车载智能天线以及车载系统的制作方法

本发明涉及车载天线领域，尤其涉及一种车载智能天线以及车载系统。

背景技术：

现有的车载天线一般都是两三种天线结合在一起，并且走线很混乱，车内各个元器件的总线通信不一样。另外，在目前的车辆中，为了使车顶的天线比较美观，很多车主会使用鲨鱼鳍似的天线，但是这种天线大部分只有收音机的天线，其他天线还是在各个地方，导致成本很高，线束很多。

在之前的车内有ivi(in-vehicleinfotainment车载信息娱乐系统)和tcu(远程信息控制单元)和bcm(bodycontrolmodule车身控制模块)的天线，这些天线分布在车内的各个区域，导致车内的天线有很多冗余的情况，而且结构凌乱，会耗费更多的同轴连接线和接头，使企业的成本大大增加，而且天线分布在各个区域，有些区域的信号不好。

总而言之，现有的车载天线分布在各个区域，成本很高，功能单一，信号不稳定。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种车载智能天线以及车载系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种车载智能天线，包括远程通信控制器以及集成天线装置，所述集成天线装置包括天线盒体以及位于所述天线盒体内的天线电路，所述远程通信控制器包括控制器盒体以及控制电路，所述天线盒盒体组装于所述控制器盒体上，所述控制器盒体可安装在车载顶部；

所述天线电路包括车载所需的各种远程通信天线以及与各种远程通信天线连接的第一天线接口；

所述控制电路包括：用于负责整个智能天线内部、智能天线与其他外部模块之间的信息处理工作的控制单元、近距离天线、远程通信模块、收音机模块、第二天线接口、可接入车载以太网的以太网接口、可接入车载总线的总线接口，所述总线接口、车载所需的各种近距离天线、远程通信模块分别连接所述控制单元，所述以太网接口连接所述远程通信模块，所述第二天线接口分别连接所述收音机模块和远程通信模块，且所述第一天线接口与第二天线接口对接。

优选地，所述各种远程通信天线包括：4g移动信号天线、位置信号天线、收音信号天线。

优选地，所述远程通信模块包括4g模块，所述控制单元包括mcu；

所述4g模块的一个uart口与所述mcu的一个uart口连接，以实现所述4g模块与所述mcu之间的串口通信；

所述以太网接口连接至所述4g模块的sgmii口，4g移动信号天线通过第一、第二天线接口连接至4g模块的4g天线口，位置信号天线通过第一、第二天线接口连接至4g模块的位置天线口；

所述总线接口为can接口，所述can接口连接至所述mcu的can口；

所述收音机模块通过所述第一天线接口与第二天线接口的相关引脚连接所述收音信号天线，所述收音机模块还分别与所述4g模块的一个i2s口、所述mcu的一个i2s口连接；

所述4g模块可通过所述4g移动信号天线接入移动网络，并可通过所述以太网将其所接入的移动网络共享给连接至网关的车机，还可将位置信号天线接收的位置信息通过以太网转达给车机，还可接收收音机模块发来的音频并通过以太网发送给所述车机。

优选地，所述近距离天线包括wifi天线，所述控制电路还包括wifi模块，所述wifi天线连接所述wifi模块，所述wifi模块连接所述4g模块的一个sdio口，所述wifi模块用于将所述远程网络共享出来。

优选地，所述近距离天线包括蓝牙天线，所述控制电路还包括蓝牙模块，所述蓝牙天线连接所述蓝牙模块，所述蓝牙模块连接所述mcu的一个uart口；

所述mcu可经由蓝牙模块、蓝牙天线与所述蓝牙终端通信，并可对所述蓝牙终端进行认证，认证通过后可根据所述蓝牙终端的控制信号发送相应的命令给总线以控制挂在在总线上的相应模块。

优选地，所述控制电路还包括音频转换模块、喇叭、麦克风、紧急呼叫按键和故障呼叫按键，所述音频转换模块的输入输出口连接至所述4g模块的另一个i2s口，所述音频转换模块的输出口连接所述喇叭，所述音频转换模块的输入口连接所述麦克风，所述紧急呼叫按键和故障呼叫按键分别连接至所述mcu的两个gpio口；

所述紧急呼叫按键和故障呼叫按键分别可在被按压时触发所述mcu发送相应的求救信息至所述4g模块，所述4g模块可将求救信息以及位置信息发往后台服务中心并呼叫后台服务中心，建立音频转换模块与后台服务中心的信息交互通路，通过所述喇叭、麦克风实现与后台服务中心的对话。

优选地，所述控制器盒体和所述天线盒体之间设置有一车顶钣金，所述天线盒体包括底座、与所述底座匹配的防水垫以及鲨鱼鳍天线盖、第一pcba板，所述车顶钣金上设置有与所述防水垫匹配的凹槽，所述防水垫坐落在所述凹槽内，所述底座坐落在所述防水垫上，所述第一pcba板装配在所述底座上，所述鲨鱼鳍天线盖与所述底座扣合并形成一个容纳所述第一pcba板的腔体。

优选地，所述底座上具有一个窗口，所述底座的底部具有两个安装脚，所述防水垫、车顶钣金上均开设有与所述两个安装脚匹配的两个过孔以及与所述第一天线接口匹配的过孔，所述天线电路固定于所述第一pcba板，且所述第一天线接口依次穿透所述底座的窗口以及所述防水垫、车顶钣金的相应过孔后与控制器盒体顶部的第二天线接口对接；

所述控制器盒体包括两个安装耳，所述两个安装耳分别开设有与所述两个安装脚匹配的过孔，所述两个安装脚的端部设置有螺纹，所述两个安装脚依次穿过所述防水垫、车顶钣金、安装耳的相应过孔，且所述两个安装脚的螺纹伸出对应的安装耳的过孔后与螺母锁紧。

优选地，所述控制器盒体由上盖和下盖扣合形成，所述上盖的左右两个分别具有一个所述安装耳，所述上盖顶部开设有一个供第二天线接口穿过的窗口，所述控制器盒体内设置一个第二pcba板以及给整个控制电路供电的电池，所述控制电路设置于所述第二pcba板上。

本发明另一方面还公开了一种车载系统，包括车机、车身控制模块以及如前任一项所述的智能天线，所述车机连接至车内网关，所述车身控制模块连接车载总线，所述智能天线的以太网接口通过网线连接所述网关，所述智能天线的总线接口连接总线。

本发明的车载智能天线以及车载系统，具有以下有益效果：本发明将车载所需的各种天线都融合在一起，优化了线束，用一根车载以太网线即可与车机相连，达到了简化布线、减少天线冗余、节约成本的目的，功能更丰富，而且整个智能天线安装在车载顶部，优化天线部署的位置，相比于车内天线能更好的接收信号。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是车载系统的架构图；

图2是本发明车载智能天线的结构示意图；

图3是本发明车载智能天线的分解图；

图4是集成天线装置的分解图；

图5是远程通信控制器的分解图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，

本发明一方面提供智能天线，另一方面提供采用了该智能天线的车载系统，参考图1，车载系统包括所述的智能天线、车机、车身控制模块等，所述车机连接至车内网关，所述车身控制模块连接车载总线。

整个车载跟外面的各种远程通信、近距离通信都是通过本发明的智能天线实现。具体的，本发明的智能天线包括远程通信控制器以及集成天线装置。参考图1-2，所述集成天线装置包括天线盒体1以及位于所述天线盒体1内的天线电路。所述远程通信控制器包括控制器盒体3以及控制电路。所述天线盒盒体组装于所述控制器盒体3上，所述控制器盒体3可安装在车载顶部。

下面先结合图1对电路部分进行详细说明，再结合图2-5对结构部分进行详细说明。

参考图1，所述天线电路包括车载所需的各种远程通信天线以及与各种远程通信天线连接的第一天线接口。所述控制电路包括：用于负责整个智能天线内部、智能天线与其他外部模块之间的信息处理工作的控制单元、近距离天线、远程通信模块、收音机模块、第二天线接口、可接入车载以太网的以太网接口、可接入车载总线的总线接口，所述总线接口、车载所需的各种近距离天线、远程通信模块分别连接所述控制单元，所述以太网接口连接所述远程通信模块，所述第二天线接口分别连接所述收音机模块和远程通信模块，且所述第一天线接口与第二天线接口对接。

车机(车载信息娱乐系统)与网关连接，智能天线的以太网接口也通过一根网线与网关连接，bcm与can总线连接。如此，车机、bcm与外部的任何通信都可以借助本发明的智能天线实现。而且，后续车载内如果有其他模块拓展进来，如果这些模块挂载到总线或者接入网关，也可以借助本发明的天线与外部通信。

此处需要说明的是，第一天线接口、第二天线接口是相互匹配的，可以相互插接，而且第一天线接口、第二天线接口实际上包括与各种远程通信天线对应的引脚，不同的远程通信天线连接至对应引脚即可。

本实施例中，所述各种远程通信天线包括：4g移动信号天线，比如4g主天线、4g副天线；位置信号天线，比如gps天线；收音信号天线，比如fm/am天线、dab天线。

优选地，所述远程通信模块包括4g模块，可以理解的是，4g模块还可以被5g模块等其他远程通信模块替代。所述控制单元包括mcu。例如，一个具体的实例中，4g模块可以选用上海移远通信公司的ag35，mcu可以选用微型rh850。

具体的，所述4g模块的一个uart口与所述mcu的一个uart口连接，以实现所述4g模块与所述mcu之间的串口通信。

本实施例中，4g主副天线分别通过第一、第二天线接口的对应引脚连接至4g模块的4g天线口ant_main、ant_div，gps天线通过第一、第二天线接口的对应引脚连接至4g模块的位置天线口ant_gnss。

本实施例中，以太网接口具体为br(broadr-reach博通的车载以太网物理层接口技术)接口，br接口连接至所述4g模块的sgmii口，车机与外部的任何远距离通信都是经由4g模块负责。

本实施例中，总线接口为can接口，所述can接口连接至所述mcu的can口。can总线上的各个模块与外部的任何远近距离通信都是经由mcu负责，can总线上的各个模块与外部的任何远程通信都是经由4g模块负责。

优选地，控制电路还包括sim卡ic，sim卡ic连接至4g模块的sim口，sim卡ic可以实现电话功能，用户可以在车机上执行具体拨号等操作。

优选地，控制电路还包括usb接口，usb接口连接至4g模块的usb口。

所述收音机模块通过所述第一天线接口与第二天线接口的相关引脚连接所述收音信号天线，所述收音机模块还分别与所述4g模块的一个i2s口、所述mcu的一个i2s口连接。

所述4g模块可通过所述4g移动信号天线接入移动网络，并可通过所述以太网将其所接入的移动网络共享给连接至网关的车机，还可将位置信号天线接收的位置信息通过以太网转达给车机，还可接收收音机模块发来的音频并通过以太网发送给所述车机。

本实施例中，所述近距离天线包括wifi天线、蓝牙天线，所述控制电路还包括wifi模块、蓝牙模块，所述wifi天线连接所述wifi模块。

所述wifi模块连接所述4g模块的一个sdio口，所述wifi模块用于将所述远程网络共享出来。

所述蓝牙天线连接所述蓝牙模块，所述蓝牙模块连接所述mcu的一个uart口，所述mcu可经由蓝牙模块、蓝牙天线与所述蓝牙终端通信，并可对所述蓝牙终端进行认证，认证通过后可根据所述蓝牙终端的控制信号发送相应的命令给总线以控制挂在在总线上的相应模块。

优选地，本实施例中，所述控制电路还包括音频转换模块、喇叭、麦克风、紧急呼叫按键(ecall按键)和故障呼叫按键(bcall按键)，所述音频转换模块的输入输出口连接至所述4g模块的另一个i2s口，所述音频转换模块的输出口连接所述喇叭，所述音频转换模块的输入口连接所述麦克风，所述紧急呼叫按键和故障呼叫按键分别连接至所述mcu的两个gpio口。所述紧急呼叫按键和故障呼叫按键分别可在被按压时触发所述mcu发送相应的求救信息至所述4g模块，所述4g模块可将求救信息以及位置信息发往后台，并呼叫后台服务中心(利用sim卡ic实现呼叫)，建立音频转换模块与后台服务中心的信息交互通路，通过所述喇叭、麦克风实现与后台服务中心的对话。

下面介绍本发明天线的结构。

参考图3，优选地，所述控制器盒体3和所述天线盒体1之间设置有一车顶钣金2，车顶钣金2的平面尺寸大于控制器盒体3、天线盒体1的平面尺寸。

参考图4，所述天线盒体1包括底座12、与所述底座12匹配的防水垫11以及鲨鱼鳍天线盖13、第一pcba板14，所述车顶钣金2上设置有与所述防水垫11匹配的较浅的凹槽，所述防水垫11坐落在所述凹槽内，所述底座12坐落在所述防水垫11上，所述第一pcba板14装配在所述底座12上，所述鲨鱼鳍天线盖13与所述底座12扣合并形成一个容纳所述第一pcba板14的腔体。

所述底座12上具有一个窗口，所述底座12的底部的靠左右两端具有两个安装脚121，所述防水垫11、车顶钣金2上均开设有与所述两个安装脚121匹配的两个过孔以及与所述第一天线接口匹配的过孔，所述天线电路固定于所述第一pcba板14，且所述第一天线接口依次穿透所述底座12的窗口以及所述防水垫11、车顶钣金2的相应过孔后与控制器盒体3顶部的第二天线接口对接；

参考图5，所述控制器盒体3由上盖31和下盖32扣合形成，大致是一个矩形盒体，上盖31和下盖32扣合后形成的控制器盒体3的前侧或者后侧形成至少一个窗口，主要是供控制电路中的接口穿过，另外，还有按键、麦克风、喇叭等，也可以通过窗口裸露。

比如can接口、usb接口。所述上盖31的左右两个分别具有一个安装耳311。所述上盖31顶部开设有一个供第二天线接口穿过的窗口310，所述控制器盒体3内设置一个第二pcba板33以及给整个控制电路供电的电池34，所述控制电路设置于所述第二pcba板33上。

所述两个安装耳311分别开设有与所述两个安装脚121匹配的过孔，所述两个安装脚121的端部设置有螺纹，所述两个安装脚121依次穿过所述防水垫11、车顶钣金2、安装耳311的相应过孔，且所述两个安装脚121的螺纹伸出对应的安装耳311的过孔后与螺母4锁紧。

本发明中，天线盒体1在车顶上面，为防止漏水，加装了车顶钣金2在与车顶的连接处，车顶钣金2和控制器盒体3放在车顶里面。安装顺序如下：首先，将天线盒体1放在车顶钣金2上；然后，控制器盒体3放在车顶钣金2下，并且将控制器盒体3的安装耳311和天线盒体1的安装脚121对好；最后，两边安装脚121用螺母4拧紧。

下面对本实施例智能天线的功能应用场景介绍：

场景1：通过车载以太网共享移动网络给车机

1)智能天线通过4g模块、主副天线接入信号站的移动网络。

2)4g模块配置以太网网卡dhcp服务，使得以太网网口具备动态分享移动网络功能。

3)智能天线接入车内网关后，智能天线通过车载以太网将移动网络分享给车机；

4)在车机界面上访问某外网网址或者听在线音乐。

5)车机通过网关把相关访问请求发送给智能天线，然后在通过移动网络接入外网骨干网。

场景2：提供gps位置信息到车机导航

1)智能天线的4g模块通过gps天线接收到卫星定位信息。

2)4g模块把定位信息通过车载以太网周期性传输给车机。

3)打开车机上导航界面，界面中可以具体定位到车辆的位置。

场景3：通过车载以太网发送广播音频到车机

1)通过车机收音机应用设置电台。

2)通过车载以太网发送广播控制指令到智能天线；

3)收音机模块接收fm天线和am天线和dab天线的信号，收音机模块发送收音机音频给4g模块。

4)4g模块通过以太网发送广播音频流给车机。

5)车机通过车载音响播放广播音频。

场景4：共享移动网络给车内乘客的手机或者其他移动终端设备

1)智能天线接入移动网络。

2)智能天线通过wifi模块把移动网络共享出来，具体是产生wifi网络。

3)车内乘客的手机或者其他移动终端设备都可以接入此wifi网络，然后再通过智能天线访问外网相关网络。

场景5：通过蓝牙实现虚拟蓝牙钥匙

1)通过手机ble连接上智能天线。

2)手机app和智能天线做双方身份识别认证，智能天线的认证工作由mcu负责。

3)认证通过后，手机app可以直接发送开车门/尾箱等操控命令给智能天线。

4)智能天线把接收到的操控命令转换成can相关操控信号转发给bcm。

5)bcm接收到相关can操控信号后，去打开车辆的车门/尾箱。

场景6：自动拨通呼救电话或通过过一键进行紧急呼救

1)当发生事故时按下车上的ecall按键，当汽车发生抛锚是时按下bcall按键，mcu检测到按键被按下。

2)当安全出现强烈碰撞安全气囊弹出时，bcm发出相关can信号，mcu接收到安全气囊弹出的can信号。

3)当出现上述1、2两种情形，mcu通过串口发送呼叫的信息和车身信息给4g模块。

4)4g模块接收到呼叫信息后进行处理并获取当前车辆的位置信息。

5)发送车辆状态和位置等信息给后台，同时sim卡呼叫后台服务中心。

6)后台处理车辆信息。

7)后台返回信息给4g。

8)4g模块通过接在音频处理模块的喇叭和麦克风与后台进行对话。

综上所述，本发明的车载智能天线以及车载系统，具有以下有益效果：本发明将车载所需的各种天线都融合在一起，优化了线束，用一根车载以太网线即可与车机相连，达到了简化布线、减少天线冗余、节约成本的目的，功能更丰富，而且整个智能天线安装在车载顶部，优化天线部署的位置，相比于车内天线能更好的接收信号。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。