一种带有电平信号输入的车载蓝牙装置的制作方法

本实用新型涉及一种蓝牙设备，尤其涉及一种带有电平信号输入的车载蓝牙装置。
背景技术：
：随着汽车联网应用的增多，将数据通过蓝牙装置传输汽车和车载设备相关信息给终端(手机或平板)，进行处理或进行联网后上传给云端，是一种非常好的选择，不但充分利用了终端的上网能力，还使用了蓝牙相对统一的协议。为了相关需求，已经有若干种蓝牙装置方案被提出。如cn201210417949《车载蓝牙通讯装置》,cn201710554776《一种蓝牙车载单元obu的防拆装置》,cn201711098500《一种基于加密蓝牙模块的还车系统及方法》，cn201711268095《基于蓝牙传输的车载故障通讯装置》，cn201711441692《蓝牙车载故障通讯装置》，cn201721676817《车载故障蓝牙通讯装置》和cn201810985627《基于obd-ii和蓝牙的智能车载系统》等。当前已经提出的蓝牙装置，接口主要为can总线或串口总线，对于很多不同的高低电平信号(gpio，比如应用于出租车的咪表信号采样)缺乏采样和处理功能。同时，在应用于高低电平信号采样的时候，对于同一类型信号会同时存在高电平有效和低电平有效的情况，需要提供高低电平自适应功能。技术实现要素：为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种带有电平信号输入的车载蓝牙装置。本实用新型包括判断电压阈值生成模块、电平信号采样模块、蓝牙数据预处理模块、蓝牙数据打包模块、蓝牙基带模块和设置在蓝牙基带模块上的蓝牙天线，其中，所述判断电压阈值生成模块的输入端接参考电压，所述判断电压阈值生成模块输出阈值电压，所述电平信号采样模块的输入端分别与所述判断电压阈值生成模块输出端和电平信号输入接口相连，所述电平信号采样模块的输出端与蓝牙数据预处理模块相连，所述蓝牙数据预处理模块输出端与蓝牙数据打包模块输入端相连，所述蓝牙数据打包模块的输出端与蓝牙基带模块输入端相连。本实用新型作进一步改进，还包括收发模块，所述收发模块分别与蓝牙数据打包模块和蓝牙数据预处理模块相连。本实用新型作进一步改进，所述收发模块为用于收发can/串口信号的can/串口收发模块。本实用新型作进一步改进，所述蓝牙数据预处理模块设有电平自适应判断模块，所述电平自适应判断模块根据预存信息判断电平是否为高电平有效或低电平有效，并输出给蓝牙数据预处理模块。本实用新型作进一步改进，所述电平自适应判断模块包括关键模式存储单元、电平匹配判断电路和电平有效极性存储器，其中，所述电平匹配判断电路的输入端与关键模式存储单元输出端相连，所述电平匹配判断电路的输出端与电平有效极性存储器输入端相连。本实用新型作进一步改进，所述判断电压阈值生成模块包括串联的电阻r28和电阻r32，其中，所述电阻r28的另一端接输入参考电压，所述电阻r32的另一端接地，所述电平信号采样模块的输入端接所述电阻r28和电阻r32之间。本实用新型作进一步改进，所述电平信号采样模块采用若干个并接的双路电压比较器lm2903d。本实用新型作进一步改进，所述蓝牙数据预处理模块、蓝牙数据打包模块和蓝牙基带模块应能够实现三部分功能的一块蓝牙芯片或蓝牙模组替代。本实用新型作进一步改进，所述蓝牙模组包括蓝牙芯片u8、所述蓝牙基带模块包括电容c12、c16、c19、c20、c21、电感l2和晶振x1，其中，所述蓝牙芯片u8的引脚34和引脚35的两端分别接晶振x1的两端，所述容c12、c16的一端分别接地，另一地分别接晶振x1的两端，所述蓝牙芯片u8的引脚32通过电容c20接地，蓝牙芯片u8的引脚33通过电容c19接地，所述蓝牙芯片u8的引脚31接地，所述蓝牙芯片u8的引脚30分别与电容c21的一端、电感l2的一端相连，电容c21的另一端接地，电感l2的另一端接蓝牙天线ant。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：加入了比较器采样模块和电平判定模块，使用者可以根据自己的需求设定电平采样判定阈值，遇有需要兼容多种信号输入源时，可以自适应判定信号为高电平有效或低电平有效。附图说明图1为本实用新型结构框图；图2为本实用新型一实施例电路原理图；图3为本实用新型另一实施例电路原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。如图1所示，本实用新型包括判断电压阈值生成模块、电平信号采样模块、蓝牙数据预处理模块、蓝牙数据打包模块、蓝牙基带模块和设置在蓝牙基带模块上的蓝牙天线，其中，所述判断电压阈值生成模块的输入端接参考电压，所述判断电压阈值生成模块输出阈值电压，所述电平信号采样模块的输入端分别与所述判断电压阈值生成模块输出端和电平信号输入接口相连，所述电平信号采样模块的输出端与蓝牙数据预处理模块相连，所述蓝牙数据预处理模块输出端与蓝牙数据打包模块输入端相连，所述蓝牙数据打包模块的输出端与蓝牙基带模块输入端相连。本例的判断电压阈值生成模块101会对输入的参考电压进行分压，生成高低电平阈值电压输入电平信号采样模块102；电平信号采样模块102以输入的高低电平采样电压为基准，对电平输入信号进行采样，其采样结果输入蓝牙数据预处理模块103；蓝牙数据数据预处理模块103中包括电平自适应判断模块104,电平自适应判断模块104根据预存信息判断电平是否为高电平有效或低电平有效，并输出给蓝牙数据预处理模块103作为依据。预处理后数据传送给蓝牙数据打包模块105，按客户预配置或在线更新的数据打包范式以及蓝牙协议标准打包。并传送给蓝牙基带模组106，最后经由蓝牙天线发出。本例的蓝牙基带模组106可以采用是市面上通用的蓝牙基带模组，比如采用uluenrg-n芯片系列模组。本实用新型加入了电平自适应判断模块104，可以按客户预配置或在线更新的电平自适应判断条件来对信号进行自适应判断。本例的电平自适应判断模块根据预存信息判断电平是否为高电平有效或低电平有效，并输出给蓝牙数据预处理模块。所述电平自适应判断模块包括关键模式存储单元、电平匹配判断电路和电平有效极性存储器，其中，所述电平匹配判断电路的输入端与关键模式存储单元输出端相连，所述电平匹配判断电路的输出端与电平有效极性存储器输入端相连。本例根据需求，也配备了can/串口收发模块107，将can/串口数据打包并发出。同时，在配备can/串口收发模块107的情况下，本装置还可以通过can/串口收发模块107向蓝牙数据数据预处理模块103和电平自适应判断模块104更新预处理范式、电平自适应判断条件等信息，可以向蓝牙数据打包模块105更新数据打包范式等信息。本例也可以采用其他能够支持的数据传输模块。通过设计一种带有电平信号输入的车载蓝牙装置，在设计中加入了比较器采样模块和电平判定模块，使用者可以根据自己的需求设定电平采样判定阈值，遇有需要兼容多种信号输入源时，可以自适应判定信号为高电平有效或低电平有效。随后可以按客户需求，将信号采样后数据打包后输出。同时本蓝牙模块支持蓝牙信标(beacon)模式和普通蓝牙模式。如图2和图3所示，本例的判断电压阈值生成模块101包括串联的电阻r28和电阻r32，其中，所述电阻r28的另一端接输入参考电压，所述电阻r32的另一端接地，所述电平信号采样模块的输入端接所述电阻r28和电阻r32之间。本例的电平信号采样模块采用4个并接的双路电压比较器lm2903d。所述can/串口收发模块107包括接口p2、与接口p2相连的收发芯片u7及其外围阻容器件。如图2所示，本例的蓝牙数据预处理模块103、蓝牙数据打包模块105和蓝牙基带模块106采用独立的电路实现各自的功能，其中，蓝牙数据预处理模块103和和电平自适应判断模块104均采用rpm240f100c4芯片来实现相应功能。而所述蓝牙数据打包模块105则采用nrf52832蓝牙芯片实现，蓝牙基带模块106则兼容是市面上的蓝牙基带模组。如图3所示，本例的蓝牙数据预处理模块103、蓝牙数据打包模块105和蓝牙基带模块106也可以用实现三部分功能的一块蓝牙芯片或蓝牙模组替代。本例的蓝牙芯片为nrf52832蓝牙芯片，所述蓝牙基带模块包括电容c12、c16、c19、c20、c21、电感l2和晶振x1，其中，所述蓝牙芯片u8的引脚34和引脚35的两端分别接晶振x1的两端，所述容c12、c16的一端分别接地，另一地分别接晶振x1的两端，所述蓝牙芯片u8的引脚32通过电容c20接地，蓝牙芯片u8的引脚33通过电容c19接地，所述蓝牙芯片u8的引脚31接地，所述蓝牙芯片u8的引脚30分别与电容c21的一端、电感l2的一端相连，电容c21的另一端接地，电感l2的另一端接蓝牙天线ant。本例适用于不同电平信号输入，应用范围广泛，以下结合实施例详细说明。实施例1：为了说明专利中提及的车载蓝牙装置，我们以面向出租车的应用说明该专利的实施例:比特位6543210名称故障送车支付往返夜间运营空车如上表所示，假定某出租车咪表有7个高低电平信号比特位(0～6)，由于业务需求，需要将当前电平信号通过蓝牙上传至移动终端并最终上传至云端或在终端(手机或平板电脑)本地处理。以上7位信号均为电平信号，也即出租车会输出高电平或低电平，如果高电平采样后为‘1’，低电平状态采样后为‘0’，如果是在空车状态，且咪表为高电平有效的话(也即有效位为高电平，无效位为低电平)，则7位数据采样后为‘0,0,0,0,0,0,1’；如果咪表为低电平有效，(也即有效位为低电平，无效位为高电平)，则7位数据采样后为‘1,1,1,1,1,1,0’。其他状态类似。同时有若干状态是可以叠加的，如“运营”和“夜间”是可以叠加的(用于出租车夜间运营时)。由上可知，相对其他蓝牙模组，本实用新型加入可调判断电压阈值生成模块后，能够适应不同电平信号。为方便安装应用，当前车载蓝牙装置使用汽车本体的12vacc电源，如果咪表本身输出的信号为0～9v，也即9v为高电平时，需要高低电平的阈值判断电压为4～5v左右，可以通过本实用新型的判断电压阈值生成模块101中r28和r32的电阻，分别设定为1kω和500ω，会分压出4v电压，作为阈值电压输出给电平采样模块作为采样判断阈值。同理，如果咪表给出的为0～12v电压，也可以将电阻r28/r32均配置为1k，会分压出6v电压，作为阈值电压输出给电平采样模块作为采样判断阈值，以适应12v作为高电平情况。如前所述，系统可能为高电平有效或低电平有效，如果是在空车状态，且咪表为高电平有效的话(也即有效位为高电平，无效位为低电平)，则7位数据采样后为‘0,0,0,0,0,0,1’；如果咪表为低电平有效，(也即有效位为低电平，无效位为高电平)，则7位数据采样后为‘1,1,1,1,1,1,0’。车载蓝牙装置可能会与不同形式的外部装置(如咪表)相连，所以本实用新型加入了电平自适应判断模块，在与不同外部装置相连的时候可以自适应判断。本例的电平自适应判断模块中包括关键模式存储单元、电平匹配判断电路和电平有效极性存储器三部分。实施例2：本例还以出租车相关应用为例，除空车外的各数据不可能同时全部有效(‘支付’要在‘运行’之后，不可能同时有效)，也就是如果咪表为高电平有效，不可能出现结果为‘1,1,1,1,1,1,0’的采样。同理，如果咪表为低电平有效，也不可能出现结果为‘0,0,0,0,0,0,1’的采样。在此例中，所述关键模式存储单元存储上述两个数列，在上电启动后读入‘电平匹配判断电路’，电路逻辑如下:如定义电平有效寄存器中‘1’为高电平有效，‘0’为低电平有效，则上电后‘电平匹配判断电路’将已采样信号与关键模式列表中的数据做对比。如当前采样数据为‘1,1,1,1,1,1,0’，则匹配成功。确认当前连接外部设备(咪表)为低电平信号，电平有效极性寄存器写入‘0’，供蓝牙数据预处理模块103处理时参考使用。需要说明的是，本实用新型在配备can/串口收发模块107下，本装置还可以通过can/串口收发模块107自适应判断模块104自适应判断条件(关键模式存储单元)信息。实施例3：当前本例在连接不同其他装置时(不同型号的咪表)，可能会出现某些信号没有连接的情况，比如某些型号咪表没有‘故障’输出信号，如果信号不连接的话，可能因为不是稳定信号，而随机采集到‘0’或‘1’的数据，为防止这些无用的随机信号对系统造成影响，本实用新型加入了蓝牙数据预处理模块103，对数据进行处理后，再送入蓝牙数据打包模块105。本实用新型的蓝牙数据预处理模块103包括预处理范式模块、预处理流程模块和之前提及的电平自适应判断模块104。仍然如前所述，假定当前7位数据为：比特位6543210名称故障送车支付往返夜间运营空车而当前连接的设备没有‘故障’一位。则蓝牙数据预处理模块103的预处理范式模块的数据位使能/屏蔽设定为(0,1,1,1,1,1,1)(0代表屏蔽，1代表使能)，预处理逻辑流程模块将首先将采样信号与数据位使能/屏蔽数据进行逐位与运算。如当前是空车状态，无论采样信号为‘0,0,0,0,0,0,1’或‘1,0,0,0,0,0,1’，在与‘0,1,1,1,1,1,1’逐位与运算之后，结果将均为‘0,0,0,0,0,0,1’。随后，蓝牙数据预处理模块103读取电平自适应判断模块104中的电平有效极性寄存器。对数据进行处理。同样以空车状态为例，如电平有效极性寄存器当前结果为‘1’(高电平有效)，则经过上述预处理范式的处理流程后的数据输出当前数据‘0,0,0,0,0,0,1’，如电平有效极性寄存器当前结果为‘0’(低电平有效)，则处理后的数据‘1,1,1,1,1,1,0’进行逐位取反处理，输出‘0,0,0,0,0,0,1’。总之，经过蓝牙数据预处理模块103处理之后，数据已经归一化为统一形式，并屏蔽了不稳定数据，方便后续处理。本例针对电平自适应判断模块104结果的处理是可配置的，亦可以是低电平有效不处理，高电平处理逐位取反；亦可以不处理，将极性结果传至后续模块处理。本实用新型在配备can/串口收发模块107的情况下，本装置还可以通过can/串口收发模块107向蓝牙数据预处理模块103更新预处理范式等信息。在被实施例中，该逻辑是以rtl语言编写，并通过原理图中的硬件cpld器件实现的，如图3中所示epm240f100c4器件，同时亦可以以其他cpld/fpga器件实施。该功能也可以以其他mcu、cpu、dsp或其他型号处理芯片以类似语言实现。其他模块与其他蓝牙装置类似，不再赘述。以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。当前第1页12