基于4GLTE通信的车辆数据传输系统的制作方法

本发明属于车联网远距离移动通信技术领域，具体涉及一种4glte通信的车联网轻型终端电路。

背景技术：

传统汽车到智能汽车再到无人驾驶是未来汽车发展的趋势，而无论是智能汽车还是无人驾驶都有数据联网传输的需求。车联网是通过装载在车辆上的车载微终端电路以及数据通信电路实现实时移动可靠稳定的与云端服务器的数据传输，以实现对车辆进行有效地控制和提供服务。在车联网应用中，用户可以通过各种终端设备享受其提供的服务，终端应用程序都是通过移动通信与后台服务系统进行数据交互，而后台服务系统与汽车也是采用移动通信的交互方式，因此移动通信技术在车载终端软件中起着重要作用。

目前在车联网领域研究的无线通信技术有主要依赖两类技术，短距离无线通信和远距离移动通信。前者主要是rfid和wifi等短距离通信技术，在车辆密度适当的环境下可以提供可靠的安全信息传输服务。后者主要是gprs、3g、4g等移动通信技术，4glte技术采用了载波聚合、上下行多天线增强、多点写作传输、中继等技术从而优化了系统容量、提高了网络峰值速度、频谱效率和传输时延，lte标准的上下行峰值速率可达到500mbps和1gmbps，可支持大量终端同时接入并提供服务，从各方面指标来看是目前最能满足我们需求的移动通信网络。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于4glte通信的车辆数据传输系统。

本发明包括供电电路、核心板、4g模组芯片、4g模组接口电路、天线接口电路、控制信号电平匹配电路、指令信号电平匹配电路、sim卡接口电路、音频接口电路和麦克风接口电路。所述的供电电路通过降压芯片及稳压芯片为4g模组芯片、控制信号电平匹配电路、指令信号电平匹配电路供电。所述的天线接口电路通过天线端子连接天线，进行4g模组芯片与远程服务器之间的通信。所述的sim卡接口电路通过sim卡插座连接4g模组芯片与sim卡。所述的麦克风接口电路通过麦克风采集音频模拟信号并传输给音频接口电路。所述的音频接口电路通过音频芯片将麦克风接口电路传输来的音频模拟信号转化为数字信号传输给核心板。

所述的4g模组接口电路包括电阻r13、r14、r15和二极管d1、d2、d3。所述电阻r13的一端与4g模组芯片的usb_vbus引脚相连。电阻r14的一端与4g模组芯片的usb_dm引脚相连。电阻r15的一端与4g模组芯片的usb_dp引脚相连。电阻r13的另一端和二极管d1的负极均与核心板的usb_connector_p引脚相连。电阻r14的另一端和二极管d2的负极均与核心板的usb_connector_n引脚相连。电阻r15的另一端和二极管d3的负极均与核心板的usbvbus_connector引脚相连。二极管d1、二极管d2、二极管d3的正极均接地。4g模组芯片的v_bat引脚接供电电路的4g供电输出端。4g模组芯片的gnd、tp_gnd引脚接地。

所述的控制信号电平匹配电路包括开关匹配单元、复位匹配单元、唤醒输出匹配单元和唤醒输入匹配单元。所述的开关匹配单元包括电阻r1、电容c13和三极管q1。所述电阻r1的一端与核心板的on/off引脚相连。电阻r1的另一端与三极管q1的基极相连。电容c13的一端和三极管q1的集电极均与4g模组芯片的power_on引脚相连。电容c13的另一端及三极管q1的发射极均接地。

所述的复位匹配单元包括电阻r2、电容c14和三极管q2。所述电阻r2的一端与核心板的rst_n引脚相连。电阻r2的另一端与三极管q2的基极相连，电容c14的一端和三极管q2的集电极均与4g模组芯片的reset_n引脚相连。电容c14的另一端及三极管q2的发射极均接地。

所述的唤醒输出匹配单元包括电阻r3、r5、r7、电容c15和三极管q3。电阻r5的一端与4g模组芯片的wakeup_out脚相连。电阻r5的另一端和电阻r7的一端均与三极管q3的基极相连。电阻r3、电容c15的一端和三极管q3的集电极均与核心板的wakeupap引脚相连。电阻r3的另一端与供电电路的3.3v输出端相连。电阻r7、电容c15的另一端和三极管q3的发射极均接地。

所述的唤醒输入匹配单元包括电阻r4、r6、r8，电容c16和三极管q4。所述电阻r6的一端与核心板的wakeupmoudle引脚相连。电阻r6的另一端和电阻r8的一端均与三极管q4的基极相连，电阻r4、电容c16的一端和三极管q4的集电极均与4g模组芯片的wakeup_in引脚相连。电阻r4的另一端与4g模组芯片的vio_1v8引脚相连。电阻r8、电容c16的另一端和三极管q4的发射极均接地。

所述的指令信号电平匹配电路包括第一匹配芯片、第二匹配芯片，电阻r8、r10、r11、r12和电容c17、c18、c19、c20。第一匹配芯片的b2引脚与核心板的uart_rxd_m引脚相连。电容c18的一端和第一匹配芯片的vcca引脚均与4g模组芯片的vio_1v8引脚相连。第一匹配芯片的a2引脚与核心板的uart_txd_m引脚相连。第一匹配芯片的a1引脚与4g模组芯片的uart_txd引脚相连。电阻r9、电阻r10的一端与第一匹配芯片的oe引脚相连。电阻r9的另一端与4g模组芯片的vio_1v8引脚相连。电容c17的一端和第一匹配芯片的vccb引脚均与供电电路的3.3v输出端相连。第一匹配芯片的b1引脚与4g模组芯片的uart_rxd引脚相连。电容c17、电容c18、电阻r10的另一端和第一匹配芯片的gnd引脚均接地。第二匹配芯片的b2引脚与即核心板的debug_rxd_m引脚相连。电容c20的一端和第二匹配芯片的vcca引脚均与4g模组芯片的vio_1v8引脚相连。第二匹配芯片的a2引脚与核心板的debug_txd_m引脚相连。第二匹配芯片的a1引脚与4g模组芯片的debug_txd信号相连。电阻r11、电阻r12的一端均与第二匹配芯片的oe引脚相连。电阻r11的另一端与4g模组芯片的vio_1v8引脚相连。电容c19的一端和第二匹配芯片的vccb引脚均与供电电路的3.3v输出端相连。第二匹配芯片的b1引脚与4g模组芯片的debug_rxd信号相连。电容c19、电容c20、电阻r12的另一端和第二匹配芯片的gnd引脚均接地。

进一步地，所述的核心板采用型号为fetmx6ul-c的商业级核心板。所述4g模组芯片的型号为me3630。第一匹配芯片及第二匹配芯片均采用型号为txb0102的2位双向电压电平转换器芯片。

进一步地，所述的供电电路包括降压芯片、稳压芯片，电阻r20、r21、r22、r23，电容c26、c27、c28、c29、c30、c31、c32、c33、c34、c35、c36、c37和电感l1、l2。降压芯片采用型号为sy8303aic的dc-dc降压芯片。稳压芯片采用型号为ams1117-3.3的低压差线性稳压芯片。电容c26、电容c27、电容c28、电阻r20的一端和降压芯片的in引脚均与外部5v电压vin相连。电阻r20的另一端与降压芯片的en引脚相连。电容c29的一端与降压芯片的bs引脚相连。电容c29的另一端和降压芯片的lx引脚均与电感l1的一端相连。电容c30、电容c31、电容c33、电容c34、电容c35、电阻r22、电感l2的一端和电容c32的正极均与电感l1的另一端相连。电容c30、电阻r22的另一端和电阻r23的一端均与降压芯片的fb引脚相连。电阻r21的一端与降压芯片的fs引脚相连。电容c36、电容c37的一端与电感l2的另一端相连。电阻r21、电阻r23、电容c26、电容c27、电容c28、电容c31、电容c33、电容c34、电容c35、电容c36、电容c37的另一端、电容c32的负极和降压芯片的gnd引脚均接地。电容c57的正极、电容c58的一端和稳压芯片的input引脚均与降压芯片的bias引脚相连。电容c55的一端、电容c56的正极均与稳压芯片的output引脚相连。电容c57、电容c55的正极、电容c58、电容c56的另一端和稳压芯片的gnd引脚均接地。稳压芯片的output引脚作为供电电路的3.3v输出端。电感l2远离电感l1的那端为供电电路的4g供电输出端。

进一步地，所述的天线接口电路包括第一天线端子x1、第二天线端子x2、第三天线端子x3和电容c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12。电容c2的一端接4g模组芯片的main_ant引脚，另一端与电容c1、电容c4的一端相连。电容c1的另一端和电容c3的一端均与第一天线端子x1的信号收发端相连。电容c6的一端接4g模组芯片的div_ant引脚，另一端与电容c5、电容c8的一端相连。电容c5的另一端和电容c7的一端均与第二天线端子x2的信号收发端相连。电容c10的一端接4g模组芯片的gnss_ant引脚，另一端与电容c9、电容c12的一端相连，电容c9的另一端和电容c11的一端均与第三天线端子x3的信号收发端相连。电容c3、电容c4、电容c7、电容c8、电容c11、电容c12和第一天线端子x1、第二天线端子x2、第三天线端子x3的地线端均接地。第一天线端子x1、第二天线端子x2、第三天线端子x3上均安装有天线。

进一步地，所述的sim卡接口电路包括电阻r16、r17、r18、r19，电容c21、c22、c23、c24、c25，二极管d4、d5、瞬变抑制二极管芯片d6和sim卡插座x4。瞬变抑制二极管芯片d6的型号为esda6v。电阻r16的一端接4g模组芯片的uim_data引脚。电阻r16的另一端、电容c23的一端和瞬变抑制二极管芯片d6的4引脚均与sim卡插座x4的data引脚相连。电阻r17的一端接4g模组芯片的uim_clk引脚。电阻r17的另一端、电容c24的一端和瞬变抑制二极管芯片d6的1引脚均与sim卡插座x4的clk引脚相连。电阻r18的一端接4g模组芯片的uim_rst引脚。电阻r18的另一端、电容c25的一端和瞬变抑制二极管芯片d6的3引脚均与sim卡插座x4的rst引脚相连。电阻r19的一端与4g模组芯片的vio_1v8引脚相连。电阻r19的另一端、二极管d5的负极和sim卡插座x4的cd1引脚均与4g模组芯片的uim_delect引脚相连。电容c21、电容c22的一端、二极管d4的负极和sim卡插座x4的vcc引脚均与4g模组芯片的usim_vcc引脚相连。二极管d4、二极管d5的正极、瞬变抑制二极管芯片d6的2引脚、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25的另一端和sim卡插座x4的gnd、cd2引脚均接地。

进一步地，所述的音频接口电路包括音频芯片，电阻r24、r25、r26、r27、r28、r29、r30、r31、r32、r33、r34，电容c38、c39、c40、c41、c42、c43、c44、c45、c46，排阻rp1，第一两线接插件con1、第二两线接插件con2、第一音频插座和电感fb1、fb2。所述的音频芯片采用型号为wm8960的音频处理芯片。电阻r24的一端与音频芯片的r_in3引脚相连，另一端与核心板的aud_int引脚相连。电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34的一端与音频芯片的mclk、bclk、daclrc、dacdat引脚分别相连。电阻r31的一端与核心板的sai2_mclk引脚相连。电阻r32的一端与核心板的sai2_bclk引脚相连。电阻r33的与核心板的sai2_sync引脚相连。电阻r34的与核心板的sai2_txd引脚相连。电阻r25的一端与音频芯片的adcdat引脚相连，另一端与核心板的sai2_rxd引脚相连。电阻r28的一端与音频芯片的sclk引脚相连，另一端与核心板的iic2_scl引脚相连。电阻r27的一端与音频芯片的sdin引脚相连，另一端与核心板的iic2_sda引脚相连。第二两线接插件con2的两个接线端与音频芯片的spk_rn、spk_rp引脚分别相连。第一两线接插件con1的两个接线端与音频芯片的spk_ln、spk_lp引脚分别相连。电容c46的一端与音频芯片的vmid引脚相连。电容c42的一端与音频芯片的hp_r引脚相连。电容c41的一端与音频芯片的hp_l引脚相连。电阻r29和电感fb1的一端均与电容c42的另一端相连。电阻r30和电感fb2的一端均与电容c41的另一端相连。电感fb1的另一端与第一音频插座的r_in引脚相连。电感fb2的另一端与第一音频插座的l_in引脚相连。电容c38、电容c39、电容c40、电阻r26的一端和音频芯片的dcvdd、dbvdd、avdd引脚均与供电电路的4g供电输出端相连。电容c43、电容c44、电容c45的一端和音频芯片的spkvdd1、spkvdd2引脚均与外部5v电压vin相连。电阻r26的另一端和第一音频插座的l_out、r_out引脚均与核心板的aud_int引脚相连。电容c38、电容c39、电容c40、电容c43、电容c44、电容c45、电容c46、电阻r29、电阻r30、音频芯片的dgnd、agnd、spkgnd1、spkgnd2、pgnd引脚和第一音频插座的gnd引脚均接地。

所述的麦克风接口电路包括电阻r35、r36、r37、r38，电容c47、c48、c49、c50、c51、c52、c53、c54，麦克风和第二音频插座。所述电容c52、电容c53、电容c54的一端均与电阻r35、电阻r36的一端相连。电容c52的另一端与电阻r37、电阻r38的一端相连。电容c51的一端和电阻r35的另一端均与音频芯片的mic_bias引脚相连。电容c47、电容c48的一端和第二音频插座的l_in、r_in引脚均与电阻r36的另一端相连。电容c47的另一端与音频芯片的l_in3引脚相连。电容c48的另一端与音频芯片的l_in2引脚相连。电容c49、电容c50的一端、麦克风的负极和第二音频插座的gnd引脚均与电阻r38的另一端相连。麦克风的正极与第二音频插座的l_out、r_out引脚相连。电容c49的另一端与音频芯片的r_in1引脚相连。电容c50的另一端与音频芯片的r_in2引脚相连。电容c51、电容c53、电容c54的另一端、电阻r37的另一端和接插件的gnd引脚均接地。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明通过4g模组芯片实现车端与远程服务端的信息交互，为车联网服务提供了必要的技术基础。

2、本发明设置有音频接口电路，能够实现声音信息的采集和无线传输。

附图说明

图1本发明的系统框图；

图2本发明中供电电路的电路原理图；

图3本发明中4g模组接口电路与4g模组芯片的连接电路原理图；

图4本发明中天线接口电路的电路原理图；

图5本发明中开关匹配单元的电路原理图；

图6本发明中复位匹配单元的电路原理图；

图7本发明中唤醒输出匹配单元的电路原理图；

图8本发明中唤醒输入匹配单元的电路原理图；

图9本发明中指令信号电平匹配电路的电路原理图；

图10本发明中sim卡接口电路的电路原理图；

图11本发明中音频接口电路的电路原理图；

图12本发明中麦克风接口电路的电路原理图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，基于4glte通信的车辆数据传输系统，包括供电电路1、核心板2、4g模组芯片u1、4g模组接口电路3、天线接口电路4、控制信号电平匹配电路5、指令信号电平匹配电路6、sim卡接口电路7、音频接口电路8、麦克风接口电路9和扬声器。核心板2采用保定飞凌嵌入式技术有限公司生产的型号为fetmx6ul-c的商业级核心板2，其核心芯片的型号为imx6ul。4g模组芯片u1的型号为me3630。核心板2与车载电脑连接。供电电路1通过降压芯片及稳压芯片为4g模组芯片u1、控制信号电平匹配电路5、指令信号电平匹配电路6供电。4g模组芯片u1的数据信号接口通过4g模组接口电路3与核心板2相连。控制信号电平匹配电路5通过三极管连接4g模组芯片u1与核心板2，实现4g模组芯片u1与核心板2之间控制信号的电平匹配。控制信号包括开机命令、关机命令和重启命令。指令信号电平匹配电路6通过第一匹配芯片及第二匹配芯片连接4g模组芯片u1与核心板2，实现4g模组芯片u1与核心板2之间指令信号的电平匹配。指令信号包括模式设置命令。天线接口电路4通过天线端子连接天线，实现4g模组芯片u1与远程服务器的通信。sim卡接口电路7通过sim卡插座连接4g模组芯片和sim卡。麦克风接口电路9通过麦克风采集音频模拟信号并传输给音频接口电路8。音频接口电路8通过音频芯片u5将麦克风接口电路9传输来的音频模拟信号转化为数字信号传输给核心板2，并将核心板2发出的数字信号转化为音频模拟信号传输给扬声器。

如图2所示，供电电路1包括降压芯片u4、稳压芯片u6，电阻r20、r21、r22、r23，电容c26、c27、c28、c29、c30、c31、c32、c33、c34、c35、c36、c37和电感l1、l2。降压芯片u4采用杭州矽力杰半导体技术有限公司生产的型号为sy8303aic的dc-dc降压芯片，具有4.5-40v输入、3a输出能力。稳压芯片u6采用奥地利微电子公司生产的型号为ams1117-3.3的低压差线性稳压芯片。电容c26、电容c27、电容c28、电阻r20的一端和降压芯片u4的in引脚均与外部5v电压vin相连。电阻r20的另一端与降压芯片u4的en引脚相连。电容c29的一端与降压芯片u4的bs引脚相连。电容c29的另一端和降压芯片u4的lx引脚均与电感l1的一端相连。电容c30、电容c31、电容c33、电容c34、电容c35、电阻r22、电感l2的一端和电容c32的正极均与电感l1的另一端相连。电容c30、电阻r22的另一端和电阻r23的一端均与降压芯片u4的fb引脚相连。电阻r21的一端与降压芯片u4的fs引脚相连。电容c36、电容c37的一端与电感l2的另一端相连。电阻r21、电阻r23、电容c26、电容c27、电容c28、电容c31、电容c33、电容c34、电容c35、电容c36、电容c37的另一端、电容c32的负极和降压芯片u4的gnd引脚均接地。电容c57的正极、电容c58的一端和稳压芯片u6的input引脚均与降压芯片u7的bias引脚相连。电容c55的一端、电容c56的正极均与稳压芯片u6的output引脚相连。电容c57、电容c55的正极、电容c58、电容c56的另一端和稳压芯片u6的gnd引脚均接地。稳压芯片u6的output引脚作为供电电路1的3.3v输出端vdd_3.3v。电感l2远离电感l1的那端为供电电路1的4g供电输出端vbat，用于输出3.8v电压。供电电路1能够将输入的5v电压转化为转换为3.8v和3.3v电源输出。

如图3所示，4g模组接口电路3包括电阻r13、r14、r15和二极管d1、d2、d3。电阻r13的一端与4g模组芯片u1的usb_vbus引脚相连。电阻r14的一端与4g模组芯片u1的usb_dm引脚相连。电阻r15的一端与4g模组芯片u1的usb_dp引脚相连。电阻r13的另一端和二极管d1的负极均与核心板2的usb_connector_p(l_59)引脚相连。连。电阻r14的另一端和二极管d2的负极均与核心板2的usb_connector_n(l_57)引脚相连。电阻r15的另一端和二极管d3的负极均与核心板2的usbvbus_connector(l_61)引脚相连。二极管d1、二极管d2、二极管d3的正极均接地。4g模组芯片u1的v_bat引脚接供电电路1的4g供电输出端vbat。4g模组芯片u1的gnd、tp_gnd引脚接地。

如图4所示，天线接口电路4包括第一天线端子x1、第二天线端子x2、第三天线端子x3和电容c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12。电容c2的一端接4g模组芯片u1的main_ant引脚，另一端与电容c1、电容c4的一端相连。电容c1的另一端和电容c3的一端均与第一天线端子x1的信号收发端相连。电容c6的一端接4g模组芯片u1的div_ant引脚，另一端与电容c5、电容c8的一端相连。电容c5的另一端和电容c7的一端均与第二天线端子x2的信号收发端相连。电容c10的一端接4g模组芯片u1的gnss_ant引脚，另一端与电容c9、电容c12的一端相连，电容c9的另一端和电容c11的一端均与第三天线端子x3的信号收发端相连。电容c3、电容c4、电容c7、电容c8、电容c11、电容c12和第一天线端子x1、第二天线端子x2、第三天线端子x3的地线端均接地。第一天线端子x1、第二天线端子x2、第三天线端子x3上均安装有天线。天线接口电路4能够将4g模组芯片u1输出的3路射频信号通过天线发射出去。

如图5所示，控制信号电平匹配电路5包括开关匹配单元、复位匹配单元、唤醒输出匹配单元和唤醒输入匹配单元。开关匹配单元包括电阻r1、电容c13和三极管q1。电阻r1的一端与核心板2的on/off(l_28)引脚相连。电阻r1的另一端与三极管q1的基极相连。电容c13的一端和三极管q1的集电极均与4g模组芯片u1的power_on引脚相连。电容c13的另一端及三极管q1的发射极均接地。

如图6所示，复位匹配单元包括电阻r2、电容c14和三极管q2。电阻r2的一端与核心板2的rst_n(l_30)引脚相连。电阻r2的另一端与三极管q2的基极相连，电容c14的一端和三极管q2的集电极均与4g模组芯片u1的reset_n引脚相连。电容c14的另一端及三极管q2的发射极均接地。

如图7所示，唤醒输出匹配单元包括电阻r3、r5、r7、电容c15和三极管q3。电阻r5的一端与4g模组芯片u1的wakeup_out脚相连。电阻r5的另一端和电阻r7的一端均与三极管q3的基极相连。电阻r3、电容c15的一端和三极管q3的集电极均与核心板2的wakeupap(l_34)引脚相连。电阻r3的另一端与供电电路1的3.3v输出端vdd_3.3v相连。电阻r7、电容c15的另一端和三极管q3的发射极均接地。

如图8所示，唤醒输入匹配单元包括电阻r4、r6、r8，电容c16和三极管q4。电阻r6的一端与核心板2的wakeupmoudle(l_32)引脚相连。电阻r6的另一端和电阻r8的一端均与三极管q4的基极相连，电阻r4、电容c16的一端和三极管q4的集电极均与4g模组芯片u1的wakeup_in引脚相连。电阻r4的另一端与4g模组芯片u1的vio_1v8引脚相连。电阻r8、电容c16的另一端和三极管q4的发射极均接地。控制信号电平匹配电路5用于将控制信号的电平与控制器的电平进行匹配。

如图9所示，指令信号电平匹配电路6包括第一匹配芯片u2、第二匹配芯片u3，电阻r8、r10、r11、r12和电容c17、c18、c19、c20。第一匹配芯片u2及第二匹配芯片u3均采用美国德州仪器公司生产的型号为txb0102的具有自动方向感应和+/-15kvesd保护的2位双向电压电平转换器芯片。第一匹配芯片u2的b2引脚与核心板2的uart_rxd_m(l_25)引脚相连。电容c18的一端和第一匹配芯片u2的vcca引脚均与4g模组芯片u1的vio_1v8引脚相连。第一匹配芯片u2的a2引脚与核心板2的uart_txd_m(l_23)引脚相连。第一匹配芯片u2的a1引脚与4g模组芯片u1的uart_txd引脚相连。电阻r9、电阻r10的一端与第一匹配芯片u2的oe引脚相连。电阻r9的另一端与4g模组芯片u1的vio_1v8引脚相连。电容c17的一端和第一匹配芯片u2的vccb引脚均与供电电路1的3.3v输出端vdd_3.3v相连。第一匹配芯片u2的b1引脚与4g模组芯片u1的uart_rxd引脚相连。电容c17、电容c18、电阻r10的另一端和第一匹配芯片u2的gnd引脚均接地。

第二匹配芯片u3的b2引脚与即核心板2的debug_rxd_m(l_13)引脚相连。电容c20的一端和第二匹配芯片u3的vcca引脚均与4g模组芯片u1的vio_1v8引脚相连。第二匹配芯片u3的a2引脚与核心板2的debug_txd_m(l_15)引脚相连。第二匹配芯片u3的a1引脚与4g模组芯片u1的debug_txd信号相连。电阻r11、电阻r12的一端均与第二匹配芯片u3的oe引脚相连。电阻r11的另一端与4g模组芯片u1的vio_1v8引脚相连。电容c19的一端和第二匹配芯片u3的vccb引脚均与供电电路1的3.3v输出端vdd_3.3v相连。第二匹配芯片u3的b1引脚与4g模组芯片u1的debug_rxd信号相连。电容c19、电容c20、电阻r12的另一端和第二匹配芯片u3的gnd引脚均接地。指令信号电平匹配电路6能够实现核心板2与4g模组芯片交互指令信号时的电平匹配。

如图10所示，sim卡接口电路7包括电阻r16、r17、r18、r19，电容c21、c22、c23、c24、c25，二极管d4、d5、瞬变抑制二极管芯片d6和sim卡插座x4。瞬变抑制二极管芯片d6的型号为esda6v。电阻r16的一端接4g模组芯片u1的uim_data引脚。电阻r16的另一端、电容c23的一端和瞬变抑制二极管芯片d6的4引脚均与sim卡插座x4的data引脚相连。电阻r17的一端接4g模组芯片u1的uim_clk引脚。电阻r17的另一端、电容c24的一端和瞬变抑制二极管芯片d6的1引脚均与sim卡插座x4的clk引脚相连。电阻r18的一端接4g模组芯片u1的uim_rst引脚。电阻r18的另一端、电容c25的一端和瞬变抑制二极管芯片d6的3引脚均与sim卡插座x4的rst引脚相连。电阻r19的一端与4g模组芯片u1的vio_1v8引脚相连。电阻r19的另一端、二极管d5的负极和sim卡插座x4的cd1引脚均与4g模组芯片u1的uim_delect引脚相连。电容c21、电容c22的一端、二极管d4的负极和sim卡插座x4的vcc引脚均与4g模组芯片u1的usim_vcc引脚(标号为vreg_ruim)相连。二极管d4、二极管d5的正极、瞬变抑制二极管芯片d6的2引脚、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25的另一端和sim卡插座x4的gnd、cd2引脚均接地。瞬变抑制二极管芯片d6和sim卡插座x4的其余引脚均悬空。sim卡接口电路7能够实现sim卡的热插拔和读取。

如图11所示，音频接口电路8包括音频芯片u5，电阻r24、r25、r26、r27、r28、r29、r30、r31、r32、r33、r34，电容c38、c39、c40、c41、c42、c43、c44、c45、c46，排阻rp1，第一两线接插件con1、第二两线接插件con2、第一音频插座con3和电感fb1、fb2。音频芯片u5采用型号为wm8960的音频处理芯片。电阻r24的一端与音频芯片u5的r_in3引脚相连，另一端与核心板2的aud_int(l_54)引脚相连。电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34的一端与音频芯片u5的mclk、bclk、daclrc、dacdat引脚分别相连。电阻r31的一端与核心板2的sai2_mclk(l_43)引脚相连。电阻r32的一端与核心板2的sai2_bclk(l_45)引脚相连。电阻r33的与核心板2的sai2_sync(l_47)引脚相连。电阻r34的与核心板2的sai2_txd(l_39)引脚相连。电阻r25的一端与音频芯片u5的adcdat引脚相连，另一端与核心板2的sai2_rxd(l_41)引脚相连。电阻r28的一端与音频芯片u5的sclk引脚相连，另一端与核心板2的iic2_scl(l_3)引脚相连。电阻r27的一端与音频芯片u5的sdin引脚相连，另一端与核心板2的iic2_sda(l_1)引脚相连。第二两线接插件con2的两个接线端与音频芯片u5的spk_rn、spk_rp引脚分别相连。第一两线接插件con1的两个接线端与音频芯片u5的spk_ln、spk_lp引脚分别相连。电容c46的一端与音频芯片u5的vmid引脚相连。电容c42的一端与音频芯片u5的hp_r引脚相连。电容c41的一端与音频芯片u5的hp_l引脚相连。电阻r29和电感fb1的一端均与电容c42的另一端相连。电阻r30和电感fb2的一端均与电容c41的另一端相连。电感fb1的另一端与第一音频插座con3的r_in引脚相连。电感fb2的另一端与第一音频插座con3的l_in引脚相连。电容c38、电容c39、电容c40、电阻r26的一端和音频芯片u5的dcvdd、dbvdd、avdd引脚均与供电电路1的4g供电输出端vbat相连。电容c43、电容c44、电容c45的一端和音频芯片u5的spkvdd1、spkvdd2引脚均与外部5v电压vin相连。电阻r26的另一端和第一音频插座con3的l_out、r_out引脚均与核心板2的aud_int(l_54)引脚相连。电容c38、电容c39、电容c40、电容c43、电容c44、电容c45、电容c46、电阻r29、电阻r30、音频芯片u5的dgnd、agnd、spkgnd1、spkgnd2、pgnd引脚和第一音频插座con3的gnd引脚均接地。音频接口电路8用于将采集到的音频信号将其转化为数字信号后传输给核心板2，同时也可以将核心板2发出的数字信号转化为音频信号。第一音频插座con3与扬声器连接。

如图12所示，麦克风接口电路9包括电阻r35、r36、r37、r38，电容c47、c48、c49、c50、c51、c52、c53、c54，麦克风mic1和第二音频插座con4。电容c52、电容c53、电容c54的一端均与电阻r35、电阻r36的一端相连。电容c52的另一端与电阻r37、电阻r38的一端相连。电容c51的一端和电阻r35的另一端均与音频芯片u5的mic_bias引脚相连。电容c47、电容c48的一端和第二音频插座con4的l_in、r_in引脚均与电阻r36的另一端相连。电容c47的另一端与音频芯片u5的l_in3引脚相连。电容c48的另一端与音频芯片u5的l_in2引脚相连。电容c49、电容c50的一端、麦克风mic1的负极和第二音频插座con4的gnd引脚均与电阻r38的另一端相连。麦克风mic1的正极与第二音频插座con4的l_out、r_out引脚相连。电容c49的另一端与音频芯片u5的r_in1引脚相连。电容c50的另一端与音频芯片u5的r_in2引脚相连。电容c51、电容c53、电容c54的另一端、电阻r37的另一端和接插件的gnd引脚均接地。麦克风接口电路9能够通过麦克采集音频信号。

本发明的工作原理如下：

核心板2从车载微终端处接收车内各电子设备的数据并通过4g模组接口电路3传输给4g模组芯片。4g模组芯片将接收到数据通过天线接口电路4上连接的天线发射给远程服务端。数据传输过程中，sim卡接口电路为4g模组芯片提供4g网络服务。麦克风接口电路9采集车内的声音转化为模拟信号并传输给音频接口电路8。音频接口电路8将接收到的模拟信号转化为数字信号后传输给核心板2。核心板2将接收到的数字信号传输给车载微终端或4g模组芯片，实现语音识别和远程通话。