基于车载以太网的音频传输的方法及系统与流程

本发明属于车用音频传输
技术领域：
，具体涉及一种基于车载以太网的音频传输的方法及系统。
背景技术：
：现有车载音频传输系统一般采用同轴线缆来传输音频数据，并将fm/am解调芯片和蓝牙模块设置在中控台处。现有车载音频传输系统存在以下问题：(1)射频信号不稳定；(2)同轴线缆成本较高。随着电子技术的高速发展，汽车内部网络通讯协议也层出不穷。1986年bosch公司发明了can总线。1998年宝马、戴姆勒克莱斯勒、哈曼等公司建立了most联盟，旨在促进most技术成为多媒体网络的通用标准。同年lin的设想首次被提出。2000年flexray联盟成立并推进了flexray的标准化。2015年博通公司推出了车载以太网，车载以太网具有带宽大和设备成本低等优势，且能够用于传输控制信号和音视频数据信号。为了解决现有车载音频传输系统所存在的问题，有必要开发一种基于车载以太网的音频传输的方法及系统。技术实现要素：本发明的目的是提供一种基于车载以太网的音频传输的方法及系统，以车载以太网进行音频传输，且成本低。本发明所述的基于车载以太网的音频传输的系统，包括hu(即车载娱乐系统)模块、中央网关和智能天线模块；所述hu模块包括hu核心处理器，分别与hu核心处理器连接的codec(即编解码器)芯片、车载以太网phy芯片和麦克风，与codec芯片连接的功率放大器，以及与功率放大器连接的喇叭；所述车载以太网phy芯片与中央网关连接；所述智能天线模块包括智能天线核心处理器，以及分别与智能天线核心处理器连接的收音机芯片、蓝牙模块和智能天线以太网phy(即端口物理层)芯片；所述智能天线以太网phy芯片与中央网关连接。所述智能天线核心处理器和蓝牙模块设置在车辆的顶棚处，以解决现有技术中蓝牙射频性能不佳的问题。本发明所述的基于车载以太网的音频传输的方法，采用如本发明所述的基于车载以太网的音频传输的系统，其方法包括以下步骤：所述收音机芯片对接收到的fm(即调频)/am(即调幅)的音频数据进行解调，并传输给智能天线核心处理器，智能天线核心处理器通过udp(即用户数据报协议)协议将音频数据发送到中央网关，中央网关将音频数据转发到hu模块，hu模块通过车载以太网接收到音频数据后，经过codec芯片解码后通过功率放大器驱动喇叭进行播放；将蓝牙电话下行及蓝牙音乐的音频数据采样后通过pcm(即脉冲编码调制)传输到智能天线核心处理器，然后通过udp协议将音频数据发送到中央网关，中央网关再将音频数据转发到hu模块，hu模块通过车载以太网接收到音频数据后，经过codec芯片解码后通过功率放大器驱动喇叭进行播放。将蓝牙电话上行的音频数据通过hu模块的麦克风进行采集，然后通过codec芯片转换为数字信号并转发给中央网关，由中央网关发送给智能天线模块；智能天线模块接收后通过pcm发给蓝牙模块。进一步，所有通过车载以太网进行传输的大数据服务必须向中央网关进行服务订阅，中央网关根据预计带宽、优先级、当前带宽使用情况进行裁决，如果该服务能使用，则中央网关向数据发起方发送控制信号，开始数据传输，否则拒绝执行该服务。进一步，中央网关预先存储有整车服务的相关信息，包括服务所需带宽和服务优先级；并实时动态的维护当前服务池；响应于某一服务请求被发起时，hu模块将该服务请求发送到中央网关，中央网关根据当前带宽使用情况、服务的优先级、服务需要使用带宽情况进行判断；如果当前剩余带宽大于服务所需带宽，则批准该服务请求，由中央网关向智能天线模块发起传输音频信号请求；如果当前剩余带宽小于服务所需带宽，先遍历当前占用带宽的服务，如果当前占用带宽服务的优先级小于请求服务，且停止低优先级服务后剩余带宽满足当前请求服务的带宽，则停止当前优先级低的带宽服务，将带宽分配给新请求的服务，如果所有占用服务的优先级均高于当前请求的服务，则拒绝执行该服务。进一步，所述大数据服务包括音频和视频数据传输；不包括控制信号和gps(即全球定位系统)的服务。进一步，响应于检测到某一服务退出使用时，所述hu模块发起停止该服务通知给中央网关，中央网关通知智能天线模块停止传输数据，并将该服务从当前服务池中删除，释放该服务所占用的带宽。本发明具有以下优点：(1)通过设计一种低成本的上层服务协议，保证了带宽可控，从而实现了只使用tcp(即传输控制协议)/udp进行音频的传输；(2)能够解决现有车载音频传输系统中射频信号不稳定、同轴线缆成本较高的问题。附图说明图1为本发明的结构框图；图2为本发明的流程图；图中：1、智能天线模块，1a、收音机芯片，1b、智能天线核心处理器，1c、蓝牙模块，1d、智能天线以太网phy芯片，2、中央网关，3、hu模块，3a、车载以太网phy芯片，3b、麦克风，3c、hu核心处理器，3d、codec芯片，3e、功率放大器，3f、喇叭。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示的基于车载以太网的音频传输的系统，包括hu模块3、中央网关2和智能天线模块1。如图1所示，所述hu模块3包括hu核心处理器3c，分别与hu核心处理器3c连接的codec芯片3d、车载以太网phy芯片3a和麦克风3b，与codec芯片3d连接的功率放大器3e，以及与功率放大器3e连接的喇叭3f；所述车载以太网phy芯片3a与中央网关2连接。如图1所示，所述智能天线模块1包括智能天线核心处理器1b，以及分别与智能天线核心处理器1b连接的收音机芯片1a(比如：fm/am解调芯片)、蓝牙模块1c和智能天线以太网phy芯片1d；所述智能天线以太网phy芯片1d与中央网关2连接。中央网关2主要使用其车载以太网的转发功能，并进行传输服务的裁决，以简单、低成本的方式实现宽带控制。本实施例中，利用车载以太网进行音频数据传输，其中，音频数据包括fm(调频)/am(调幅)、蓝牙电话、蓝牙音乐、e-call(紧急救援服务)等。本实施例中，所述收音机芯片1a和蓝牙模块1c设置在车辆的顶棚处，以解决现有技术中蓝牙射频性能不佳的问题。本发明所述的基于车载以太网的音频传输的方法，采用如本发明所述的基于车载以太网的音频传输的系统，其方法包括以下步骤：所述收音机芯片1a对接收到的fm/am的音频数据进行解调，并通过i2s(即集成电路内置音频总线)传输给智能天线核心处理器1b，智能天线核心处理器1b通过udp协议将音频数据发送到中央网关2，中央网关2将音频数据转发到hu模块3，hu模块3通过车载以太网接收到音频数据后，经过codec芯片3d解码后通过功率放大器3e驱动喇叭3f进行播放。将蓝牙电话下行及蓝牙音乐的音频数据采样后通过pcm传输到智能天线核心处理器1b，然后通过udp协议将音频数据发送到中央网关2，中央网关2再将音频数据转发到hu模块3，hu模块3通过车载以太网接收到音频数据后，经过codec芯片3d解码后通过功率放大器3e驱动喇叭3f进行播放。将蓝牙电话上行的音频数据通过hu模块3的麦克风3b进行采集，然后通过codec芯片3d转换为数字信号并转发给中央网关2，由中央网关2发送给智能天线模块1；智能天线模块1接收后通过pcm发给蓝牙模块1c。本实施例中，基于车载以太网的音频传输的方法，还包括：所有通过车载以太网进行传输的大数据服务必须向中央网关2进行服务订阅，中央网关2根据预计带宽、优先级、当前带宽使用情况进行裁决，如果该服务能使用，则中央网关2向数据发起方发送控制信号，开始数据传输，否则拒绝执行该服务。具体为：响应于某一服务请求被发起时，hu模块3将该服务请求发送到中央网关2，中央网关2根据当前带宽使用情况、服务的优先级、服务需要使用带宽情况进行判断；如果当前剩余带宽大于服务所需带宽，则批准该服务请求，由中央网关2向智能天线模块1发起传输音频信号请求；如果当前剩余带宽小于服务所需带宽，先遍历当前占用带宽的服务，如果当前占用带宽服务的优先级小于请求服务，且停止低优先级服务后剩余带宽满足当前请求服务的带宽，则停止当前优先级低的带宽服务，将带宽分配给新请求的服务，如果所有占用服务的优先级均高于当前请求的服务，则拒绝执行该服务。如图2所示，以收音机为例，对本控制逻辑进行详细的说明：当用户点击使用收音机后，hu模块3发送收音机音频传输服务请求申请到中央网关2，中央网关2根据当前带宽使用情况、服务的优先级、服务需要使用带宽情况进行判断。如果当前剩余带宽大于服务所需带宽，则批准该服务请求，由中央网关2向智能天线模块1发起传输fm/am音频信号请求；如果当前剩余带宽小于服务所需带宽，先遍历当前占用带宽的服务，如果当前占用带宽服务优先级小于请求服务，且停止低优先级服务后剩余带宽满足当前请求服务的带宽，则停止当前优先级低的带宽服务，将带宽分配给新请求的服务，如果所有占用服务的优先级均高于当前请求服务，则拒绝执行该服务。本实施例中，基于车载以太网的音频传输的方法，还包括：中央网关2预先存储有整车服务的相关信息，包括服务所需带宽和服务优先级；并实时动态的维护当前服务池。参考设计的服务池信息如表1所示。服务名服务请求带宽优先级(数字越小越高)e-call*mb0蓝牙电话*mb1收音机*mb3蓝牙音乐*mb2本实施例中，所述大数据服务包括音频和视频数据传输；不包括控制信号和gps等小数据的服务。本实施例中，基于车载以太网的音频传输的方法，还包括：响应于检测到某一服务退出使用时，所述hu模块3发起停止该服务通知给中央网关2，中央网关2通知智能天线模块1停止传输数据，并将该服务从当前服务池中删除，释放该服务所占用的带宽。如图2所示，以下以收音机为例进行说明：当用户退出使用收音机后，hu模块3发起停止该服务通知给中央网关2，中央网关2通知智能天线模块1停止传输音频数据，并将该服务从当前服务池中删除，释放该服务占用带宽。本实施例通过设计一种低成本的上层服务协议，保证了带宽可控，从而实现只使用tcp/udp进行音频的传输。当前第1页12