Бортовая информационная система
Изобретение относится к бортовым информационным системам транспортных средств с электронным оснащением. Система содержит электронный блок, состоящий из крышки и корпуса, в котором установлена материнская электронная плата с контактными гнездами и электрическими соединителями, поддерживаемыми интерфейсами. Система дополнительно снабжена периферийной электронной платой с гнездом разъема расширения. На материнской электронной плате предусмотрена вилка разъема расширения, на ней также размещены контактные гнезда для установки флеш-карты, подключения телевизора, видеокамеры, DVD-устройств, микрофона, подсоединения питания, введения программного обеспечения, подсоединения различных периферийных устройств, подсоединения датчиков автомобиля, внешних видеоотображающих устройств, сенсорного экрана, GPS/ГЛОНАСС антенны. На материнской электронной плате имеется центральный процессор, который связан с флеш-памятью, динамической памятью, CAN контроллером либо периферийным контроллером, микрофоном, коммутатором, усилителем звука, балансными или линейными входом и выходом аудиосистемы, дисплеем, видеокамерой, DVD-устройствами, телевизором, дополнительными источниками видеосигнала, сенсорным экраном, внешними периферийными устройствами, внешними флеш-картами, GPS, ГЛОНАСС или GPS/ГЛОНАСС приемником, а также дополнительными модулями, находящимися на периферийной электронной плате, цифровым ТВ-тюнером, FM-тюнером и гироскопом. На периферийной электронной плате также имеются соответствующие контактные гнезда и разъем для установки флеш-карты. Технический результат заключается в увеличении быстродействия системы, обеспечении возможности быстрого подключения к легковому автомобилю любой модели и оперативного перепрограммирования, повышении надежности и универсальности. 3 ил., 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к бортовым информационным системам с электронным оснащением транспортных средств, и может быть использовано в бортовой локальной информационно-вычислительной сети автотранспортного средства (АТС).
Уровень техники
Известен автомобильный компьютер Cadias, который базируется на RISC-процессоре с тактовой частотой 166 МГц и комплектуется 64 Мб оперативной и 8 Мб видеопамяти. Информация выводится на цветной сенсорный ЖК-дисплей с диагональю 7 дюймов. В качестве операционной системы используется Microsoft Windows CE for Automotive. В комплект программного обеспечения входят дневник и адресная книга (см. автомобильный компьютер компании Clarion. Япония, Ferra. ru, 2004).
Недостатком данного автомобильного компьютера является высокая стоимость.
Известно электронное оснащение автотранспортных средств, представляющее собой комплекс взаимодействующих между собой или совокупность независимых друг от друга электронных устройств и систем разной сложности и назначения, являющихся составными частями АТС или их агрегатов и узлов, при этом электронное оснащение выполнено в виде бортовой локальной информационно-вычислительной сети на базе мультиплексной и информационно-диагностической систем, объединяющей датчики, исполнительные механизмы и электронные блоки (см. Автотранспортные средства. Электронное оснащение. Общие технические требования. ГОСТ Р 50905-96).
Недостатками данного электронного оснащения автотранспортных средств являются ограниченные функциональные возможности и высокая стоимость.
Известна автомобильная бортовая информационная система, содержащая электронный блок, состоящий из лицевой панели с окном и нишей, имеющей отверстия для контактных гнезд, и корпуса с цифровым дисплеем, имеющим экран, совместимый с окном лицевой панели, динамиком, печатными платами, а также элементы фиксации электронного блока в панели автомобиля, контактный электрический соединитель, поддерживаемый интерфейс K-Line в соответствии с ISO 9141 и ISO 14230-1, при этом она снабжена клавиатурой с клавишами, имеющими просвечиваемую светодиодами маркировку, световодами, выполняющими функции дополнительной индикации излучаемым светодиодами светом, фотодатчиком и фотоприемником, фоточувствительные части которых размещены на наружной стороне лицевой панели, и печатной платой управления с кнопками, светодиодами, остальными частями фотодатчика и фотоприемника, встроенной на внутренней стороне лицевой панели, а также установленными на корпусе платой инвертора и главной платой с выступающими в передней части контактными гнездами для совмещения с отверстиями ниши на лицевой стороне панели и выступающими в задней части корпуса контактным электрическим соединителем, гнездом для подключения внешней антенны, видеокамерой заднего вида, размещаемой на заднем стекле автомобиля, и поддерживаемыми интерфейсами USB (Host, Slave), USB - OTG, 1-Ware, CAN 2,0В (см. пат. RU №2268829, кл. В60R 16/02, G06F 1/00, G06F 15/00, опубл. 27.01.2006 г.).
Недостатком данной автомобильной бортовой системы являются ограниченные функциональные возможности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым автором за прототип является автомобильный компьютер Carmani CB 200, содержащий электронный блок, состоящий из крышки и корпуса, материнской электронной платы с выступающими в передней части корпуса боковой и задней части крышки контактными гнездами и многоконтактными электрическими соединителями, поддерживаемыми интерфейсами K-line в соответствии с ISO 9141 и ISO 14230-1 (см. паспорт «Carmani 200», производство Южная Корея).
Недостатком данного автомобильного компьютера являются ограниченные функциональные возможности и высокая стоимость.
Раскрытие изобретения
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к увеличению быстродействия системы, расширению функциональных возможностей, возможности быстрого подключения к легковому автомобилю любой модели, оперативного перепрограммирования, совместимости с различными видеоустройствами и электронными периферийными устройствами, повышению надежности и универсальности.
Технический результат достигается с помощью бортовой информационной системы, содержащей электронный блок, состоящий из крышки и корпуса, материнской электронной платы с выступающими в передней части корпуса боковой и задней части крышки контактными гнездами и многоконтактными электрическими соединителями, поддерживаемыми интерфейсами USB (Host, OTG); CAN 2.0B, IEBUS, UART 3/5B, SAE J1 850, GVIF, при этом она дополнительно снабжена периферийной электронной платой с гнездом разъема расширения, а материнская электронная плата снабжена вилкой разъема расширения с возможностью их соединения путем совмещения вилки и гнезда разъема расширения, при этом материнская электронная плата выполнена в виде многослойной печатной платы с поверхностным и ручным монтажом микрорадиоэлектронных элементов и микроразъемов, причем на ней размещены выступающие контактные гнезда для установки флеш-карты, подключения телевизора, видеокамеры, DVD-устройств, микрофона, подсоединения питания, введения программного обеспечения и подсоединения различных периферийных устройств, подсоединения датчиков автомобиля, внешних видеоотображающих устройств, сенсорного экрана, GPS/ГЛОНАСС антенны, при этом на материнской электронной плате установлен центральный процессор, соединенный с флеш-памятью, динамической памятью SDRAM типа DDR или DDR2, посредством шин адреса и данных, CAN контроллером либо периферийным контроллером, посредством последовательной шины SPI либо UART, которые выполнены с возможностью соответственно взаимодействия посредством CAN шины либо IEBUS шины с различными системами и датчиками автомобиля, автомобильным коммутатором, автомобильным усилителем звука, балансными или линейными входом и выходом аудиосистемы, микрофоном через аудиокодек и аудиоблок, включающим в себя аудиокоммутатор и усилитель мощности, посредством цифровой последовательной шины I2S, дисплеем, видеокамерой, DVD-устройствами, телевизором, дополнительными источниками видеосигнала и сенсорным экраном через видеоблок, включающим в себя цифроаналоговый преобразователь, видеокоммутатор, видеоусилитель, видеокодек и интерфейс сенсорного экрана, внешними периферийными устройствами USB флеш и USB HDD, которые подключаются через контактные гнезда USD Host или USB OTG, внешними SD/SDIO/MMC/MMC4.x флеш-картами, через гнезда для подсоединения флеш-карт, GPS, ГЛОНАСС или GPS/ГЛОНАСС приемником, посредством последовательной шины UART, a также дополнительными модулями, находящимися на периферийной электронной плате - GSM (GPRS/EDGE/3G) модемом и модулем Bluetooth посредством UART шины, модулем WiFi/WiMAX, цифровым ТВ-тюнером, FM-тюнером и гироскопом через аналого-цифровой преобразователь, посредством вилки разъема расширения и гнезда разъема расширения, при этом периферийная электронная плата выполнена в виде многослойной печатной платы с поверхностным и ручным монтажом микрорадиоэлектронных элементов и микроразъемов, причем на ней установлены выступающие контактные гнезда для подсоединения GSM антенны, держателя для SIM-карты, антенн модулей Bluetooth и WiFi/WiMAX, цифрового ТВ-тюнера и FM-тюнера, разъем для установки флеш-карты.
Электронный блок, имеющий оригинальные электронную схемотехнику и программное обеспечение, позволяет осуществлять подключение различных мониторов и телевизионных приемников, на экраны которых выводится видеоизображение всех функций электронного блока, а также других периферийных устройств. Электронный блок имеет модульную конструкцию, позволяющую добавлять дополнительные функции и возможности в БИС. В этом заключается гибкая ценовая политика БИС.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 дана бортовая информационная система, вид в ракурсе 3/4 спереди.
На фиг.2 - то же, вид сзади.
На фиг.3 - структурная схема работы бортовой информационной системы.
Осуществление изобретения
Бортовая информационная система (БИС) представляет собой электронный блок, включающий корпус 1, крышку 2, материнскую электронную плату 3 и периферийную электронную плату 4. После установки материнской и периферийной электронных плат 3 и 4 на нижней стороне корпуса 1 с помощью соединительных винтов 5 и соединения их путем совмещения вилки 6 разъема расширения, установленного на материнской электронной плате 3, и гнезда 7 разъема расширения, установленного на периферийной электронной плате 4, выполнения электрических соединений (на фиг. не показаны) и проведения необходимых проверок, корпус 1 и крышка 2 соединяются между собой с помощью крепежных винтов 8. На лицевой панели корпуса 1 размещены отверстия для совмещения с гнездами 9 и 10, предназначенными для установки флеш-карты (карт памяти) 11, 12 SD/MMS вида, стандартного или высокоскоростного типа, гнездом 13, служащим для помещения SIM-карты 14, гнездом 15 для подключения телевизора 16, гнездом 17, служащим для подключения видеокамеры 18, гнездом 19, служащим для подключения видеокабеля DVD-устройств 20, гнездами 21, 22, служащими для подключения аудиокабелей DVD-устройств 20, гнездом 23, служащим для подключения микрофона 24, предназначенного для реализации функции телефонной связи. На боковой панели корпуса 1 находится отверстие для совмещения с корпусом DIP-переключателя (набор переключателей) 25. На задней панели крышки 2 находятся отверстия для совмещения с гнездом 26, служащим для подключения питания, гнездами 27 USB HOST и 28 USB OTG, служащими для введения программного обеспечения, многоконтактным гнездом 29, служащим для подключения датчиков 30 автомобиля, многоконтактным гнездом 31, служащим для подключения видеоотображающих устройств 32 (дисплей, монитор и т.д.), многоконтактным гнездом 33, служащим для подключения сенсорного экрана 34, гнездом 35, служащим для подключения GPS/ГЛОНАСС антенны 36, обеспечивающей работу GPS/ГЛОНАСС приемника 37, гнездом 38 для подключения антенны модема GPRS/EDGE (3G или 4G) 39, обеспечивающей работу модема GPRS/EDGE (3G или 4G) 40, отверстием 41 для выхода антенн 42, 43, 44, 45, обеспечивающих работу модулей Bluetooth 46 и WiFi/WiMAX 47, цифрового ТВ-тюнера 48 и FM-тюнера 49. Материнская электронная плата 3 представляет собой многослойную печатную плату с поверхностным и ручным монтажом микрорадиоэлектронных элементов и микроразъемов 50. На ней размещены выступающие контактные гнезда 9, 15, 17, 19, 21, 22, 23, 26, 27, 28, 29, 31, 33, 35 для установки флеш-карты (карты памяти) 11, телевизора 16, видеокамеры 18, DVD-устройств 20, микрофона 24, подключения питания, введения программного обеспечения и подключения различных периферийных устройств, подключения датчиков 30 автомобиля, внешних видеоотображающих устройств 32, сенсорного экрана 34 GPS/ГЛОНАСС антенны 36, при этом на материнской электронной плате 3 расположены центральный процессор 51, взаимодействующий с флеш-памятью 52, динамической памятью SDRAM типа DDR или DDR2 53, посредством шин адреса 54 и данных 55; CAN контроллером либо периферийным контроллером 56, посредством последовательной шины SPI 57 либо UART 58 соответственно, которые взаимодействуют посредством CAN шины либо IEBUS шины 59 с различными системами и датчиками 30 автомобиля, автомобильным коммутатором 60, автомобильным усилителем звука 61, балансными или линейными входом 62 и выходом 63 аудиосистемы, микрофоном 24 через аудиокодек 64 и аудиоблок 65, включающим в себя аудиокоммутатор и усилитель мощности (на фиг. не показаны), посредством цифровой последовательной шины I2S 66; дисплеем 32, видеокамерой 18, DVD-устройствами 20, телевизором 16, дополнительными источниками видеосигнала 67 и сенсорным экраном 34 через видеоблок 68, включающим в себя цифроаналоговый преобразователь, видеокоммутатор, видеоусилитель, видеокодек и интерфейс сенсорного экрана (на фиг. не показаны); внешними периферийными устройствами 69, которые подключаются через контактные гнезда USB Host 27 или USB OTG 28; внешними SD/SDIO/MMC/MMC4.x флеш-картами 11, 12, через гнезда 9 и 10 для подключения флеш-карт, GPS, ГЛОНАСС или GPS/ГЛОНАСС приемником 37, посредством последовательной шины UART 58; а также дополнительными модулями, находящимися на периферийной плате - GSM (GPRS/EDGE/3G) модемом 40 и модулем Bluetooth 46 посредством UART шины 58, модулем WiFi/WiMAX 47, цифровым ТВ-тюнером 48, FM-тюнером 49 и гироскопом 70 через аналого-цифровой преобразователь 71, посредством вилки 6 разъема расширения и гнезда 7 разъема расширения. При этом периферийная электронная плата 4 представляет собой многослойную печатную плату с поверхностным и ручным монтажом микрорадиоэлектронных элементов 50 и микроразъемов. На ней размещены выступающие контактные гнезда 21 для подключения GSM антенны 39, держателя 13 для SIM-карты 14, антенны 42, 43, 44, 45 модулей Bluetooth 46 и WiFi/WiMAX 47, ТВ-тюнера 48 и FM-тюнера 49, разъем 10 для установки флеш-карты (карты памяти) 12.
Управление БИС осуществляют с помощью различных устройств ввода и управления 72: компьютерной мышки, клавиатуры, джойстика, трекбола и др., подключенных через USB-разъемы 27, 28, сенсорного экрана 34, подключенного к многоконтактному гнезду 33, информации, полученной по шинам CAN или IEBUS 59 автомобиля, через Интернет, посредством радиопульта дистанционного управления.
В процессе работы центральный процессор 51 взаимодействует также с различными внешними устройствами: посредством драйвера IEBUS (драйвера CAN) 73 с датчиками 30 и электронными системами (на фиг. не показаны) автомобиля, с акустической системой 74 автомобиля, аудиосистемой 75 автомобиля и дополнительным внешним источником аудиосигнала 76, с блоком питания 77 и фильтром питания 78, который снижает помехи бортового питания, попадающие в БИС из бортовой сети автомобиля - аккумуляторной батареи 79, с внешними видеоустройствами (видеокамера 18, DVD-устройствами 20 и т.д.) посредством цифровой последовательной шины ITU-R ВТ 656 YUV42 80. Также центральный процессор 51 взаимодействует с элементом резервного питания 81 и блоком питания 82, находящимися на периферийной электронной плате 4.
БИС обладает объемом динамической памяти 53 SDRAM типа DDR или DDR2 не менее 128 Мб, объемом флеш-памяти 52 не менее 512 Мб, быстродействие центрального процессора 51 минимум 633 МГц. Применяемые внешние дисплеи должны иметь разрешение из стандартного ряда 800×600, 800×480, 640×480, 480×234, 400×234, 320×240 или могут быть любыми нестандартными. Поддерживаемые интерфейсы БИС: USB (Host, OTG); CAN 2.0B, IEBUS, UART 3/5B, SAE J1850, GVIF.
Бортовая информационная система работает следующим образом.
Принцип работы БИС основан на базе мультиплексной и информационно-диагностической систем, объединяющей датчики, исполнительные механизмы и электронные блоки (на фиг. не показаны). Электронные и программные компоненты БИС взаимодействуют на уровне обмена данными между собой, с узлами электрооборудования автомобиля и с внешними автотранспортными региональными и локальными системами связи, контроля, учета и управления (на фиг. не показаны). Поддерживаемые интерфейсы БИС: USB (Host, OTG); CAN 2.0B, IEBUS, UART 3/5В, SAE J1 850, GVIF.
Электронный блок БИС подключают к бортовой сети автомобиля. После введения в электронный блок программного обеспечения через гнезда 27 USB HOST или 28 USB OTG БИС работает в шестнадцати основных режимах, которые составляют интерактивное главное "MENU" и выводятся, при подаче напряжения в бортовую сеть автомобиля, в цветном изображении на экран внешнего цифрового дисплея 32, подключаемого к контактному гнезду 31 и являющегося дополнительным оборудованием. Пункты интерактивного главного меню выводятся в виде пиктограмм, нажатие каждой из которых раскрывает «MENU» в пределах режима. Одновременно на экран выводится по четыре пункта главного меню. Главное меню является настраиваемым, т.е. пользователь может настроить очередность вывода, название, цвет и шрифт пунктов и подпунктов в необходимом ему виде либо создать совершенно новый пункт меню. Изначально установленное главное меню состоит из 16 различных пунктов, которые могут изменяться по усмотрению завода-изготовителя.
При включении бортовой информационной системы центральный процессор 51 посредством шин адреса и данных начинает считывать блок программы, записанный предварительно на заводе-изготовителе во флеш-памяти 52 в динамическую память 53 с помощью программы загрузчика. Ширина шины данных 55 для динамической памяти 53 - 32 бита, для флеш-памяти 52 - 16 бит. Затем управление передается считанной программе, которая реализует алгоритм работы бортовой информационной системы. В динамическую память 53 дополнительно могут загружаться различные программы по выбору пользователя: навигационная; медиаплеер; тестирующие функции автомобиля и самой БИС; программы для доступа в Интернет; программы, реализующие функции охраны и мониторинга; ежедневник; записная книжка и другие совместимые с БИС пользовательские программы, которые он может установить в БИС самостоятельно.
Программы, выполняющиеся в центральном процессоре 51, получают доступ к различным модулям БИС, реализуя заложенные в них алгоритмы.
Взаимодействие с автомобильными датчиками 30 и электронными системами осуществляют периферийным процессором или CAN контроллером 56 (в зависимости от марки автомобиля), с помощью драйвера IEBUS или CAN шины 73 соответственно, которые посредством IEBUS или CAN шины 59 получают и отправляют информацию, необходимую для согласованной работы БИС с электронными системами автомобиля, для обработки центральному процессору 51, через последовательную шину передачи данных UART 58 (для периферийного процессора) или SPI 57 (для CAN контроллера).
Обработанная центральным процессором 51 информация может сохраняться во флеш-памяти 52 и/или передаваться через видеоблок 68, в котором цифровой сигнал преобразуется в аналоговый сигнал RGB посредством цифроаналогового преобразователя или преобразуется в цифровой сигнал GVIF и выводится на дисплей 32 посредством видеокоммутатора. Видеоблок 68 позволяет посредством видеокоммутатора подключать вход дисплея 32 либо к цифроаналоговому преобразователю видеоблока, либо к дополнительным источникам сигнала 67. Разрешение дисплея может выбираться из стандартного ряда 800×600, 800×480, 640×480, 480×234, 400×234, 320×240 или быть любым нестандартным. Дисплей 32 может быть оснащен сенсорным экраном 34, который реагирует на нажатие изменением электрического сопротивления по координатам X, Y. Интерфейс сенсорного экрана (на фиг. не показан) в составе видеоблока 68 БИС подавляет помехи от статического электричества и сотовых телефонов в сигнале с сенсорного экрана 34 и передает его на центральный процессор 51. С помощью математических функций программа рассчитывает из электрического сопротивления сенсорного стекла по координатам X, Y реальные координаты нажатия на сенсорный экран 34. Бортовая информационная система выводит и звуковые сообщения. Центральный процессор 51 получает и отправляет нужную аудиоинформацию через аудиоблок 65, посредством аудиокодека 64, с выхода которого звуковой сигнал поступает на усилитель мощности звука БИС и далее на акустическую систему 74 автомобиля через внешний коммутатор 60. Внешний коммутатор 60 позволяет подключать акустическую систему 74 автомобиля либо к штатной аудиосистеме 75, либо к БИС. Аудиоблок 65 посредством аудиокодека 64 также имеет выходы линейного и балансного сигналов звука 62, 63, которые через аудиокоммутатор (на фиг. не показан) подаются на автомобильный усилитель звука 61. Аудиоблок 65 позволяет подключать вход автомобильного усилителя звука 61 через аудиокоммутатор либо к аудиокодеку 64, либо к дополнительным внешним источникам аудиосигнала 76.
Введение и обновление программного обеспечения, данных, подключение дополнительных устройств осуществляется через USB Host 27 или USB OTG 28. С помощью блока питания 77 БИС обеспечивает также электропитание внешних устройств, подключаемых по USB через стандартный USB-кабель. Блок питания БИС 76 обеспечивает все компоненты системы необходимым электропитанием: +1В, +1,1В, +1,2В, +1,8В, +2,5В, +3,3В, +5В. Фильтр питания 78 снижает помехи бортового питания, попадающие в БИС из бортовой сети автомобиля - аккумуляторной батареи 79.
При подключении внешних видеоустройств (видеокамеры 18, DVD-устройств 20 и т.д.) передаваемый этими устройствами стандартный аналоговый видеосигнал декодируется видеоблоком 68 с помощью видеокодека и преобразовывается в цифровой поток, который передается на центральный процессор 51 посредством цифровой последовательной шины ITU-R ВТ 656 YUV42 80 для дальнейшей обработки.
Для расширения объема встроенной флеш-памяти 52 БИС использует внешние флеш-карты 11, 12 стандартов SD/SDIO/MMC/MMC 4.х, которые взаимодействуют с центральным процессором 51 через гнезда 9, 10 для подключения.
Для получения координат местонахождения автомобиля БИС имеет встроенный GPS, или ГЛОНАСС, или GPS/ГЛОНАСС приемник 37, который через разъем 35 на корпусе 1 БИС подключается к внешней GPS/ГЛОНАСС активной антенне 36, принимающей и усиливающей сигналы со спутников. Полученные сигналы GPS/ГЛОНАСС приемник 37 передает в центральный процессор 51 посредством последовательной шины UART 58.
На материнской электронной плате 3 также размещен набор переключателей 25, который задает различные режимы работы БИС: разрешение дисплея, тип используемых шин автомобиля, работу интерфейсов.
При необходимости для расширения функционала к материнской электронной плате 3 БИС посредством вилки 6 разъема расширения и гнезда 7 разъема расширения подключают периферийную электронную плату 4 с дополнительным набором модулей: GSM модемом 40, цифровым ТВ-тюнером 48, гироскопом 69, Bluetooth 46, WiFi/WiMAX 47, FM-тюнером 48.
GSM модем 40 (GPRS/EDGE/3G/4G) позволяет БИС подключаться к сети Интернет, получать и передавать необходимую информацию, совершать входящие и исходящие аудиовызовы. GSM модем 40 взаимодействует с центральным процессором 51 через вилку 6 и гнездо 7 разъема расширения посредством UART шины 58.
Коды доступа к сети GSM помещены в SIM-карте 14, которую устанавливают в держателе SIM-карты 13. Для работы GSM модема 40 необходима внешняя GSM антенна 39, которую подключают к БИС через разъем 38 на корпусе 1.
Модули цифрового ТВ-тюнера 48 и FM-тюнера 49 позволяют принимать в цифровом и соответственно FM Stereo формате передачи вещания и передавать цифровой поток в центральный процессор 51 через вилку 6 разъема расширения и гнездо 7 разъема расширения. Для работы цифровых ТВ- и FM-тюнеров 48, 49 необходимы внешние антенны 45, 44, которые подключают к БИС через отверстие на корпусе 41.
Гироскоп 70 определяет угловое перемещение автомобиля вокруг своей оси. Отклонение измеряют и полученные данные с гироскопа 70 поступают на аналого-цифровой преобразователь 71, откуда поток данных, преобразованный в цифровой сигнал, поступает на центральный процессор 51 через вилку 6 разъема расширения и гнездо 7 разъема расширения.
Модули Bluetooth 46 и WiFi/WiMAX 47 обеспечивают беспроводное соединение с внешними устройствами (мобильными телефонами, персональными компьютерами, точками доступа и др.). Полученную информацию передают через вилку 6 разъема расширения и гнездо 7 разъема расширения в центральный процессор 51. Для работы этих модулей необходимы внешние антенны 42, 43, которые подключают к БИС через отверстие на корпусе 41.
При отсутствии основного электропитания БИС ход внутренних часов реального времени в центральном процессоре 51 обеспечивает элемент резервного питания 81.
Блок питания 82 обеспечивает все компоненты периферийной электронной платы 4 необходимым электропитанием.
В зависимости от модификации БИС, периферийная электронная плата 4, а также все либо часть описанных модулей периферийной электронной платы 4 могут не устанавливаться, что не влияет на общую работоспособность системы, а только сокращает или изменяет количество выполняемых ею функций.
Управление БИС осуществляют с помощью различных устройств ввода 71: компьютерной мышки, клавиатуры, джойстика, трекбола и др., подключенных через USB-разъемы 27, 28, сенсорного экрана 34, подключенного к разъему 33 БИС, информации, полученной по шинам CAN или IEBUS 59 автомобиля, через Интернет.
Система может находиться в трех основных состояниях.
1. Отсутствие напряжения питания
Все модули системы, кроме часов реального времени, обесточены, а часы питаются энергией от резервного элемента 81.
2. Дежурный режим
Блок питания системы 76 обеспечивает электропитанием только периферийный микроконтроллер и CAN контроллер 59, центральный процессор 51 и динамическую память 53, которые также находятся в режиме минимального потребления энергии, что сохраняет энергию аккумулятора автомобиля. При наличии необходимых входных условий центральный процессор 51 подает сигнал включения на блок питания 76. Блок питания 76 и вся система переходят в рабочий режим.
3. Рабочий режим
Все модули системы находятся под электропитанием. Центральный процессор 51 обрабатывает поступающую информацию с интерфейсов по заданному в программном обеспечении алгоритму.
К многоконтактному электрическому соединителю 26 (вилочная часть) присоединяют розеточную часть многоконтактного электрического соединителя 26 с замковым устройством (на фиг. не показаны) жгута (на фиг. не показан), подключающего автомобильный компьютер к бортовой сети автомобиля - аккумуляторной батарее 79. Крышка 2 корпуса 1 БИС выполнена с учетом возможности крепления электронного блока автомобильного компьютера в панели автомобиля без дополнительных крепежных частей.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническим решениями имеет следующие преимущества:
- увеличение мощности и быстродействия;
- многофункциональность;
- интерактивное меню;
- поддержка различных видеоустройств;
- повышение надежности;
- снижение стоимости;
- широкий спектр подключения периферийных и дополнительных устройств;
- возможность наращивания функций за счет использования внутренних дополнительных модулей;
- возможности самостоятельного перепрограммирования и установки дополнительных программ пользователем;
широкие функциональные возможности, а именно:
- следит за исправностью электронных устройств автомобиля и состоянием датчиков, обеспечивает взаимный обмен информацией;
- выполняет звуковые функции;
- располагает диагностической системой со встроенной информацией по ремонту, интервалами сервисного обслуживания;
- встроенная GPS/ГЛОНАСС спутниковая навигационная система с возможностью распечатки цветных карт на любом малогабаритном струйном принтере с выделением маршрута до заданного пункта;
- встроенные модули GSM модем, Bluetooth, WiFi/WiMAX, цифровой ТВ-, FM-тюнер, универсальный интерфейс сенсорного экрана, RGB коммутатор, гироскоп;
- возможности мониторинга подвижных объектов с расширенными функциями;
- двухсторонняя передача различной видео- и аудиоинформации по GPRS, CSD, Internet каналам;
- улучшенные звуковые характеристики - встроенный стереобалансер, аудиокоммутатор, усилитель 15 Ватт, возможность подключения балансного микрофона;
- мультимедийные возможности, в том числе возможности подключения DVD, видеокамеры;
- функции медиаплеера;
- распознавание голосовых команд;
- интеллектуальная система климат-контроля (опция);
- временные функции;
- многочисленные возможности управления - мышь, клавиатура, трекбол, сенсорное стекло и т.д.;
- дистанционное управление;
- USB-шина;
- CAN-сеть;
- шины IEBUS, UART 3/5B, SAE J1850;
- интерфейс GVIF;
- быстродействие системы;
- оперативное перепрограммирование;
- подключение к легковому автомобилю любой модели;
- технические характеристики позволяют использовать систему в условиях жестких климатических и механических воздействий;
- совместимость с различными электронными периферийными устройствами.
Сравнительные характеристики параметров известных фирм Японии, Южной Кореи, России с предлагаемой полезной моделью приведены в таблице.
| Таблица | |||||
| Параметры и характеристики | Япония | Южная Корея | Южная Корея | Россия | Россия |
| Компьютер Cadias фирма Clarion | Компьютер Carmani фирма Nextech | Компьютер Carmani СВ200 фирма Nextech | Компьютер Вираж «Престиж V10», компания «Микролайн» г.Нижний Новгород | Предлагаемое изобретение | |
| Операционная система (программа) | Microsoft Windows CE for Automotive | Windows СЕ 3,0 | Windows СЕ NET for Automotive | собств. | собств. или Linux, Windows CE |
| ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) | 64 Мб | 64 Мб | 64 Мб | 128б | 128 Мб или более |
| Видео ОЗУ | 8 Мб | нет | отсутствует | отсутствует | совмещенное |
| сведений | с ОЗУ 16 Мб | ||||
| Flash ПЗУ | не тсведений | 32 Мб | 32 Мб | 2 Кб | 512 Мб или более |
| Быстродействие главного процессора | 166 МГц | 167 МГц | 200 МГц | 1 МГц | Не менее 633 МГц |
| Главный процессор | RISC | SH4 | ARM 9 | Infineon С 51 | ARM 11 |
| Дисплей | цветной, сенсорный, ЖК, диагональ17,8 см. | цветной, сенсорный, ЖК, разрешение 410×240 пикселей | подключение RGB монитора, авто- телевизора - разрешение экрана 234×480 | монохромный графический, ЖК, диагональ 6,1 см, разрешение 122×32 пикселей | внешний, RGB выход, GVIF выход, TV выход, минимальное разрешение 320×240 пикселей |
| Конструктивное исполнение | выносное | комбини-рованное (на компьютере автомобиля выносная приставка) | встраиваемое | встраиваемое | комбинированное - встраиваемое или выносное |
| Функции диагностики и управления электронными системами автомобиля | нет | выполняет компьютер автомобиля | нет | да | да |
| Навигационная система | да | да (выполняет приставка) | да | нет | да |
| Япония | Южная Корея | Южная Корея | Россия | Россия | |
| Параметры и характеристики | Компьютер Cadias фирма Clarion | Компьютер Carmani фирма Nextech | Компьютер Carmani СВ200 фирма Nextech | Компьютер Вираж «Престиж V10», компания «Микролайн» г.Нижний Новгород | Предлагаемое изобретение |
| Возможность подключения периферийных устройств | да | да | да | нет | да |
| Режим приема телевизионных передач | нет | да (выполняет приставка) | нет | нет | да |
| Автоматическое регулирование яркости индикации и экрана дисплея | да | да | нет | нет | да |
| Управление климат-контролем | да | да | нет | нет | опция |
| Видеокамера заднего вида | нет | нет | возможно подключение | нет | да |
| Дистанционное управление | да | да | да | нет | да |
| Поддерживаемые интерфейсы: | |||||
| K-Line | да | да | нет | да | нет |
| USB (Host) | нет сведений | нет сведений | нет | нет | USB 1.1. USB 2.0. |
| USB OTG | нет сведений | нет сведений | нет | нет | да |
| 1-Ware | нет сведений | нет сведений | нет сведений | нет сведений | нет |
| CAN 2.0B | да | да | нет | нет | да |
| IEBUS | нет сведений | нет сведений | нет сведений | нет сведений | да |
| UART 3/5B | нет сведений | нет сведений | нет сведений | нет сведений | да |
| SAE J1850 | нет сведении | нет сведении | нет сведений | нет сведений | да |
Бортовая информационная система, содержащая электронный блок, состоящий из крышки и корпуса, в котором установлена материнская электронная плата с выступающими в передней части корпуса, боковой и задней части крышки контактными гнездами и многоконтактными электрическими соединителями, поддерживаемыми интерфейсами USB (Host, OTG), CAN 2.0В, IEBUS, UART 3/5B, SAE J1850, GVIF, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена периферийной электронной платой с гнездом разъема расширения, а материнская электронная плата снабжена вилкой разъема расширения с возможностью их соединения путем совмещения вилки и гнезда разъемов расширения, при этом материнская электронная плата выполнена в виде многослойной печатной платы с поверхностным и ручным монтажом микрорадиоэлектронных элементов и микроразъемов, причем на ней размещены выступающие контактные гнезда для установки флеш-карты, подключения телевизора, видеокамеры, DVD-устройств, микрофона, подсоединения питания, введения программного обеспечения и подсоединения различных периферийных устройств, подсоединения датчиков автомобиля, внешних видеоотображающих устройств, сенсорного экрана, GPS/ГЛОНАСС-антенны, на материнской электронной плате установлен центральный процессор, который соединен
посредством шин адреса и данных с флеш-памятью, динамической памятью SDRAM типа DDR или DDR2,
посредством последовательной шины SPI либо UART - с CAN контроллером либо периферийным контроллером, которые выполнены с возможностью соответственно взаимодействия посредством CAN-шины либо IEBUS-шины с различными системами и датчиками автомобиля,
посредством цифровой последовательной шины I2S через аудиокодек - с микрофоном, а через аудиокодек и аудиоблок, включающий в себя аудиокоммутатор и усилитель мощности, - с автомобильным коммутатором, автомобильным усилителем звука, балансными или линейными входом и выходом аудиосистемы,
через видеоблок, включающий в себя цифроаналоговый преобразователь, видеокоммутатор, видеоусилитель, видеокодек и интерфейс сенсорного экрана, - с дисплеем, видеокамерой, DVD-устройствами, телевизором, дополнительными источниками видеосигнала и сенсорным экраном,
через контактные гнезда USB Host или USB OTG - с внешними периферийными устройствами USB-флеш и USB HDD,
через гнезда для подсоединения флэш-карт - с внешними SD/SDIO/MMC/MMC4.X флеш-картами,
посредством последовательной шины UART - с GPS, ГЛОНАСС или GPS/Глонасс-приемником, а также дополнительными модулями, находящимися на периферийной электронной плате - GSM (GPRS/EDGE/3G) модемом и модулем Bluetooth,
посредством вилки разъема расширения и гнезда разъема расширения - с модулем WiFi/WiMAX, цифровым ТВ-тюнером, FM-тюнером и через аналого-цифровой преобразователь - с гироскопом,
при этом периферийная электронная плата выполнена в виде многослойной печатной платы с поверхностным и ручным монтажом микрорадиоэлектронных элементов и микроразъемов, на ней установлены выступающие контактные гнезда для подсоединения GSM-антенны, держателя для SIM-карты, антенн модулей Bluetooth и WiFi/WiMAX, цифрового ТВ-тюнера и FM-тюнера, разъем для установки флеш-карты.
