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。
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
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 |