本發(fā)明涉及車載監(jiān)測和通信領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種多功能的車載節(jié)點及使用車載節(jié)點構(gòu)建的車載網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，人民生活水平提高，到2015年底，我國的汽車保有量達到1.72億輛，對智能車載節(jié)點的需求也越來越強烈。申請?zhí)枮?01310024322.5，公開號為103944948A《對車載網(wǎng)絡(luò)進行配置的方法和智能車載終端》發(fā)明了一種車載網(wǎng)絡(luò)終端，但是該終端僅僅是一個通信裝置，可以實現(xiàn)不同車載終端之間的通信。申請?zhí)枮?01510023930.3，公開號為104601701《車載網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和車載網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方法》發(fā)明了一種車載網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于接收移動網(wǎng)絡(luò)信號，并將移動網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換為WIFI信號，以提供無線網(wǎng)絡(luò)熱點服務(wù)。申請?zhí)枮?01410709223.5，公開號為104506207A《一種車載網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備》發(fā)明了一種車載網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，具有WIFI熱點功能和4G上網(wǎng)功能，能夠連接4G網(wǎng)絡(luò)，并將4G信號通過WIFI熱點分享給車內(nèi)用戶。

上述車載終端都沒有實現(xiàn)對車載內(nèi)部環(huán)境的實時監(jiān)測。其次GPS技術(shù)是目前主流的汽車定位方式，但當(dāng)汽車在地下車庫中，GPS信號無法接收時，汽車的定位和防盜也成為一個難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題是，克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種多功能的車載節(jié)點及使用車載節(jié)點構(gòu)建的車載網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

一種多功能的車載節(jié)點，包括電源模塊、傳感器模塊、GPS模塊、MCU模塊、RFID模塊和藍牙模塊。

所述電源模塊可以采用鋰電池或車載電源，電源模塊用于給傳感器模塊、GPS模塊、MCU模塊、RFID模塊和藍牙模塊提供能量；

所述傳感器模塊和GPS模塊分別用于感知車載內(nèi)部環(huán)境信息和車輛位置信息，它們都與MCU模塊雙向連接，MCU模塊對傳感器模塊和GPS模塊進行喚醒操作并配置相關(guān)參數(shù)，傳感器模塊和GPS模塊將感知信息傳送給MCU模塊；

所述MCU模塊分別與RFID模塊和藍牙模塊相連，MCU模塊對RFID模塊和藍牙模塊進行喚醒和相關(guān)參數(shù)配置，并將接收到的車輛位置信息和車載內(nèi)部環(huán)境信息傳送到RFID模塊和藍牙模塊；

所述RFID模塊將MCU模塊傳送的數(shù)據(jù)信息打包成符合EPC協(xié)議的EPC數(shù)據(jù)包，并通過EPC協(xié)議與RFID閱讀器無線通信；

所述藍牙模塊將MCU模塊傳送的數(shù)據(jù)信息打包成符合藍牙協(xié)議的IEEE 802.15.1數(shù)據(jù)包，通過IEEE 802.15.1協(xié)議與智能手機實現(xiàn)信息交互。

進一步，所述車載節(jié)點中的傳感器模塊包括溫濕度傳感器、3軸加速度傳感器和CO傳感器。

所述溫濕度傳感器用于感知車載內(nèi)部溫度信息和濕度信息；

所述3軸加速度傳感器用于感知車輛的顛簸震動信息；

所述CO傳感器用于感知車載內(nèi)部空氣中CO的濃度信息；

不失一般性地，本發(fā)明中溫濕度傳感器和3軸加速度傳感器分別采用TI HDC1000和ADXL346芯片，它們的通信方式為I²C總線，因此溫濕度傳感器和3軸加速度傳感器均通過I²C總線與MCU模塊雙向連接，MCU模塊對溫濕度傳感器和3軸加速度傳感器進行喚醒操作并配置相關(guān)參數(shù)，溫濕度傳感器和3軸加速度傳感器把感知的信息傳送至MCU模塊；CO傳感器采用FIGARO TGS2442型號的傳感器，該傳感器為模擬傳感器,MCU模塊通過GPIO口對其進行喚醒和參數(shù)配置，其感知CO濃度信息后，將數(shù)據(jù)送至MCU模塊中的ADC進行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。

進一步，所述車載節(jié)點中GPS模塊包括GPS芯片和GPS天線。

所述GPS天線的工作頻率為1575MHz；

所述GPS芯片與MCU模塊雙向連接，不失一般性地，本發(fā)明中的GPS芯片采用UBLOX NEO-6M芯片。

進一步，所述車載節(jié)點中RFID模塊包括RFID芯片和RFID天線。所述RFID天線的工作頻率為915MHz。不失一般性地，本發(fā)明中所述RFID芯片采用FUJITSU MB97R804A。

進一步，所述車載節(jié)點中藍牙模塊包括藍牙芯片和藍牙天線。所述藍牙天線的工作頻率為2.4GHz。不失一般性地， 本發(fā)明中所述藍牙芯片采用NORDIC NRF51822。

一種使用如前所述車載節(jié)點構(gòu)建的車載網(wǎng)絡(luò)，包括車載節(jié)點、GPS衛(wèi)星、RFID閱讀器、網(wǎng)關(guān)、智能手機、互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫。

所述RFID閱讀器和智能手機均與車載節(jié)點雙向連接；所述車載節(jié)點用于完成被監(jiān)測車輛的位置信息和車載內(nèi)部環(huán)境信息的采集，并將信息分為兩路，第一路打包為符合RFID通信協(xié)議的EPC數(shù)據(jù)包，傳送至RFID閱讀器；第二路打包為符合藍牙協(xié)議的IEEE 802.15.1數(shù)據(jù)包，傳送至智能手機；

所述RFID閱讀器與網(wǎng)關(guān)雙向連接，RFID閱讀器將接收到的EPC數(shù)據(jù)包傳送至網(wǎng)關(guān)；

所述網(wǎng)關(guān)與互聯(lián)網(wǎng)通過以太網(wǎng)通信方式相連，并將接收到的EPC數(shù)據(jù)包按照TCP/IP相關(guān)協(xié)議的規(guī)定，重新打包成符合以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式；

所述智能手機與互聯(lián)網(wǎng)通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)相連，并將IEEE 802.15.1數(shù)據(jù)包重新打包為符合TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包；

TCP/IP數(shù)據(jù)包通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到服務(wù)器，并被存儲到數(shù)據(jù)庫中；

相反，智能手機可以通過互聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)器查詢數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要對車載節(jié)點發(fā)送命令；服務(wù)器也可以通過互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)和RFID閱讀器對車載節(jié)點發(fā)送命令。

應(yīng)用于地下停車場時，RFID閱讀器可固定放置在地下停車場中。

本發(fā)明之多功能的車載節(jié)點具有功能多的特點，可以滿足車輛的多種需要，具體功能如下：

（1）用于定位車輛實時GPS位置信息。

（2）用于實時監(jiān)測車載內(nèi)部環(huán)境信息。

（3）支持藍牙和RFID兩種通信方式。

（4）因為本發(fā)明之多功能的車載節(jié)點支持RFID通信方式，所以具有ETC（Electronic Toll Collection,不停車電子收費系統(tǒng)）終端的功能。

（5）在地下停車場中，GPS信號非常微弱，無法滿足車輛定位的需求。RFID室內(nèi)定位方法剛好可以做到室內(nèi)的準(zhǔn)確定位。本發(fā)明中的RFID模塊可以實現(xiàn)車輛與固定放置在停車場中的RFID閱讀器之間的通信，完成車輛在地下停車場中的定位，具有防盜功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明之多功能的車載節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示車載節(jié)點的傳感器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示車載節(jié)點的GPS模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1所示車載節(jié)點的RFID模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1所示車載節(jié)點的藍牙模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明之使用車載節(jié)點構(gòu)建的車載網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

參照圖1，本發(fā)明之多功能的車載節(jié)點U0包括電源模塊U01、傳感器模塊U02、GPS模塊U03、MCU模塊U04、RFID模塊UO5和藍牙模塊U06。

電源模塊U01給傳感器模塊U02、GPS模塊U03、MCU模塊U04、RFID模塊UO5和藍牙模塊U06提供能量。本發(fā)明中電源模塊U01可以為鋰電池或車載電源。

傳感器模塊U02與MCU模塊U04雙向連接，MCU模塊U04對傳感器模塊U02進行喚醒操作，并配置相關(guān)參數(shù)；傳感器模塊U02用于監(jiān)測車載內(nèi)部環(huán)境信息，并將信息傳輸?shù)組CU模塊U04中。

GPS模塊U03與MCU模塊U04雙向連接，MCU模塊U04對GPS模塊U03進行喚醒操作，并配置相關(guān)參數(shù)；GPS模塊U03用來接收被監(jiān)測車輛的GPS位置信息，并將信息傳輸?shù)組CU模塊U04中。

MCU模塊U04分別與RFID模塊U05和藍牙模塊U06相連，MCU模塊U04對RFID模塊U05和藍牙模塊U06進行喚醒和相關(guān)參數(shù)配置，并將接收到的GPS位置信息和車載內(nèi)部環(huán)境信息傳送到RFID模塊U05和藍牙模塊U06中，并分別通過EPC協(xié)議和藍牙協(xié)議與外部設(shè)備無線通信。

參照圖2，車載節(jié)點U0中的傳感器模塊U02包括溫濕度傳感器U021、3軸加速度傳感器U022和CO傳感器U023。溫濕度傳感器U021用于感知車載內(nèi)部的溫度和濕度信息，3軸加速度傳感器U022用于感知車輛的顛簸震動信息，CO傳感器U023用于感知車載內(nèi)部空氣中CO的濃度信息。

不失一般性地，本發(fā)明中溫濕度傳感器U021和3軸加速度傳感器U022分別采用TI HDC1000和ADXL346芯片，它們的通信方式為I²C總線，因此溫濕度傳感器U021和3軸加速度傳感器U022與MCU模塊U04通過I²C總線雙向連接，MCU模塊U04對溫濕度傳感器U021和3軸加速度傳感器U022進行喚醒操作并配置相關(guān)參數(shù)，溫濕度傳感器U021和3軸加速度傳感器U022把感知的信息傳送至MCU模塊U04。

不失一般性地，本發(fā)明中CO傳感器U023采用FIGARO TGS2442型號的傳感器，該傳感器為模擬傳感器。因此MCU模塊U04通過GPIO口對其進行喚醒和參數(shù)配置，其感知CO濃度信息后，將數(shù)據(jù)送至MCU模塊U04中的ADC進行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。

參照圖3，車載節(jié)點U0中的GPS模塊U03包括GPS芯片U031和GPS天線UO32。GPS天線U032的工作頻率為1575MHz。不失一般性地，本發(fā)明中的GPS芯片U031采用UBLOX NEO-6M芯片，與MCU模塊雙向連接。

參照圖4，車載節(jié)點U0中的RFID模塊U05包括RFID芯片U051和RFID天線UO52。RFID天線U052的工作頻率為915MHz。不失一般性地，本發(fā)明中的RFID芯片采用FUJITSU MB97R804A。

參照圖5，車載節(jié)點U0中的藍牙模塊U06包括藍牙芯片U061和藍牙天線UO62。藍牙天線U062的工作頻率為2.4GHz。不失一般性地， 本發(fā)明中的藍牙芯片采用NORDIC NRF51822。

本發(fā)明之多功能的車載節(jié)點具有以下功能：

（1）因為節(jié)點上集成了GPS模塊，該車載節(jié)點可以用于定位車輛實時GPS位置信息。

（2）因為節(jié)點上集成了多種傳感器，該車載節(jié)點可以用于實時監(jiān)測車載內(nèi)部環(huán)境信息。

（3）因為節(jié)點上集成了藍牙模塊和RFID模塊，該車載節(jié)點支持藍牙和RFID兩種通信方式。

（4）因為節(jié)點上集成了RFID模塊，該車載節(jié)點具有ETC（Electronic Toll Collection,不停車電子收費系統(tǒng)）終端的功能。

（5）在地下停車場中，GPS信號非常微弱，無法滿足車輛定位的需求。RFID室內(nèi)定位方法剛好可以做到室內(nèi)的準(zhǔn)確定位，本發(fā)明中的RFID模塊可以實現(xiàn)車輛與固定放置在停車場中的RFID閱讀器之間的通信，完成車輛在地下停車場中的定位，具有很好的防盜功能。

參照圖6，本發(fā)明之使用如前所述車載節(jié)點構(gòu)建的車載網(wǎng)絡(luò)，包括車載節(jié)點U0、GPS衛(wèi)星U1、RFID閱讀器U2、網(wǎng)關(guān)U3、智能手機U4、互聯(lián)網(wǎng)U5、服務(wù)器U6和數(shù)據(jù)庫U7。

車載節(jié)點U0用于完成被監(jiān)測車輛的位置信息和車載內(nèi)部環(huán)境信息的采集，并將信息分為兩路，第一路打包為符合RFID通信協(xié)議的EPC數(shù)據(jù)包，傳送至RFID閱讀器U2；第二路打包為符合藍牙協(xié)議的IEEE 802.15.1數(shù)據(jù)包，傳送至智能手機U4。

RFID閱讀器U2與網(wǎng)關(guān)U3相連，EPC數(shù)據(jù)包傳送至網(wǎng)關(guān)U3。網(wǎng)關(guān)U3與互聯(lián)網(wǎng)U5通過以太網(wǎng)通信方式相連，并將接收到的EPC數(shù)據(jù)包重新按照TCP/IP相關(guān)協(xié)議的規(guī)定，重新打包成符合以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式。

智能手機U4與互聯(lián)網(wǎng)U5通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)相連，并將IEEE 802.15.1數(shù)據(jù)包重新打包為符合TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包。

TCP/IP數(shù)據(jù)包通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到服務(wù)器U6，并被存儲到數(shù)據(jù)庫U7中。

相反，智能手機U4可以通過互聯(lián)網(wǎng)U5和服務(wù)器U6查詢數(shù)據(jù)庫U7中的歷史數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要對車載節(jié)點U0發(fā)送命令；服務(wù)器U6也可以通過互聯(lián)網(wǎng)U5、網(wǎng)關(guān)U3和RFID閱讀器U2對車載節(jié)點發(fā)送命令。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種修改和變型，倘若這些修改和變型在本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則這些修改和變型也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

說明書中未詳細描述的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。