用于车载信息系统的车载主控制器及其控制系统技术方案

一种用于车载信息系统的车载主控制器及其控制系统，车载主控制器有：主控制单元和设置于主控制单元外围的ＣＡＮ接口电路、音频电路、ＧＰＳ电路、蓝牙免提电路、液晶屏接口、ＵＳＢ接口电路、ＳＤ卡接口、ＪＴＡＧ接口和复位电路。主控制单元是由集成了扩展的ＳＤＲＡＭ和ＦＬＡＳＨ的控制芯片构成。车载主控制器的控制系统有车况信息数据采集控制单元，基于ＧＰＲＳ技术的汽车故障报警控制单元，视频处理控制单元、车载主控制器单元，所述的车况信息数据采集控制单元，完成车况信息数据采集、传送，基于ＧＰＲＳ技术的汽车故障报警控制单元，根据车载主控制器单元发送来的远程报警信息进行远程报警。本发明专利技术集多种功能为一体，同时还可以为车主提供汽车保养维护建议。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车载信息系统。特别是涉及一种具有汽车状态诊断与车况数据管 理功能的用于车载信息系统的车载主控制器及其控制系统。
技术介绍
随着新材料、新技术、新工艺在汽车生产、制造过程中的运用，在汽车上电子技术 的应用越来越广泛，汽车的电子化程度越来越高，特别是在汽车上应用微机后，汽车已进入 了电控的时代。同时无线通信、自动控制、处理器及动态检测等技术的发展和成熟为车载信 息系统的设计提供了技术支持。车载信息系统是一种新型的汽车电子设备，目前国外一些 知名的汽车生产厂商在这方面已经做了多年的研究，形成了产品。车载信息系统主要包括 汽车信息显示和故障诊断两大类。汽车信息显示是通过显示屏显示各种图形、图像信息， 如电子地图、汽车位置等。汽车故障诊断系统通过汽车内部的网络传输各个部件的故障信 息，通过故障诊断接口对外部传输数据，专用的故障诊断仪器通过这个接口获得数据，对汽 车整车进行检测，找出发生故障的位置和原因，并通过特定的符号显示出来告诉修理人员 如何进行快速、正确的修理。随着车载信息系统的发展，车载信息系统除了上述功能外，还 具备多媒体娱乐等功能。目前国外车载信息系统作为汽车电子的重要组成部分，主要作为 高端汽车的配置。日本很多的汽车生产厂家都有该类产品，丰田、松下等公司都已开发出自 己的车载导航产品。其他发达国家如美国、德国也有自己的产品。例如，宝马i-drive多媒 体操控系统，其功能包括导航、空调的调节、倒车雷达、娱乐及上网。国内现有车载信息系统 也主要配置在高端汽车上。相比国外的车载信息系统，许多重要功能缺少，比如车辆的车内 信息诊断功能、辅助维护功能等。而随着汽车电子技术的进步，对车载信息系统的功能需求 越来越高，需要集成定位导航、故障显示与诊断、娱乐等多方面的功能，实现高集成度的多 功能车载信息系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种集成定位导航功能、娱乐设施、蓝牙免 提、车辆运行状态信息显示、故障显示、基于GPRS的远程故障报警及在行车过程中采集车 况信息进行状态诊断、汽车性能评估等功能的用于车载信息系统的车载主控制器及其控制 系统。本专利技术所采用的技术方案是一种用于车载信息系统的车载主控制器及其控制系 统，车载主控制器是用在具有STlO电控单元和GPRS报警单元的车载信息系统中的车载主 控制器，所述的车载主控制器包括有主控制单元和设置于主控制单元外围的CAN接口电 路、音频电路、GPS电路、蓝牙免提电路、液晶屏接口、USB接口电路、SD卡接口、JTAG接口和 复位电路。所述的主控制单元是由集成了扩展的SDRAM和FLASH的控制芯片构成。所述的控制芯片是分别对应的通过本身的SPI接口连接CAN接口电路，通过本身的IIS接口连与音频电路，通过本身的串口 UART连接GPS电路，通过本身的串口 UART连 接蓝牙免提电路，所述的SD卡接口，采用主控制单元内部集成的SD/MMC控制器，扩展大容 量SD卡，实现GPS地图等数据存储；所述的USB接口电路采用主控制单元内部集成的USB_ Host，用于移动存储，以及车况信息保存；所述的液晶屏接口和JTAG接口集成在控制芯片 内部，控制芯片通过将液晶屏接口、和JTAG接口的接口信号线引出来连接对应的电路。所述的CAN接口电路包括有与控制芯片的SPI接口连接并进行通信的CAN控制 器，与CAN控制器连接的进行接收和发送的光电耦合器，与光电耦合器相连的CAN收发器 (21)以及与CAN收发器相连的CAN总线。车载主控制器的控制系统，包括有车况信息数据采集控制单元，基于GPRS技术的 汽车故障报警控制单元，视频处理控制单元、车载主控制器单元，所述的车况信息数据采集 控制单元，完成车况信息数据采集、传送，基于GPRS技术的汽车故障报警控制单元，根据车 载主控制器单元发送来的远程报警信息进行远程报警。所述的车载主控制器单元包括有含有GPS导航、播放电影、浏览图片、播放音乐、 车载蓝牙免提的多媒体娱乐功能模块，以及汽车状态诊断与车况数据管理功能模块。所述的汽车状态诊断与车况数据管理功能模块包括有数据传输方法、实时显示 车身状态方法、故障与车况数据库、汽车状态诊断方法、汽车故障报警方法和汽车性能评估 方法。所述的故障与车况数据库具有故障样本数据、特征参数历史数据和车况数据的 保存和管理，以及故障诊断模型参数、评估模型参数、故障诊断数据库。所述的汽车状态诊断与车况数据管理功能模块运行主程序包括如下步骤1)判断汽车状态是否有故障，是进入第8步骤，否则进入第2步骤；2)判断是否收到数据，是进入第3步骤，否则返回第1步骤；3)显示实时车身状态；4)保存车况数据；5)判断是否进行汽车性能评估，是进入第6步骤，否则进入第7步骤；6)进入汽车性能评估子程序；7)判断是否退出，是结束，否则返回第1步骤开始；8)进入汽车故障诊断子程序；9)保存故障样本数据后进入第7步骤。所述的汽车性能评估子程序包括如下流程1)调用评估模型参数；2)计算当前发动机功率；3)计算当前耗油率；4)调用历史车况数据；5)计算发动机功率变化趋势；6)计算耗油率变化趋势；7)输出保养维护建议；8)返回主程序。所述的汽车故障诊断子程序包括如下流程61)选择故障所发生的系统；2)选择故障现象；3)判断故障原因是否已确定，是进入下一步，否则进行系统推理分析，然后返回上一步；4)排除故障；5)提出维修建议；6)返回主程序。所述的系统推理分析是通过如下流程完成1)确定故障所属模式，并找到当前故障征兆的对应节点；2)判断对应节点是否为父节点，是找到子节点加入节点组后进入下一步，否则直 接进入下一步；3)从节点ID取出规则N0，加入规则组；4)在故障诊断数据库中的规则表中找到规则的前件与后件；5)判断状态正常，正常进入第11步，否则进入下一步；6)规则条件即为故障原因，加入故障原因数组；7)在故障诊断数据库中的结论表中找到故障的维修建议；8)继续判断故障原因数组是否为空，为空进入下一步，否则返回第6步；9)判断节点是否为空，是进往下步，否则返回第3步；10)显示故障结论，并结束；11)判断规则组是否为空，是进入下一步，否则返回第4步；12)判断节点组是否为空，是进入下一步，否则返回第3步；13)诊断无结论，并结束。本专利技术的用于车载信息系统的车载主控制器及其控制系统，是一种集定位导航功 能，娱乐设施、蓝牙免提、车辆运行状态信息显示、故障显示、基于GPRS的远程故障报警以 及在行车过程中采集车况信息进行状态诊断、汽车性能评估等功能为一体的装置，同时还 可以为车主提供汽车保养维护建议。本专利技术的优越性在于①基于ARM的集成定位导航功能、车辆运行状态信息显示、 故障显示与诊断、多媒体娱乐、蓝牙免提、车身实时信息显示、以及根据车况信息进行汽车 故障报警和汽车性能评估的高集成度ARM多媒体娱乐与数据处理单元设计方案；②设计了 基于GPRS的车载无线语音远程报警、申请服务功能；③采用专用多功能液晶显示驱动芯片 的视频处理单元设计，可以根据切换信号自动切换实现倒车后视AV视频采集显示与ARM多 媒体娱乐与数据处理单元的界面显示。④在行车过程中采集车况信息进行汽车状态诊断， 输出报警信息及维修建议，为用户提供直观汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车载信息系统的车载主控制器，是用在具有ＳＴ１０电控单元（２）和ＧＰＲＳ报警单元（３）的车载信息系统中的车载主控制器（１），其特征在于：所述的车载主控制器（１）包括有：主控制单元（４）和设置于主控制单元（４）外围的ＣＡＮ接口电路（５）、音频电路（６）、ＧＰＳ电路（７）、蓝牙免提电路（８）、液晶屏接口（９）、ＵＳＢ接口电路（１０）、ＳＤ卡接口（１１）、ＪＴＡＧ接口（１２）和复位电路（１３）。

【技术特征摘要】
一种用于车载信息系统的车载主控制器，是用在具有ST10电控单元(2)和GPRS报警单元(3)的车载信息系统中的车载主控制器(1)，其特征在于所述的车载主控制器(1)包括有主控制单元(4)和设置于主控制单元(4)外围的CAN接口电路(5)、音频电路(6)、GPS电路(7)、蓝牙免提电路(8)、液晶屏接口(9)、USB接口电路(10)、SD卡接口(11)、JTAG接口(12)和复位电路(13)。2.根据权利要求1所述的用于车载信息系统的车载主控制器，其特征在于，所述的主 控制单元(4)是由集成了扩展的SDRAM(16、17) ^P FLASH(20)的控制芯片(18)构成。3.根据权利要求1所述的用于车载信息系统的车载主控制器，其特征在于，所述的控 制芯片(18)是分别对应的通过本身的SPI接口连接CAN接口电路(5)，通过本身的IIS接 口连与音频电路(6)，通过本身的串口 UART连接GPS电路(7)，通过本身的串口 UART连接 蓝牙免提电路(8)，所述的SD卡接口(11)，采用主控制单元(4)内部集成的SD/MMC控制 器，扩展大容量SD卡，实现GPS地图等数据存储；所述的USB接口电路(10)采用主控制单 元(4)内部集成的USB Host，用于移动存储，以及车况信息保存；所述的液晶屏接口(9)和 JTAG接口(12)集成在控制芯片(18)内部，控制芯片(18)通过将液晶屏接口(9)、和JTAG 接口(12)的接口信号线引出来连接对应的电路。4.根据权利要求1所述的用于车载信息系统的车载主控制器，其特征在于，所述的CAN 接口电路(5)包括有与控制芯片(18)的SPI接口连接并进行通信的CAN控制器(19)，与 CAN控制器(19)连接的进行接收和发送的光电耦合器(20)，与光电耦合器(20)相连的CAN 收发器(21)以及与CAN收发器(21)相连的CAN总线(22)。5.一种用于权利要求1所述的车载主控制器的控制系统，其特征在于，包括有车况 信息数据采集控制单元，基于GPRS技术的汽车故障报警控制单元，视频处理控制单元、车 载主控制器单元，所述的车况信息数据采集控制单元，完成车况信息数据采集、传送，基于 GPRS技术的汽车故障报警控制单元，根据车载主控制器单元发送来的远程报警信息进行远 程报警。6.根据权利要求5所述的车载主控制器的控制系统，其特征在于，所述的车载主控制 器单元包括有含有GPS导航、播放电影、浏览图片、播放音乐、车载蓝牙免提的多媒体娱乐 功能模块，以及汽车状态诊断与车况数据管理功能模块。7.根据权利要求6所述的车载主控...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗群，岳有军，林跃，王宗强，李想，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]