一种边缘计算网关、车辆及空调控制系统的制作方法

1.本实用新型实施例涉及空调控制技术领域，尤其涉及一种边缘计算网关、车辆及空调控制系统。


背景技术：

2.随着空调控制技术领域的不断发展，对不同应用场景下控制车载空调的要求也不断提高。如，在公交车或大巴车等载客车辆上的空调，若由驾驶员在进入车辆时开启，在空调刚开启后的一段时间内，车辆内部的温度还未达到设定温度，可能会影响乘客体验；若空调以设定温度运行一整天，一天中各个时间段气温也不一样，一方面可能会影响乘客体验，另一方面能耗过大，不绿色环保。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种边缘计算网关、车辆及空调控制系统，能够通过边缘计算网关对车载空调进行控制，使车载空调的控制更加智能化。
4.第一方面，本实用新型实施例提供了一种边缘计算网关，包括：
5.控制器电路和接口电路，所述控制器电路与接口电路连接；
6.所述控制器电路获取空调控制指令，将经由所述控制器电路解析后的空调控制指令传输至所述接口电路；
7.所述接口电路与空调系统连接，所述接口电路用于将所述解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至所述空调系统。
8.第二方面，本实用新型实施例提供了一种车辆，包括如第一方面所述的边缘计算网关和空调系统；所述边缘计算网关用于控制所述空调系统内空调的工作状态。
9.第三方面，本实用新型实施例提供了一种空调控制系统，包括如第一方面所述的边缘计算网关、如第二方面所述的车辆和控制设备，所述车辆内包括有空调系统，所述控制设备端向所述边缘计算网关传输空调控制指令，所述边缘计算网关用于控制所述车辆内的空调系统。
10.本实用新型实施例的技术方案，通过控制器电路获取空调控制指令，并将解析后的空调控制指令传输至接口电路，接口电路可以将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统，使车载空调的控制更加智能化。
11.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实
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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1是根据本实用新型实施例一提供的一种边缘计算网关的结构示意图；
14.图2是根据本实用新型实施例二提供的一种边缘计算网关的结构示意图；
15.图3是根据本实用新型实施例二提供的一种mcu控制器电路的示意图；
16.图4是根据本实用新型实施例二提供的一种can收发电路的示意图；
17.图5是根据本实用新型实施例三提供的一种车辆的结构示意图；
18.图6是根据本实用新型实施例四提供的一种空调控制系统的结构示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
20.此外，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下述各实施例中，每个实施例中同时提供了可选特征和示例，实施例中记载的各个特征可进行组合，形成多个可选方案。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。例如，“上”和“下”是沿纸面的页眉和页脚方向而设定的；“左”和“右”是面向纸面的方向而设定的，“前”是垂直于纸面且从纸背向纸面方向；“后”是垂直于纸面且从纸面向纸背方向。这种设定仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征或技术方案只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
22.实施例一
23.图1是根据本实用新型实施例一提供的一种边缘计算网关的结构示意图，本实施例可适用于对车载空调进行控制的情况，该边缘计算网关可以设置在由本实用新型实施例提供的车辆上。
24.如图1所示，本实用新型实施例一提供的一种边缘计算网关10，包括：
25.控制器电路11和接口电路12，控制器电路11与接口电路12连接；
26.控制器电路11获取空调控制指令，将经由控制器电路11解析后的空调控制指令传输至接口电路12；
27.接口电路12与空调系统连接，接口电路12用于将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统。
28.控制器电路11与接口电路12连接的方式不作限定，只要能够使控制器电路11与接口电路12之间进行数据传输即可，如可以通过总线连接。
29.空调控制指令可以是指控制空调的指令，通过空调控制指令可以控制空调开启、空调关闭或配置空调的运行模式，如制冷或制热模式，通过空调控制指令还可以使空调在设定时间段内开启，或设置空调在设定时间段内的运行温度，具体可以根据实际需要选取设定时间段或运行温度。
30.控制器电路11获取空调控制指令的方式不作限定，只要能够使控制器电路11获取空调控制指令即可，如可以是控制器电路11通过控制设备获取空调控制指令。其中，控制设备可以是云服务器，在控制设备中可以根据实际需要设定空调控制指令，控制设备可以与控制器电路11通过总线连接，并将设定好的空调控制指令传输至控制器电路11，使控制器电路11可以获取空调控制指令。
31.控制器电路11中可以有微控制单元(microcontroller unit，mcu)，mcu可以完成数据处理、数据传输或解析指令等，通过控制器电路11可以对空调控制指令进行解析。
32.控制器电路11将解析后的空调控制指令传输至接口电路12的方式不作限定，只要能够将空调控制指令传输至接口电路12即可。如，控制器电路11与接口电路12通过总线连接，并通过总线将空调控制指令传输至接口电路12；又如，控制器电路11通过串口将空调控制指令传输至接口电路12。
33.接口电路12可以将控制器电路11传输的解析后的空调控制指令转换为报文信息，其中，报文信息中可以有解析后的空调控制指令对应的报文，报文可以是网络中交换与传输的数据单元，包含了将要传输的完整的数据信息。
34.空调系统可以是车辆内部的空调系统，通过空调系统可以对车辆内部的空气进行制冷、加热、换气或空气净化等，同时可以使实现空调开启或关闭等操作，进而可以为车辆内部提供舒适的环境。
35.接口电路12与空调系统连接的方式不作限定，只要能够使接口电路12与空调系统连接即可，如可以通过总线连接。
36.接口电路12可以用于将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统。将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统的方式不作限定，只要能够将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统即可。如，使接口电路12与空调系统通过总线连接，通过总线将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统。
37.通过接口电路12将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统，可以使空调系统根据空调控制指令作出相应的操作，如制冷、制热、开启空调或关闭空调等。
38.本实用新型实施例的技术方案，通过控制器电路获取空调控制指令，并将解析后的空调控制指令传输至接口电路，接口电路可以将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统，进而实现了对空调的控制。同时空调控制指令可以根据实际需要设定，根据空调控制指令对空调进行控制，可以使车载空调的控制更加智能化。
39.实施例二
40.图2是根据本实用新型实施例二提供的一种边缘计算网关的结构示意图，本实施例是在上述实施例一的基础上，对接口电路12的结构进一步地细化。
41.如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中的接口电路12可以包括：控制器局域网络can收发电路121。
42.在本实用新型实施例中，can收发电路121，包括：
43.can收发器单元1211和共模电感1212，共模电感1212分别与can收发器单元1211的输出端和空调系统连接。
44.can收发电路121可以将控制器电路11传输的解析后的空调控制指令转换为报文信息，并将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统。
45.can收发电路121可以包括can收发器单元1211和共模电感1212。
46.其中，can收发器单元1211可以接收控制器电路11输出的信号，并将控制器电路11输出的信号转换为差分信号，通过can收发器单元1211可以实现差分信号的发送和接收；同时can收发器单元1211也可以向控制器电路11发送信号，实现can收发器单元1211与控制器电路11之间的通信。通过can收发器单元1211与控制器电路11之间的通信，可以使can收发器单元1211能够获取控制器电路11传输的解析后的空调控制指令，并将其转换为对应的报文信息，进而通过共模电感1212传输至空调系统。
47.共模电感1212可以滤除can总线上的共模干扰，并对can收发器单元1211起到保护作用。其中，共模干扰可以是指干扰电压在信号线及其回线(一般称为信号地线)上的幅度相同，这里的电压以附近任何一个物体(大地、金属机箱、参考地线板等)为参考电位，干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的回路中流动。消除共模干扰可以保护边缘计算网关中与can总线连接的元器件。
48.共模电感1212分别与can收发器单元1211的输出端和空调系统连接的方式不作限定，只要能够使共模电感1212分别与can收发器单元1211的输出端和空调系统连接即可，如通过总线连接。
49.can收发器单元1211的输出端和共模电感1212连接，共模电感1212再与空调系统连接，使空调系统可以获取解析后的空调控制指令对应的报文信息，进而以使空调系统根据空调控制指令作出相应的操作。
50.在一个实施例中，can收发器单元1211内can收发器的模式控制引脚与地连接，以将can收发电路设置为常开模式。
51.can收发器单元1211内可以有can收发器，can收发器可以是一个高速低功耗收发芯片。将can收发器的模式控制引脚与地连接，可以将can收发电路121设置为常开模式，进而使can收发电路121可以不断地接收控制器电路11传输的解析后的空调控制指令，并将其转换为报文信息，再不断将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统。
52.在一个实施例中，共模电感1212与用于空调系统的空调控制外设连接。
53.空调控制外设可以是空调系统中控制车载空调的外设，通过空调控制外设可以实现对空调的控制。
54.共模电感1212与空调控制外设连接的方式不作限定，只要能够使共模电感1212与空调控制外设连接即可，如可以通过总线连接。
55.通过共模电感1212与空调控制外设连接，可以使空调外设能够获取can收发电路121解析后的空调控制指令对应的报文信息，使空调控制外设可以根据报文信息对空调进行控制。
56.在一个实施例中，can收发电路121还包括：防护器件，
57.共模电感1212经由防护器件连接至空调控制外设。
58.防护器件可以对can收发电路121起到静电保护以及浪涌保护作用，共模电感1212经由防护器件连接至空调控制外设，可以使空调控制外设能够接收到完整的报文信息，而不受外界环境的干扰。
59.在一个实施例中，防护器件包括：瞬变电压抑制二极管。
60.其中，瞬变电压抑制二极管可以用于保护can等诸多总线免受静电放电和其它过
压瞬变造成的线路损坏，通过瞬变电压抑制二极管可以对can收发电路121起到更好的保护作用。
61.本实用新型实施例的技术方案，通过将接口电路所包括的can收发电路分为can收发器单元和共模电感，can收发器单元可以与控制器电路进行通信，接收控制器电路传输的解析后的空调控制指令，并将其转换为对应的报文信息，再将报文信息通过共模电感传输至空调系统的空调控制外设，使空调控制外设实现对空调的控制，使车载空调的控制更加智能化。
62.以下对本实用新型实施例进行示例性说明：
63.本实用新型实施例提出了一种具备远程控制车载空调的第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technology，5g)边缘计算网关，通过云端(即控制设备)可以远程控制车载空调的开关，运营前半个小时云端控制空调开启，让车辆提前营造舒适的温度环境；通过云端可以远程下发空调运营配置表，配置各个时间段空调的运行模式，达到车内温度自动控制，减少了空调的人为操作。
64.该边缘计算网关可以包括：mcu控制器电路(即控制器电路)和can收发电路(即接口电路所包括的can收发电路)。
65.mcu控制器电路获取空调控制指令，将经由mcu控制器电路解析后的空调控制指令传输至can收发电路；can收发电路与空调系统连接，can收发电路用于将解析后的空调控制指令对应的报文信息传输至空调系统。
66.图3是根据本实用新型实施例二提供的一种mcu控制器电路的示意图，如图3所示，mcu控制器电路采用32位的mcu控制器。mcu的pa15、pb3、pb4、pb5、pb8、pb9引脚形成串行外设接口(serial peripheral interface，spi)，mcu接口通过spi接口与通信模块进行数据通信，进而和云端进行通信，其中，通信模块可以与云端进行通信，如通过无线通信技术与云端进行通信等。mcu的pb12、pb13引脚输出can晶体管-晶体管逻辑电平(transistor transistor logic，ttl)电平信号连接到can收发电路。通过云端发出控制指令(即空调控制指令)给mcu控制器电路，mcu控制器电路经过处理后将控制指令通过can通信串口发给can收发电路，进而转换成can总线报文信息，然后传给空调控制器(即空调系统)，从而达到控制车上空调效果。
67.图4是根据本实用新型实施例二提供的一种can收发电路的示意图，如图4所示，使用高速低功耗收发芯片作为can收发器(即can收发器单元内的can收发器)，芯片的第8脚接地设为常开模式，芯片第1、4引脚连接mcu的can通信串口信号(can1_tx/can1_rx)，电平为ttl。ttl电平通过can收发器转换成can差分信号canh1/canl1。can差分信号经过一个共模电感l25，滤除can总线上的共模干扰，保护can收发器。d25为can总线专用瞬变电压抑制二极管，是can收发电路的防护器件，起到静电保护以及浪涌保护作用。经过l25和d25再输出的can差分信号连接到车上的空调外设(即空调控制外设)，实现控制空调功能。
68.5g边缘计算网关上电后，可以与云端建立连接，云端就可以下发远程控制指令(即空调控制指令)，5g边缘计算网关收到指令后会对指令进行解析，指令包括空调开、空调关、配置空调运行模式(比如可以定期、定时对空调执行的操作，完全可以由车辆管理人员配置)等，解析完指令后，将解析后的指令通过can总线发送给空调系统，空调系统通过can总线收到其指令后，执行对应的命令，从而达到云端远程控制空调的目的。
69.本实用新型实施例可以通过5g边缘计算网关与云端建立连接，并通过云端下发的空调控制指令控制车载空调进行远程开机、关机等操作；能通过云端对车载空调进行远程配置运行模式；提前为车辆的运营营造了舒适的温度环境；车内温度自动控制，减少了能源消耗。
70.实施例三
71.图5是根据本实用新型实施例三提供的一种车辆的结构示意图，如图5所示，车辆20包括：边缘计算网关10和空调系统21；边缘计算网关10用于控制空调系统21内空调的工作状态。
72.对车辆20的具体类型不作限定，如可以是机动车、非机动车等，只要能够在车辆20中设置边缘计算网关10和空调系统21即可。
73.车辆20所包括的边缘计算网关10可以获取空调控制指令，并将获取到的空调控制指令进行解析，然后转换为解析后的空调控制指令对应的报文信息，再将报文信息传输至空调系统21，可以使空调系统21根据获取到的解析后的空调控制指令对应的报文信息，对空调系统21内的空调进行控制。
74.本实用新型实施例通过在车辆上设置边缘计算网关和空调系统，可以使车辆中边缘计算网关通过将空调控制指令解析，并转换为报文信息后传输至空调系统，使空调系统可以通过报文信息控制空调。通过空调控制指令可以实现对空调的远程控制，同时还可以设定空调不同的工作状态，为车辆的运行营造了舒适的温度环境。
75.实施例四
76.图6是根据本实用新型实施例四提供的一种空调控制系统的结构示意图，如图6所示，空调控制系统30包括：边缘计算网关10、车辆20和控制设备31，车辆20内包括有空调系统21，控制设备31向边缘计算网关10传输空调控制指令，边缘计算网关10用于控制车辆20内的空调系统21。
77.在一个实施例中，控制设备31为云服务器。
78.在控制设备31中可以根据实际需要设定空调控制指令，控制设备31可以与边缘计算网关10通过总线连接，并将设定好的空调控制指令传输至边缘计算网关10，使边缘计算网关10可以获取空调控制指令。
79.边缘计算网关10获取到空调控制指令后，可以将其解析并转换为解析后的空调控制指令对应的报文信息，再将报文信息传输至空调系统21，可以使空调系统21根据获取到的解析后的空调控制指令对应的报文信息，对空调系统21内的空调进行控制。
80.本实用新型实施例提供的空调控制系统，通过控制设备下发空调控制指令，边缘计算网关接收控制设备下发的边缘计算指令后，进行解析并转换为对应的报文信息，再将报文信息传输至空调系统，实现了对车载空调的远程控制。
81.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。