據加密方式。
4.根據權利要求1-3任一項所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述短距離無線通信技術包括ZigBee、藍牙、紅外和WLAN技術。
5.根據權利要求1-4任一項所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述汽車總線接口單元包括總線控制器和總線收發器，負責汽車總線物理層和數據鏈路層的數據收發功能。
6.根據權利要求1-5任一項所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述汽車總線是 CAN總線，所述總線控制器和總線收發器負責完成CAN總線物理層和數據鏈路層的數據收發功能。
7.根據權利要求1-6任一項所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述中央單元進一步包括1)主控制模塊，負責完成對其它功能單元的初始化和功能控制，并通過總線和內置通訊接口完成與其它單元模塊的數據交換；2)無線通信模塊，包括一個無線接入子模塊和一個GPS子模塊，其中無線接入子模塊負責在主控模塊控制下通過天線和移動網絡建立連接并交互數據，GPS子模塊負責通過天線實時捕獲GPS衛星信號、計算獲得位置信息并輸出給主控單元；3)存儲模塊，采用同步動態隨機存儲器(SDRAM)、閃速存儲器(Flash)存儲業務數據和軟件代碼，通過并行數據、地址總線和主控模塊連接，接受主控模塊的數據存儲和讀取指令；4)汽車總線接口模塊，包括總線控制器和總線收發器，負責在主控模塊的控制下完成總線物理層和數據鏈路層的數據收發功能。5)輸入模塊，負責提供鍵盤和快捷按鈕輸入方式，用于輸入控制參數或操作指令；6)顯示模塊，包括用于顯示該車載無線通信裝置工作狀態的指示燈和用于播放音、視頻信息流的喇叭、顯示屏以及相應的驅動模塊。
8.根據權利要求1-7任一項所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述無線通信單元接入的移動網絡是任何實現廣域覆蓋的無線通信網絡，包括GSM網絡、GPRS網絡、EDGE網絡、CDMA2000 Ix網絡、CDMA2000 EVDO網絡、WCDMA網絡、TD-SCDMA網絡以及基于上述移動網絡的演進網絡，所述演進網絡包括LTE網絡。
9.根據權利要求1-8任一項所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述第一無線傳感單元通過射頻電纜連接安裝于汽車頭部的定向天線，其輻射方向朝向汽車正前方；所述第二無線傳感單元通過射頻電纜連接安裝于汽車尾部的定向天線，其輻射方向朝向汽車正后方。
10.根據權利要求1-9任一項所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述中央單元主控模塊負責完成基于短距離無線通信技術的無線傳感接口應用層協議和汽車總線應用層協議之間的轉換，以及所述車載無線通信裝置與網絡側后臺應用系統之間的應用層接口協議和汽車總線應用層協議之間的轉換。
11.根據權利要求1-10任一項所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述中央單元通過第一無線傳感單元和第二無線傳感單元與其它同類車載無線通信裝置交互的信息包括通過第一無線傳感單元接收到的前方車輛緊急制動信息、前方車輛無線通信裝置的第二無線傳感單元之發射功率信息、前方車輛無線通信裝置的第二無線傳感單元之天線安裝位置距離地面的高度和天線增益信息；通過第二無線傳感單元向后方車輛無線通信裝置發送的本車緊急制動信息、本車無線通信裝置的第二無線傳感單元之發射功率信息、本車無線通信裝置的第二無線傳感單元之天線安裝位置距離地面的高度和天線增益信息。
12.根據權利要求11所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述本車緊急制動信息由所述中央單元主控模塊通過所述汽車總線采集自車內電子控制裝置ECU。
13.根據權利要求1-12任一項所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述中央單元的主控模塊負責處理車載無線通信裝置與網絡側后臺應用系統之間交互的消息報文，所述消息報文包括車載無線通信裝置上報的汽車各部件工作狀態和故障信息，以及后臺應用系統下發的對汽車各部件的控制指令。
14.根據權利要求13所述的車載無線通信裝置，其特征在于，所述車載無線通信裝置上報的汽車各部件工作狀態和故障信息由所述中央單元主控模塊通過所述汽車總線采集自車內各汽車電子控制裝置ECU。
全文摘要
本發明提供一種車載無線通信裝置，該裝置由中央單元和分別安裝在車輛頭、尾部的無線傳感單元構成。中央單元負責接入移動網絡與后臺應用系統交互信息，連接車內CAN總線，實現與車內各電子控制裝置ECU之間的信息共享，同時通過電纜連接無線傳感單元實現與臨近車輛的信息共享；無線傳感單元在中央單元的控制下采用短距離無線通信技術與臨近車輛的同類無線通信裝置建立通信連接并交互信息。通過實施本發明，可以方便地在前后車輛之間傳遞信息，并據此采取措施保證行車安全。還可以遠程采集并統計分析車輛的工況和故障信息并及時提供給制造商，供其及時采取質量改進措施。亦可讓車主遠程設置車載裝置的工作狀態或參數，改善其使用方便性。
文檔編號H04W88/02GK102469627SQ20101054964
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者胡樂樂 申請人:上海啟電信息科技有限公司