一种基于5G+V2X通信的车载终端系统 |
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| 申请号 | CN202222902875.3 | 申请日 | 2022-11-02 | 公开(公告)号 | CN218830654U | 公开(公告)日 | 2023-04-07 |
| 申请人 | 西华大学; | 发明人 | 阴晓峰; 何忠義; 张金红; 高荣栩; | ||||
| 摘要 | 一种基于5G+V2X通信的车载终端系统，5G+V2X芯片型号为MH5000‑871；XW‑GI5651差分GPS 定位 模 块 接于5G+V2X芯片的UART2和GNSS‑PPS脚；多个DC‑2CD3325‑Ⅰ摄像头模块通过车载以太网关和RGMII 接口 电路 接于5G+V2X芯片；多个ARS408毫米波雷达通过SPI转CAN接口电路接于5G+V2X芯片；LTE‑V2X射频电路、5G射频电路以及音频电路分别与5G+V2X芯片相连接。本实用新型具有超低延时、超高可靠性，为智能交通运输提供重要保障。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于5G+V2X通信的车载终端系统，其特征在于，5G+V2X芯片型号为MH5000‑871； |
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| 说明书全文 | 一种基于5G+V2X通信的车载终端系统技术领域[0001] 本实用新型涉及机动车车载控制装置,特别是一种基于5G+V2X通信的车载终端系统。 背景技术[0002] 术语解释： [0003] V2X：Vehicle to Everything,即车与交通参与者和网络设备的通信连接，主要包括V2V(Vehicle to Vehicle，车与车通信)、V2I(Vehicle to Infrastructure，车与基础设施)、V2N(Vehicle to Network，车与云)、V2P(Vehicle to People，车与人)的通信连接等。 [0004] RSU：Road Side Unit，路侧单元。 [0005] 5G+V2X OBU：5G+V2X On Board Unit，基于5G+V2X的车载单元，可以采用该车载单元实现5G通信和V2X通信。 [0007] DSRC：Dedicated Short Range Communications，专用短程通信。 [0008] LTE‑V2X：Long Term Evolution‑Vehicle to Everything，长期演进的V2X通信。 [0010] CAN总线传感器：信息处理单元通过CAN总线接口与5G+V2X OBU进行数据交换的传感器。 [0012] 车辆基本控制信息：包括道路图像信息、与前方障碍物距离信息、GNSS信息、制动系统状态信息、车轮转角信息、加速踏板信息、电机转矩信息、电机转速信息、电机转角信息、挡位信息。 [0013] 交通信息：交通灯灯态灯色、车道排队、119/120特情、交通事件、行人信息。 [0014] 随着汽车保有量极大提升，人们也越来越关注车辆信息和路况信息等，汽车用户需要一个更加智能、安全、舒适的驾驶环境。同时，汽车的智能化、网联化程度越来越高，汽车即将成为继电脑、手机之后最重要的移动终端。智能网联汽车通过车载传感器、控制器和多种执行器实现复杂环境感知、智能决策、自动控制等多种功能，使得车辆与外部物体实现信息共享与协同控制，而其中车载终端作为车辆与外界网络之间的连接桥梁，它直接连接了用户、车辆、路侧单元、基站和云服务器，在网联化应用中具有举足轻重的作用。通过V2X通信，车辆能够自主地与附近其他车辆和路边基础设施通信，获得实时路况和道路信息以及行人信息等一系列交通信息，从而实现汽车的安全高效行驶，减少交通事故的发生，提高道路利用率，缓解交通压力。随着我国5G技术的推广以及道路基础设施的快速发展，可利用5G的超高可靠性、低时延、网络切片等关键技术也为车联网提供强有力的支撑，使车联网的体系结构得到优化。 [0015] 在《基于V2X无线通信的车载智能终端装置》(CN 106773968A)中，提供了一种能够实现车与车、车与物的相互通信、信息的实时显示和提醒，可以为用户提供驾乘安全、信息查询与订购、娱乐以及购物等方面应用的车载智能终端装置。该装置包括处理器、车载自动诊断信息采集模块、V2X通信模块、4G通信模块、GPS组合惯导模块、摄像头模块、OBD接口信息模块、ETC读取模块、电源模块、语音输入模块、LCD显示屏幕、Flsah模块、Sdram模块等。该方案采用IEEE 802.11p标准(即DSRC)进行V2X通信，传输安全信息与非安全信息。 [0016] 在《一种基于边缘计算的智能车载终端》(CN 114063528A)中，公开了一种基于边缘计算的智能车载终端，包括电源部分、核心微处理器部分、核心算法处理部分、无线通讯部分、高精度定位部分、存储部分、路侧感知部分、接口部分、音视频控制处理部分；基于终端的路侧感知部分实现与智能路侧设备的信息的联动，实时获取全路段的环境信息，并通过核心微处理器部分进行边缘计算，对就计算结果进行终端的动作提示，包括语音、外接视频、外接文字显示的方式；如此同时对计算结果通过无线通讯部分实现与数字中心的信息交互。 [0017] 在《一种基于LTE‑V2X的车辆前向碰撞预警系统及方法》(CN 111354224A)中，提供了一种基于LTE‑V2X的车辆前向碰撞预警系统及方法，系统包括：数据获取模块、车间通信模块、数据处理模块、预警显示模块。该发明通过GNSS数据接口和CAN数据接口读取车辆信息，并处理封装成本车基本安全信息；用LTE‑V模块，用于将它车基本安全信息发送给本车，本车接收并处理他车发送的数据以得到他车基本安全信息；利用数据处理模块计算碰撞时间、碰撞危险距离和角度差，从而实现汽车前向预警。 [0018] 在《一种5G车联网中可多网接入的OBU系统》(CN 205265929U)中，公开一种5G车联网中可多网接入的OBU系统，包括主控模块、车域通信无线网卡、5G通信模块、信息采集与控制模块、定位模块和电源模块。通过车域通信无线网卡与5G通信模块构成的双网卡通信结构，实现车内无线WIFI局域网、车辆自组网、车载移动互联网的无缝切换与信息交互，信息采集与控制模块、定位模块与车域通信无线网卡构成的协助通信结构，实现车辆信息(汽车油量、车速、电瓶电压、本次行驶时间和路程、车辆故障信息、CO浓度、温湿度)和控制指令(对车门、车窗、车灯、空调的控制)在OBU与用户移动终端之间的双向传输。 [0019] 在《一种支持5G通信的车载V2X智能终端系统》(CN 214205857U)中，公开了一种支持5G通信的车载V2X智能终端系统，由5G/V2X OBU和车载传感系统组成；5G/V2X OBU由ARM处理器、5G/V2X通信模块、电源电路、LTE‑V2X射频电路、5G射频电路、接口电路、BOOT电路、5G_CONTROL电路、RTC电路和5G_STATUS电路构成；所述车载传感系统由摄像头、惯性测量单元、毫米波雷达、GPS定位模块和GPS射频模块构成。该实用新型在通信距离、时延、可靠性、通信带宽等要求上满足基于V2X通信的自动驾驶协同控制要求；高效实现车车、车路、车人、车云等协同控制的同时，保证传输控制类信息的实时性。 [0020] 上述现有车载智能终端系统，主要存在以下不足：(1)V2X通信范围有限、通信延时长、通信速率低。当前大多采用DSRC通信技术覆盖范围有限，不确定通信时延，不保障通信可靠性，且峰值速率较低。(2)车与云端之间的通信采用4G网络，网络传输速率相对较低，网络连接容量较少，网络延时较高。(3)OBU与车载控制系统通信时，大多采用CAN通信，最大传输速率为1Mbps，很难满足自动驾驶协同控制的通信需求。综上，现有技术难以满足高级别驾驶协同控制的高实时性和高可靠性要求。实用新型内容 [0021] 本实用新型的目的是提供一种基于5G+V2X通信的车载终端系统，旨在提高通信距离和通信速率以及通信可靠性，降低通信时延以满足基于V2X通信的自动驾驶协同控制要求。 [0022] 本实用新型的目的是这样实现的：一种基于5G+V2X通信的车载终端系统，5G+V2X芯片型号为MH5000‑871；XW‑GI5651差分GPS定位模块接于5G+V2X芯片的UART2和GNSS‑PPS脚；多个DC‑2CD3325‑Ⅰ摄像头模块通过车载以太网关和RGMII接口电路接于5G+V2X芯片RGMII_MDC、RGMII_MDIO、RGMII_MII_RX_CLK、RGMII_MII_TX_CLK、RGMII_RXD0、RGMII_RXD1、RGMII_RXD2、RGMII_RXD3、RGMII_RXDV、RGMII_TXD0、RGMII_TXD1、RGMII_TXD2、RGMII_TXD3、RGMII_TXEN、GPIO10、GPIO36引脚；多个ARS408毫米波雷达通过SPI转CAN接口电路接于5G+V2X芯片LTE‑V2X射频电路：与5G+V2X芯片C_V2X_ANT0、C_V2X_ANT1引脚相连。 [0023] 5G射频电路：与5G+V2X芯片ANT0、ANT1、ANT2、ANT3引脚相连。 [0024] 音频电路与5G+V2X芯片相连。EMMC电路：与5G+V2X芯片的SDIO0_CLK、SDIO0_CMD、SDIO0_D0、SDIO0_D1、SDIO0_D2、SDIO0_D3引脚相连。 [0025] SPI转CAN接口电路为：5G+V2X芯片的SPI0_CS0、SPI0_MISO、SPI0_MOSI、SPI0_CLK、SPI1_CLK、SPI1_CS0、SPI1_MISO、SPI1_MOSI引脚与74AVC8T245BQ,118电平转换芯片相连，其中SPI0经过电平转换得到3.3v引脚SPI0_CS0_M、SPI0_MISO_M、SPI0_MOSI_M、SPI0_CLK_M与MCP2515‑E/ST芯片相连，MCP2515‑E/ST芯片通过TXCAN、RXCAN引脚与TJA1050芯片相连，TJA1050芯片通过CANH、CANL引脚与USART_F接口相连；其中SPI1经过电平转换得到3.3v引脚SPI0_CS1_M、SPI1_MISO_M、SPI1_MOSI_M、SPI1_CLK_M与MCP2515‑E/ST芯片相连，MCP2515‑E/ST芯片通过TXCAN、RXCAN引脚与TJA1050芯片相连，TJA1050芯片通过CANH、CANL引脚与CAN接口相连。 [0026] 音频电路为：WM8960CGEFL/RV音频接口芯片通过PCM0_CLK、PCM0_SYNC、PCM0_DO、PCM0_DI、GPIO11、I2C0_SCL、I2C0_SDA引脚相连与5G+V2X芯片相连，通过SPK_LP、SPK_LN与SPKL1插座相连，通过SPK_RP、SPK_RN与SPKR1插座相连，通过RINPUT2、LINPUT3/JD2与PJ‑327A音频连接器相连，通过HP_L、HP_R与PJ‑327A音频连接器相连，通过VMID、LINPUT2、MAIN_MIC2P、MICBIAS与MICI音响相连。 [0029] 还具有STATUS电路：与5G+V2X芯片的SLEEP_STATUS、WAKEUP_SLEEP_OUT引脚相连。 [0030] 还具有SIM卡电路：与5G+V2X芯片的USIM_CLK、USIM_DATA、USIM_RST、USIM_DET、+VCC_EXT、VREG_USIM引脚相连。 [0031] 还具有ADC：与5G+V2X芯片的ADC0、ADC1、ADC2、ADC3、ADC4、ADC5、ADC6引脚相连。 [0032] 还具有I2C：与5G+V2X芯片的I2C1_SCL、I2C1_SDA引脚相连。 [0033] 还具有JTAG：与5G+V2X芯片的JTAG0_TCK、JTAG0_TDI、JTAG0_TDO、JTAG0_TMS、JTAG0_TRST引脚相连。 [0034] 还具有GPIO：与5G+V2X芯片的GPIO_AO_2、GPIO_AO_7、GPIO34、GPIO51、GPIO52引脚相连。 [0035] 还具有UART：与5G+V2X芯片的UART0_RXD、UART0_TXD、UART1_RXD、UART1_TXD、UART2_RXD、UART2_TXD、UART3_RXD、UART3_TXD引脚相连。 [0036] 还具有4V DC‑DC电路：与5G+V2X芯片的VBAT_4V、VBAT_RF引脚相连。 [0037] 5V DC‑DC电路：与5G+V2X芯片的VBAT_5V引脚相连。 [0038] USB2.0接口电路：与5G+V2X芯片的USB2_N、USB2_P引脚相连。 [0039] USB3.0接口电路：与5G+V2X芯片的USB31_RX_N、USB31_RX_P、USB31_TX_N、USB31_TX_P引脚相连。 [0040] 与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点： [0041] 1、通信速率极大提高，通信延迟降低，通信可靠性提高。5G在速率方面，网络传输的峰值可以达到10Gbps，是4G速度的100倍；在延时方面，5G网络传输延时小于1ms，远小于4G技术的50ms延时；在容量方面，与4G网络相比，5G网络链接容量大幅提升，每平方公里内，车载设备连接数量可以达到100万台以上；在安全可靠性方面，5G网络数据传输具有更高的可靠性，更加安全灵活，与4G网络相比，5G网络具备更完善的频谱管理机制，在提升频谱效率的同时降低数据传输成本。通信有效距离为1000m；支持最大移动速度为500km/h。 [0042] 2、本终端系统同时具备CAN通信接口和车载以太网通信接口，能够广泛应用于各种车型，并保证传输控制类信息的实时性。可通过CAN或车载以太网与车载控制系统通信，采集车辆位置信息(经纬度、海拔)、车头方向信息、速度信息、加速度信息、制动系统状态信息、车轮转角信息、油门踏板信息、电机转速信息、电机转角信息、挡位信息等，并通过C‑V2X通信技术广播给周边其他车辆，通过4G/5G与云平台通信，同时获取周围其他车辆信息和RSU发送的交通灯灯态灯色、车道排队、119/120特情、交通事件等信息，经过核心微处理器进行计算，可进行终端系统的动作提示，如语音播报，辅助车辆安全驾驶，提高交通效率。附图说明 [0043] 图1基于5G+V2X通信的车载终端系统结构图。 [0044] 图2 5G+V2X OBU原理图。 [0045] 图3 5G+V2X通信模块。 [0046] 图4板对板连接器。 [0047] 图5 4V DC‑DC电路。 [0048] 图6 5V DC‑DC电路。 [0049] 图7 USB2.0电路。 [0050] 图8 USB3.0电路。 [0051] 图9开关电路。 [0052] 图10复位电路。 [0053] 图11 SIM卡接口电路。 [0054] 图12 STATUS电路。 [0055] 图13其他接口电路。 [0056] 图14音频电路。 [0057] 图15 EMMC电路。 [0058] 图16 SPI转CAN接口电路。 [0059] 图17 RGMII接口电路。 [0060] 图18 LTE‑V2X射频电路。 [0061] 图19 5G射频电路。 [0063] 图21 OBU核心板PCB图。 [0064] 图22系统连接关系图。 具体实施方式[0065] 本实用新型提供的一种基于5G+V2X通信的车载终端系统，由5G+V2X OBU(简称OBU)、车载传感系统、车载以太网关和CAN总线组成。其中，OBU由5G+V2X通信模块、LTE‑V2X射频电路、5G射频电路、4V DC‑DC电路、5V DC‑DC电路、复位电路、电源开关电路、STATUS电路、SIM卡电路、音频电路、EMMC电路、USB2.0接口电路、USB3.0接口电路、SPI转CAN接口电路、RGMII接口电路、GPS定位模块、其他接口电路(ADC、I2C、JTAG、GPIO、UART)；车载传感系统由差分GPS定位模块、车载以太网传感器(如摄像头模块)、CAN总线传感器(如毫米波雷达模块)构成。基于5G+V2X通信的车载智能终端系统结构如图1所示。 [0066] 5G+V2X通信模块：处理来自CAN总线接收的整车控制器发送的车辆基本控制信息和毫米波雷达模块传递的前方物体距离信息，通过UART2和GNSS_PPS接口接收差分GPS定位模块传递的GNSS信息，将信息整合后发送到其他车辆和路侧单元，同时接收其他车辆和路侧单元传递的控制类信息。通过车载以太网关接收摄像头模块传递的图像信息，并加以处理。 [0067] LTE‑V2X射频电路：与5G+V2X通信模块连接用于V2X通信。 [0068] 5G射频电路：与5G+V2X通信模块连接用于4G和5G通信。 [0069] 4V DC‑DC电路：给5G+V2X通讯模块和给各个接口电路提供4V电压。 [0070] 5V DC‑DC电路：给5G+V2X通讯模块和给各个接口电路提供5V电压。 [0071] 复位电路：用于重置模块的系统。当软件停止响应时，可以拉下RESETIN引脚来重置硬件。 [0072] 电源开关电路：用于控制整个OBU的系统电源。 [0074] SIM卡电路：用于连接SIM卡。 [0076] EMMC电路：用于扩展OBU的内存。 [0077] USB2.0接口电路：用于OBU的系统调试和数据传输。 [0078] USB3.0接口电路：用于OBU的系统调试和数据传输。 [0079] SPI转CAN接口电路：连接在5G+V2X通信模块与毫米波雷达模块之间，接收毫米波雷达的信息或向毫米波雷达发送信息。 [0080] RGMII接口电路：接收RGMII总线的信息或向RGMII总线发送信息。 [0082] I2C：接收I2C总线的信息或向I2C总线发送信息。 [0083] JTAG：用于系统的调试。 [0084] GPIO：用于输入和输出高低电平。 [0085] UART：实现设备之间的低速串行通信。 [0086] 差分GPS定位模块：用于向OUB提供准确的定位、测速和高精度的标准时间信息。 [0087] 车载以太网传感器：车载以太网传感器1为摄像头模块，其余保留。摄像头模块用于向OBU提供高清图像信息。 [0088] CAN总线传感器：CAN总线传感器1为毫米波雷达模块，其余保留。毫米波雷达模块用于向OBU提供前方物体(如障碍物、交通灯、行人)距离信息。 [0089] SPI转CAN接口电路(设计SPI转CAN电路，使得SPI总线与CAN总线进行通信)、音频电路(用于音频信号的输出，可接扩音器、耳机)LTE‑V2X射频电路：与5G+V2X芯片C_V2X_ANT0、C_V2X_ANT1 [0090] 引脚相连。 [0091] 5G射频电路：与5G+V2X芯片ANT0、ANT1、ANT2、ANT3引脚相连。 [0092] 4V DC‑DC电路：与5G+V2X芯片的VBAT_4V、VBAT_RF引脚相连。 [0093] 5V DC‑DC电路：与5G+V2X芯片的VBAT_5V引脚相连。 [0094] 复位电路：与5G+V2X芯片的RESETIN引脚相连。 [0095] 电源开关电路：与5G+V2X芯片的POWER_ON_OFF引脚相连。 [0096] STATUS电路：与5G+V2X芯片的SLEEP_STATUS、WAKEUP_SLEEP_O [0097] UT引脚相连。 [0098] SIM卡电路：与5G+V2X芯片的USIM_CLK、USIM_DATA、USIM_RST、USIM_DET、+VCC_EXT、VREG_USIM引脚相连。 [0099] 音频电路：与5G+V2X芯片的PCM0_CLK、PCM0_SYNC、PCM0_DO、PCM0_DI、GPIO11、I2C0_SCL、I2C0_SDA引脚相连。 [0100] EMMC电路：与5G+V2X芯片的SDIO0_CLK、SDIO0_CMD、SDIO0_D0、SDIO0_D1、SDIO0_D2、SDIO0_D3引脚相连。 [0101] USB2.0接口电路：与5G+V2X芯片的USB2_N、USB2_P引脚相连。 [0102] USB3.0接口电路：与5G+V2X芯片的USB31_RX_N、USB31_RX_P、USB [0103] 31_TX_N、USB31_TX_P引脚相连。 [0104] SPI转CAN接口电路：与5G+V2X芯片的SPI0_CS0、SPI0_MISO、SPI0_MOSI、SPI1_CLK、SPI1_CS0、SPI1_MISO、SPI1_MOSI引脚相连。 [0105] RGMII接口电路：与5G+V2X芯片的RGMII_MDC、RGMII_MDIO、RGMII_MII_RX_CLK、RGMII_MII_TX_CLK、RGMII_RXD0、RGMII_RXD1、RGMII_RXD2、RGMII_RXD3、RGMII_RXDV、RGMII_TXD0、RGMII_TXD1、RGMII_TXD2、RGMII_TXD3、RGMII_TXEN、GPIO10、GPIO36引脚相连。 [0106] 其他接口电路： [0107] ADC：与5G+V2X芯片的ADC0、ADC1、ADC2、ADC3、ADC4、ADC5、ADC6引脚相连。 [0108] I2C：与5G+V2X芯片的I2C1_SCL、I2C1_SDA引脚相连。 [0109] JTAG：与5G+V2X芯片的JTAG0_TCK、JTAG0_TDI、JTAG0_TDO、JTAG0_TMS、JTAG0_TRST引脚相连。 [0110] GPIO：与5G+V2X芯片的GPIO_AO_2、GPIO_AO_7、GPIO34、GPIO51、GPIO52引脚相连。 [0111] UART：与5G+V2X芯片的UART0_RXD、UART0_TXD、UART1_RXD、UART1_TXD、UART2_RXD、UART2_TXD、UART3_RXD、UART3_TXD引脚相连。 [0112] SPI转CAN接口电路：在设计上针对没有CAN接口但有SPI接口的OBU专门设计的一种转换电路，目的在于与传统广泛使用CAN总线进行信息传输的汽车相适配；此电路的功能为OBU的SPI接口可通过SPI转CAN接口电路向CAN总线接收和发送信息。 [0113] 音频电路：在设计上不仅添加了MICI音响用于语音播报，还增加了PJ‑327A音频连接器可连接耳机和扩音器，当发生紧急情况可语音提醒驾驶人员，有效避免危险情况的发生。 [0114] SPI转CAN接口电路：现有的OBU电路中，要么有SPI接口电路，要么有CAN接口电路，SPI转CAN接口电路设计相对新颖，本专利中的SPI转CAN接口电路，根据需求，添加了74AVC8T245BQ,118电平转换芯片，使得OBU与MCP2515‑E/ST芯片的电平信号相适应，实现正常通信。 [0115] 音频电路：在已知OBU专利中，未曾见过，设计在OBU中比较新颖。 [0116] SPI转CAN接口电路：5G+V2X芯片的SPI0_CS0、SPI0_MISO、SPI0_MOSI、SPI0_CLK、SPI1_CLK、SPI1_CS0、SPI1_MISO、SPI1_MOSI引脚与74AVC8T245PW，118电平转换芯片相连，其中SPI0经过电平转换得到3.3v引脚SPI0_CS0_M、SPI0_MISO_M、SPI0_MOSI_M、SPI0_CLK_M与MCP2515‑E/ST芯片相连，MCP2515‑E/ST芯片通过TXCAN、RXCAN引脚与TJA1050芯片相连，TJA1050芯片通过CANH、CANL引脚与USART_F接口相连；其中SPI1经过电平转换得到3.3v引脚SPI0_CS1_M、SPI1_MISO_M、SPI1_MOSI_M、SPI1_CLK_M与MCP2515‑E/ST芯片相连，MCP2515‑E/ST芯片通过TXCAN、RXCAN引脚与TJA1050芯片相连，TJA1050芯片通过CANH、CANL引脚与CAN接口相连。 [0117] OBU包括5G+V2X通信模块、板对板连接器、4V DC‑DC电路、5V DC‑DC电源电路、USB2.0电路、USB3.0电路、开关电路、复位电路、SIM卡电路、STATUS电路、其他接口电路、音频电路、EMMC电路、SPI转CAN接口电路、RGMII接口电路、LTE‑V2X射频电路、5G射频电路。OBU原理图如图2所示。 [0118] (1)5G+V2X通信模块：即5G+V2X芯片，型号为MH5000‑871。 [0119] (2)板对板连接器：2个板对板连接器。 [0120] (3)4V DC‑DC电路：由1个0Ω电阻、1个2.5kΩ电阻、1个10kΩ电阻、1个75kΩ电阻、1个1000kΩ电阻、2个10pf电容、1个33pf电容、1个100pf电容、1个180pf电容、1个1nf电容、1个10nf电容、1个15nf电容、2个100nf电容、1个4.7uf电容、2个10uf电容、1个220uf电容、2个 47uf电容，2个220uf极性电容、1个4.7uh电感、1个B320A肖特基二极管、1个TPS54231芯片、1个4V 3A贴片保险组成。 [0121] (4)5V DC‑DC电路：由1个5.1kΩ电阻、1个2kΩ电阻、1个10.5kΩ电阻、1个75kΩ电阻、1个1000kΩ电阻、2个10pf电容、1个33pf电容、1个100pf电容、1个180pf电容、1个1nf电容、1个10nf电容、1个15nf电容、2个100nf电容、1个4.7uf电容、2个10uf电容、1个220uf电容、2个47uf电容，1个220uf极性电容、1个4.7uh电感、1个B320A肖特基二极管、1个TPS54231芯片、1个5V 2A贴片保险、1个LED二极管组成。 [0122] (5)USB2.0电路：由6个0Ω电阻、2个10pf电容、1个PJEC5V0M1TA TVS二极管、1个90ohm共模电感组成。 [0123] (6)USB3.0电路：由1个U231‑091N‑3GRC10‑5接头、1个PUSB3FR4静电放电保护器、2个100nf电容、8个0Ω电阻、2个90ohm共模电感组成。 [0124] (7)开关电路：由1个开关，1个SS8050三极管，1个10K电阻，1个33pF电容，1个RED LIGHT组成。 [0125] (8)复位电路：由1个0.1uf电容、1个开关组成。 [0126] (9)SIM卡电路：由1个nano_sim卡座、1个SMF05C静电放电保护器、5个33pf电容、1个1uf电容、1个47kΩ电阻、1个4.7kΩ电阻组成。 [0127] (10)STATUS电路：由2个1kΩ电阻、2个4.7kΩ电阻、2个10kΩ电阻、2个SS8050三极管、2个GREEN灯组成。 [0128] (11)其他接口电路：由2个Header 15X2排针插座、1个Header 4排针插座、1个Header 6排针插座、1个Header 4X2A排针插座、4个1kΩ电阻组成。 [0129] (12)音频电路：由1个WM8960CGEFL/RV音频接口芯片、1个SPKL1插座、1个SPKR1插座、2个PJ‑327A音频连接器、1个MIC1音响、3个0.1uf电容、5个1uf电容、5个10uf电容、2个47uf极性电容、3个220pf电容、6个0kΩ电阻、2个10kΩ电阻、2个47kΩ电阻、1个680Ω电阻、 1个120R,2.0A组成。 [0130] (13)EMMC电路：由1个MTFC4GMWDM‑3MAITA芯片、10个0kΩ电阻、2个4.7kΩ电阻、4个10kΩ电阻、1个470kΩ电阻、1个1uf电容、1个2.2uf电容、2个4.7uf电容、1个10uf电容、1个1nf电容、4个100nf电容、2个10pf电容、6个12pf电容组成。 [0131] (14)SPI转CAN接口电路：由2个MCP2515‑E/ST芯片、2个74AVC8T245BQ,118电平转换芯片、1个USART_F插座、2个TJA1050芯片、2个120Ω电阻、4个10kΩ电阻、8个0Ω电阻、10个33Ω电阻、4个22pf电容、4个100nf电容、16个10pf电容、2个8MHz晶振。 [0132] (15)RGMII接口电路：由1个RTL8211FSI‑VS‑CG芯片、1个74VC1T45W6‑7芯片、1个QT24A01网口变压器、1个R‑RJ45R08P‑C000插座、1个AO3400_C841146场效应管、22个0kΩ电阻、20个4.7kΩ电阻、2个10kΩ电阻、4个75Ω电阻、2.49kΩ电阻、2个1kΩ电阻、510Ω电阻、1个1MkΩ电阻、3个4.7uf电容、1个1nf电容、1个10nf电容、10个100nf电容、2个20pf电容、1个10pf电容、4个100pf电容、1个2.2uh电感、1个25MHz晶振、1个RED灯组成。 [0133] (16)LTE‑V2X射频电路：由2个0.2pf电容、2个0.3pf电容、4个0.5pf电容、2个33pf电容、4个1nh电感、2个SMA天线座组成。 [0134] (17)5G射频电路：由8个0.2pf电容、1个0.3pf电容、3个0.4pf电容、4个0.5pf电容、4个33pf电容、4个1nh电感、4个1.3nh电感、4个SMA天线座组成。 [0135] 根据上述原理图，绘出OBU底板PCB图和OBU核心板PCB图，如图20、图21所示。 [0136] 车载传感系统： [0137] (1)差分GPS定位模块采用XW‑GI5651差分GPS模块。 [0138] (2)车载以太网传感器1摄像头模块采用DC‑2CD3325‑I摄像头。 [0139] (3)CAN总线传感器1毫米波雷达模块采用ARS408毫米波雷达。 [0140] (1)一种基于5G+V2X通信的车载终端系统，由5G+V2X OBU、车载传感系统、车载以太网关和CAN总线组成。 [0141] (2)OBU的硬件架构。包含：5G+V2X通信模块、LTE‑V2X射频电路、5G射频电路、4V DC‑DC电路、5V DC‑DC电路、复位电路、电源开关电路、STATUS电路、SIM卡电路、音频电路、EMMC电路、USB2.0接口电路、USB3.0接口电路、SPI转CAN接口电路、RGMII接口电路、GPS定位模块、其他接口电路(ADC、I2C、JTAG、GPIO、UART)。 [0142] (3)OBU与车载传感系统的连接方式。差分GPS模块接到OBU的UART2引脚和GNSS_PPS引脚上；车载以太网传感器(如摄像头模块)的RGMII接口通过车载以太网关与OBU进行连接；CAN总线传感器(如毫米波雷达模块)的CAN接口通过CAN总线与OBU进行连接。 [0143] 本实用新型提供的一种基于5G+V2X通信的车载终端系统，实现车载智能终端系统功能的系统连接关系如图22所示，其实现步骤为：(1)根据本发明提供的原理图制作出OBU；(2)将制作完成的OBU硬件，与车载传感系统和整车控制器进行连接，OBU通过UART2和GNSS_PPS接口与XW‑GI5651差分GPS模块连接，OBU的RGMII接口通过车载以太网关与摄像头模块的进行连接，OBU通过CAN总线与毫米波雷达和整车控制器连接；(3)使用ADB烧录实现系统功能的程序。 |
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