车联网多媒体系统的制作方法

本发明属于车联网技术领域，具体涉及一种车联网多媒体系统。

背景技术：

车联网涵盖了移动互联网、物联网、制备汽车、智能交通等领域，即车联网集成了上述诸多技术领域。车联网目前应该是人、车、路的网络化、智能化。车联网有助于在驾驶过程当中让车更加安全，让人更加舒适，让路更加畅通。目前车辆网向车主主要提供的服务是集导航、安全、通信、生活信息和娱乐于-体的综合服务体系。车联网还可以提供远程诊断、应急诊断等服务内容，车载通信能够提供呼入和紧急呼出的工作。

cn106487407a公开了一种车联网终端，包括壳体及设于壳体内的控制单元，所述控制单元具有控制模块、gprs通信模块、蓝牙模块、gps通信模块及至少一个可扩展多用模块，所述gprs通信模块、蓝牙模块、gps通信模块及可扩展多用模块通过总线与控制模块相连，所述车联网终端通过接插件与汽车can总线相连。

cn105491109a公开了一种车联网终端，其包括：本体；设置在所述本体之中的第一网络单元和第二网络单元，所述第一网络单元通过第一网络接入点将所述车联网终端接入至专用网络，所述第二网络单元通过第二网络接入点将所述车联网终端接入至公用网络；设置在所述本体之中的控制器，所述控制器分别与所述第一网络单元和所述第二网络单元相连，所述控制器通过所述专用网络实现所述车联网终端与车辆监控服务器进行数据交互，并通过所述公用网络实现所述车联网终端与互联网服务器进行数据交互。

cn104575061a公开了一种车联网系统，包括车辆报警装置、车载gps定位芯片、路边停车位终端、信号转发器、车载终端、雷达、远程终端处理系统、道路视频监控、道路占用请求申请系统，其中所述系统都应通过有线或者无线方式连入互联网，所述信号转发器根据信号收发范围安装在道路两侧，远程终端处理系统收集来自车辆报警装置、车载gps定位芯片、路边停车位终端、雷达、道路视频监控和道路占用请求申请系统的信息，经过分析整合，及时发送到车载终端。

cn105577755a公开了一种车联网终端服务系统，包括车联网服务中心、车载终端，车载终端包括数据采集模块、数据发送模块、数据接收模块、微处理器模块，数据采集模块包括无线定位单元、无线通信单元、导航服务器、重力加速度传感器，通过车联网终端服务系统的数据采集模块采集车辆数据，并将采集到的数据通过zigbee网络或wifi网络上传到车联网服务中心并且通过微处理器模块对车辆数据进行诊断分析和处理之后，将处理指令发送给车辆驾驶员参考。

cn106502240a公开了一种车车联网的车身控制系统，包括用于组成车联网的车身控制器、无线收发模块、总线通讯模块和信号采集模块；所述无线收发模块用于接收其他车辆的车身控制器发送的行车信息；所述总线通讯模块和信号采集模块连接用于从车辆的其它控制器中获取车辆的行车信息；所述车身控制器将行车信息通过无线收发模块向其它车辆传输；所述车身控制器通过无线收发模块接收其他车辆的行车信号并产生报警信号。

us2015120087a1公开了一种用于车联网中的数据传输方法，该方法包括：获取车辆信息，所述信息包括该车辆的当前位置；预测所述车辆在未来时段的可能位置以及对应的通信连接质量；根据该车辆的当前位置处的通信连接质量以及所述预测位置处的通信连接质量，预测该车辆运行过程中通信连接质量的变化；根据所述变化，确定处理该车辆所上传数据的计算资源的调整策略。

“智能汽车车联网系统分析”，温包谦，电子技术与软件工程，2016年12期，全面介绍智能汽车车联网系统的主要构成在整个系统中，车载终端t-box是重要的通信设备，实现车内网络与移动网络的有效连接，实现用户在安防、信息获取以及娱乐方面的要求。

然而，在上述文献和其它现有技术中，通常都是都忽略了车联网多媒体系统的质量以及车联网多媒体系统的地域可靠性。本领域需要一种具有高播放质量且地域稳定的车联网多媒体系统。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明人经过深入系统研究和大量实验，充分分析产生上述问题的多方面原因，经过联合研发，提出了以下技术方案，能够同时解决上述技术问题。

在本发明的一方面，提供了一种车联网多媒体系统，该系统包括：车载单元，道边单元，移动通信单元和远程服务器。

优选地，所述车载单元、道边单元和移动通信单元任两者之间可以实现无线通信。

优选地，车载单元从道边单元接收多媒体信息。更优选地，车载单元仅从道边单元接收音频信息和/或视频信息。最优选地，车载单元仅从道边单元接视频信息。

与移动通信单元相比，由于道边单元可以与车载单元近距离通信，因此对于较大信息量的音频信息和/或视频信息，由道边单元进行传输会具有非常高的质量。

所述道边单元优选为设置在道路侧、收费站或停车场的无线装置，其能够通过接收/发射无线信号、射频信号、微波信号或红外信号与所述车载单元进行通信。

在本发明的一个优选实施方式中，所述车载单元还包括主控微处理器、信号收发模块、音频系统和视频系统。

优选地，道边单元与车载单元之间的通信通过微波信号进行。更优选地，所述微波的工作频段优选为2.2-2.5ghz。

在本发明的车联网多媒体系统中，优选地，车辆所需的多媒体信息由移动通信单元(通常为通信基站)发送给道边单元，由道边单元增强或增益后发送给车辆的车载单元。

在市区，由于移动通信单元信号较强，车辆可以直接通过车载单元从移动通信单元获得信息，例如常见收音机广播。然而对于非市区道路，例如对于郊区或偏远道路，从移动通信单元获取的信号较弱，或者甚至不能够获得信号，从而无法实现多媒体信息的接收和发送。因此，在本发明中，通过设置道边单元(优选以一定的间距设置，例如间隔为1-5km)，由道边单元从移动通信单元接收信号，增强或增益后发送给车辆的车载单元。

车载单元与移动通信单元的通信主要起到通信内容选择的作用，例如节目类型。

在本发明中，多媒体信息内容储存在远程服务器中，移动通信单元将获取的车载单元的多媒体内容需求信息发送给远程服务器，远程服务器将相应的多媒体内容发送给移动通信单元，再由移动单元将多媒体内容发给道边单元，由道边单元将多媒体内容发送给车载单元。例如，当车辆乘员需要进行点歌服务时，由车载单元将歌曲名称以无线通信形式发送给移动通信单元，移动通信单元将点歌需求发送给远程服务器，远程服务器将相应的歌曲内容信息(或数据)发送给移动通信单元，移动通信单元再将歌曲内容信息发送给道边单元，道边单元进行信号增强后发送给车载单元，由车载单元的音频系统进行播放，从而完成点歌服务。

车联网多媒体系统还可以实现车辆的收费、超速监控和救援保障。例如，当车辆进入高速收费站时，由车载单元的信号收发模块通过射频从设置在高速收费站的道边单元接收限速值信号，将其存储在主控微处理器中，在行车过程中，设置在车载单元的gps芯片从卫星接收位置信息，从而计算出车辆行驶速度，主控微处理器将该速度值与限速值进行大小比较，当该速度值超出限速值时，由音频系统发出报警声音。

对于本发明的车联网多媒体系统，可以根据车辆乘用者的请求，车载单元中的播放器(音频和/或视频播放器)经由道边单元和移动通信单元下载音频和/或视频文件进行播放，使驾驶者在驾车的同时能够欣赏音乐。还可以通过车载单元与个人电脑或掌上电脑的通信端口相连接，从而可下载和更新来自导航数据更新站点的用于导航的地理数据。

车载单元还可以包含gps接收器(即gps芯片)，所包含的gps接收器解调通过gps天线接收的卫星信号，从经过解调的卫星数据中提取导航数据，并通过基于提取的导航数据计算汽车的当前位置而获得定位信息。所获得的定位信息被传送到车载单元的主控微处理器。

在本发明中，所述道边单元可包括电源系统，所述电源系统包括太阳能蓄电池和/或风力发电装置蓄电池。即，所述道边单元所需的电力由太阳能电池和/或风力发电装置的蓄电池(在下文可称为蓄电池或电池)提供。太阳能发电装置和/或风力发电装置是一种比较理想的选择，既清洁环保。

本发明人发现，对于大量的道边单元，通过铺设输电线将成本非常高，并且一旦输电线出现故障，将会导致所有道边单元陷入瘫痪，从而使车联网多媒体系统陷入瘫痪，因而常规的道边单元供电系统，使车联网多媒体系统具有较低的可靠性。另外，虽然太阳能发电装置和/或风力发电装置是一种比较理想的选择，然而本发明人发现当选择由太阳能发电装置和/或风力发电装置供应电源时，例如在偏远的道路山区由太阳能电池发电，对电池的可靠性提出了非常高的要求，电池容易出现故障，并且受天气因素影响也非常大，一个道边单元的供电电池出现故障，可导致该道边单元无法工作，从而极大地降低车联网多媒体系统的质量。

为了降低太阳能电池故障对道边单元的影响，本发明人将多个道边单元(优选所有道边单元)的电源系统连接，进行综合配电，当其中一个道边单元的电源系统出现故障时，其它道边单元的电源系统可以予以电力弥补，从而可有效降低个别道边单元供电故障对车联网多媒体系统的影响，例如可将车联网多媒体系统的通话质量受到的影响降到最低。这种供电方式在车联网多媒体系统中尚未见报道。

然而，如何在多个道边单元之间进行合理电力分配是非常困难的。为此，本发明人经过大量研究，在本发明的车联网多媒体系统中还包括如下电源分配系统，该电源分配系统包括一个或多个平衡模块，优选多个平衡模块，其中每个平衡模块与相邻的两个道边单元的电源系统相连(或者而言，在相邻的两个道边单元之间设置一个平衡模块)。所述平衡模块能够在相邻的两个道边单元电源系统的蓄电池电压存在差异时(例如一个有电，一个无电；或者一个电量充裕，一个电量不足)，通过开关切换的方式，使电压高的蓄电池能量转移到电池电压低的蓄电池中，通过每个平衡模块的平衡，让所有的串联蓄电池的能量都达到均衡。

优选地，每个平衡模块包括：1个电感l，1个能量传输电容c，2个二极管，和2个mosfet管(金氧半场效晶体管，可简写为q)组成，其中所述2个mosfet作为电池平衡控制开关。

两个蓄电池之间可通过电感和电容进行能量转移，通过mosfet的开通与关断和开通关断的时间来控制能量的传输。

图2显示了电池组的平衡结构图。该图中的虚线框显示了每个平衡模块的结构图。在该图中b1～b3表示电池(或称作蓄电池，即电池1至3)，l1～l2表示电感，q1～q4表示电池平衡控制开关(即mosfet管)，c1～c2表示能量传输电容，d1～d4表示二极管。

在该示例性平衡模块结构图中，b1和b2串联连接，b1的负极与b2的正极连接，能量传输电容c1的两端与b1的正极和b2的负极连接；q1和q2串联连接，d1连接在q1的两端，两个连接端的一端与c1一侧连接，另一端与l1的第一端连接；d2连接在q2的两端，两个连接端的一端与c1另一侧连接，另一端也与l1的第一端连接；l1的第二端连接在b1和b2之间。

在图2中，带箭头的回路①和回路②线条示例性地显示了工作原理。

以电池b1和b2为例，当vb1＞vb2，打开q1，电池b1和l1构成回路①，能量从b1转到l1中储存，如回路②所示，电容c1的能量通过q1和l1转移到b2中。反之亦然。

本发明还提供了所述平衡模块的操作方法或工作方法：控制电池平衡控制q1的开关周期，该周期记为ts，通过该控制周期来控制电池，其中ts通过如下公式计算：

其中，il1表示流过电感l1的电流，vb1表示电池b1的电压，vb2表示电池b2的电压，l1表示电感值，d表示q1导通时间与开关周期的比值，该比值可以根据事先设定，例如设定为1/3，即定期平衡补偿；也可以根据电池状况实时调节。在本发明中，d优选定义为(vb1-vb2)/vb1。

本发明通过上述下电源分配系统，可以极大地提高车联网多媒体系统的工作可靠性。

为了进一步提高本发明的车联网多媒体系统的可靠性，所述电源分配系统及其中的平衡模块优选具有非常高的耐候性，例如对温度波动和湿度具有较强的耐受性，设置对水浸也有一定耐受性，与一般的装置相比，更适合置于户外环境，特别适合本发明的车联网多媒体。为此，本发明通过和长春应化所联合开放，提出了在电源分配系统的平衡模块封装时使用包含eva和改性剂的掺混物作为封装胶。eva与改性剂的重量比优选为(80-95)∶(1-10)。所述改性剂优选为醚类共聚物，优选为全氟醚共聚物。更优选地，所述全氟醚共聚物为下式(i)所示的全氟醚共聚物：

其中，n为大于或等于4的整数。该全氟醚共聚物可以通过使四氟乙烯和全氟(丙基乙烯基醚)共聚制得。所述共聚方法可以通过常规的悬浮聚合法或溶液聚合法进行。

研究发现，所述全氟醚改性剂的加入，与单纯eva相比，可以极大地提高平衡模块耐候性。经测试，在25℃、60％湿度和紫外光照射环境下，平衡模块的封装胶发生老化的时间延长25-30％，在50℃、80％湿度和紫外光照射环境下，平衡模块发生老化的时间延长40-50％。可见封装胶的耐候性、特别是在恶劣环境下的耐候性得到很大提高。推测其原因，eva胶膜老化的主要原因是其分子链为线性结构，这些键在室外湿热交变的环境下以及紫外光的照射下会断裂、重组或氧化，从而产生生色基团，而所述高稳定性改性剂的加入使其发生一定程度的交联从而提高抗氧、紫外吸收或光稳定性等功能，能够在很大程度上抑制热胀冷缩，并且其中的氟氧基团能够抑制自由基的产生。这种改性方法在本领域尚未见报道。

在本发明中，通过在车联网多媒体系统中纳入电源分配系统以及使用上述特定的封装胶，可以极大地提高道边单元的工作稳定性与可靠性。

在本发明中，所述移动通信单元可包括：通信条件测量子单元，其基于从所述道边单元和车载单元接收的无线电信号，为多个通信信道中的每一个获得可表示从所述道边单元接收的或者从所述车载单元接收的无线电信号的接收状态的接收状况测量值。

在本发明中，优选地，所述车载单元可包括：接收信道分配单元，其基于多个可选的信道信息的内容，从所述可选的信道中选择将要用于从所述道边单元接收无线电信号的接收信道；和接收信道报告单元，其向所述移动通信单元报告所述接收信道。例如，如果车载单元选定优选内容偏好(例如音乐)，则移动通信单元优选将所偏好的内容发送给道边单元，从多个道边单元中选择与车载单元通信信号最佳的道边单元，将音乐内容发送给车载单元。

移动通信单元可以将所报告的信息发送到远程服务器，远程服务器可基于所报告的接收信道情况，判断车载单元的内容偏好，进行优选信道信息推送。

就本发明的车联网多媒体系统而言，所述车载单元还可以包括天线系统。

优选地，其中所述天线系统包括内置和/或外置天线。

就本发明而言，车载单元可以通过天线与道边单元和移动通信单元实现通信。研究发现，由于车载单元要实现车辆之间、以及与道边单元和/或无线通信单元之间的通信，对通信天线的功能要求非常高，车载单元的天线在实现数据通讯过程中起关键作用，对整个车联网多媒体系统的性能有着重要的影响，直接影响到车联网多媒体系统的运行质量。另外，车载单元的小型化也是越来越迫切的要求。传统的微带天线小型化技术包括车体开槽、提高介质板的介电常数、附加有源网络等，然而这些技术会带来通信性能的损失，使得微带天线的各项指标之间收到严重相互制约，为了实现微带天线的小型化，通常需要牺牲带宽或辐射效率等其它性能指标为代价。

为此，本发明提供了一种高增益天线，该天线是通过在电介质基板上形成导电图案形成的天线，该天线包括：用于发送无线电通信波的微带线；以及将通过微带线发送的无线电通信波分成两个系统的功率分配器；用于发送由功率分配器分配的无线电通信波的并行线和用于发送通过并行线路发送的无线电通信波的一对时隙。

优选地，经由微带线供给的无线电通信波由功率分配器分配，然后通过并行线的一侧传输，并且从相同的相位发射。因此，一对槽可以彼此靠近地布置，并且与一个槽的情况相比可以提高增益。因此，与现有的天线相比，利用该天线可以增加增益并且能够缩小形状。

图3显示了根据本发明的天线的立体图。参考图3，缝隙天线1通过在天线基板2的背面设置反射板3而形成。反射板3设置在天线基板2的背面侧，并且反射沿前方辐射的无线电通信波，以增加天线的增益。反射板3由有效地反射相应频带的电磁波的部件形成，例如由铝或电磁超材料的等金属板构成。反射板3与天线基板2的背面设置有距离(d)，使得反射的无线通信波与从天线基板2沿正向辐射的无线通信波同相。在该图中，9表示微带线，10表示功率分配器，11和12表示槽，二者相互平行，即两条平行线；4表示介电质板，5表示正面，6表示背面，所述d优选小于0.5mm，更优选小于0.2mm，最优选小于0.1mm。

如前文所述，所述车载单元还包括主控微处理器、信号收发模块、音频系统和视频系统。所述信号收发模块与前述天线系统连接。所述主控微处理器可以通过所述信号收发模块向道边单元发射或从道边单元接收数据信号，并对所述信号进行编码、解码、调制和/或解调。当向道边单元发射数据信号时，所述主控微处理器能够将音频和/或视频信号转换为数据信号，进而通过信号收发模块发射给道边单元；当从道边单元接收数据信号时，所述主控微处理器能够接收到的数据信号转换为音频和/或视频信号。

所述车载单元还优选包括键盘输入装置、声音信号输入装置(例如麦克风)、视频信号输入装置(例如摄像头)、音频输出终端(例如扬声器)、视频输出终端(例如显示器，常见的是lcd或led)等中的一种或多种。

车辆乘员可以通过车载单元的所述信号收发模块从道边单元和/或移动通信单元下载歌曲、视频，或者从道边单元和/或移动通信单元获取路况信息、道路信息、收费信息，或者可以与其它车辆的乘员之间进行身份识别和通话。

所述移动通信系统优选为移动通信基站。

优选地，在本发明的车联网多媒体系统中，所述信号收发模块、音频系统和视频系统均连接到所述主控微处理器。

优选地，在本发明的车联网多媒体系统，其中一辆车的车载单元中的信号收发模块能够与其它一辆或多辆车的载单元中的信号收发模块实现相互通信。

优选地，所述音频系统包括音频输入/输入终端，所述视频系统包括视频输入/输出终端。

优选地，在本发明的车联网多媒体系统，所述车载单元还包括gps系统以提供导航功能。

优选地，在本发明的车联网多媒体系统中，所述道边单元以预定间隔设置在路旁，例如以1km间距设置。所述道边单元也可以设置在停车场的进出口。

本发明的车联网多媒体系统，与一般的车联网多媒体系统相比，通信信号好且安全可靠性高，所述可靠性不仅体现在通信稳定性方面，还体现在硬件的使用寿命方面。

附图说明

图1是根据本发明的车联网多媒体系统的示意性结构框图；

图2是根据本发明的电池组的平衡结构图，虚线框显示了每个平衡模块的结构；

图3是根据本发明的高增益天线的结构图，其中1表示缝隙天线，2表示天线基板，3表示反射板，4表示介电质板，5表示正面，6表示背面，9表示微带线，10表示功率分配器，11和12表示槽，二者相互平行，即两条平行线，d标示反射板3与天线基板2的背面的距离。

具体实施方案

下面结合以下实施例和对比例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

参考图2，以电池b1和b2为例，当vb1＞vb2，打开q1，电池b1和l1构成回路①，能量从b1转到l1中储存，如回路②所示，电容c1的能量通过q1和l1转移到b2中。关断q1时，d2被迫打开，d2和b1、c1构成回路③，电池b1通过l1向c1充电，d2、b2、l1构成回路④，l1中储存的能量转移到b2中，在这期间，l1一直处于转移能量的状态中，电流减小。通过该平衡模块，能够实现电池b1和b2之间的电量平衡，当具有更多电池时，可以实现更多电池、乃至整个电池系统中的电量平衡，从而保证了所有道边单元的电量平衡和补偿，即使个别道边单元的电源系统出现问题，也迅速被补偿，使得可不受影响，从而确保了车联网多媒体系统的通信质量。

实施例2

参考图3，图3显示了根据本发明的天线的立体图，缝隙天线1通过在天线基板2的背面设置反射板3而形成，反射板3设置在天线基板2的背面侧，并且反射沿前方辐射的无线电通信波，以增加天线的增益，反射板3由有效地反射相应频带的电磁波的部件形成，该部件由电磁超材料构成，反射板3与天线基板2的背面设置有距离0.2mm，使得反射的无线通信波与从天线基板2沿正向辐射的无线通信波同相，微带线9经功率分配器10分配后，形成两条平行的槽11和12。

该天线与常规天线相比，由于上述特定结构，通过相同的相位在并行线路上平均分配无线通信用波，并且从连接到并行线路的一对时隙发射无线通信信号波，使得天线可以发送无线通信信号，通过驱动在基板上相互靠近地彼此形成的一对槽，以及通过天线缝隙，与常规天线元件相比，可以增加增益20-30％，此外，由于这对狭缝可以彼此靠近地设置，因此可以减小形状，实现小型化目标，在相同的无线发送强度下，尺寸可以减少15-25％。

本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，且可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果这种其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这种其它实例意图处于权利要求书的范围之内。在不会造成不一致的程度下，通过参考将本文中参考的所有引用之处并入本文中。