阅读说明：本技术 基于4g通信方式的多路can车辆信息采集系统 (Multi-channel CAN vehicle information acquisition system based on 4G communication mode ) 是由 李岩 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：一种基于4G通信方式的多路CAN车辆信息采集系统,包括若干路CAN总线模块,与车辆总线系统连接,用于采集获取整车状态的信息数据；微处理器模块,与若干路CAN总线模块连接,用于接收CAN总线模块获取的整车状态的信息参数；信号发送模块,与微处理器模块连接,用于将微处理器模块接收的整车状态的信息参数传输出去；数据存储服务器,与信号发送模块连接,用于接收信号发送模块发出的信号发送模块。本发明具备与车辆通讯的基本功能,能完成对整车CAN总线数据的完整采集,并将采集的数据通过4G网络上传至数据存储服务器,具有数据同步性、处理能力强的优势。(A multi-path CAN vehicle information acquisition system based on a 4G communication mode comprises a plurality of paths of CAN bus modules, a plurality of CAN bus modules and a controller, wherein the plurality of paths of CAN bus modules are connected with a vehicle bus system and used for acquiring information data of the state of a whole vehicle; the microprocessor module is connected with the plurality of CAN bus modules and is used for receiving the information parameters of the state of the whole vehicle, which are acquired by the CAN bus modules; the signal sending module is connected with the microprocessor module and is used for transmitting the information parameters of the vehicle state received by the microprocessor module; and the data storage server is connected with the signal sending module and is used for receiving the signal sending module sent by the signal sending module. The CAN bus data acquisition system has the basic function of communicating with vehicles, CAN complete the complete acquisition of the CAN bus data of the whole vehicle, uploads the acquired data to the data storage server through the 4G network, and has the advantages of high data synchronism and high processing capacity.)

基于4G通信方式的多路CAN车辆信息采集系统

技术领域

本发明涉及信息采集系统技术领域，具体涉及一种基于4G通信方式的多路CAN车辆信息采集系统。

背景技术

无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物，也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志，在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。

现有技术中的无人驾驶汽车主要采用LIN总线系统进行数据处理和传输。LIN(Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络，用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN的目标是为现有汽车网络提供辅助功能，因此LIN总线是一种辅助的总线网络。在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，比如智能传感器和制动装置之间的通讯使用LIN总线可大大节省成本。LIN技术规范中除定义了基本协议和物理层外还定义了开发工具和应用软件接口。LIN通讯是基于SCI(UART)数据格式，采用单主控制器/多从设备的模式。仅使用一根12V信号总线和一个无固定时间基准的节点同步时钟线。这种低成本的串行通讯模式和相应的开发环境已经由LIN协会制定成标准。LIN的标准化将为汽车制造商以及供应商在研发应用操作系统降低成本。但是基于现有的LIN通讯协议还无法实现真正意义上的无人驾驶，究其原因主要是LIN系统无法满足无人驾驶所需求的数据同步性和数据传输高速率的要求。鉴于此，如何提供一种数据同步性强和数据传输速率高的基于4G通信方式的多路CAN车辆信息采集系统是本领域技术人员需要解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于4G通信方式的多路CAN车辆信息采集系统，旨在提高车辆信息传输的同步性和传输速率。

一种基于4G通信方式的多路CAN车辆信息采集系统，包括：

八路CAN总线模块，与车辆总线系统连接，用于采集获取整车状态的信息数据；

微处理器模块，与八路CAN总线模块连接，用于接收八路CAN总线模块获取的整车状态的信息参数；

信号发送模块，与微处理器模块连接，用于将微处理器模块接收的整车状态的信息参数传输出去；所述信号发送模块包括4G通信芯片或WIFI通信芯片，信号发送模块包括云服务器。

数据存储服务器，与信号发送模块连接，用于接收信号发送模块发出的信号。

连接器模块，八路CAN总线模块通过连接器模块与车辆总线系统连接。

LIN总线模块，LIN总线模块的一端与连接器模块连接，另一端与微处理器模块连接。

CAN-FD总线模块，CAN-FD总线模块的一端与连接器模块连接，另一端与微处理器模块连接。

MCU模块，MCU模块与微处理器模块连接，用于对微处理器模块休眠和唤醒的控制。

按键输入模块和指示灯模块，按键输入模块和指示灯模块均通过MCU模块与微处理器模块连接。

电源模块，电源模块与八路CAN总线模块、微处理器模块、信号发送模块、连接器模块、LIN总线模块、CAN-FD总线模块、MCU模块、按键输入模块以及指示灯模块连接，向其供电。

本发明的有益效果：

1、本发明所示系统车辆信息采集系统通过多路CAN总线、CAN-FD总线以及LIN总线的并行传输，拓宽了数据传输的信道；同时，利用CAN总线传输的低时延性大大提高了数据传输的同步性。

2、本发明所示系统车辆信息采集系统运用4G技术将采集到的数据传输至数据存储服务器中，相比于其他的通讯技术，4G技术具有的传输同步性和传输速率性能更佳，能大大提高整个系统的性能。

3、本发明所示系统车辆信息采集系统具备与车辆通讯的基本功能，能完成对整车CAN总线数据的完整采集，并将采集的数据通过4G网络上传至数据存储服务器，具有数据同步性、处理能力强的优势。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的CAN总线模块的电路图。

图3为本发明的微处理器模块的电路图。

图4为本发明的LIN总线模块的电路图。

图5为本发明的CAN-FD总线模块的电路图。

图6为本发明的MCU模块的电路图。

图7为本发明的电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于4G通信方式的多路CAN车辆信息采集系统，包括：

八路CAN总线模块1，与车辆总线系统连接，用于采集获取整车状态的信息数据；

微处理器模块2，与八路CAN总线模块1连接，用于接收八路CAN总线模块1获取的整车状态的信息参数；

信号发送模块3，与微处理器模块2连接，用于将微处理器模块2接收的整车状态的信息参数传输出去；所述信号发送模块3包括4G通信芯片或WIFI通信芯片，信号发送模块3包括云服务器。

数据存储服务器4，与信号发送模块3连接，用于接收信号发送模块3发出的信号。

连接器模块5，八路CAN总线模块1通过连接器模块5与车辆总线系统连接。

LIN总线模块6，LIN总线模块6的一端与连接器模块5连接，另一端与微处理器模块2连接。

CAN-FD总线模块7，CAN-FD总线模块7的一端与连接器模块5连接，另一端与微处理器模块2连接。

MCU模块8，MCU模块8与微处理器模块2连接，用于对微处理器模块2休眠和唤醒的控制。

按键输入模块9和指示灯模块10，按键输入模块9和指示灯模块10均通过MCU模块8与微处理器模块2连接。

电源模块11，电源模块11与八路CAN总线模块1、微处理器模块2、信号发送模块3、连接器模块5、LIN总线模块6、CAN-FD总线模块7、MCU模块8、按键输入模块9以及指示灯模块10连接，向其供电。

参阅图2所示，在本发明实施例中，八路CAN总线模块1包括SJA1000芯片，其与微处理器模块2中的SPI接口联机的，其中，SJA1000芯片是一种独立控制器，用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制，它是PHILIPS半导体PCA82C200的CAN控制器BasicCAN的替代产品而且它增加了一种新的工作模式PeliCAN,这种模式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议。本发明实施例中CAN总线模块通过连接器模块与车辆CAN总线相对接，采集车辆总线数据。

参阅图3所示，经八路CAN总线模块1采集的车辆信息数据传输至微处理器模块2后，在本发明实施例中微处理器模块2包括飞思卡尔的i.MX6D芯片，i.MX6芯片的应用处理器将可扩展平台与广泛的集成和高能效处理功能相结合。i.MX6D核心处理器架构为ARMCortex-A9，主频1GHz，双核32位总线宽度。汽车级芯片工作温度范围-40C-+125℃。通过内部总线外挂1GBDDR3内存、32GBEMMC存储空间、32GB的TF卡接口、外挂RTC实时时钟等外扩资源，负责八路CAN总线模块的数据采集以及处理工作，能大大提高数据采集的同步性和传输速率。

在本发明实施例中为提高数据的同步性和传输速率，还设置有LIN总线模块6和CAN-FD总线模块7，具体如附图4和附图5所示，LIN总线模块6使用微处理器模块2的i.MX6D芯片内部串口资源，外挂LIN总线驱动器，运用LIN总线的UART传输模式与八路CAN总线模块1并行传输，大大提高了数据采集的同步性和传输速率；进一步地，本发明实施例中的CAN-FD总线模块7相对于传统的CAN 2.0有很多优势，包括更快的数据速率和数据字节消息扩展等。

除此之外，参阅附图6所示，在本发明实施例中，与微处理器模块2连接的MCU模块8采用由意法半导体的STM32单片机实现，STM32F205x系列的内核是ARM Cortex-M3，最高频率可运行到120MHz，外设ADC具有3个独立的12-bit精度SAR型ADC模块(每个模块24个通道)，以及更加丰富的定时器timer模块。可实现微处理器模块2中STM32F205x芯片的的休眠与唤醒功能。

参阅附图7所示，本发明实施例中，信号发送模块3采用4G通信方式，4G通信方式采用集成式4G模块，支持LTE-TDD/FDD、WCDMA、TD-SCDMA、GSM/GPRS/EDGE、GNSS传输协议，通过外扩网卡实现无线WIFI上网功能。