基于LED光环显示的车载智能交互系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于LED光环显示的车载智能交互系统，包括主控模块、Flash存储器、温度传感器、CAN数据解析模块和LED驱动模块，CAN数据解析模块用于获取车辆状态信息和用户行为信息，主控模块用于根据车身状态信息和用户行为信息从Flash存储器中取出相应的动画数据，并根据动画数据控制LED驱动模块点亮LED灯，控制LED灯内LED灯珠的亮灭显示动画图形，温度传感器用于检测LED灯的温度，并将温度检测结果发送给主控模块。本发明专利技术可以根据车身状态和用户行为产生相应的动画效果；可根据系统温度对功耗进行主动控制；具有LED自检功能，可对出现的故障进行自检；多层PCB板堆叠设计可充分利用狭小的空间。

【技术实现步骤摘要】
基于LED光环显示的车载智能交互系统
本专利技术涉及于车载控制系统领域，具体涉及一种基于LED光环显示的车载智能交互系统。
技术介绍
随着汽车行业近年的快速发展，各大车厂间的竞争愈发激烈，这在车载娱乐系统上表现的尤为明显。传统车机虽然品类繁多，但始终摆脱不了“车载电脑”的刻板形象，而且随着智能手机的迅猛发展，类似电子系统已经无法吸引人们的眼球。随着人工智能技术的发展，物品拟人化逐渐成为现实，车辆也可以通过和用户的互动而变得像生命一般。如图1所示，现在部分车机也会自带智能语音助手，但对用户的反馈仅限于声音。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，为了使车载智能助手更加拟人化，基于LED光环显示的车载智能交互系统，能给予用户以视觉上的反馈。本系统能够通过两路高速CAN接口对用户和车辆的行为进行快速解析，然后通过LED驱动IC迅速点亮数十颗三色LED，显示出绚丽动画作为实时响应。本系统结构紧凑，采用双层LED灯环设计，动画优美，响应迅速，能生动地将用户行为和车辆实时状态反馈给用户。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：基于LED光环显示的车载智能交互系统，包括主控模块、Flash存储器、温度传感器、CAN数据解析模块和LED驱动模块，所述CAN数据解析模块用于获取车辆状态信息和用户行为信息，所述Flash存储器中预存有车身状态信息和用户行为信息对应的动画信息，所述主控模块用于根据车身状态信息和用户行为信息从Flash存储器中取出相应的动画数据，并根据动画数据控制LED驱动模块点亮LED灯，控制LED灯内LED灯珠的亮灭显示动画图形，所述温度传感器用于检测LED灯的温度，并将温度检测结果发送给主控模块，所述主控模块用于在检测结果超过预设阈值a时，降低LED灯亮度，以减少热源热量产出；在检测结果超过预设阈值b时，关闭LED灯，以免系统损坏；当温度降低到预设阈值c时，控制LED灯恢复正常工作。进一步的，所述LED驱动模块有自检功能，所述LED驱动模块能通过SOUT引脚将故障数据传回主控模块。进一步的，所述主控模块中的PCB板采用堆叠结构。进一步的，所述CAN数据解析模块包括车身CAN和私有CAN，车身CAN用于获取车辆状态信息，私有CAN用于获取用户行为信息。本专利技术的有益效果为：1.实现了2路CAN通讯：分别连接了汽车的车身CAN和与ECU之间的私有CAN，车身CAN主要是用来获取车门开关等车辆状态信息，私有CAN主要是获取用户行为信息；2.根据车身状态和用户行为产生相应的动画效果；3.温度保护，根据系统温度对功耗进行主动控制；4.LED自检：对生产或使用中出现的故障进行自检；5.多层PCB板堆叠设计，充分利用狭小的结构空间。附图说明图1为现有技术的原理框图；图2为本专利技术的原理框图；图3为本专利技术的内部方案框图；图4为主控模块的电路图；图5为LED驱动器的电路图；图6为LED灯组的排列方式。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图2-图6所示，一种基于LED光环显示的车载智能交互系统，由电源模块、RH850主控模块、CAN数据解析模块、Flash存储器、LED驱动模块、双层LED环和温度传感器组成。作为一种实施方式，主控模块是瑞萨电子的RH850单片机，用于控制系统电源、解析CAN报文、控制LED驱动器。RH850使用的是16M无源晶振，通过Pin28和Pin29与晶振连接；通过Pin43内部的AD模块对NTC与10K电阻的分压进行采集，以此计算出当前温度；RH850内部的CAN控制器1通过Pin8、Pin9与CAN收发器TJA1044连接，CAN控制器2通过Pin11、Pin12与TJA1043连接，CAN收发器将CAN总线上的报文进行格式转换后通过TX/RX引脚将信息传至MCU内部的CAN控制器，或者相反，即将MCU发出的信号转换后发送到CAN总线上；通过Pin72、73等4个引脚将Flash与MCU通过SPI接口连接起来，以实现两者之间通信，使RH850可以快速存储和读取动画数据。Pin53为电源控制引脚，通过这个引脚可以控制系统的上电和下电，具体实现需要和TJA1043输出的INH信号进行配合，TJA1043在被唤醒后会提供短暂的INH信号供给DCDC使能引脚，MCU会利用这一有限的时间在Pin53脚输出一个高电平，将此高电平接到DCDC使能引脚即可实现对系统供电的控制，系统需要进入休眠时，拉低此Pin即可。LED驱动器U10型号是TLC5958为3.3V供电，通过SIN、LAT、SCLK、GCLK、SOUT等信号接口和MCU进行通信，由R87即IREF的外接对地电阻控制每个通道能输出的最大电流，为全局控制，MCU通过操作TLC5958的内置寄存器来设置每个通道的当前输出电流来对每个LED的亮度进行控制。TLC5958有48个通道，每个通道可以接一个单色LED，每3个为一组，接一个RGBLED，LED采用共阳极方式连接。由于通道数量较多，大批量生产时如果LED引脚出现开路，TLC5958的自检功能可以通过SOUT引脚将故障数据传回MCU，以便于生产治具发现错误或便于后续维修定位故障。以免系统工作异常或使用寿命缩短。作为本专利技术的方案，为使系统产生优美的动画效果，采用三层PCB堆叠设计，其中中、上两层搭载LED，LED呈环状布置，其光线通过透镜散射出去，以保证动画的立体感和流畅性。本专利技术的工作原理是：1.CAN信号采集与解析通过挂在车辆CAN总线的两路来获取用户行为和车辆信息，通过两个CAN收发器对数据进行过滤和解析，CAN收发器将解析出的数据传给MCU内部的CAN控制器，MCU再依据CAN数据作出相应的响应。2.LED驱动器驱动LED在获取CAN数据后，MCU控制LED驱动器对多路多色LED进行点亮，通过接收从LED驱动器返回的错误信息，如LED开路、短路等。3.温度保护大量LED在封闭的空间内长时间工作，必然使系统温度升高，为保证系统正常工作和使用寿命，加入温度保护逻辑。使用温度传感器检测温度，所述主控模块用于在检测结果超过预设阈值a时，降低LED灯亮度，以减少热源热量产出；在检测结果超过预设阈值b时，关闭LED灯，以免系统损坏；当温度降低到预设阈值c时，控制LED灯恢复正常工作。4.PCB板堆叠设计：产品A面面积小，且为多层发光结构，而元器件数量又较多，故采用多层电路板堆叠设计。一共有三层电路板，上中层布置LED和主控IC、LED驱动等，下层布置电源，板之间通过板对板连接器连接，由结构限位固定。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于LED光环显示的车载智能交互系统，其特征在于，包括主控模块、Flash存储器、温度传感器、CAN数据解析模块和LED驱动模块，所述CAN数据解析模块用于获取车辆状态信息和用户行为信息，所述Flash存储器中预存有车身状态信息和用户行为信息对应的动画信息，所述主控模块用于根据车身状态信息和用户行为信息从Flash存储器中取出相应的动画数据，并根据动画数据控制LED驱动模块点亮LED灯，通过控制LED灯内LED灯珠的亮灭显示动画图形，所述温度传感器用于检测LED灯的温度，并将温度检测结果发送给主控模块，所述主控模块用于在检测结果超过预设阈值a时，降低LED灯亮度，以减少热源热量产出；在温度检测结果超过预设阈值b时，关闭LED灯，以免系统损坏；当温度检测结果小于或等于预设阈值c时，控制LED灯恢复正常工作。/n

【技术特征摘要】
1.基于LED光环显示的车载智能交互系统，其特征在于，包括主控模块、Flash存储器、温度传感器、CAN数据解析模块和LED驱动模块，所述CAN数据解析模块用于获取车辆状态信息和用户行为信息，所述Flash存储器中预存有车身状态信息和用户行为信息对应的动画信息，所述主控模块用于根据车身状态信息和用户行为信息从Flash存储器中取出相应的动画数据，并根据动画数据控制LED驱动模块点亮LED灯，通过控制LED灯内LED灯珠的亮灭显示动画图形，所述温度传感器用于检测LED灯的温度，并将温度检测结果发送给主控模块，所述主控模块用于在检测结果超过预设阈值a时，降低LED灯亮度，以减少热源热量产出；在温度检测结果超过预设阈值b时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺伟，李林峰，韩阳，
申请(专利权)人：武汉海微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42