專利名稱：一種用于車輛狀態(tài)監(jiān)控的車用網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于實(shí)現(xiàn)車輛參數(shù)的采集、狀態(tài)監(jiān)控及ECU無線標(biāo)定的車用網(wǎng)關(guān)，具體地說，利用該網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的應(yīng)用層協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)的交互，是一種應(yīng)用型網(wǎng)關(guān)，同時(shí)兼有GPS定位功能。主要應(yīng)用于車輛數(shù)據(jù)的采集(包括定位信息)傳輸及實(shí)現(xiàn)車輛ECU的標(biāo)定工作等方面。
背景技術(shù)：
CAN( Controller Area Network控制器局域網(wǎng))屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，是一種有效支持分布式控制系統(tǒng)的串行通信網(wǎng)絡(luò)。是由德國博世公司在20世紀(jì)80年代專門為汽車行業(yè)開發(fā)的一種串行通信總線。由于其高性能、高可靠性以及獨(dú)特的設(shè)計(jì)而越來越受到人們的重視，被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。當(dāng)信號(hào)傳輸距離達(dá)到IOkm時(shí)，CAN仍可提供高達(dá) 50kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。WIFI全稱是Wireless Fidelity，又稱802. Ilb標(biāo)準(zhǔn)，WIFI的最大優(yōu)點(diǎn)為傳輸速度較高，可以達(dá)到11Mbps，WIFI的有效距離又很長，并且也與已有的各種802. IIDSSS設(shè)備兼容。博通公司推出第一個(gè)802. Ilac (5GffiFi)芯片系列，該芯片與對(duì)應(yīng)的802. Iln解決方案相比，速率提高3倍，電源效率提高達(dá)6倍。目前WiFi無線網(wǎng)絡(luò)的通信距離可擴(kuò)大到4英里約6. 5公里。在現(xiàn)代汽車，包新能源汽車的整車控制及各控制器之間的相互通訊中，CAN總線通訊技術(shù)已經(jīng)大量使用，同時(shí)面向與車輛的基于WIFI的應(yīng)用也逐漸增多。而由于車輛發(fā)展的需求，也開發(fā)許多車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及車輛E⑶標(biāo)定工具。而當(dāng)前已經(jīng)開發(fā)出來的車輛監(jiān)控設(shè)備多為離散數(shù)據(jù)信號(hào)采集、與后臺(tái)服務(wù)器的通訊也多采用GSM，GPRS, 3G等技術(shù)手段進(jìn)行，由于車輛不同，信號(hào)各異，且難以更改，直接影響到了當(dāng)前的監(jiān)控設(shè)備與車輛的匹配安裝。而當(dāng)前的標(biāo)定設(shè)備也多采用通過專用連接線實(shí)現(xiàn)車輛ECU與電腦的連接從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)定功能。使得標(biāo)定工作大為受限。在分析了這種由于在無線通訊領(lǐng)域新技術(shù)快速涌現(xiàn)，而必然會(huì)對(duì)整個(gè)設(shè)備的發(fā)展造成不可預(yù)知的影響之后，我們提出了一種技術(shù)和方案，可以使設(shè)備的發(fā)展能更好的適應(yīng)未來發(fā)展的需要，從而即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控與數(shù)據(jù)傳輸，又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛ECU的無線標(biāo)定，即用WIFI技術(shù)作為通訊介質(zhì)實(shí)現(xiàn)一種可以對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換的網(wǎng)關(guān)，這是一套具有實(shí)用性和兼容性的應(yīng)用解決方案。其中，協(xié)議網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了CAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與TCP/IP協(xié)議之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。而應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)通過應(yīng)用對(duì)內(nèi)部網(wǎng)與外部網(wǎng)之間的服務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備。

實(shí)用新型內(nèi)容由于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提出一種能夠整合CAN總線及Internet通訊的用于車輛狀態(tài)監(jiān)控的車用網(wǎng)關(guān)及其通信方法，其把完全不同功能不同架構(gòu)的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)集成到一起，并有效的嵌入到車輛系統(tǒng)中，完成數(shù)據(jù)的采集傳輸及ECU的標(biāo)定等功能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的一種用于車輛狀態(tài)監(jiān)控的車用網(wǎng)關(guān)，包括與CPU主控單元連接的CAN模塊、GPS定位模塊、WIFI無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、離散數(shù)據(jù)讀取模塊，CAN模塊通過CAN總線接口與車輛系統(tǒng)連接，WIFI無線傳輸模塊通過WIFI接口與WIFI無線網(wǎng)絡(luò)上的控制終端進(jìn)行通訊。從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集及數(shù)據(jù)的無線上傳。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征，該網(wǎng)關(guān)支持CCP\XCP協(xié)議。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征，該網(wǎng)關(guān)支持連接設(shè)定的服務(wù)器，并把所采集數(shù)據(jù) 經(jīng)由WIFI傳輸至服務(wù)器端。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征，所述控制終端包括可實(shí)現(xiàn)CANape或CANcase相關(guān)功能的可編程的嵌入式芯片，其實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議和WIFI協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的E⑶標(biāo)定功能。由于采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型原理簡(jiǎn)單，可以通過本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)車輛協(xié)議的標(biāo)定，車輛的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，并且本實(shí)用新型的擴(kuò)展性和兼容性很好，能夠滿足未來的發(fā)展需要。

下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明圖I是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及對(duì)外連接示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的協(xié)議轉(zhuǎn)換示意圖；圖3是本實(shí)用新型的協(xié)議結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，為本實(shí)用新型車用網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型包括與CPU主控單元I連接的無線傳輸WIFI模塊2、CAN模塊3、GPS定位模塊4、存儲(chǔ)器5等其他模塊，CAN模塊3通過CAN總線接口與車輛系統(tǒng)6連接，無線傳輸WIFI模塊2通過WIFI接口與WIFI無線網(wǎng)絡(luò)上的控制終端進(jìn)行通訊，本實(shí)用新型的網(wǎng)關(guān)以CPU為主控單元，通過周邊模塊實(shí)現(xiàn)同整車系統(tǒng)及Internet網(wǎng)絡(luò)的的通訊，支持CCP\XCP等協(xié)議，可通過本實(shí)用新型的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行全雙工無線通訊和標(biāo)定等功能。當(dāng)然本實(shí)用新型包括但不僅限于上述所述的外圍模塊，同時(shí)也包括其它車輛總線及與車輛數(shù)據(jù)有關(guān)的信號(hào)采集模塊?？刂平K端可以是電腦、手機(jī)等，控制終端包括含有CANape或CANcase的可編程的嵌入式芯片，其實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議和WIFI協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。以及連接設(shè)定的服務(wù)器，并把所采集數(shù)據(jù)經(jīng)由WIFI傳輸至服務(wù)器端等功倉泛。如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)CAN與WIFI之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。如圖3所示，本實(shí)用新型的協(xié)議結(jié)構(gòu)通過OSI模型的7層結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，本網(wǎng)關(guān)均在應(yīng)用層對(duì)協(xié)議進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，在應(yīng)用層，協(xié)議的轉(zhuǎn)化對(duì)底層均是透明的，通過應(yīng)用程序調(diào)用兩種協(xié)議的協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)完成對(duì)各自協(xié)議的解釋和轉(zhuǎn)化。實(shí)現(xiàn)的基本原理是先將一種協(xié)議的數(shù)據(jù)解包處理后，再打包成另外一種要轉(zhuǎn)換的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換。而物理層及數(shù)據(jù)鏈路層通過CAN及WIFI模塊各自硬件實(shí)現(xiàn)。因此本實(shí)用新型有實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。通過本實(shí)用新型的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛ECU的標(biāo)定功能，本功能是以無線網(wǎng)絡(luò)WIFI為傳輸介質(zhì)，XCP為協(xié)議基礎(chǔ)，CANape或CANcase為XCP觀測(cè)標(biāo)定平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)電腦對(duì)汽車的XCP觀測(cè)、標(biāo)定、下載和診斷。通信步驟主要分為兩步。第一步是電腦上的信息傳輸?shù)狡嚲W(wǎng)絡(luò)，第二步是汽車上的信息上傳到電腦，即，本實(shí)用新型提出的利用上述車用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)的通信方法，包括以下步驟 I) CANape把控制終端要發(fā)出的基于XCP的CAN消息幀打包成TCP/IP協(xié)議包；2)通過無線WIFI網(wǎng)絡(luò)傳到汽車上的WIFI接收機(jī)上面，接收機(jī)要完成TCP/IP包的解包；3)將解包后相應(yīng)的信號(hào)還原成CAN信號(hào)，送入汽車的CAN網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)控制終端上的信息傳輸?shù)狡嚲W(wǎng)絡(luò)； 4) CAN接收機(jī)把符合要求的CAN消息幀打包成TCP/IP包通過WIFI上傳給控制終端，控制終端的CANape會(huì)把接收到的TCP/IP包還原成CAN消息幀，顯示在控制終端面板上。通過本實(shí)用新型的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)只要接入車輛相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)及有關(guān)接口，就可以進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)的采集工作，而用戶只需要一部常用的手機(jī)或者一部支持WIFI轉(zhuǎn)GPRS/3G的路由器，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，用戶只需要再應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)配置好需要連接的遠(yuǎn)程服務(wù)器的IP地址和端口號(hào)，數(shù)據(jù)就可以到達(dá)遠(yuǎn)程的服務(wù)器端從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的遠(yuǎn)程監(jiān)控。整個(gè)服務(wù)均工作在應(yīng)用層，底層協(xié)議是透明的。但是，上述的具體實(shí)施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對(duì)本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權(quán)利要求1.一種用于車輛狀態(tài)監(jiān)控的車用網(wǎng)關(guān)，其特征在于包括與CPU主控單元連接的CAN模塊、GPS定位模塊、無線傳輸WIFI模塊、存儲(chǔ)器、離散數(shù)據(jù)讀取模塊，CAN模塊通過CAN總線接口與車輛系統(tǒng)連接，無線傳輸WIFI模塊通過WIFI接口與WIFI無線網(wǎng)絡(luò)上的控制終端進(jìn)行通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車用網(wǎng)關(guān)，其特征在于該網(wǎng)關(guān)支持CCP\XCP協(xié)議。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車用網(wǎng)關(guān)，其特征在于該網(wǎng)關(guān)支持連接設(shè)定的服務(wù)器，并把所采集數(shù)據(jù)經(jīng)由WIFI傳輸至服務(wù)器端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的車用網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述控制終端包括可實(shí)現(xiàn)CANape或CANcase相關(guān)功能的可編程的嵌入式芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于車輛狀態(tài)監(jiān)控的車用網(wǎng)關(guān)，該車用網(wǎng)關(guān)包括與CPU主控單元連接的CAN模塊、GPS定位模塊、WIFI無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、離散數(shù)據(jù)讀取模塊，CAN模塊通過CAN總線接口與車輛系統(tǒng)連接，WIFI無線傳輸模塊通過WIFI接口與WIFI無線網(wǎng)絡(luò)上的控制終端進(jìn)行通訊?？梢酝ㄟ^本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)車輛協(xié)議的標(biāo)定、車輛的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。
文檔編號(hào)H04L12/66GK202565302SQ20122016905
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者毛正濤, 沈勇, 魏珍, 鐘再敏 申請(qǐng)人:上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司