本實(shí)用新型屬于車載智能終端領(lǐng)域。更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種基于V2X無線通信的車載智能終端裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，汽車作為一種重要的交通工具，在人們的日常生活中越來越重要，從而汽車保有量持續(xù)增長。但是，隨著車輛數(shù)量的增加，交通建設(shè)問題越來越成為制約人們出行方便的瓶頸，堵車已經(jīng)成為了一個(gè)嚴(yán)重的社會性問題。伴隨而來的交通事故亦已成為全球公共的交通安全問題。于是擺在我們交通安全面前的一道難題就是如何降低汽車相撞概率，降低人員傷亡。根據(jù)美國國家公路交通安全管理局的調(diào)查，汽車相撞的原因多數(shù)情況下在于車輛與車輛之間信息的不透明。如果車輛之間能夠?qū)⒈舜说倪\(yùn)動狀態(tài)通過無線通信方式告知對方，讓駕駛員彼此都知道對方的情況，就能很大程度上減少碰撞事故。

當(dāng)用戶想要駕車外出時(shí)，可以通過手機(jī)4G通信，向車輛發(fā)送信息，從而確定車輛的位置，方便用戶對車輛的定位。當(dāng)車輛外出后，用戶家人可以通過發(fā)送4G短信，定位目前車輛的運(yùn)動狀態(tài)和地理位置。

在車輛行駛過程中，如果前方遇到突發(fā)情況或者駕駛員想記錄沿途的風(fēng)景，可以通過安裝行車記錄儀來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，但是傳統(tǒng)行車記錄儀僅僅用于視頻拍攝，功能比較單一。

當(dāng)車輛進(jìn)出高速時(shí)，需要通過高速收費(fèi)口，傳統(tǒng)的人工收費(fèi)需要車輛排隊(duì)等待，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，于是出現(xiàn)了電子收費(fèi)。但是傳統(tǒng)的電子收費(fèi)裝置功能也趨于簡單。

車輛導(dǎo)航裝置可以通過地圖和語音的方式引導(dǎo)或提醒駕駛員如何按照預(yù)定的路線進(jìn)行行車，給駕駛員帶來了很大方便，尤其是當(dāng)駕駛員身處陌生環(huán)境時(shí)。如果在導(dǎo)航裝置中可以接收駕駛員的語音查詢輸入，從而使駕駛員即使在不離開車的狀況下，也以為駕駛員查詢車輛周圍的停車場剩余車位、商場以及飯店信息等帶來更大的便捷。

目前應(yīng)用的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品大多以RFID為主，產(chǎn)品的性能和可擴(kuò)展性很有限，只是針對一些傳統(tǒng)功能進(jìn)行了改進(jìn)——利用嵌入式CPU提高產(chǎn)品性能和擴(kuò)展功能，通過CAN總線擴(kuò)展接口分別與擴(kuò)展功能模塊連接，并借助運(yùn)算能力表現(xiàn)良好的操作系統(tǒng)對各種采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，省掉了傳統(tǒng)常規(guī)的數(shù)采系統(tǒng)配套的附加設(shè)備。且其無線通信模塊只能是點(diǎn)對點(diǎn)的連接方式，而且大部分服務(wù)依賴于車輛駕乘人員與服務(wù)中心的坐席人員之間的語音通話，完全缺乏嚴(yán)格意義上的組網(wǎng)的概念，所以現(xiàn)有關(guān)的車聯(lián)網(wǎng)車載終端產(chǎn)品還存在很多的改進(jìn)空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型提供一種基于V2X無線通信的車載智能終端裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)車與車、車與物的相互通信、信息的實(shí)時(shí)顯示和提醒，可以為用戶提供駕乘安全、信息查詢與訂購、娛樂以及購物等方面的應(yīng)用。

本實(shí)用新型提供一種基于V2X無線通信的車載智能終端裝置，其包括：

控制器，其為ARM Cortex-A9處理器模塊，所述ARM Cortex-A9處理器模塊采用飛思卡爾公司推出的i.MX 6Quad處理器，具有40nm工藝，四核心ARM Cortex-A9架構(gòu)，單個(gè)核心主頻均可達(dá)1.2GHz，擁有1MB L2Cache，支持1080P@60fps解碼和1080P@30fps編碼，同時(shí)支持1080P分辨率3D高清視頻，3D加速功能，可以同時(shí)管理用于3D立體拍攝的雙攝像頭，擁有獨(dú)立的2D和頂點(diǎn)加速引擎功能。

車載自動診斷信息采集模塊，其與車載自動診斷系統(tǒng)接口連接，并通過CAN總線與所述控制器通信連接，所述車載自動診斷信息采集模塊用于采集車載自動診斷信息并將其發(fā)送至控制器；

GPS組合慣導(dǎo)模塊，其通過SPI總線與控制器通信連接，所述GPS組合慣導(dǎo)模塊用于采集車輛的位置和運(yùn)動信息并將其發(fā)送至控制器；

V2X通信模塊，其通過USB總線與所述控制器連接，且所述V2X通信模塊用于接收其他的車載智能終端裝置發(fā)來的操作請求并將其發(fā)送至控制器，將控制器發(fā)出的操作結(jié)果發(fā)送至其他車載智能終端裝置，或者用于接收控制器發(fā)出的操作請求并將其發(fā)送至其他車載智能終端裝置，或者接收其他車載智能終端裝置返回的操作結(jié)果并將其發(fā)送至控制器。

優(yōu)選的是，所述的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置中，所述V2X通信通信模塊支持IEEE802.11p無線通信協(xié)議，具有5.8GHz帶寬，雙天線通信，數(shù)據(jù)速率為3～54Mbps，通信范圍超過1Km，支持USB2.0接口協(xié)議。

優(yōu)選的是，所述的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置，還包括4G通信模塊，其與用戶手機(jī)通信連接，所述4G通信模塊用于將用戶的操作請求發(fā)送至控制器，并將控制器返回的操作結(jié)果發(fā)送至用戶手機(jī)。所述4G通信模塊支持全網(wǎng)通，具有雙向休眠喚醒功能，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，支持多個(gè)Socket及IP地址。

優(yōu)選的是，所述的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置，還包括攝像頭，其用于采集車輛前方的視頻數(shù)據(jù)并將該視頻數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器，所述攝像頭支持2048×1536動態(tài)圖像分辨率，具有24位真彩色，圖像傳輸速率為30幀/秒，圖像格式為XGA/QXGA。

優(yōu)選的是，所述的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置，還包括ETC讀取模塊，其用于讀取ETC卡信息并將其發(fā)送至控制器。

優(yōu)選的是，所述的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置，所述GPS組合慣導(dǎo)模塊包括GPS模塊和慣性傳感器，所述GPS模塊可同時(shí)接收北斗、GPS雙系統(tǒng)定位，定位精度為2m，數(shù)據(jù)更新速率為20Hz，冷啟動時(shí)間為26s。所述慣性傳感器測量電路，能夠在衛(wèi)星信號不穩(wěn)定的情況下，保證該車載智能終端裝置具有穩(wěn)定的定位精度。

優(yōu)選的是，所述的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置，還包括：語音輸入模塊，其用于接收用戶的語音命令并將其發(fā)送至控制器，所述語音輸入模塊支持PWM和DAC兩種音頻輸出方式，內(nèi)部集成時(shí)鐘振蕩器。

優(yōu)選的是，所述的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置，還包括LCD顯示屏，其用于顯示導(dǎo)航地圖，或者顯示其他有通信連接的車輛的位置，所述LCD顯示屏為5寸TFT帶觸摸功能的電容式LCD，分辨率為800×480，支持5點(diǎn)觸摸。

優(yōu)選的是，所述的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置，還包括與所述控制器通信連接的Flash模塊和Sdram模塊，其中所述Flash模塊為具有8GB存儲容量的eMMC類型的Flash存儲器。所述Sdram模塊為頻率為532MHz，存儲容量為2GB的64位DDR3存儲器。

優(yōu)選的是，所述的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置，還包括電源，其用于為所述控制器、車載自動診斷信息采集模塊、GPS組合慣導(dǎo)模塊、V2X通信模塊、4G通信模塊、攝像頭、ETC讀取模塊、語音輸入模塊、LCD顯示屏、Flash模塊和Sdram模塊提供電源。

優(yōu)選所述電源模塊通過車輛OBD接口的電源輸入端獲得+12V直流電源，然后進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換，分別生成+5V電壓、+3.3V電壓。

優(yōu)選該車載智能終端可以與周圍支持IEEE802.11p無線通信協(xié)議的車輛或網(wǎng)絡(luò)自動組網(wǎng)，并且可以通過所述無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息查詢、溝通、娛樂和購物。

優(yōu)選車載智能終端支持手寫輸入和語音輸入功能。

優(yōu)選所述V2X無線通信網(wǎng)絡(luò)有效距離超過1千米。

優(yōu)選通過在多個(gè)車輛安裝本終端裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)憑借小范圍的高速無線通信組網(wǎng)技術(shù)在車輛周圍形成一個(gè)完整的無線通信安全局域網(wǎng)，以便車輛彼此之間相互感知對方的運(yùn)動狀態(tài)。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種基于V2X的車載智能終端裝置是一種基于DSRC的車載智能終端裝置。通過該裝置，用戶可以實(shí)現(xiàn)車輛的定位、通信、視頻拍攝、ETC收費(fèi)及導(dǎo)航等功能，克服了傳統(tǒng)單一車載設(shè)備功能單一、價(jià)格昂貴、安裝使用不方便的難題。在一定空間范圍內(nèi)，通過V2X之間的無線通信，使該空間范圍內(nèi)的資源可以達(dá)到互聯(lián)互通，不僅解決了車與車之間的信息交換，從而減小車輛事故發(fā)生的概率，而且使得車與物之間達(dá)到了信息共享，從而為用戶獲得車輛周圍的資源信息帶來了便利。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、可以實(shí)現(xiàn)1千米范圍以內(nèi)的高速免費(fèi)無線組網(wǎng)技術(shù)，以達(dá)到車與車或者車與物之間的快速信息交換；

2、可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能，并且LCD顯示屏可以支持用戶手動輸入查詢信息或者定位；

3、可以實(shí)現(xiàn)ETC功能，節(jié)省用戶通過高速收費(fèi)口的時(shí)間；

4、具有行車記錄儀功能，方便用戶用視頻記錄車輛的行車軌跡；

5支持4G移動通信，可以通過手機(jī)客戶端和GPS定位功能查詢車輛的位置信息；

6、該裝置采用車身自動的OBD接口來實(shí)現(xiàn)自供電，供電方便；

7、支持語音輸入、輸出功能，信息查詢方便；

8、車輛定位不受天氣、建筑物遮擋等因素的影響，可靠性高。

本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本實(shí)用新型的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實(shí)用新型提供的基于V2X無線通信的車載智能終端裝置的一個(gè)實(shí)施例的軟件架構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

圖1為一種基于V2X無線通信的車載智能終端裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，該裝置包括ARM Cortex-A9處理器模塊、攝像頭模塊、SD卡模塊、OBD接口信息模塊、GPS組合慣導(dǎo)模塊、V2X通信模塊、4G通信模塊、LCD導(dǎo)航模塊、ETC卡模塊、Flash模塊、Sdram模塊、語音模塊以及電源模塊。圖2一種基于V2X無線通信的車載智能終端裝置的軟件架構(gòu)，。該軟件架構(gòu)分為底層引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)內(nèi)核和應(yīng)用軟件三層：(1)底層引導(dǎo)程序主要完成中斷屏蔽、堆棧初始化以及操作系統(tǒng)內(nèi)核引導(dǎo)等工作。(2)操作系統(tǒng)內(nèi)核主要完成硬件外設(shè)驅(qū)動程序的編寫和初始化，操作系統(tǒng)采用Ubuntu12.04版本；(2)應(yīng)用軟件主要完成：車輛導(dǎo)航、語音查詢、車輛定位、GPS組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)解析、ETC收費(fèi)、視頻采集與存儲、車輛狀態(tài)信息采集與管理、WAVE組包/解析、數(shù)據(jù)包加/解密、實(shí)時(shí)快速認(rèn)證。

一、一種基于V2X無線通信的車載智能終端裝置的硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

ARM Cortex-A9處理器模塊采用飛思卡爾公司推出的i.MX 6Quad處理器，具有40nm工藝，四核心ARM Cortex-A9架構(gòu)，單個(gè)核心主頻均可達(dá)1.2GHz，擁有1MB L2Cache，支持1080P@60fps解碼和1080P@30fps編碼，同時(shí)支持1080P分辨率3D高清視頻，3D加速功能，可以同時(shí)管理用于3D立體拍攝的雙攝像頭，擁有獨(dú)立的2D和頂點(diǎn)加速引擎功能。所述ARM Cortex-A9處理器模塊作為該車載智能終端裝置的核心模塊，分別與攝像頭模塊、ETC卡模塊、SD卡模塊、OBD接口信息模塊、V2X通信模塊、GPS組合慣導(dǎo)模塊、4G通信模塊、LCD導(dǎo)航模塊、Flash模塊、Sdram模塊、語音模塊以及電源模塊相連接。

攝像頭模塊可以用于記錄行車過程中車輛前方的狀況，并將視頻信息通過ARM Cortex-A9處理器模塊的編碼與壓縮，然后保存到SD卡模塊中。

GPS組合導(dǎo)航模塊采用北斗、GPS雙模衛(wèi)星定位，并加入MEMS慣導(dǎo)電路以松耦合方式形成組合導(dǎo)航系統(tǒng)單元。衛(wèi)星定位主要提供初始狀態(tài)信息和周期性的位置信息修正。MEMS慣導(dǎo)電路包含3軸加速度和3軸陀螺信號，在所述車載智能終端裝置運(yùn)行過程中，始終處于工作狀態(tài)。所述GPS組合導(dǎo)航模塊用于采集車輛的位置、速度和方向等必要的狀態(tài)信息，然后通過串行通信方式發(fā)送給ARM Cortex-A9處理器模塊。

OBD接口信息模塊通過車輛OBD接口利用CAN總線通信方式采集車輛本身的運(yùn)行狀態(tài)信息，并可通過無線通信方式上傳給用戶。另外，所述OBD接口信息模塊為本車載智能終端裝置提供DC12V供電電源。

V2X通信模塊，具有5.8GHz帶寬，支持IEEE8.2.11p無線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)責(zé)車與車、車與物之間的無線通信與組網(wǎng)，采用基于IEEE8.2.11p無線通信協(xié)議的MK5無線通信模塊實(shí)現(xiàn)將車輛狀態(tài)信息及用戶的定制信息發(fā)送給其它車輛或網(wǎng)絡(luò)，車輛也可以同時(shí)接收其它車輛狀態(tài)信息或者網(wǎng)絡(luò)中反饋給用戶的信息。

LCD導(dǎo)航模塊采用5寸TFT真彩色觸摸屏屏幕，用于地圖導(dǎo)航，并可根據(jù)用戶設(shè)置，將相互通信的車輛顯示在地圖導(dǎo)航坐標(biāo)中。并可支持用戶手寫信息輸入，方便查詢與該車載智能終端裝置組網(wǎng)的其它車輛、周圍商場、停車場以及交通路況的狀態(tài)信息。

語音模塊可以為用戶提供語音輸入、輸出功能，方便用戶通過語音查詢信息或者所述車載智能終端裝置通過語音進(jìn)行信息反饋給用戶。

4G模塊采用串行通信方式與ARM Cortex-A9處理器模塊進(jìn)行通信，用戶通過發(fā)送短信方式，查詢車輛的位置信息和狀態(tài)信息。

二、一種基于V2X無線通信的車載智能終端裝置的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

底層引導(dǎo)程序主要完成ARM Cortex-A9處理器的時(shí)鐘配置、中斷屏蔽、堆棧初始化、UART初始化以及操作系統(tǒng)內(nèi)核引導(dǎo)等工作。在完成UART初始化后，所述車載智能終端裝置可以通過UART通信接口與上位機(jī)進(jìn)行通信。在本應(yīng)用中通過移植或者修改U-boot來完成底層引導(dǎo)程序的開發(fā)。

操作系統(tǒng)內(nèi)核主要完成CAN、SPI、USB、LVDS等外設(shè)總線的讀寫任務(wù)操作、協(xié)議棧的移植以及任務(wù)的創(chuàng)建和調(diào)度。主要包括Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核中的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧模塊以及USB接口的無線網(wǎng)卡驅(qū)動程序，其中通過修改無線網(wǎng)卡驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)IEEE802.11p協(xié)議規(guī)定的邏輯功能。

應(yīng)用軟件主要完成：車輛導(dǎo)航、語音查詢、車輛定位、GPS組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)解析、ETC收費(fèi)、視頻采集與存儲、車輛狀態(tài)信息采集與管理、WAVE組包/解析、數(shù)據(jù)包加/解密、實(shí)時(shí)快速認(rèn)證。

軟件系統(tǒng)基本工作流程為：首先，所述車載智能終端裝置上電后，完成系統(tǒng)初始化工作；然后ARM Cortex-A9處理器模塊、攝像頭模塊、SD卡模塊、OBD接口信息模塊、GPS組合慣導(dǎo)模塊、V2X通信模塊、4G通信模塊、LCD導(dǎo)航模塊、ETC卡模塊、Flash模塊、Sdram模塊、語音模塊等模塊開始正常工作。GPS組合慣導(dǎo)模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)更新速率及時(shí)更新車輛的位置姿態(tài)和運(yùn)動狀態(tài)信息；ARM Cortex-A9處理器模塊在接收到GPS組合慣導(dǎo)模塊的信息后，對信息進(jìn)行測量和解算。然后將信息通過無線方式發(fā)送給其它支持V2X無線通信的網(wǎng)絡(luò)在線設(shè)備或者通過LCD實(shí)施顯示在導(dǎo)航地圖中。用戶也可以接收其它車輛或者網(wǎng)絡(luò)在線設(shè)備的信息。用戶可以根據(jù)LCD顯示的導(dǎo)航信息或者通過V2X無線通信信息，通過語音或者手寫輸入的方式查詢用戶關(guān)系的信息當(dāng)經(jīng)過高速收費(fèi)口時(shí)，所述車載智能終端裝置通過無線通信與ETC進(jìn)行通信，從而節(jié)省了用戶通過高速收費(fèi)口的時(shí)間。

盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。