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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号CN213442400U(45)授权公告日2021.06.15(21)申请号202021808782.9(22)申请日2020.08.26(73)专利权人蘑菇车联信息科技有限公司地址100013北京市东城区北三环东路36号环球贸易中心B座6层(72)发明人冀英超　朱磊　邓志伟　张树民　(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人白淑君(51)Int.Cl.B60R16/023(2006.01)G06F13/42(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)实用新型名称串行接口扩展装置及车载设备、车辆(57)摘要本实用新型实施例提供一种串行接口扩展装置及车载设备、车辆，该装置包括：数据转发模块，与所述数据转发模块分别连接的车机接口、N个物理串行接口，所述N为正整数；N个所述物理串行接口分别与所述数据转发模块通信连接，用于连接外部传感设备；所述车机接口用于与车载设备的串行接口通信连接，其中所述车载设备设有与N个所述物理串行接口一一对应的虚拟串行接口；所述数据转发模块用于在对应的物理串行接口与虚拟串行接口之间转发数据，通过预设一一对应的物理串行接口和虚拟接口间进行数据转发，从而实现了数据通信，无需自定义协议进行通信，解决了车载设备串行接口少的缺陷，实现方便的串行接口扩展。CN213442400UCN213442400U权　利　要　求　书1/1页1.一种串行接口扩展装置，其特征在于，包括：数据转发模块，与所述数据转发模块分别连接的车机接口、N个物理串行接口，所述N为正整数；N个所述物理串行接口分别与所述数据转发模块通信连接，用于连接外部传感设备；所述车机接口用于与车载设备的串行接口通信连接，其中所述车载设备设有与N个所述物理串行接口一一对应的虚拟串行接口；所述数据转发模块用于在对应的物理串行接口与虚拟串行接口之间转发数据。2.根据权利要求1所述的串行接口扩展装置，其特征在于，所述物理串行接口包括：RS‑232标准串行接口，RS‑422串行接口，RS‑485串行接口中的一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的串行接口扩展装置，其特征在于，所述车机接口包括：USB type‑A公口，USB Type‑B公口，USB Type‑C公口中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的串行接口扩展装置，其特征在于，所述数据转发模块设有USB CDC协议单元；所述USB CDC协议单元用于通过所述车机接口与所述车载设备进行数据通信。5.根据权利要求1所述的串行接口扩展装置，其特征在于，所述数据转发模块包括：处理单元、复位单元和电源单元；所述处理单元用于在对应的物理串行接口与虚拟串行接口之间交换数据；所述复位单元与所述处理单元连接，用于将所述数据转发模块恢复到初始状态；所述电源单元分别与所述处理单元、所述复位单元以及N个所述物理串行接口电气连接，用于为所述处理单元、所述复位单元以及N个所述物理串行接口供电。6.根据权利要求5所述的串行接口扩展装置，其特征在于，所述处理单元包括：微处理器、微控制器或可编程逻辑器件。7.根据权利要求1所述的串行接口扩展装置，其特征在于，所述N为3。8.根据权利要求1至7任一项所述的串行接口扩展装置，其特征在于，N个所述物理串行接口通过第一数据线连接于装置主体；所述数据转发模块设于所述装置主体中；所述装置主体的一侧设置有第二数据线，所述第二数据线用于连接所述数据转发模块与所述车机接口。9.一种车载设备，其特征在于，设有如权利要求1至8任一项所述的串行接口扩展装置。10.一种车辆，其特征在于，设有如权利要求9所述的车载设备。2CN213442400U说　明　书1/4页串行接口扩展装置及车载设备、车辆技术领域[0001]本实用新型涉及车载设备技术领域，尤其涉及串行接口扩展装置及车载设备、车辆。背景技术[0002]现有车机采用的主处理器集成的串行接口模块较少，同时考虑车机外观设计，也无法引出太多的串行接口，当需要连接计价器、顶灯、面部识别、微波雷达等外部传感器时，无法满足同时连接的需求，为车机多功能性开发带来非常大的困惑。[0003]现有是通过USB连接串行接口扩展模块，自定义通信协议，实现不同串行接口数据的收发，达到扩展串行接口目的，应用开发人员需要根据自定义的协议进行数据通信，发送数据时进行编码，接收数据时需要解码，应用具有一定的局限性。实用新型内容[0004]本实用新型实施例提供一种串行接口扩展装置及车载设备、车辆，用以解决现有技术中车载设备串行接口少的缺陷，实现方便的串行接口扩展，无需自定义协议通信。[0005]一方面，本实用新型实施例提供一种串行接口扩展装置，包括：数据转发模块，与所述数据转发模块分别连接的车机接口、N个物理串行接口，所述N为正整数；[0006]N个所述物理串行接口分别与所述数据转发模块通信连接，用于连接外部传感设备；[0007]所述车机接口用于与车载设备的串行接口通信连接，其中所述车载设备设有与N个所述物理串行接口一一对应的虚拟串行接口；[0008]所述数据转发模块用于在对应的物理串行接口与虚拟串行接口之间转发数据。[0009]进一步地，所述物理串行接口包括：RS‑232标准串行接口， RS‑422串行接口，RS‑485串行接口中的一种或多种的组合。[0010]进一步地，所述车机接口包括：USB type‑A公口，USB Type‑B 公口，USB Type‑C公口中的一种或多种；[0011]相应地，所述车载设备上设有USB type‑A母口，USB Type‑B母口或USB Type‑C母口。[0012]进一步地，所述数据转发模块设有USB CDC协议单元；[0013]所述USB CDC协议单元用于通过所述车机接口与所述车载设备进行数据通信，在所述车载设备进行串行接口枚举时虚拟出N个对应的虚拟串行接口，并通过USB设备描述符里的接口序号区分。[0014]进一步地，所述数据转发模块包括：处理单元、复位单元、电源单元；[0015]所述处理单元用于在对应的物理串行接口与虚拟串行接口之间交换数据；[0016]所述复位单元与所述处理单元连接，用于将所述数据转发模块恢复到初始状态；[0017]所述电源单元分别与所述处理单元、所述复位单元以及N个所述物理串行接口电3CN213442400U说　明　书2/4页气连接，用于为所述处理单元、所述复位单元以及 N个所述物理串行接口供电。[0018]进一步地，所述处理单元包括：微处理器、微控制器或可编程逻辑器件。[0019]进一步地，所述N为3。[0020]进一步地，N个所述物理串行接口通过第一数据线连接于装置主体；[0021]所述数据转发模块设于所述装置主体中；[0022]所述装置主体的一侧设置有第二数据线，所述第二数据线用于连接所述数据转发模块与所述车机接口。[0023]另一方面，本实用新型实施例提供一种车载设备，设有上述任一种所述的串行接口扩展装置。[0024]本实用新型实施例还提供一种车辆，设有上述任一种车载设备。[0025]本实用新型实施例提供的一种串行接口扩展装置及车载设备、车辆，通过设置好的一一对应的物理串行接口和虚拟接口间进行数据转发，从而实现了数据通信，无需外界设备自定义协议进行通信，解决了车载设备串行接口少的缺陷，实现方便的串行接口扩展。附图说明[0026]为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。[0027]图1为本实用新型实施例提供一种串行接口扩展装置的组成示意图；[0028]图2为本实用新型实施例提供一种串行接口扩展装置与车载设备通信示意图；[0029]图3为本实用新型实施例提供一种串行接口扩展装置的外形示意图。[0030]附图标记：[0031]数据转发模块110，车机接口120、物理串行接口130，第1物理串行接口131，第2物理串行接口132，第N物理串行接口13N，车载设备140，第1虚拟串行接口141，第2虚拟串行接口142，第N 虚拟串行接口14N，指示灯101，第一数据线102，第二数据线121。具体实施方式[0032]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0033]下面结合图1‑图3描述本实用新型实施例的一种串行接口扩展装置。图1为本实用新型实施例提供一种串行接口扩展装置的电路组成示意图；图2为本实用新型实施例提供一种串行接口扩展装置与车载设备通信示意图；图3为本实用新型实施例提供一种串行接口扩展装置的外形示意图。[0034]在本实用新型具体实施方式中，本实用新型实施例提供一种串行接口扩展装置，包括：数据转发模块110，与所述数据转发模块110 连接的车机接口120、N个物理串行接口4CN213442400U说　明　书3/4页130，所述N为正整数；N 个所述物理串行接口130分别与所述数据转发模块110通信连接，用于连接外部传感设备；所述车机接口120用于连接车载设备140的串行接口通信连接，其中所述车载设备140设有与N个所述物理串行接口一一对应的虚拟串行接口；所述数据转发模块110用于在对应的物理串行接口与虚拟串行接口之间转发数据。[0035]具体地，如图1、2所示，物理串行接口130包括第1物理串行接口131、第2物理串行接口132……第N物理串行接口13N，相应地车载设备140上也设置有第1虚拟串行接口141、第2虚拟串行接口142……第N虚拟串行接口14N。其中各自存在对应关系，第1物理串行接口131对应第1虚拟串行接口142，第2物理串行接口132 对应第2虚拟串行接口142，第N物理串行接口13N对应第N虚拟串行接口14N。[0036]数据转发模块110负责物理串行接口与虚拟串行接口之间的数据映射转发。当数据转发模块110收到车机接口120发送的数据时，根据虚拟串行接口的序号，将数据转发至对应的物理串行接口。例如，车机应用操作第1虚拟串行接口141发送数据，车机接口收到的数据的接口序号为1，USB模块将数据转发至数据转发模块110，数据转发模块110根据接口序号1，将数据转发至第1物理串行接口131，完成数据发送。当数据转发模块110收到物理串行接口发送的数据时，根据物理串行接口序号，将数据转发至对应的接口序号的虚拟串行接口。例如，第1物理串行接口131收到外部设备发送的数据，第1物理串行接口131将数据转发至数据转发模块110，数据转发模块110 根据第1物理串行接口131将数据转发至接口序号为1的车机接口 120上，车机接口120将数据转发至对应的第1虚拟串行接口141，完成数据接收。[0037]具体地，在应用中，由于车载设备140上需要连接的外界设备多样，因此可以将物理串行接口设置为包括：RS‑232标准串行接口， RS‑422串行接口，RS‑485串行接口中的一种或多种的组合。当然，也可以是其他的接口类型，这里不一一枚举。[0038]而对于车机接口120，可以使用常见的车载设备140上兼容的接口，例如USB type‑A公口，USB Type‑B公口，USB Type‑C公口中的一种或多种；相应地，所述车载设备140上设有USB type‑A母口， USB Type‑B母口或USB Type‑C母口。当然，也可以使用其他的接口，这里不做限定。[0039]进一步地，在所述数据转发模块110设有USB CDC (Communication Device Class)协议单元；USB CDC协议单元用于与所述车载设备140进行数据通信，在所述车载设备140进行串行接口枚举时虚拟出N个对应的虚拟串行接口，并通过USB设备描述符里的接口序号区分。[0040]数据转发模块110可以包括：处理单元、复位单元、电源单元；所述处理单元用于在对应的物理串行接口与虚拟串行接口之间交换数据；所述复位单元与所述处理单元连接，用于将所述数据转发模块 110恢复到初始状态；所述电源单元分别与所述处理单元、所述复位单元以及N个所述物理串行接口电气连接，用于为所述处理单元、所述复位单元以及N个所述物理串行接口供电。物理串行接口也需要供电，都是使用该电源进行供电。具体处理单元可以是微处理器、微控制器或可编程逻辑器件中的一种，当然也可以使用其他形式的处理单元。[0041]对于电源单元，可以将电源单元设置为包括：电源控制子单元、可充电电池、充电接口；所述可充电电池与所述充电接口连接；所述电源控制子单元的两端分别于所述可充5CN213442400U说　明　书4/4页电电池、所述充电接口连接，用于控制所述充电接口的通断。当然，还可以设置太阳能电池板，该太阳能电池板与可充电电池电气连接，从而可以在阳光照射的情况下为可充电电池充电。[0042]请参考图3，图3中N个所述物理串行接口130通过第一数据线 102连接于装置主体；所述数据转发模块110设于所述装置主体中；所述外壳的一侧设置有第二数据线121，所述第二数据线121用于连接所述数据转发模块110与所述车机接口120，而且还可以设置指示灯101用于指示数据转发模块110的工作状态。[0043]本实用新型实施例提供的一种串行接口扩展装置及车载设备，通过设置好的一一对应的物理串行接口和虚拟接口间进行数据转发，从而实现了数据通信，无需自定义协议进行通信，解决了车载设备串行接口少的缺陷，实现方便的串行接口扩展。[0044]在本实用新型又一具体实施方式中，本实用新型实施例提供一种车载设备，其设有上述任一种实施例中所述的串行接口扩展装置。[0045]具体地，车载设备可以是汽车内的触摸显示屏，也可以是行车仪等，由于车载的特殊性，车载显示器除了播放节目外往往还具有其他功能。比如连接后视雷达后可以在倒车时自动显示汽车背后的景物，方便倒车；此外还可能带有小音箱、小照明灯等其他附加功能。由于汽车内空间比较狭小，汽车在移动中所处的环境变化比较多，因此车载显示设备还可能带有自动背光调节、防眩目、自动角度调节等功能，以适应汽车的特殊性。[0046]当车载设备为车载显示设备时，车载显示设备通常是液晶显示屏，这是因为液晶屏的体积比较小，便于安装，可以安装到仪盘附近、车顶、座椅靠背后，甚至安装在遮阳板上，方便在各种情况下使用。此外，车载显示设备往往还集成了其他功能，比如带有简单的功放、电视接收功能、音频输出等，种类和功能比电视或者计算机显示器更繁多。[0047]在这些车载设备上可以连接本实用新型实施例中提供的串行接口扩展装置，从而可以连接更多的传感设备或其他电子设备，实现更多样化的功能。[0048]本实用新型实施例还提供一种车辆，设有上述任一种实施例中的车载设备。[0049]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。6CN213442400U说　明　书　附　图1/2页图1图27CN213442400U说　明　书　附　图2/2页图38