[发明专利]基于4G LTE通信的车辆数据传输系统

摘要

本发明公开了基于4G LTE通信的车辆数据传输系统。随着车联网技术的发展，车辆无线数据传输的重要性也越发突显出来。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。控制信号电平匹配电路通过三极管连接4G模组芯片与核心板，实现4G模组芯片与核心板之间控制信号的电平匹配。指令信号电平匹配电路通过第一匹配芯片及第二匹配芯片连接4G模组芯片与核心板，实现4G模组芯片与核心板之间指令信号的电平匹配。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。

主权项

1.基于4G LTE通信的车辆数据传输系统，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；其特征在于：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；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。