[发明专利]一种基于CAN总线的分布式车载感知与车载通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及CAN总线技术、车载信息感知系统和车载通信领域，尤其涉及一种基于CAN总线的分布式车载感知与车载通信装置。

背景技术

在国民经济中汽车工业的规模效益明显、产业关联度高、资金和技术密集，在经济发展战略中具有十分重要的地位。伴随着中国经济的持续高速发展，公路交通方面取得了一序列可喜的成果：公路通车里程快速增长、机动车保有量及其驾驶人数快速增长等，但随之也带来了道路交通事故增加、受伤和死亡人数逐年递增等一序列公路交通安全问题。公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势，由此产生的频繁的交通事故也使公路交通安全问题成为一个社会广泛关注的话题。

大量的研究表明：若驾驶员能提早1秒意识到交通事故的发生，并提前0.5秒做出反应、采取相应的正确措施，就可以避免60％的追尾事故、30％的车辆正面碰撞、50％的路面相关事故。如果能在潜在交通事故发生前1秒钟能有效的给驾驶员发出警报，则可避免90％的交通事故。

研究表明，在“人-车-路”的道路交通系统中，驾驶人员对外界环境的错误判断、以及驾驶中的错误操作都会严重影响机动车驾驶安全。因此开发关键的车载感知装置，加强对驾驶行为监测能够有效保障行车安全。汽车运动状态的感知对于提升汽车主动安全十分必要。目前的汽车电子控制系统并没有实现汽车运动状态的全面感知，而且感知的信息不对其它系统开放。

车载信息感知不仅提供了汽车实时运行参数，越来越多地被用来开发安全预测预报方面的新鲜功能，这些在汽车安全控制方面逐渐发挥着重要作用。

随着通信技术的发展，手机功能不断增强，然而驾驶汽车使用电话是非常不安全的举动，因此用户需要开发一个替代手机的车载通信终端来进行语音通话和各种数据业务。

目前市面上的车载导航定位系统缺点在于缺少通话和短信息等功能，没有数据业务无法实现外界对车辆的GPS信息充分利用，车辆监控中心无法实现车辆监控管理。

综上所述，目前的技术方案中尚未公布一款可以实时监测汽车运行状态参数信息且可以通过车载通讯设备与控制中心进行交互，将车辆的状态信息和定位信息等参数反馈给监控中心，同时增加了车载电话业务，可以为驾驶状态下提供便捷的各种信息服务。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于CAN总线分布式的车载感知与车载通信装置，该装置可以通过安装在车上的传感器实时感知汽车运动状态，并通过对数据的处理发送至汽车总线，以备监控系统调用。同时，无线通信单元可以将车辆的状态信息和位置等信息发送至监控中心，以便监控中心对汽车进行监控和管理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于CAN总线的分布式车载感知与车载通信装置，包括车载传感器单元、主控制单元、通信单元、CAN收发器单元、电源管理模块和外接电源，其中，车载传感器单元包括3轴加速器和3轴陀螺仪用于检测车辆6自由度信息，主控制单元包括数据处理模块和程序下载端口，用于下载单片机程序，通信单元包括GSM模块、GPRS模块和GPS模块，用于与远程监控中心通讯，CAN收发器用于将经过单片机处理的传感器信号和通信模块信号发送至车载总线，避免大规模布线，电源管理单元将车载电源转换成该装置的供电电源。

监控中心由服务器组成，能通过网络连接通信单元，监测车载感知的状态信息，同时也可以发送信息之车载终端，以便对车载终端进行操作，既保证车内信息感知，又通过网络实现监控中心管理。车载传感器单元采集汽车运动状态包括汽车的纵向、侧向、垂向3方向的加速度和横摆、侧倾、俯仰3方向的角速度共计6个运动信号。

本发明所述车载传感器单元包括多个接口：A/D接口、I²C接口、GPIO口和串口，并通过I²C接口与数据处理模块相连。GSM模块、GPRS模块和GPS模块均通过RS232串口与数据处理模块对应端口连接。

本发明所述程序下载端口通过JTAG接口与数据处理模块连接。

本发明所述电源管理模块通过DC-DC芯片连接车载传感器单元、主控制单元和通信单元。所述的通信单元包含集成在装置上的定位装置，通过网络可以实现与监控中心信息交互，便于监控中心监测车辆位置。主控制单元用于处理采集到的传感器数据，对传感器信息进行融合处理，同时也对通信单元的的数据进行相应的融合处理，并将信息打包发送到CAN收发器。

本发明所述外界电源模块采用汽车车载电源。