一种车载多媒体系统终端的组合唤醒控制电路及方法与流程

本发明涉及多媒体系统终端控制技术领域，特别是一种车载多媒体系统终端的组合唤醒控制电路及方法。

背景技术：

随着汽车电子的飞速发展，车载多媒体系统终端在汽车上的运用也越来越广泛，人们对其功能要求也越来越高。通常，要唤醒安装车上的多媒体系统终端，一般都是靠车上的acc来实现，从而启动整个电子设备。但是在日常运用中，有时因为个人原因，常常会把一些物品遗留在车上，等要返回去取时，又忘记带车钥匙，无法打开车门取回其中的物品，从而造成了一定的麻烦；再如在夏天时，因天气的炎热，放在室外的汽车需要提前打开车窗玻璃或开空调给车内降温，从而实现一个良好的车内环境，虽以目前的技术，对打开车门以及车窗玻璃或空调，可以通过手机app的模式发送控制命令给多媒体系统终端内的4g模块进行通信，这其中就使用到了远程控制技术(包括短信、电话等的唤醒)，然后多媒体系统终端再与车上的can总线进行通信，通过can之间的控制协议来完成以上功能控制。但是这种远程控制也有弊端，假如设备有陌生人的电话或短信骚扰时，终端设备也将被唤醒，所以对唤醒后的设备进行电源安全性管理也是一个重要的问题，因为这将导致车身的安全问题(如设备被陌生人唤醒，有可能导致电池耗尽等)，同时以上远程控制的软件开发成本也很大。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种车载多媒体系统终端的组合唤醒控制电路及方法，以实现车内和车外的组合唤醒控制和管理；在保证车载多媒体系统终端只受车主控制的同时，进行车内电源的组合管理控制，提高整车安全性问题，而且成本低廉。

本发明采用如下技术方案：

一方面，一种车载多媒体系统终端的组合唤醒控制电路，包括电源供电控制电路、4g模块、第一dc-dc转换器、辅助mcu、模拟开关、cpu和acc检测电路；所述电源供电控制电路与所述第一dc-dc转换器相连以根据车内acc信号或车外信号控制所述第一dc-dc转换器是否输出电压；所述第一dc-dc转换器与所述辅助mcu相连以提供输入电压；所述第一dc-dc转换器通过所述模拟开关与所述cpu相连以提供输入电压；所述辅助mcu与所述模拟开关的控制端相连以控制是否为所述cpu提供输入电压；所述辅助mcu与所述cpu和4g模块分别通过串口相连以进行通信；所述辅助mcu通过一控制开关与所述4g模块相连以控制所述4g模块的工作状态；所述辅助mcu与所述acc检测电路相连以检测是否有acc信号输入。

优选的，所述电源供电控制电路包括第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述acc信号通过第一电阻与所述第一二极管的阳极相连；所述4g模块的供电电压通过第四电阻和第二电阻与所述第二二极管的阳极相连；所述第一三极管的基极通过第五电阻连接至所述4g模块的信号输出端；所述第一三极管的集电极连接至所述第四电阻和第二电阻之间；所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极均与所述第二三极管的基极相连；所述第二三极管的集电极通过第七电阻与车载电瓶电压相连，所述第二三极管的集电极还与所述第三三极管的基极相连；所述第三三极管的集电极通过第九电阻与车载电瓶电压相连；所述第三三极管的集电极还与所述第一dc-dc转换器的使能端相连。

优选的，所述电源供电控制电路还包括第三二极管；所述辅助mcu的第一i/o端通过第三电阻连接至所述第三二极管的阳极；所述第三二极管的阴极与所述第二三极管的基极相连。

优选的，所述组合唤醒控制电路还包括低压差线性稳压器ldo；所述第一dc-dc转换器的电压输出端通过所述低压差线性稳压器ldo与所述辅助mcu的电源输入端相连。

优选的，所述组合唤醒控制电路还包括电平转换电路；所述4g模块的串口通过所述电平转换电路连接至所述辅助mcu的串口。

优选的，所述组合唤醒控制电路还包括第二dc-dc转换器；所述第二dc-dc转换器的输入端与所述车载电瓶电压相连，所述第二dc-dc转换器的输出端输出供电电压至所述4g模块的电源输入端。

优选的，所述控制开关包括第四三极管；所述第四三极管的基极通过第十一电阻连接至所述辅助mcu的第四i/o端；所述第四三极管的集电极与所述4g模块的休眠唤醒端相连。

优选的，所述模拟开关为单刀双掷模拟开关；所述单刀双掷模拟开关的动触点与所述第一dc-dc转换器的电压输出端相连；所述单刀双掷模拟开关的控制端与所述辅助mcu的第二i/o端相连；所述单刀双掷模拟开关的第一静触点接地，所述单刀双掷模拟开关的第二静触点与所述cpu的电源输入端相连。

另一方面，一种车载多媒体系统终端的组合唤醒控制方法，包括：

acc打开时，电源供电控制电路输出高电平，从而控制第一dc-dc转换器输出电压给辅助mcu；辅助mcu控制与4g模块相连的i/o端输出高电平以唤醒4g模块，并读取4g模块发送的串口信息，判断是手机来电唤醒还是acc本身唤醒；如果为acc本身唤醒，辅助mcu控制与模拟开关相连的i/o端输出高电平以控制第一dc-dc转换器输出电压给cpu，cpu正常上电工作；

acc关闭且4g模块接收到外部手机的短信或电话呼叫时，4g模块的信号输出端输出振铃信号，电源供电控制电路输出高电平，从而控制第一dc-dc转换器输出电压给辅助mcu；辅助mcu控制与4g模块相连的i/o端输出高电平以唤醒4g模块，并读取4g模块发送的串口信息，判断是否为车主信息，如果是车主呼叫信息，辅助mcu控制与模拟开关相连的i/o端输出高电平以控制第一dc-dc转换器输出电压给cpu，cpu正常上电工作；如果不是车主呼叫信息，辅助mcu保持与模拟开关相连的i/o端输出低电平以控制第一dc-dc转换器不输出电压给cpu。

优选的，所述组合唤醒控制方法具体包括：

acc打开时，电源供电控制电路输出高电平；第一dc-dc转换器的使能端输入高电平，第一dc-dc转换器输出电压给低压差线性稳压器ldo，低压差线性稳压器ldo给辅助mcu供电，辅助mcu正常工作，控制第四i/o端输出高电平唤醒4g模块，并控制第一i/o端输出高电平；辅助mcu读取从4g模块发来的第二串口信息，判断是否有来电信息，如果有表示手机来电唤醒，如果没有表示acc本身唤醒，随后辅助mcu控制第二i/o端输出高电平，模拟开关控制第一dc-dc转换器输出电压给cpu，cpu正常上电工作；辅助mcu检测第三i/o端状态，如果为低，保存目前开机状态；如果为高，辅助mcu将通过第一串口发送命令至cpu，cpu进入关机模式，经过预设时间后，辅助mcu控制第二i/o端输出低电平，模拟开关控制第一dc-dc转换器不输出电压给cpu；辅助mcu通过第二串口发送命令给4g模块的休眠唤醒端，并控制第四i/o端输出低电平，使得4g模块进入休眠模式，随后控制第一i/o端输出低电平，给整个系统进行断电；

acc关闭且4g模块接收到外部手机的短信或电话呼叫时，4g模块的信号输出端输出振铃信号，电源供电控制电路输出高电平；第一dc-dc转换器的使能端输入高电平，第一dc-dc转换器输出电压给低压差线性稳压器ldo，低压差线性稳压器ldo给辅助mcu供电，辅助mcu正常工作，控制第四i/o端输出高电平唤醒4g模块，并控制第一i/o端输出高电平；辅助mcu的第二串口收到4g模块串口发送的命令，辅助mcu判断是否为车主信息并给予命令回复，如果是主人呼叫信息，辅助mcu控制第二i/o端输出高电平，模拟开关控制第一dc-dc转换器输出电压给cpu，cpu正常上电工作；辅助mcu检测第三i/o端状态，如果为低，保存目前开机状态；如果为高，辅助mcu将通过第一串口发送命令至cpu，cpu进入关机模式；经过预设时间后，辅助mcu控制第二i/o端输出低电平，模拟开关控制第一dc-dc转换器不输出电压给cpu；辅助mcu通过第二串口发送命令给4g模块的休眠唤醒端，并控制第四i/o端输出低电平，使得4g模块进入休眠模式，随后控制第一i/o端输出低电平，给整个系统进行断电；

如果辅助mcu判断不是车主的呼叫信息，将继续保持第二i/o端为低电平，并通过第二串口发送命令给4g模块，随后控制第四i/o端输出低电平，随后控制第一i/o端输出低电平，给整个系统进行断电。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明具有acc唤醒和自我钳位控制以及远程唤醒的组合唤醒控制功能和管理，保证车内、车外都能进行设备的安全性唤醒控制，并对不同的唤醒方式，进行内部电源的安全性管理，保证车载多媒体系统终端不被骚扰性的唤醒和防止不必要的汽车电瓶异常损耗，从而提供汽车的使用安全性；

(2)本发明利用二极管的单向导电以及三极管的开关特性，来实现acc唤醒和辅助mcu的自我钳位以及手机远程控制的组合唤醒控制，稳定可靠，相互配合，互不干扰；

(3)本发明通过辅助mcu的i/o端进行高低电平的检测和控制，实现内部电源的安全性管理，如在设备唤醒后，通过acc检测以及mcu自我钳位的方式，来进行电源的合理性以及安全性管理；

(4)本发明的电平转换电路，使得4g模块串口电平与辅助mcu电平相匹配，从而进行串口通信；

(5)本发明通过辅助mcu内部软件的判断来防止终端设备被骚扰性的唤醒，确保不必要的电瓶异常损耗。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、优点和特征。

附图说明

图1为本发明实施例的电路图；

图2为本发明实施例的辅助mcu控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。

参见图1所示，本发明一种车载多媒体系统终端的组合唤醒控制电路，包括电源供电控制电路u12、4g模块u3、第一dc-dc转换器u6、低压差线性稳压器ldou7、辅助mcuu8、单刀双掷模拟开关u9、cpuu10和acc检测电路u5；所述电源供电控制电路u12的输入端分别与acc信号、4g模块u3的供电电压vdd_4g、4g模块u3的信号输出引脚及辅助mcuu8的第一i/o端i/o1相连，其输出端与所述第一dc-dc转换器u6的使能端en相连，用于根据车内acc信号或车外信号控制所述第一dc-dc转换器u6输出电源；所述第一dc-dc转换器u6的电压输入端vin与车载电瓶电压vcc相连，其电压输出端vout与所述低压差线性稳压器ldou7的输入端in及所述单刀双掷模拟开关u9的动触点a1分别相连；所述低压差线性稳压器ldou7的输出端out与所述辅助mcuu8的电源输入端vdd相连；所述辅助mcuu8的第一串口与所述cpuu10的串口相连，其第二串口与所述4g模块u3的串口相连，其第一i/o端i/o1与所述单刀双掷模拟开关u9的控制端s1相连，其第二i/o端i/o2与所述acc检测电路u5的输出端acc_out相连以检测是否有acc信号，其第三i/o端i/o3通过一控制开关与所述4g模块u3的休眠唤醒端相连；所述单刀双掷模拟开关u9的第一静触点b1通过第三电容c3接地，其第二静触点c1与所述cpuu10的电源输入端vin1相连；所述acc检测电路u5的输入端acc_in与acc信号相连。

具体的，所述电源供电控制电路u12包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第一三极管q1、第二三极管q2、第三三极管q3；所述acc信号通过第一电阻r1与所述第一二极管d1的阳极相连；所述4g模块u3的供电电压vdd_4g通过第四电阻r4和第二电阻r2与所述第二二极管d2的阳极相连；所述辅助mcuu8的第一i/o端i/o1通过第三电阻r3连接至所述第三二极管d3的阳极；所述第三二极管d3的阴极与所述第二三极管q2的基极相连；所述4g模块u3的信号输出端通过第五电阻r5连接至所述第一三极管q1的基极；所述第一三极管q1的发射极接地；所述第一三极管q1的集电极连接至所述第四电阻r4和第二电阻r2之间；所述第一二极管d1的阴极、所述第二二极管d2的阴极均与所述第二三极管q2的基极相连；所述第二三极管q2的基极还通过第六电阻r6接地；所述第二三极管q2的发射极接地；所述第二三极管q2的集电极通过第七电阻r7与车载电瓶电压vcc相连，所述第二三极管q2的集电极还与所述第三三极管q3的基极相连；所述第三三极管q3的基极还通过第八电阻r8接地；所述第三三极管q3的发射极接地；所述第三三极管q3的集电极通过第九电阻r9与车载电瓶电压vcc相连；所述第三三极管q3的集电极还通过第十电阻r10接地；所述第三三极管q3的集电极还与所述第一dc-dc转换器u6的使能端en相连。所述第六电阻并接有第一电容c1；所述第八电阻并接有第二电容c2。

具体的，所述控制开关包括第四三极管q4；所述第四三极管q4的基极通过第十一电阻r11连接至所述辅助mcu的第四i/o端i/o4；所述第四三极管q4的集电极与所述4g模块u3的休眠唤醒端相连。

本实施例中，第一电阻r1至第十一电阻r11为限流电阻；第一三极管q1、第二三极管q2、第三三极管q3及第四三极管q4为npn三极管；第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3为滤波电容。车载电瓶电压vcc为车上batt通过前端滤波电路u1输出的电压，实际运用中电压值由12v和24v的车型决定。vdd_4g由车载电瓶电压vcc经第二dc-dc转换器u2输出给4g模块的供电电压，该电压不受控制，为常电电压，终端在休眠状态下，保持不变。

所述前端滤波电路u1，包括lc滤波或共模滤波、防反接二极管、大功率tvs管等器件，具体可采用现有的电路，本发明不做限定和具体说明。

所述第二dc-dc转换器u2输出电压vdd_4g专给所述4g模块u3供电，该电压不受控制，为常电电压，终端在休眠状态下，所述4g模块u3的供电保持不变。

所述4g模块u3可以选择sim7600，所述信号输出端指内部ri端，为振铃输出端，ri端通常情况下保持高电平输出；当收到短消息或urc上报时，ri端会输出低电平，ri端在输出低电平后，会一直保持低电平，直到辅助mcuu8使用命令清除此事件为止；当有语音呼入时，ri端就会输出一定周期的矩形波，只有语音呼入被接听或被挂断，此矩形波才会消失。因此ri端在本实施例中被当成一个中断唤醒信号。所述休眠唤醒端指内部的dtr端(在辅助mcuu8断电之前通过第二串口发送命令进行配置)。当dtr端为高时进入休眠模式，当dtr端为低时唤醒4g模块u3。4g模块u3和cpuu10通过usb通信可以实现上网等功能(图中未画出，本发明实施例不作说明)。

所述acc检测电路u5，用于检测车上是否有acc信号的到来，可以采用光耦或者三极管等组合电路实现，具体可采用现有的电路，本发明不做限定和具体说明。

所述第一dc-dc转换器可采用ti的lmr16030，内部vin端为电压输入端；en为使能端，en为高(通过第九电阻r9、第十电阻r10设置)时，dc-dc的vout端正常输出相应电压；en为低时，dc-dc的vout端不输出电压。

所述辅助mcuu8的第一i/o端i/o1、第二i/o端i/o2、第四i/o端i/o4默认状态设置为低电平。

所述cpuu10设置有主mcu、具有音视频处理功能、含有电源管理ic，ddr3、emmc、wifi、蓝牙、gps等组合电路，实际中运行在安卓平台下。图1中，液晶显示屏u11为lvds液晶显示屏和/或电容式触摸屏，所述cpuu10输出信号至所述液晶显示屏u11以进行多媒体播放。

本实施例中，所述组合唤醒控制电路还包括低压差线性稳压器ldou7，其输出电压专门给辅助mcuu8供电。具体的，所述第一dc-dc转换器u6的电压输出端vout通过所述低压差线性稳压器ldou7与所述辅助mcuu8的电源输入端vdd相连。

本实施例中，所述组合唤醒控制电路还包括电平转换电路u4；所述4g模块u3的串口通过所述电平转换电路u4连接至所述辅助mcuu8的串口，使得4g模块串口电平与辅助mcu电平相匹配，从而进行串口通信。

本发明的控制原理如下：

根据二极管的单向导电以及三极管的开关特性，当终端处于休眠状态且人在车内时，acc打开，使得第二三极管q2导通，第三三极管q3截止，同时第一dc-dc转换器u6的en端拉高，第一dc-dc转换器u6输出电压给低压差线性稳压器ldou7，使得低压差线性稳压器ldou7给辅助mcuu8供电，辅助mcuu8正常工作，辅助mcuu8控制i/o4输出高电平唤醒4g模块u3，以及控制第二i/o端i/o2为高，使得cpuu10内所有功能模块也正常工作，同时第一i/o端i/o1拉高，保证前端因acc波动导致的复位，从而使得整个系统正常上电启动，达到车内acc唤醒功能；当终端处于休眠状态，人在车外时，通过外部手机发短信或则打电话呼叫车内4g模块u3，这u3的ri端将输出振铃信号(ri输出低电平一段时间)，使得第一三极管q1不导通，从而导致第二三极管q2导通，第三三极管q3截止，最终使得第一dc-dc转换器u6的en端为高，第一dc-dc转换器u6输出电压给低压差线性稳压器ldou7，随着低压差线性稳压器ldou7给辅助mcuu8供电，辅助mcuu8上电正常工作，辅助mcuu8控制第四i/o端i/o4输出高电平唤醒4g模块u3，以及控制第二i/o端i/o2输出高电平，使得cpuu10内所有功能模块正常工作，同时第一i/o端i/o1拉高(保证因振铃信号的消失，而终端被立即断电)保证前端供电稳定，使得整个系统正常上电启动，从而达到车外唤醒功能，此时如果经过一段时间后(时间可由辅助mcuu8内部的定时器设定)辅助mcuu8的第三i/o端i/o3口还没有检测到低状态时，第一i/o端i/o1将被拉低，使得整个终端进行断电，防止电池不必要的损耗。以上采用acc唤醒控制和内部mcu的自我钳位控制以及手机远程控制的组合控制方式，使得终端达到组合唤醒控制及自我管理，从而使得系统安全稳定可靠。

需要说明的是，所述的终端处于休眠状态，是指多媒体系统终端只有内部的4g模块还处于低功耗休眠状态(会有一定的小电流)，其他功能模块都被断电，以达到低功耗的设计要求。

参见图2所示，本发明一种车载多媒体系统终端的组合唤醒控制方法，具体包括：

acc打开时，电源供电控制电路u12输出高电平；第一dc-dc转换器u6的使能端en输入高电平，第一dc-dc转换器u6输出电压给低压差线性稳压器ldou7，低压差线性稳压器ldou7给辅助mcuu8供电，辅助mcuu8正常工作，控制第四i/o端输出高电平唤醒4g模块u3，并控制第一i/o端i/o1输出高电平；辅助mcuu8读取从4g模块u3发来的第二串口信息，判断是否有来电信息，如果有表示手机来电唤醒，如果没有表示acc本身唤醒，随后辅助mcuu8控制第二i/o端i/o2输出高电平，单刀双掷模拟开关u9控制第一dc-dc转换器u6输出电压给cpuu10，cpuu10正常上电工作；辅助mcuu8检测第三i/o端i/o3状态，如果为低，保存目前开机状态；如果为高，辅助mcuu8将通过第一串口发送命令至cpuu10，cpuu10进入关机模式，经过预设时间后，辅助mcuu8控制第二i/o端i/o2输出低电平，单刀双掷模拟开关u9控制第一dc-dc转换器u6不输出电压给cpuu10；辅助mcuu8通过第二串口发送命令给4g模块u3的休眠唤醒端，并控制第四i/o端输出低电平，使得4g模块u3进入休眠模式，随后控制第一i/o端i/o1输出低电平，给整个系统进行断电；

acc关闭且4g模块u3接收到外部手机的短信或电话呼叫时，4g模块u3的信号输出端输出振铃信号，电源供电控制电路u12输出高电平；第一dc-dc转换器u6的使能端en输入高电平，第一dc-dc转换器u6输出电压给低压差线性稳压器ldou7，低压差线性稳压器ldou7给辅助mcuu8供电，辅助mcuu8正常工作，控制第四i/o端输出高电平唤醒4g模块u3，并控制第一i/o端i/o1输出高电平；辅助mcuu8的第二串口收到4g模块u3串口发送的命令，辅助mcuu8判断是否为车主信息并给予命令回复，如果是主人呼叫信息，辅助mcuu8控制第二i/o端i/o2输出高电平，单刀双掷模拟开关u9控制第一dc-dc转换器u6输出电压给cpuu10，cpuu10正常上电工作；辅助mcuu8检测第三i/o端i/o3状态，如果为低，保存目前开机状态；如果为高，辅助mcuu8将通过第一串口发送命令至cpuu10，cpuu10进入关机模式；经过预设时间后，辅助mcuu8控制第二i/o端i/o2输出低电平，单刀双掷模拟开关u9控制第一dc-dc转换器u6不输出电压给cpuu10；辅助mcuu8通过第二串口发送命令给4g模块u3的休眠唤醒端，并控制第四i/o端输出低电平，使得4g模块u3进入休眠模式，随后控制第一i/o端i/o1输出低电平，给整个系统进行断电；

如果辅助mcuu8判断不是车主的呼叫信息，将继续保持第二i/o端i/o2为低电平，并通过第二串口发送命令给4g模块u3，随后控制第四i/o端输出低电平，随后控制第一i/o端i/o1输出低电平，给整个系统进行断电。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。