汽车无线通信装置及系统论文和设计-李林峰

全文摘要

本实用新型提供了一种汽车无线通信装置及系统，该汽车无线通信装置包括多个协处理器、主处理器、无线通信模块；主处理器上设置有IP协议栈模块，主处理器包括通信接口，主处理器与多个协处理器之间通过通信接口连接，主处理器还与无线通信模块连接；每个协处理器通过IP协议栈模块实现与云端服务器的通信。该汽车无线通信装置仅需要一个无线通信模块，只有主处理器连接无线通信模块，多个协处理器和主处理器连接并进行数据交互，每个协处理器通过主处理器上的IP协议栈模块实现与云端服务器的通信。因此，本实用新型提供的一种汽车无线通信装置及系统，能够通过减少硬件成本和软件开发成本，达到减少产品开发成本的目的。

主设计要求

1.一种汽车无线通信装置，其特征在于，包括：多个协处理器、主处理器、无线通信模块；所述主处理器上设置有IP协议栈模块，所述主处理器包括通信接口，所述主处理器与多个所述协处理器之间通过所述通信接口连接，所述主处理器还与所述无线通信模块连接；每个所述协处理器发送给云端服务器的数据经对应的所述通信接口发送给所述主处理器后通过所述IP协议栈模块处理，经所述无线通信模块发送给所述云端服务器，所述云端服务器发送给所述协处理器的数据经所述无线通信模块发送给所述主处理器后通过所述IP协议栈模块处理后经对应的所述通信接口发送给对应的所述协处理器。

设计方案

1.一种汽车无线通信装置，其特征在于，包括：多个协处理器、主处理器、无线通信模块；所述主处理器上设置有IP协议栈模块，所述主处理器包括通信接口，所述主处理器与多个所述协处理器之间通过所述通信接口连接，所述主处理器还与所述无线通信模块连接；

每个所述协处理器发送给云端服务器的数据经对应的所述通信接口发送给所述主处理器后通过所述IP协议栈模块处理，经所述无线通信模块发送给所述云端服务器，所述云端服务器发送给所述协处理器的数据经所述无线通信模块发送给所述主处理器后通过所述IP协议栈模块处理后经对应的所述通信接口发送给对应的所述协处理器。

2.根据权利要求1所述的汽车无线通信装置，其特征在于，所述协处理器包括数字信号处理器、神经网络处理器、摄像头处理传感器微控制器和专用集成电路中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的汽车无线通信装置，其特征在于，所述主处理器的型号为IMX35。

4.根据权利要求1所述的汽车无线通信装置，其特征在于，所述主处理器采用Linux系统或Android系统。

5.根据权利要求1所述的汽车无线通信装置，其特征在于，所述通信接口为一个总线接口，所述总线接口包括多个端口；所述主处理器通过对应的端口分别与所述协处理器连接。

6.根据权利要求5所述的汽车无线通信装置，其特征在于，所述总线接口包括时分复用模式TDM总线接口。

7.根据权利要求1所述的汽车无线通信装置，其特征在于，所述通信接口包括多个不同类型的接口，每个所述接口分别与对应的所述协处理器连接。

8.根据权利要求7所述的汽车无线通信装置，其特征在于，所述接口包括串行通信接口、SPI接口、USB接口和I2C接口中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的汽车无线通信装置，其特征在于，所述无线通信模块包括GPRS通信模块或北斗导航通信模块。

10.一种汽车无线通信系统，其特征在于，包括如上述权利要求1-9中任一项所述的汽车无线通信装置，还包括云端服务器；

所述云端服务器与所述汽车无线通信装置连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及智能汽车领域，尤其是涉及一种汽车无线通信装置及系统。

背景技术

随着科学技术的发展，特别是信息技术和人工智能的发展，越来越多的汽车配置了车载智能终端，可实现智能语音识别、自动驾驶等汽车智能化功能，这些汽车智能化功能对主处理器的计算能力要求越来越高。传统的主处理器不能单独实现这些汽车智能功能，车载智能终端上的APP(Application，应用程序)基本只实现与用户交互、数据收集和处理智能化任务的功能，数据则存储在云端服务器，所以主处理器和多种协处理器需要与云端服务器进行通信，互相配合实现汽车智能化功能。

目前有两种方案可现实多种协处理器和云端服务器的通信功能，第一种方案是每个协处理器都连接一个无线通信模块，每个协处理器独立和云端服务器通信，这样增加了无线通信模块个数，增加了硬件成本；第二种方案是只需要一个无线通信模块和每个协处理器连接，但是需要在每一个协处理器上实现IP(Internet Protocol，网际协议)协议栈，但是协处理器一般都是嵌入式实时操作系统，没有完整的TCP\/IP(Transmission ControlProtocol\/Internet Protocol，传输控制协议\/网际协议)协议栈，且协处理器主频比较低，不适合做协议栈相关运算，导致开发难度大，增加了软件开发成本；硬件成本的增加和软件开发成本的增加都会提高产品开发成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种汽车无线通信装置及系统，以减少硬件成本和软件开发成本，从而减少产品开发成本。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种汽车无线通信装置，包括：多个协处理器、主处理器、无线通信模块；所述主处理器上设置有IP协议栈模块，所述主处理器包括通信接口，所述主处理器与多个所述协处理器之间通过所述通信接口连接，所述主处理器还与所述无线通信模块连接；每个所述协处理器发送给云端服务器的数据经对应的所述通信接口发送给所述主处理器后通过所述IP协议栈模块处理，经所述无线通信模块发送给所述云端服务器，所述云端服务器发送给所述协处理器的数据经所述无线通信模块发送给所述主处理器后通过所述IP协议栈模块处理后经对应的所述通信接口发送给对应的所述协处理器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述协处理器包括数字信号处理器、神经网络处理器、摄像头处理传感器微控制器和专用集成电路中的一种或多种。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述主处理器的型号为IMX35。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述主处理器采用Linux系统或Android系统。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述通信接口为一个总线接口，所述总线接口包括多个端口；所述主处理器通过对应的端口分别与所述协处理器连接。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述总线接口包括时分复用模式TDM总线接口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述通信接口包括多个不同类型的接口，每个所述接口分别与对应的所述协处理器连接。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述接口包括串行通信接口、SPI接口、USB接口和I2C接口中的一种或多种。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述无线通信模块包括GPRS通信模块或北斗导航通信模块。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种汽车无线通信系统，包括如上述第一方面或其任一种可能的实施方式所述的汽车无线通信装置，还包括云端服务器；所述云端服务器与所述汽车无线通信装置连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的汽车无线通信装置及系统，仅需要一个无线通信模块，减少了硬件成本；只有主处理器连接无线通信模块，多个协处理器和主处理器连接并进行数据交互，多个协处理器通过主处理器、无线通信模块与云端服务器实现数据交互，这样减少了软件开发成本；因此，该汽车无线通信装置及系统通过减少硬件成本和软件开发成本，减少了产品开发成本。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种汽车无线通信装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种转换表示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种汽车无线通信装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种汽车无线通信系统的结构示意图。

图标：

101-主处理器；102-协处理器；103-无线通信模块；104-总线接口；105-数字信号处理器；106-神经网络处理器；107-摄像头处理传感器微控制器；108-专用集成电路；109-IP协议栈模块；110-端口；111-连接端口；301-串行通信接口；302-SPI接口；303-USB接口；304-I2C接口；305-串行通信连接接口；306-SPI连接接口；307-USB连接接口；308-I2C连接接口；401-汽车无线通信装置；402-云端服务器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前汽车车载智能终端配置越来越多的APP，传统的主处理器已经不能单独实现这些APP功能，主处理器和多种协处理器需要相互配合并与云端服务器进行通信来实现APP功能。目前有两种方案可现实多种协处理器和云端服务器的通信功能，第一种方案是每个协处理器都连接一个无线通信模块，独立和云端服务器通信，这样增加了硬件成本；第二种方案是只需要一个无线通信模块和每个协处理器连接，但是软件开发难度大，增加了软件开发成本。本实用新型实施例提供的一种汽车无线通信装置及系统，通过减少硬件成本和软件开发成本，减少了产品开发成本。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种汽车无线通信装置进行详细介绍。

实施例一：

图1为本实用新型实施例提供的一种汽车无线通信装置的结构示意图，如图1所示，该汽车无线通信装置包括多个协处理器102、主处理器101、无线通信模块103；主处理器101上设置有IP协议栈模块109，主处理器101包括通信接口，主处理器101与多个协处理器102之间通过通信接口连接，主处理器101还与无线通信模块103连接；每个协处理器102发送给云端服务器的数据经对应的通信接口发送给主处理器101后通过IP协议栈模块109处理，经无线通信模块103发送给云端服务器，云端服务器发送给协处理器102的数据经无线通信模块103发送给主处理器101后通过IP协议栈模块109处理后经对应的通信接口发送给对应的协处理器102。

在一些可能的实施例中，上述多个协处理器102分别与上述主处理器101连接，该主处理器101还与上述无线通信模块103连接；协处理器102用于通过通信接口发送任务请求数据包给主处理器101，还用于通过通信接口接收主处理器101返回的响应数据包；主处理器101用于通过通信接口接收协处理器102发送的任务请求数据包，主处理器101通过IP协议栈模块109将任务请求数据包转换为对应的网络任务请求数据包，通过无线通信模块103发送给云端服务器，主处理器101还用于通过无线通信模块103接收云端服务器发送的网络响应数据包，主处理器101通过IP协议栈模块109将网络响应数据包转换为对应的响应数据包，并通过对应的通信接口发送给协处理器102；无线通信模块103用于将协处理器102发送的网络任务请求数据包给云端服务器，并接收云端服务器返回的网络响应数据包经IP协议栈模块109进行处理后通过对应的通信接口发送给协处理器102。

在一些可能的实施例中，主处理器101包括存储器，存储器存有预先建立维护的转发表。主处理器101通过通信接口接收到协处理器102发送的任务请求数据包后，通过IP协议栈模块109将任务请求数据包封装成网络任务请求数据包发送给无线通信模块103，无线通信模块103将网络任务请求数据包发送给云端服务器；无线通信模块103接收到云端服务器发送的网络响应数据包后，再将网络响应数据包发送给主处理器101，主处理器101接收到无线通信模块103发送的网络响应数据包，通过IP协议栈模块109从网络响应数据包中解析出响应数据包后，根据该预先建立维护的转发表，将响应数据包通过对应的通信接口分发给对应的协处理器102。转发表里的表项可以动态添加和删除，如果主处理器101没有找到转发表，则报错误信息并且记录错误日志，并删除这条表项。这样只需要一个无线通信模块103就可以实现协处理器102和云端通信模块的通信，不增加硬件，节省电路板的面积，从而节省硬件成本，也减少了产品体积。

在一些可能的实施例中，网络响应数据包的结构如表1所示，主处理器101和协处理器102通过通信接口通信，上述IP协议栈模块109将网络响应数据包去除包头，只保留响应数据包，主处理器101通过通信接口把响应数据包分发给协处理器102。

表1

在一些可能的实施例中，上述主处理器101上安装有与协处理器102的接口对应的软件驱动程序，进而可实现与各协处理器102的数据交互。

在一些可能的实施例中，由于协处理器102比较多，每个协处理器102都需要和云端服务器建立无线连接并进行通信，而且每个协处理器102可以建立多个连接，当网络响应数据包从云端服务器返回到主处理器101时，主处理器101通过IP协议栈模块109从网络响应数据包解析出响应数据包后，主处理器101为了能正确的转发网络响应数据包给各个协处理器102，主处理器101中的存储器中需要储存维护一张转发表，转发表的格式如图2所示，id表示转发表的索引号，无实际意义；DestIP表示云端服务器的IP地址；dest port表示云端服务器的端口号；sourceport表示本地socket源端口号，由IP协议栈模块109动态分配的；interface表示主处理器101和各种协处理器102相连接的物理接口，例如UART(Universal Asynchronous Receiver\/Transmitter，通用异步收发传输器)接口、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)接口和USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口等；interface index表示某个物理接口的序号，例如有2个UART接口，序号分别为0、1；interface subindex表示同一个物理接口下的多个无线网络连接的序号，比如协处理器102通过一个UART接口和主处理器101相连，这个协处理器102同时建立了多个TCP连接到云端服务器，则这个序号就是0、1、2、3、4…，序号从0开始依次加1。

如图2所示，例如，协处理器102为DSP，该DSP通过第一个UART接口与主处理器101相连，建立2条会话到云端服务器，云端服务器的IP地址为192.168.1.1，云端服务器的端口号为80，主处理器101中的存储器需要维护转发表的转发信息项，如图2表中的第一条(id＝0)和第二条(id＝1)转发信息项。

如图2所示，例如，某个协处理器102通过USB接口和主处理器101连接，建立到云端服务器IP地址为192.168.1.1，云端服务器的端口号为22的连接，主处理器101就会建立如图2第5条(id＝4)的转发信息项。

图2中除了本地socket源端口号由汽车无线通信装置所运行的操作系统中的IP协议栈模块109动态产生，其余的参数都可以在汽车无线通信装置所运行的操作系统初始化时预设。转发表的转发信息项可以动态的添加或删除，在主处理器101收到协处理器102发起的第一个连接请求，其中带有云端服务器IP地址(dest IP)、云端服务器端口号(destport)和会话序号(interface subindex)，主处理器101获取到对应的接口(interface)和接口序号(interface index)，主处理器101和云端服务器的无线网络连接建立成功并得到源端口号(sourceport)，根据这些信息在转发表里建立一个新转发信息项，待主处理器101接收到网络响应数据包并通过IP协议栈模块109解析出响应数据包后，根据转发表里的转发信息项，把响应数据包分发给协处理器102。

本实用新型实施例中，汽车无线通信装置包括多个协处理器、主处理器、无线通信模块；主处理器上设置有IP协议栈模块，主处理器包括通信接口，主处理器与多个协处理器之间通过通信接口连接，主处理器还与无线通信模块连接；每个协处理器通过IP协议栈模块实现与云端服务器的通信。本实施例提供的汽车无线通信装置，仅需要一个无线通信模块，减少了硬件成本；只有主处理器连接无线通信模块，多个协处理器和主处理器连接并进行数据交互，多个协处理器通过主处理器、无线通信模块与云端服务器实现数据交互，这样减少了软件开发成本；因此，该汽车无线通信装置通过减少硬件成本和软件开发成本，减少了产品开发成本。

如图1所示，具体地，协处理器102包括数字信号处理器105、神经网络处理器106、摄像头处理传感器微控制器107和专用集成电路108中的一种或多种。数字信号处理器105用于处理语音识别和文字转语音的模型；神经网络处理器106用于处理自然语言；摄像头处理传感器微控制器107用于获取处理图像；专用集成电路108用于处理多种智能化任务。

主处理器101的型号例如为IMX35。可选地，主处理器101的操作系统可采用Linux系统或Android系统。Linux系统包括用户态和内核态，用户态和内核态处理不同任务进程。

在一些可能的实施例中，如图1所示，上述通信接口为一个总线接口104，总线接口104包括多个端口110；主处理器101通过对应的端口110分别与协处理器102连接。协处理器102上设置连接端口111，协处理器102通过该连接端口111与主处理器101上的对应端口110连接。可选地，总线接口104包括时分复用模式TDM总线接口。

在另一些可能的实施例中，如图3所示，上述通信接口包括多个不同类型的接口，每个接口分别与对应的协处理器102连接。协处理器102上设置连接接口，协处理器102通过该连接接口与主处理器101上的对应接口连接。

具体地，上述接口包括串行通信接口301、SPI接口302、USB接口303和I2C接口304中的一种或多种。

例如，如图3所示，上述串行通信接口301设置在主处理器101上，数字信号处理器105上设置串行通信连接接口305，该串行通信接口301和该串行通信连接接口305连接；上述SPI接口302设置在主处理器101上，神经网络处理器106上设置SPI连接接口306，该SPI接口302和该SPI连接接口306连接；上述USB接口303设置在主处理器101上，摄像头处理传感器微控制器107上设置USB连接接口307，该USB接口303和该USB连接接口307连接；上述I2C接口304设置在主处理器101上，专用集成电路108上设置I2C连接接口308，该I2C接口304和该I2C连接接口308连接。

在一些可能的实施例中，主处理器101针对不同类型的接口，运行对应接口的软件驱动程序，进而通过对应接口实现主处理器101与协处理器102之间的交互数据。

如图1或图3所示，上述无线通信模块103包括GPRS通信模块或北斗导航通信模块。GPRS通信模块或北斗导航通信模块实现了和云端服务器进行数据无线通信的功能。

实施例二：

图4为本实用新型实施例提供的一种汽车无线通信系统的结构示意图，如图4所示，该汽车无线通信系统包括如上述实施例一的汽车无线通信装置401，还包括云端服务器402；云端服务器402与汽车无线通信装置401连接。

在一些可能的实施例中，汽车无线通信装置401实现与用户交互、数据收集和处理智能化任务的功能，并把数据上传至云端服务器402存储，所以汽车无线通信装置401与云端服务器402进行通信，互相配合实现汽车智能化功能。

本实用新型实施例的汽车无线通信系统，仅需要一个无线通信模块，减少了硬件成本；只有主处理器连接无线通信模块，多个协处理器和主处理器连接并进行数据交互，多个协处理器通过主处理器、无线通信模块与云端服务器实现数据交互，这样减少了软件开发成本；因此，该汽车无线通信系统通过减少硬件成本和软件开发成本，减少了产品开发成本。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的汽车无线通信系统的具体工作过程，可以参考前述汽车无线通信装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的汽车无线通信系统，与上述实施例提供的汽车无线通信装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

设计图

汽车无线通信装置及系统论文和设计

汽车无线通信装置及系统论文和设计-李林峰

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢