一种集成MEC功能的车联网路侧单元的制作方法

一种集成mec功能的车联网路侧单元
技术领域
1.本实用新型涉及车联网路侧单元技术领域，具体涉及一种集成mec功能的车联网路侧单元。


背景技术：

2.路侧单元(rsu，road side unit)是车联网技术中的重要基础设施，它具有采集有关道路状况的基本信息、辅助车辆之间通讯等功能。车联网技术在指导车辆行驶的过程中需要数据传输、计算的延时较低，而位于核心网的服务器无法满足这一需要，因此需要设置mec(multi
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access edge computing，多接入边缘计算)设备，在路侧单元的接入网边缘完成计算，降低数据传输、计算的延时。现有技术通常是在路侧单元的接入网络中设置mec服务器，这种方式需要在接入网中额外设置一台或多台mec服务器，增加了车联网的网络部署难度，并且硬件成本较高。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种集成mec功能的车联网路侧单元，该路侧单元能够解决mec服务器造成车联网的网络部署难度较大、硬件成本较高的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种集成mec功能的车联网路侧单元，包括：主控模块，用于收集、分析处理交通系统中的参与者的实时数据，向v2x模块发送数据；v2x模块，与所述主控模块连接，用于将数据生成v2x消息集，与所述参与者进行通讯；mec模块，与所述主控模块连接，用于处理数据。
6.在本实用新型中，优选的，所述v2x模块与所述主控模块通过交换芯片连接，所述交换芯片具有若干phy。
7.在本实用新型中，优选的，所述mec模块配备有若干ddr3和emmc。
8.在本实用新型中，优选的，所述v2x模块包括卫星定位子模块。
9.在本实用新型中，优选的，还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述主控模块连接。
10.在本实用新型中，优选的，还包括硬件安全模块，所述硬件安全模块与所述主控模块连接。
11.在本实用新型中，优选的，还包括ac/dc模块和dc/dc模块，所述dc/dc模块分别与所述主控模块、v2x模块、无线通讯模块、交换芯片连接，所述ac/dc模块与所述dc/dc模块连接。
12.在本实用新型中，优选的，还包括poe模块，所述poe模块与所述dc/dc模块连接。
13.在本实用新型中，优选的，所述ac/dc模块内设置有防浪涌电路。
14.在本实用新型中，优选的，所述dc/dc模块包括1.8v子模块、3.3v子模块、3.8v子模块、4.2v子模块和5v子模块。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.本实用新型的路侧单元内部直接设置与v2x模块连接的mec模块，避免在接入网络中设置单独的mec服务器，降低了网络部署的难度、硬件成本、开发成本，提高了产品集成度，mec模块运行在靠近用户终端的网络边缘位置，能够进一步降低c
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v2x业务的传输时延，并且mec模块配备有若干ddr3和大容量emmc，能够提供强大的计算与存储能力、改善用户体验。
附图说明
17.图1为集成mec功能的车联网路侧单元的结构示意图。
18.图2为v2x模块主体部分的电路图。
19.图3为卫星定位子模块的电路图。
20.图4为交换芯片的电路图。
21.图5为无线通讯模块主体部分的电路图。
22.图6为ac/dc模块和poe模块主体部分的电路图。
23.图7为1.8v子模块的电路图。
24.图8为3.3v子模块的电路图。
25.图9为3.8v子模块的电路图。
26.图10为4.2v子模块的电路图。
27.图11为5v子模块的电路图。
28.附图中：1
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主控模块、2
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v2x模块、3
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mec模块、4
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交换芯片、5
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无线通讯模块、6
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硬件安全模块、7
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ac/dc模块、701
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防浪涌电路、8
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dc/dc模块、9
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poe模块。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
31.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
32.请同时参见图1至图11，本实用新型一较佳实施方式提供一种集成mec功能的车联网路侧单元，包括主控模块、v2x(vehicle to x，车用无线通信技术)模块和mec模块，如图1所示。
33.在本实施方式中，主控模块1可以采用集成有处理单元的核心控制板，例如采用arm架构的开发板，可以包括中央处理器、存储器、输入设备、输出设备、数据通路/总线和外部资源接口等硬件组件，从而可以完成收集、分析处理交通系统中的参与者的实时数据信息，并向v2x模块2发送数据的工作。其中，交通系统中的参与者是指obu(on board unit，车载单元)、mec、智能锥桶、交通信号灯、雷达等在交通系统中具有发送信号功能的设备。
34.v2x模块2与主控模块1连接，是与obu、mec、智能锥桶、交通信号灯、雷达等参与者直接进行通讯的部分，能够生成v2x消息集，将v2x消息集发送给参与者。v2x模块2上设置有天线，采用pc5空中接口进行通讯，主控模块1需要发出的信息通过v2x模块2发出，具有接收功能的参与者会将接收v2x模块2发出的信号。v2x模块2内还设置有卫星定位子模块，可以实现gps/beidou定位功能，能够为各个应用场景的实现提供高精度位置信息。v2x模块2主体部分的电路图如图2所示。
35.mec模块3采用高性能四核处理器，具备丰富的片内资源，接口以及高算力处理能力，外部挂载多片ddr3(一种计算机内存规格)内存，配备大容量emmc(embedded multi media card)存储器及电源管理芯片，能实时处理来自外部设备的数据，传输到v2x模块2，通过pc5接口实现场景交互。
36.本实施例的集成mec功能的车联网路侧单元内部直接设置与v2x模块2连接的mec模块3，避免在接入网络中设置单独的mec服务器，降低了网络部署的难度、硬件成本、开发成本，提高了产品集成度，mec模块3运行在靠近用户终端的网络边缘位置，能够进一步降低c
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v2x业务的传输时延，并且mec模块3配备有若干ddr3和大容量emmc，能够提供强大的计算与存储能力、改善用户体验，v2x模块2内设置有卫星定位子模块，方便对路侧单元的准确定位，卫星定位子模块的电路图如图3所示。
37.本实用新型的一个实施例中，v2x模块2与主控模块1通过交换芯片4连接，交换芯片4对外具备多个phy(port physical layer，端口物理层)，可直接扩展多个千兆网口，图1中phy采用的是rj45网线。这种设置可以便于mec模块3与主控模块1及外部感知设备通讯。交换芯片4的电路图如图4所示。
38.本实用新型的一个实施例中，集成mec功能的车联网路侧单元还包括无线通讯模块5，无线通讯模块5与主控模块1连接。无线通讯模块5可以采用当前移动通信中的常用技术，本实施例以4g的无线通讯模块为例，也可以采用5g的无线通讯模块。主控模块1通过无线通讯模块5可以接入无线通信运营商提供的网络中，从而实现与运营商网络中的用户通讯，使主控模块1的信息传送更加灵活方便。无线通讯模块5主体部分的电路图如图5所示。
39.本实用新型的一个实施例中，集成mec功能的车联网路侧单元还包括硬件安全模块6(hsm，hardware security module)，硬件安全模块6与主控模块1连接。硬件安全模块6用于对主控单元发出的数据进行加密处理，通过单路或双路spi与v2x模块2或无线通讯模块的外部接入点通讯。设置硬件安全模块6，可以实现网路侧单元数据的加密传送，使数据更加安全。
40.本实用新型的一个实施例中，集成mec功能的车联网路侧单元还包括ac/dc模块7和dc/dc模块8，dc/dc模块8分别与主控模块1、v2x模块2、无线通讯模块5、交换芯片4连接，ac/dc模块7与dc/dc模块8连接。ac/dc模块7能够实现从市电向直流电的转换，是路侧单元的总电源提供方。另外，ac/dc模块7内还设置有防浪涌电路701。ac/dc模块7的电路图如图6
所示。该ac/dc模块7不但能满足高温，低温工作需求，还满足浪涌、静电、电快速瞬变脉冲群等可靠性要求。dc/dc模块8为各芯片、模块提供不同的电压需求，其中包括1.8v子模块801、3.3v子模块802、3.8v子模块803、4.2v子模块804和5v子模块805，能够满足路侧单元各部分的电压需求，如果路侧单元内还有其他用电电压数值的需求，也可以增加其他电压数值的子模块来满足需求。dc/dc模块8的各子模块的电路图如图7至图11所示。
41.本实用新型的一个实施例中，集成mec功能的车联网路侧单元还包括poe(power over ethernet，有源以太网)模块，poe模块9与dc/dc模块8连接。本实施例中，将poe模块9和ac/dc模块7的电路设置为同一电路，如图6所示。poe模块9兼容ieee 802.3at，能够实现利用以太网线对路侧单元供电，并且poe模块9直接输出直流电，因此可以直接与dc/dc模块8连接，而其输入端可以与交换芯片4的rj45接口连接。poe模块9使得路侧单元在无电源线缆布线的情况下，能够通过以太网线供电，降低了组网成本。
42.工作原理：
43.本实用新型的集成mec功能的车联网路侧单元工作的基本步骤是：
44.1、路侧单元根据实际应用场景正确连接，外部设备通过以太网口连接到路侧单元；
45.2、路侧单元通过交流220v或者poe方式上电，保证路侧单元正确运行；
46.3、mec模块3处理来自感知设备(比如雷达，摄像头，红绿灯等)的数据，mec模块3可以融合和分析多个路侧单元及车载传感器采集的数据，并对大量数据提供实时、精确和可靠的本地计算与分析；
47.4、主控模块1将收到的场景分析数据，决策数据，坐标数据等通过硬件安全模块6加密后发送给v2x模块2；
48.5、v2x模块2分析处理该数据信息并生成v2x消息集，通过pc5空中接口实现v2v(vehicle
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to
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vehicle，车对车)，v2i(vehicle
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to
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infrastructure，车对基础设施)，v2p(vehicle
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to
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pedestrian，车对行人)，v2p(vehicle
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to
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network，车对网络)的信息交互。
49.6、mec与路侧设备可协同实现多种场景。
50.上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。