车辆短程无线通信防碰撞车载终端装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种车辆短程无线通信防碰撞车载终端装置，其包括ARM Cortex‑A9微控制器，该ARM Cortex‑A9微控制器分别连接有北斗定位模块、车辆状态信息模块、负责车与车之间的无线通信与组网的车对车专用无线通信模块、CAN总线网络模块、显示模块、电源模块、声光报警模块和存储模块。在一定空间范围内，通过车载通信设备相互感知对方的运动状态(位置信息、运动方向、速度、加减速等)，实现车与车之间(V2V)信息交换，不仅从宏观上可以实现对道路资源的统筹安排，使城市交通合理化，秩序化，而且从微观上可以用来设计为安全问题考虑的车辆碰撞预警系统。

Short distance wireless communication anti-collision vehicle mounted terminal device for vehicle

The utility model provides a vehicle short-range wireless communication anti-collision vehicle terminal device, which comprises a ARM Cortex A9 micro controller, the ARM Cortex A9 micro controller are respectively connected with the Beidou positioning module, vehicle information module, responsible for wireless communication and networking between the car and the car to car special wireless communication the CAN bus module, network module, display module, power module, alarm module and storage module. In a certain space range, through the vehicle communications equipment of perceived motion state of the other (position, direction of movement, speed, acceleration, etc.) between the car and the car (V2V) exchange of information, not only from the macro level can be achieved on the road resource arrangement, the city traffic order, and rationalization. From the microscopic point can be used to design for vehicle collision warning system security issues to consider.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种V2V车车相互无线通信的车载终端设备，尤其涉及一种可实现汽车主动安全的基于车联网的V2V防碰撞车载终端装置，即，车辆短程无线通信防碰撞车载终端装置。
技术介绍
随着社会的发展，汽车保有量持续增长，汽车已经变成人们除“家与办公室”以外的第三个重要空间。城市交通的发展已经无法满足汽车保有量的增长，堵车成为社会性问题。伴随而来的交通事故亦已成为全球公共的交通安全问题。如何降低汽车相撞概率，降低人员伤亡已成为摆在我国交通安全面前的一道难题。根据美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)的调查，汽车相撞的原因多数情况下在于信息的不透明。如果汽车之间可以“相互沟通”，让驾驶员彼此都知道对方的情况，就能很大程度上减少碰撞事故——这正是“V2V”通信技术的应用目标。鉴于以上问题需求的驱动，考虑在车联网环境下，驾驶员能获得邻近车辆的实时信息，如车速、行驶方向和位置等，如果能在危险到来前，提前警示驾驶员，以确保其有足够的反应时间实施紧急避险行为，能避免交通事故的发生或者将事故造成的损失尽可能降低，同时，可以自动避开交通拥堵路段并节省燃油消耗，从而改善道路行驶的安全性、道路通行能力和能耗情况，并将有助于实现车辆自动驾驶。目前应用的车联网产品大多以RFID为主，产品的性能和可扩展性很有限，只是针对一些传统功能进行了改进——利用嵌入式CPU提高产品性能和扩展功能，通过CAN总线扩展接口分别与扩展功能模块连接，并借助运算能力表现良好的操作系统对各种采集数据进行处理，省掉了传统常规的数采系统配套的附加设备。且其无线通信模块只能是点对点的连接方式，而且大部分服务依赖于车辆驾乘人员与服务中心的坐席人员之间的语音通话，完全缺乏严格意义上的组网的概念，所以现有关的车联网车载终端产品还存在很多的改进空间。为了适应复杂多变的行车环境，满足当下的车联网络通信发展需求，设计开发适应V2V高效无线资源管理需求、自适应网络结构快速变化等特点的车载终端是非常有必要的。它与传统的移动终端不同的是，V2V车载终端需要满足车联网络具有的不同网络拓扑架构、终端移动模式、通信能量约束以及应用实时性要求；且相应实事已经证明，如果直接采用现有的通信方法设计的车联网系统，那么快速移动的行驶车辆根本不能有效的接入网络，更不用说有效的交互通信。另外，车辆移动定位对于行车安全具有重要的使用价值。目前车辆定位技术应用广泛的是基于GPS的室外定位技术，然而，GPS信号却很容易受到障碍物的干扰和阻断，在密集的城市地带、隧道、室内等环境中，定位误差比较大，精度难以满足实际要求。为了实现汽车快速行驶下的高效通信及车辆移动定位需求，必须考虑新的专用于车与车之间通信的网络接入方式和通信手段，集成多传感器信息组合导航，设计新一代V2V车载终端。基于以上原因，本专利技术设计的V2V车载终端是基于专用短程无线通信(dedicated short range communication，DSRC)的车辆移动自组织网络系统，在一定空间范围内，通过车载通信设备相互感知对方的运动状态(定位信息、运动方向、速度、加减速)，实现车与车之间(V2V)信息交换，不仅从宏观上可以实现对道路资源的统筹安排，使城市交通合理化，秩序化，而且从微观上可以用来设计为安全问题考虑的车辆碰撞预警系统。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种基于ARM处理器、Linux系统开发的V2V车载终端的实现方案，是一种可实现汽车主动安全的基于车联网的V2V防碰撞车载终端装置，即，车辆短程无线通信防碰撞车载终端装置。本专利技术的车辆短程无线通信防碰撞车载终端装置包括ARM Cortex-A9微控制器，该ARM Cortex-A9微控制器分别连接有北斗定位模块、车辆状态信息模块、负责车与车之间的无线通信与组网的V2V专用无线通信模块、CAN总线网络模块、显示模块、电源模块、声音报警模块和存储模块。优选所述车辆状态信息模块包括MEMS惯导电路，所述惯导电 路包括压力传感器和9轴传感器，所述9轴传感器的9轴分为3轴加速度、3轴陀螺和3轴地磁信号。优选所述存储模块为2GB DDR RAM和256MBNand Flash。优选所述声音报警模块能够通过其具有的声音告警及车灯双闪告警模块根据防碰撞算法提供的报警级别进行相应的声音、车灯告警。优选所述电源模块通过后装方式置于车内，能够为整个装置供电。优选所述ARM Cortex-A9中央处理器相应配套有操作系统Linux 3.10.17。优选还包括扩展模块接口，从而能够与无人驾驶、智能交通的扩展兼容接口。优选通过在多个车辆安装本终端装置，能够实现凭借小范围的高速无线通信组网技术在车辆周围形成一个完整的无线通信安全局域网，以便车辆彼此之间相互感知对方的运动状态。优选所述无线通信安全局域网有效距离在300米以内。本专利技术具有以下优点：1、可实现凭借小范围的高速无线通信组网技术在车辆周围形成一个完整的无线通信安全局域网(有效距离300米内)，以达到车车之间的快速信息交换，克服了传统雷达预警直线传播的缺陷，为实现车辆安全行驶、V2V的系统运作提供关键技术支撑；2、根据车辆行驶速度、位置等车身状态信息，经车辆防碰撞识别算法分析，得出相应风险等级，实现车辆防碰撞的声、光信号报警；最终达到改善交通、提高行车安全的目的。3、该装置采用车身自供电方式，通过后装方式置于车内，安装方便；同时具备与无人驾驶、智能交通的扩展兼容接口，具有良好的扩展性。附图说明图1为V2V车载终端系统架构。图2为V2V无线通信模块的逻辑结构框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。图1为V2V车载终端系统架构，图2为V2V无线通信模块的逻辑结构框图，该装置从硬件系统层面上包括：ARM Cortex-A9中央处 理器以及与其连接的各功能模块：车辆状态信息模块、V2V(车对车)专用无线通信模块、北斗GPS定位模块、CAN总线网络模块、显示模块、电源模块、语音模块、扩展模块接口、存储模块；软件层面分为两层：(1)操作系统采用Linux 3.10.17版本；(2)功能软件模块包含：WAVE组包/解析、数据包加/解密、多线程调度、发送及终端显示数据、车辆状态信息管理、超距离处理、北斗数据解析、NMEA184标准数据接口、实时快速认证、声音提示告警和灯光提示告警。一、V2V(车对车)车载终端硬件系统V2V车载终端的CPU芯片为ARM处理器内核芯片，采用的是ARM Cortex-A9内核。车辆状态信息模块是基于北斗+MEMS惯导电路组合导航系统单元，即北斗定位子模块、MEMS惯导电路，MEMS惯导电路包括压力传感器和9轴传感器，9轴传感器的9轴分为3轴加速度、3轴陀螺和3轴地磁信号，用于采集车辆状态必要的信息如位置、速度、方向等，并自重组成数据包进行发送(发送的格式为ASC II或二进制式)；同时，解析收到的数据包，将数据元素恢复。对于北斗定位模块，通过卫星生成车辆载体定位信息，通过UART通信接口与中央处理器Contex-9进行连接，向中央处理器发送数据，包括当前的格林尼治时间、所处的经纬度、海拔、行驶速度、搜索到的卫星颗数等。中央处理器将接收到的数据进行解析，当数据有效时，提取出经纬度和速度数据并存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆短程无线通信防碰撞车载终端装置，其特征在于：包括ARM Cortex‑A9微控制器，该ARM Cortex‑A9微控制器分别连接有北斗定位模块、车辆状态信息模块、负责车与车之间的无线通信与组网的车对车专用无线通信模块、CAN总线网络模块、显示模块、电源模块、声光报警模块和存储模块。

【技术特征摘要】
1.一种车辆短程无线通信防碰撞车载终端装置，其特征在于：包括ARM Cortex-A9微控制器，该ARM Cortex-A9微控制器分别连接有北斗定位模块、车辆状态信息模块、负责车与车之间的无线通信与组网的车对车专用无线通信模块、CAN总线网络模块、显示模块、电源模块、声光报警模块和存储模块。2.根据权利要求1所述的车辆短程无线通信防碰撞车载终端装置，其特征在于：所述车辆状态信息模块包括MEMS惯导电路，所述惯导电路包括压力传感器和9轴传感器，所述9轴传感器的9轴分为3轴加速度、3轴陀螺和3轴地磁信号。3.根据权利要求1所述的车辆短程无线通信防碰撞车载终端装置，其特征在于：所述存储模块为2GB DDR RAM，256MBNand Flash。4.根据权利要求1所述的车辆短程无线通信防碰撞车载终端装置，其特征在于：所述声光报警模块能够通过其具有的声音告警及车灯双闪告警功能，根据防碰撞算法提供的报警级别进行相应的声音、车灯告警。5.根据权利要求1所述的车辆短...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宣赤，张孝兵，张宏峰，王兴，魏巍，孙昊天，
申请(专利权)人：北京航天益森风洞工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11