车载终端设备VU4004

本文档对东南超算科技有限公司(以下简称东南超算)研发的车载终 端设备 VU4004 产品的功能、接口、特性进行介绍,旨在为产品使用者提供参考。

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缩写术语

表格 1 缩写术语

缩略词

英文释义

中文释义

APP

Application

应用软件

GNSS

Global Navigation Satellite System

全球导航卫星系统

HSM

Hardware Security Module

硬件安全模块

OBU

On Board Unit

车载单元

OMC

Operation and Maintenance Center

操作维护中心

RSU

Road Side Unit

路侧单元

RTK

Real-Time Kinematic

实时动态

 

产品概述

东南超算致力于开展拥有中国自主知识产权的 C-V2X(包括现阶段 LTE- V2X 以及后续 NR-V2X)技术研究和产品开发,拥有车路协同解决方案设计/交 付能力;拥有完整的端到端产品集合,产品涵盖基于自研芯片的系列模组、车 载终端(OBU)、路侧终端(RSU)、C-V2X 业务云、C-V2X 运维云、C-V2X 安全认证解决方案等。

C-V2X 是基于蜂窝的 V2X 技术(Cellular V2X),是业内公司在 5GAA 提 出的一个术语,用于区分 DSRC,该术语从概念上讲包含了 LTE-V2X  和 NR- V2X。

C-V2X 系统包含两种通信接口:

Uu 口是以运营商基站为中心的空口通信,实现 V2N 连接。典型特征是 大带宽连接互联网,实现广域的联网需求。当前阶段主要是 4G/5G 的  空口;

PC5 口是设备到设备的直接通信,该模式下不需要运营商的网络覆盖即 可实现自组网通信,典型特征是自组网、低时延,主要用于传输安全类 消息;当前阶段主要是 LTE-V2X 的空口。

 

图 1 C-V2X 系统架构

OBU 是 C-V2X 系统的车载单元,通过无线 Uu  口连接云控中心和操作维护 中心。OBU 通过 PC5  口与 RSU 以及其他车辆实时通信,实现智能网联类应用。

RSU 是 C-V2X 系统的路侧单元,通过无线 Uu  口或者有线接口连接云控中 心和操作维护中心。RSU 通过路侧感知设备实时获取道路信息,由 PC5 口发送 给道路车辆 OBU 设备。

业务云实现 C-V2X 系统业务管理,数据分析与呈现,可以提供设备、交通 对象、道路状况监控及管理。

运维云实现 C-V2X 系统设备的远程管理、升级等。

VU4004 产品是基于 C-V2X 技术开发的车载终端通信设备,该产品具备

LTE-V2X PC5 和 4G Uu 双模通信能力,PC5 符合 3GPP R14 LTE-V2X 协议规  范,能够实现 OBU 与OBU/RSU 之间直接通信和基于蜂窝网的通信,可满足智 能网联汽车多样化业务的通信需求。

VU4004 产品的外观如图 2 所示。

图 2 VU4004 OBU 产品外观图

主要特点

VU4004  产 品主要面 向后装车辆 市场 , 安装便捷 ,接 口满 足车辆要 求,支持信息安全 以及车道级定位功 能, 产品 的主要特 点如下:

√ 自研芯片和模组

■ 采用大唐自研芯片 ,内置 4  核 A7  处理器,支持 All-in-one  设 计; 采用 C-V2X  自研车规级模组。

√ 满足车规要求

■ 启动快、小 尺寸、低 功耗、高可靠、抗振动 ;支持便捷安装, 支 持多种天线形态及 安装方式,可支持 天线放置在车内; 满足车 辆规范的集成接口。

√ 支持最新协议标准

■ 支持 PC5 Mode4 直连通信,支持 3GPP Release  14;

■ 支持 4G LTE 全频段;

■ 支持 国 内最新标准 的 V2X  协议 ,支持 中 国汽车工程学会 V2X 应用层消 息集( T/CSAE-53 2017), 以及 CCSA 《基于 LTE 的车 联网无线通信技术 消息层技术要求(报批稿)》;

■ 与主流厂家 OBU/RSU 设备完成四跨、三跨互通测试。

√ 支持无 GNSS 场景

■ 在隧道、地下车库等无 GNSS  信 号场 景 下 ,支持 RSU  和 OBU 之间的 PC5  空 口 同步 , 实现 RSU 和 OBU  的通信 以及 OBU  定 位功能。

√ 高精度定位+惯导

■ 支持 BeiDou 、GPS 等多模 RTK 高精度 定位 ;支持 IMU 惯 导算 法。

√ 高性能国密安全方案

■ 支持高性能 HSM 芯片,支持 国密算法 与 国 际商用密码算法。

√ 车载应用以及二次开发

■ 支持车载端应用( 17 种场景 ,其 中汽车近场支付 需要和 结算系 统对接);

■ 基于自研 V2X 模组 ,提供 OBU V2X SDK 开发包,支持二次开 发。

√ 运维便捷

■ 支持近端操作维护 与远程集中运维。

 

产品规格

表格 2 VU4004 产品技术规格

产品规格

说明

物理规格

主机尺寸:150mm×105mm×32mm 重量(不含天线):≤500g

 

通信制式

4G Cell

LTE-V2X PC5

WLAN 802.11 b/g/n

 

 

 

 

 

支持最新协议 标准

PC5 :支持 3GPP Release  14 PC5 直连通信

4G  LTE :支持 3GPP Release  10  LTE-TDD 和 LTE - FDD;

V2X 协议:支持 国 内最新标准,支持 中 国汽车工程 学会 V2X  应用层消 息集(T/CSAE-53 2017),以及 CCSA 《基于 LTE  的车联网无线通信技术 消息层 技术要求(报批稿)》

互联互通: 与主流厂家 OBU/RSU 设备完成 四 跨、三跨互通测试

定位与同步方式

BeiDou/GPS/GLONASS/Galileo 高精度定位+IMU PP1S+TOD(外同步接口)

 

无 GNSS 场景

在隧道、地下车库等无 GNSS 信号场景下,支持 RSU 和 OBU 之间的 PC5 空口同步,实现 RSU 和 OBU 的通信 以及 OBU 定位功能

 

 

 

PC5 通信指标

自研芯片和模组:采用大唐自研芯片,内置 4 核 A7 处 理器,支持 All-in-one 设计;采用 C-V2X 自研车规级模 组

工作频段:5905-5925MHz

工作带宽:10 MHz /20MHz

发送功率:最大 23±2dBm

天线数:2

 

 

车载安全应用

支持车载端应用(17 种场景,其中汽车近场支付需要和 结算系统对接);

基于自研 V2X 模组,提供 OBU V2X SDK 开发包,支持 二次开发。

 

安全

支持高性能 HSM 芯片 ,支持 国密算法 与 国 际商用 密码算法。

运维便捷

支持近端操作维护 与远程集中运维

对外接口

USB OTG/ETH/CAN×2/RS232

供电方式

DC 9~36V

整机功耗

≤10W

储存温度

-40°C ~ +85°C

工作温湿度

-40°C ~ +85°C ,5%~95% RH 相对湿度(无冷凝)

安装方式

螺钉安装、胶粘方式

其他

支持 WIFI 方式连接人机交互平板终端

 

外形

图 3 VU4004 正面

图 4 VU4004 Top 视图

图 5 VU4004 Bottom 视图

图 6 VU4004 正面接口图

图 7VU4004 侧面接口图

 

接口

 

图 8 VU4004 产品接口

接口说明如表格 3 所示。

表格 3 VU4004 产品接口

编号

接口说明

详细说明

1

电源接口

DC9~DC36V 电源输入,包含 IG ON 点火信号

2

PIN 接口

包含 100Mbps ETH/CAN/RS232/GPIOs 等

3

USB 接口

USB OTG 2.0 接口

4

V2X 天线

V2X 主天线接口,TX/RX

5

GNSS 天线

GPS/BD 天线接口

6

V2X 天线

V2X 分集天线接口,RX

7

指示灯

包含 RUN/GNSS/ALM 状态指示

a

Restore

恢复出厂设置按钮

b

On/Off

开关机按钮

c

Nano SIM

SIM 卡插槽

 

LTE-V2X 天线

表格 4 V2X 天线指标

电气指标

V2X PCB天线

频率范围(MHz)

5855MHz-5925MHz

极化方式

垂直

增益(dBi)

6±1dB

输入阻抗(Ω)

50

电压驻波比

≤2

尺寸-mm

61.2×57.7×13

接头类型

Fakra-Z

工作温度-℃

-40~+85

天线罩颜色

白色

 

GNSS 天线

表格 5 GNSS 天线指标

电气指标

高精度GNSS天线

频率范围(MHz)

1575.42±5 MHz&1561.098±5 MHz

极化方式

右旋圆极化

增益(dBi)

30±2dBi

输入阻抗(Ω)

50

供电电压

3V~5.5V

电压驻波比

≤2

尺寸(mm)

Φ110×105mm

接头类型

FAKRA-C

工作温度(℃)

-40~+85

天线罩颜色

黑色