專利名稱：車用控制器局域網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車自動化領(lǐng)域。
20世紀90年代以來，汽車上由電子控制單元(ECU)指揮的部件數(shù)量越來越多，例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置、安全氣囊裝置、電控門窗裝置、主動懸架等等。隨著集成電路和單片機在汽車上的廣泛應(yīng)用，車上的ECU數(shù)量也越來越多。因此，一種新的概念——車上控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN(Controller Area Network)的概念也就應(yīng)運而生了。CAN最早是由德國BOSCH公司為解決現(xiàn)代汽車中ECU之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議，按照ISO有關(guān)標(biāo)準，CAN的拓撲結(jié)構(gòu)為總線式，因此也稱為CAN總線。
CAN協(xié)議中每一幀的數(shù)據(jù)量都不超過8個字節(jié)，以短幀多發(fā)的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高實時性；CAN總線的糾錯能力非常強，從而提高數(shù)據(jù)的準確性；同時CAN總線的速率可達到1M bit/s，是一個真正的高速網(wǎng)絡(luò)，將CAN總線應(yīng)用在汽車中使用有很多優(yōu)點1.用低成本的雙絞線電纜代替了車身內(nèi)昂貴的導(dǎo)線，并大幅度減少了用線數(shù)量；2.具有確定的響應(yīng)時間和高可靠性，并適合對實時性要求較高的應(yīng)用如剎車裝置和氣囊；3.CAN芯片可以抗高溫和高噪聲，并且具有較低的價格。
在現(xiàn)代轎車的設(shè)計中，CAN已經(jīng)成為必須采用的裝置。奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃、雷諾等汽車都采用了CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。據(jù)報道，中國首輛CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)混合動力轎車已在奇瑞公司試裝成功，并進行了初步試運行。在上海大眾的帕薩特和POLO汽車上也開始引入了CAN總線技術(shù)。但是總的來說，汽車總線技術(shù)在我國尚處于試驗和起步階段，絕大部分的汽車還沒有采用汽車總線的設(shè)計，因而急需一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的發(fā)明創(chuàng)新項目填補這方面的空白。陳舊的技術(shù)方法已不適應(yīng)汽車工業(yè)發(fā)展的需要。
例如，眾所周知汽車的核心設(shè)備是發(fā)動機，發(fā)動機的運行參數(shù)，例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、機油壓力、冷卻劑溫度等等是和汽車駕駛是緊密相關(guān)的。傳統(tǒng)汽車儀表的設(shè)計方法是通過放置在汽車部件(如發(fā)動機)內(nèi)部的傳感器，將機械信號轉(zhuǎn)換成電信號，如電壓、電流、脈沖信號，再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換或計數(shù)器等，將電信號轉(zhuǎn)換成可視的指針信號顯示在模擬儀表盤上。隨著汽車總線技術(shù)的發(fā)展，不少進口發(fā)動機已經(jīng)不再直接向外提供傳感器信號，而改用CAN總線通信接口。由于缺乏相關(guān)的測試和維修設(shè)備，一旦發(fā)動機出現(xiàn)故障，我們的維修人員只能是在發(fā)動機上鉆孔，將傳感器直接放進發(fā)動機內(nèi)部進行檢測，操作繁瑣、設(shè)備復(fù)雜，且不利于保護發(fā)動機的整體結(jié)構(gòu)。
又如，現(xiàn)有的部分汽車儀表雖然使用了總線的通信方式，但是其總線是專用設(shè)計，由于硬件標(biāo)準不統(tǒng)一，通信協(xié)議不兼容，為甲公司汽車生產(chǎn)的儀表完全不能在乙公司的汽車上使用，更不可能在帶有CAN接口的新式汽車系統(tǒng)中使用，通用性差。
再如，駕駛員的不合理操作或違反交通規(guī)則的操作與汽車的保養(yǎng)、行車的安全有密切的關(guān)聯(lián)，目前還缺乏一種將檔位與車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)等信息有機結(jié)合起來進行記錄并形成電子報告的機制，而這些將有利于汽車的保養(yǎng)和安全駕駛。例如在手動檔汽車中，駕駛員的換檔是依照經(jīng)驗進行的，容易發(fā)生應(yīng)該加高檔而沒加高檔的情況，即低檔高速行駛，既不利于降低油耗，又容易造成汽車的部件磨損。如果能實現(xiàn)自動換檔提示，則有利于保證車輛保持在經(jīng)濟時速行駛。
圖2是控制器局域網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
智能網(wǎng)關(guān)通過CAN總線接口，從發(fā)動機、變速箱、剎車等車載系統(tǒng)中采集車輛運行數(shù)據(jù)；對采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析處理；一部分數(shù)據(jù)通過格式轉(zhuǎn)換，將CAN通信協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RS422或RS485等專用總線數(shù)據(jù)，傳送給傳統(tǒng)汽車儀表和裝置；一部分數(shù)據(jù)送顯示屏幕和語音提示，供駕駛者參考，例如車速、檔位等基本車輛運行信息，以及換檔提示、超速警告等智能提示；一部分數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)備份模塊存檔，記錄行車情況，例如發(fā)動機運行狀態(tài)數(shù)據(jù)等，起到“黑匣子”的作用；一部分數(shù)據(jù)送以太網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)接口，便于與其它計算機系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。
如圖2，智能網(wǎng)關(guān)內(nèi)部包含有由CAN控制器14和CAN處理器15組成的CAN子系統(tǒng)，由以太網(wǎng)控制器16和以太網(wǎng)處理器17組成的以太網(wǎng)子系統(tǒng)，由無線網(wǎng)絡(luò)模塊18和無線網(wǎng)處理器19組成的無線網(wǎng)子系統(tǒng)，由其它總線處理器20和其它總線控制器21組成的其它總線處理子系統(tǒng)，由實時數(shù)據(jù)分析處理器22和數(shù)據(jù)備份模塊4組成的數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)，以及由輔助處理器23和顯示模塊接口25、語音模塊接口24、汽車控制單元7構(gòu)成的輔助功能子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)之間通過微控制器智能化總線5連接。由于采用了模塊化的設(shè)計，這些子系統(tǒng)可以根據(jù)需要方便的增加或減少。 微控制器智能化總線微控制器智能化總線是整個智能網(wǎng)關(guān)的核心，它連接著各個子系統(tǒng)，本發(fā)明中用RS485規(guī)范實現(xiàn)物理層傳輸。即在本發(fā)明中，A子系統(tǒng)與B子系統(tǒng)通信時，雙方都將各自的通信協(xié)議重新封裝成適合在RS485總線上傳書的數(shù)據(jù)包，在微控制器智能化總線上傳輸。各子系統(tǒng)之間可以相互識別，因而可以實現(xiàn)模塊化和可配置特性。RS485規(guī)范的優(yōu)點在于抗干擾能力較強，協(xié)議開銷小，因而實際數(shù)據(jù)吞吐率較高。各子系統(tǒng)處理器間的連接方式可采用增強型UART接口實現(xiàn)，在子系統(tǒng)模塊之間的距離小于30CM時，也可以直接連接，而不用進行RS485電平轉(zhuǎn)換。本發(fā)明中使用RS485僅為優(yōu)選實施例，用于說明，使用其它總線方式實施得到的同樣的效果并不脫離本發(fā)明的范圍。 CAN總線接口為了避免車內(nèi)的電磁干擾，CAN總線的物理連線需要使用屏蔽雙絞線。對于接口電路部分，首先需要一個CAN總線的物理層接口芯片，例如Philips公司的PCA82C250等。然后實現(xiàn)支持CAN2.0B的鏈路層協(xié)議可以有兩種方式一種是利用CPU外接CAN控制器，例如Philips公司的SJA1000和Intel公司的82527控制器等，另一種方式是直接利用某些CPU內(nèi)置的CAN控制器，例如Infineon公司的XC161、XC164系列CPU，Philips公司的80C592系列CPU，Motorola公司的68376系列和MPC555系列CPU等。
電子控制單元(ECU)是CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的通信接口單元。智能網(wǎng)關(guān)裝置從ECU單元中獲取的發(fā)動機等車載系統(tǒng)的參數(shù)是可靠、準確的，代替了外加傳感器的方法，免去了大量的布線，降低了成本，提高了可靠性和穩(wěn)定性，是新型汽車設(shè)計的趨勢。根據(jù)國際標(biāo)準化組織定義的OSI模型，CAN協(xié)議定義的是物理層及數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范，這為不同的汽車廠商制定符合自身需要的應(yīng)用層協(xié)議提供了很大的便利。如果需要建立更加完善的系統(tǒng)，還需要在CAN的基礎(chǔ)上選擇合適的應(yīng)用層協(xié)議。在基于CAN協(xié)議的應(yīng)用層協(xié)議中，J1939和CANopen就是幾種應(yīng)用比較廣泛的應(yīng)用層協(xié)議。
J1939協(xié)議是目前在大型汽車中應(yīng)用最廣泛的應(yīng)用層協(xié)議，但受早期處理器發(fā)展和總線技術(shù)發(fā)展歷史的影響，只能達到250Kbit/s的通訊速率。J1939協(xié)議由美國SAE(Society of Automotive Engineer)組織維護和推廣。J1939協(xié)議特點①以CAN2.0B協(xié)議為基礎(chǔ)，物理層標(biāo)準與ISO11898規(guī)范兼容并采用符合該規(guī)范的CAN控制器及收發(fā)器。通訊速率最高可達到250Kbit/s。
②采用PDU(Protocol Data Unit協(xié)議數(shù)據(jù)單元)傳送信息，每個PDU相當(dāng)于CAN協(xié)議中的一幀。由于每個CAN幀最多可傳輸8個字節(jié)數(shù)據(jù)，因此PDU的傳輸具有很高的實時性。
③利用CAN2.0B擴展幀格式的29位標(biāo)志符定義每一個PDU的含義以及該PDU的優(yōu)先級。
④J1939協(xié)議主要作為汽車中應(yīng)用的通訊協(xié)議，對汽車中應(yīng)用到的各類參數(shù)都進行了規(guī)定。參數(shù)的規(guī)定符合ISO11992標(biāo)準。
1995年由德國Bosch公司提出的CANopen協(xié)議已經(jīng)不受到微處理器的制約，毫無疑問，在當(dāng)前應(yīng)用于汽車的各類應(yīng)用層協(xié)議中，CANopen是最完善和最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N。CANopen協(xié)議特點①CANopen協(xié)議為標(biāo)準的CAN應(yīng)用層協(xié)議，物理層及數(shù)據(jù)鏈路層完全遵循CAN2.0B規(guī)范?？蛇_到1Mbit/s的通訊速率。
②CANopen是基于CAN串行總線的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，最早是從設(shè)計汽車工業(yè)的控制系統(tǒng)中發(fā)展出來的，比如操作處理系統(tǒng)。CANopen也可以應(yīng)用于其它領(lǐng)域，比如說公共交通運輸系統(tǒng)，醫(yī)療設(shè)備，海運電子設(shè)備和建筑自動化系統(tǒng)中。
③CANopen協(xié)議集說明了標(biāo)準的通信機制和設(shè)備的功能特性。這個協(xié)議集由CAN-in-Automation(CiA)組織建立和維護。
④CANopen呈現(xiàn)了一個標(biāo)準的應(yīng)用層和通信描述，而可選擇的可編程設(shè)備框架則指定了附加的通信功能特性。
智能網(wǎng)關(guān)在設(shè)計上帶有與CAN總線控制器，可適用于任何帶有CAN總線汽車當(dāng)中，具備可重用性，同時除了接收、發(fā)送CAN數(shù)據(jù)包以外，還實現(xiàn)總線錯誤檢測，數(shù)據(jù)超載，節(jié)點管理等功能，并能支持CAN總線的應(yīng)用層協(xié)議分析處理。 其它總線接口智能網(wǎng)關(guān)除了帶有CAN子系統(tǒng)外，還帶有其它總線處理子系統(tǒng)，可以連接各種其它專用總線。智能網(wǎng)關(guān)解析J1939協(xié)議和CANopen協(xié)議，并重新封裝成RS485等專用總線的數(shù)據(jù)格式，發(fā)送至專用總線。硬件上RS485總線接口需要使用到Maxim公司的MAX1487等接口電路芯片。通過這樣的轉(zhuǎn)換，可以保證原有的汽車儀表等能在最新的汽車系統(tǒng)中正常使用，而且大量節(jié)省了線束數(shù)量，提高了可靠性和準確性，特別是用于高檔美觀的數(shù)字式汽車儀表。
其它總線接口還包括通用串行總線(USB)接口，采用USB-ON-THE-GO技術(shù)，可以與被廣泛應(yīng)用的USB設(shè)備連接，提升該系統(tǒng)的性能價格比，并使之更加靈活。例如，便攜式USB存儲裝置、MP3設(shè)備、USB圖像傳感器等。
其它總線接口還可以是第二個CAN接口(CAN2)，即低速CAN。低速CAN可以應(yīng)用在電控門窗、車燈、車內(nèi)照明、儀表等車身系統(tǒng)中。相對的，上述的連接發(fā)動機等動力系統(tǒng)的CAN總線11可稱為高速CAN，通過智能網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了高低速CAN網(wǎng)絡(luò)的隔離匯接。 以太網(wǎng)接口和無線網(wǎng)絡(luò)接口在網(wǎng)關(guān)中設(shè)置以太網(wǎng)接口可以方便的與各類計算機系統(tǒng)連接，使各種信息處理設(shè)備可與車身計算機構(gòu)成完整的車用信息處理系統(tǒng)。
由以太網(wǎng)處理器和以太網(wǎng)控制器構(gòu)成的以太網(wǎng)子系統(tǒng)，其核心是基于嵌入式Internet技術(shù)的，可以支持諸如TCP、UDP、IPv4等等多種標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以及IPv6協(xié)議，可以使得每輛汽車擁有獨立的IP地址。以太網(wǎng)子系統(tǒng)可作為Internet或Intranet的獨立節(jié)點接入，可直接通過網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)上的PC、服務(wù)器或其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信，實現(xiàn)CAN到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換，不需要任何驅(qū)動軟件。本發(fā)明中，以太網(wǎng)子系統(tǒng)還支持HTTP和FTP協(xié)議，可以作為WEB服務(wù)器和FTP服務(wù)器使用，稱之為嵌入式汽車服務(wù)器。這些嵌入式服務(wù)器可以被瀏覽器等標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序訪問。所謂FTP服務(wù)，即提供通過網(wǎng)絡(luò)上傳和下載文件的服務(wù)。
與以太網(wǎng)子系統(tǒng)類似，由無線網(wǎng)處理器和無線網(wǎng)絡(luò)模塊構(gòu)成的無線網(wǎng)子系統(tǒng)，也支持網(wǎng)絡(luò)接入，并實現(xiàn)CAN數(shù)據(jù)到無線網(wǎng)的轉(zhuǎn)換。選擇不同的無線網(wǎng)絡(luò)模塊，無線網(wǎng)絡(luò)可以是藍牙、GPRS或CDMA等多種形式。
對于擁有多輛汽車的運輸公司來說，通過無線網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對汽車的調(diào)度管理、遠程監(jiān)控。當(dāng)汽車啟動后，會通過各個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送汽車啟動、運行、停止、以及當(dāng)前的運行狀況信息，監(jiān)控人員從遠端就可對汽車進行實時監(jiān)控，提早發(fā)現(xiàn)事故隱患，提醒駕駛員，以及防止汽車被盜。
在故障維修過程中，利用計算機系統(tǒng)檢查車輛的故障是常用的手段。通過網(wǎng)絡(luò)就可以獲取汽車總線的工作信息無疑是非常方便的，這免去了使用專用傳感器和連接器的麻煩。通過JAVA技術(shù)，智能網(wǎng)關(guān)可以提供WWW瀏覽方式下的故障分析等服務(wù)，即每一輛汽車都可以有自己的主頁。在汽車的主頁中帶有整個汽車的設(shè)計規(guī)格、外形特征、發(fā)動機編號等出廠配置，這些配置是不能隨意更改的，所以將這些信息存入網(wǎng)頁，這樣大大提高對汽車檢測效率，只要通過智能網(wǎng)關(guān)將汽車接入網(wǎng)絡(luò)，從PC終端就可以讀出整個汽車的配置信息。
除了可以在檢測汽車時使用，網(wǎng)頁中同時存儲汽車使用過程的歷史記錄，包括各種運行參數(shù)的記錄，這樣就可根據(jù)一段時間的參數(shù)分析，為汽車保養(yǎng)、維修提供重要的信息。同時還可以將保養(yǎng)、維修的信息存入網(wǎng)頁中。目前的汽車檢測，駕駛員必須帶有必要的證件。保養(yǎng)、維修時，駕駛員和維修師溝通不夠，給尋找問題帶來不便，增加了維修的時間增長。有了汽車網(wǎng)頁功能，實現(xiàn)人機對話，減少了各種汽車服務(wù)的諸多環(huán)節(jié)。
通過HTTP方式，PC可以隨時以WWW網(wǎng)頁瀏覽的方式自動下載汽車網(wǎng)頁，而不必預(yù)裝任何環(huán)境監(jiān)控軟件。實現(xiàn)了零客戶端軟件安裝，網(wǎng)絡(luò)上的任何PC都可以成為維修PC。由于JAVA APPLET的跨平臺特性，與汽車相連的計算機系統(tǒng)使用的操作系統(tǒng)也不受限制，Windows和Linux等操作系統(tǒng)環(huán)境下，都可以正常運行，并且程序界面保持一致。由于JAVA APPLET是在PC本地運行，即客戶端編程，所以可以充分利用PC資源，以圖形、聲音等多媒體化的手段表現(xiàn)汽車數(shù)據(jù)，人機界面良好，同時程序的修改也簡單易行，我們稱之為“嵌入式汽車服務(wù)器”功能。 實時數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)備份模塊智能網(wǎng)關(guān)的實時數(shù)據(jù)分析模塊采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)和嵌入式軟件中間件，在不同時間和工作狀態(tài)下實施任務(wù)調(diào)度，動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度機制，從而充分發(fā)揮系統(tǒng)硬件的處理能力。
按照預(yù)先的設(shè)定進行數(shù)據(jù)處理流程就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析功能，是實時進行的。例如設(shè)定某卡車的啟步檔位為二檔，高于或低于此檔位的起步動作都將被警告和記錄。
智能網(wǎng)關(guān)提供本地數(shù)據(jù)備份、故障記錄和運行參數(shù)記錄功能。本部分是具有一定存儲能力的嵌入式系統(tǒng)。存儲器是掉電非易失的半導(dǎo)體存儲介質(zhì)，如FLASHROM，EEPROM，NVRAM等。存儲器中的數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)，用FTP方式方便的進行讀寫，不需要驅(qū)動軟件。存儲器中的數(shù)據(jù)是通過文件的形式存在；也就是說，嵌入式儲存器具備文件管理的能力，可以支持文件的建立、刪除、讀取、寫入等操作。在發(fā)生交通事故，汽車年檢或汽車維修過程中，數(shù)據(jù)備份模塊可以起到“黑匣子”的作用。在必要的時候可以采用雙備份的方式進一步保證數(shù)據(jù)的安全。 語音提示在硬件上，用語音合成芯片可以固化和定制各種語言或方言庫，通過RS485接口與智能網(wǎng)關(guān)連接，也可用支持MP3技術(shù)的錄音裝置通過微控制器智能總線與智能網(wǎng)關(guān)連接，所述的錄音裝置具備Internet下載功能。
駕駛員與汽車溝通主要是使用手、腳、眼睛。駕駛員必須通過眼睛獲取汽車的運行狀況，由于駕駛員同時還要注意車外環(huán)境，就會造成駕駛員的精力分散。據(jù)統(tǒng)計很多的交通事故原因都是駕駛員疲勞駕駛，駕駛員處于疲勞狀態(tài)時對于汽車和路況的觀察能力開始下降，對于突發(fā)事件不能及時反應(yīng)，最終造成交通事故。為了增強駕駛員對信息的獲取能力，多功能分析儀表可以將汽車狀況及時地通過語音傳送給駕駛員，這樣駕駛員不用再死盯儀表盤，減輕了駕駛的負擔(dān)。智能網(wǎng)關(guān)還可分析運行參數(shù)，發(fā)出報警信息。例如，汽車已經(jīng)超出安全駕駛速度，就會語音警告駕駛員降低車速。
例如，對于手動檔位的汽車，駕駛員必須憑經(jīng)驗，以及汽車的行駛速度來控制檔位，由于車輛性能的不同，以及駕駛員駕駛技術(shù)的高低不同，就出現(xiàn)該換檔時未及時換檔，汽車行駛在低檔高速造成汽車油耗的增加。智能網(wǎng)關(guān)通過語音模塊接口輸出給駕駛員，這樣駕駛員可按照相應(yīng)提示更換檔位。再如，冬季開車需要預(yù)熱發(fā)動機，智能網(wǎng)關(guān)也可以起到提示作用。 顯示模塊接口顯示模塊接口是智能化的多功能儀表界面。
顯示模塊包含兩類驅(qū)動接口，一類是串行接口，例如UART接口，雙向兩線串行總線I2C接口，這一類顯示終端內(nèi)部帶有CPU。數(shù)據(jù)傳輸是輔助功能處理器與液晶控制器的CPU通信，需要額外的通信協(xié)議，但降低單CPU的工作量。另一類是并行接口，數(shù)據(jù)傳輸是輔助功能處理器直接操作液晶控制器。在并行接口方式中，液晶控制器與輔助功能處理器的連接方式又分為兩種，一種是直接方式，另一種是間接方式。直接方式是將液晶控制器作為CPU外部擴展RAM，CPU按地址寫入數(shù)據(jù)，這種方式設(shè)計簡單，穩(wěn)定性強。間接方式是使用CPU的I/O模擬RAM的讀寫時序，這種方式軟件設(shè)計復(fù)雜，穩(wěn)定性差。本發(fā)明中的顯示終端使用的是并行接口的直接連接方式，液晶控制器芯片是東芝公司的T6963C，片上帶有字符發(fā)生器CGROM，共有128個字符?？晒芾?4K顯示緩沖區(qū)及字符發(fā)生器CGRAM。并允許CPU隨時訪問顯示緩沖區(qū)。
顯示模塊接口可連接圖形化液晶顯示器，通過儲存多國文字必要的字庫，可用多國文字顯示汽車的運行狀態(tài)參數(shù)，例如汽車行駛速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、水溫等，同時也將不定期的進行換檔提示、水溫報警等。顯示終端帶有多級菜單功能，駕駛員可通過操作獲取其它相關(guān)信息，例如當(dāng)前時間、歷史備份數(shù)據(jù)。對顯示功能的配置，如選擇語言種類，可以通過嵌入式汽車服務(wù)器功能在網(wǎng)頁上完成。數(shù)字化將為汽車儀表帶來使用壽命長，信息量大，抗干擾能力強，指示精度高，體積小，功耗低等優(yōu)點。 汽車控制單元汽車控制單元實際上是經(jīng)光電隔離和繼電器隔離的多個雙向I/O口。許多汽車控制系統(tǒng)可以通過I/O口控制，例如防盜器的開關(guān)探測器，電動門鎖系統(tǒng)，緊急報警開關(guān)量輸入輸出控制等。例如結(jié)合指紋鎖系統(tǒng)，可以實現(xiàn)“啟動防劫持”功能，即在汽車被非法侵入后，每行駛幾公里不定期要求指紋識別。再如當(dāng)車速低于某一個標(biāo)定值時，智能網(wǎng)關(guān)可以通過汽車控制單元向汽車電磁緩速器發(fā)出控制信號，加強對汽車的控制。
權(quán)利要求
1.一種車用控制器局域網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)裝置，簡稱CAN網(wǎng)關(guān)裝置，包括CAN總線接口、以太網(wǎng)接口、無線網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)備份模塊、微控制器智能化總線、其它總線接口、汽車控制單元、語音和顯示接口、實時數(shù)據(jù)分析模塊；其特征在于通過微控制器智能化總線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了CAN協(xié)議到以太網(wǎng)協(xié)議、無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和其它專用總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的微控制器智能化總線是模塊化的和可配置的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的CAN總線接口在鏈路層兼容CAN2.0B協(xié)議，在應(yīng)用層兼容J1939、CANopen等協(xié)議。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的無線網(wǎng)絡(luò)接口包括藍牙、GPRS、CDMA等網(wǎng)絡(luò)接口，支持TCP、IPv4、IPv6協(xié)議。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的其它專用總線接口包括增強型UART、RS485、USB、第二個CAN總線接口等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還具備WWW網(wǎng)頁瀏覽、顯示和語音提示等人機接口，具備汽車行駛數(shù)據(jù)分析、記錄、控制等嵌入式車身計算機的功能特征。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的裝置，其特征在于在數(shù)據(jù)備份模塊中保存有汽車主頁和運行數(shù)據(jù)文件，可用瀏覽器訪問，亦可通過Internet訪問。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)備份模塊采用掉電非易失性半導(dǎo)體存儲介質(zhì)存儲數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的裝置，其特征在于所述的顯示接口是圖形化的，支持多國文字顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的裝置，其特征在于所述的語音接口，可用定制的語音處理芯片實現(xiàn)，亦可用MP3編解碼技術(shù)實現(xiàn)，通過Internet下載實現(xiàn)支持多國語言或方言。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種車用控制器局域網(wǎng)(CAN)智能網(wǎng)關(guān)裝置，包括CAN總線接口、以太網(wǎng)接口、無線網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)備份模塊、微控制器智能化總線、其它總線接口、汽車控制單元、語音和顯示接口、實時數(shù)據(jù)分析模塊；該裝置通過微控制器智能化總線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了模塊化的CAN協(xié)議到以太網(wǎng)協(xié)議、無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和其它專用總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換；通過嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)動態(tài)任務(wù)調(diào)度實現(xiàn)了WWW網(wǎng)頁瀏覽、顯示和語音提示等人機接口，具備行駛數(shù)據(jù)分析、記錄、控制等車身計算機的功能；可廣泛用于具備CAN接口的發(fā)動機、電子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置、電控門窗裝置、主動懸架裝置等車載系統(tǒng)的運行狀態(tài)監(jiān)控、運行數(shù)據(jù)記錄和故障維修等領(lǐng)域。
文檔編號H04L12/28GK1417980SQ02149318
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月7日
發(fā)明者呂京建 申請人:呂京建