基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統的製作方法
2023-10-09 12:58:09
基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，包括液力緩速器、下位機和上位機；所述液力緩速器上設有連接所述下位機的油溫傳感器、水溫傳感器、壓力傳感器和手控/腳控檔位開關；所述下位機連接汽車CAN總線；上位機上設有第一藍牙模塊，下位機上設有第二藍牙模塊，上位機和下位機通過第一藍牙模塊和第二藍牙模塊進行通信。本發明用於對車輛和緩速器的狀態進行在線實時監控，其通過對液力緩速器控制器產品產生的數據進行實時監控實現，同時可以實現實時數據採集顯示、在線調試、故障診斷等多種功能，此監控系統具有成本低、方便快捷、可靠性高、並對技術人員的要求降低等多個優點，同時也引導了移動終端和汽車電子綜合應用的方向。
【專利說明】基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及液力緩速器【技術領域】，特別涉及一種液力緩速器監控系統。
【【背景技術】】
[0002]現有液力緩速器監控系統中，試驗數據的採集和監控主要採用CAN採集工具採集緩速器控制器和車輛CAN總線上的數據並和電腦連接。這種方法雖然簡單易行，但存在很多缺點:1、經常在工程人員跟車試驗時，工程人員必須拆除車輛裝線面板，將安裝整理好的緩速器的車輛線路拆開，將自製16針轉接線引出車輛的CAN總線接頭才能進行在線監控，增加故障點；2、工程人員自帶電腦外加接線，過程相對比較複雜，對工程人員的技術要求提高，並且個人電腦相對體積較大，攜帶不是很方便；3、汽車上必須外接逆變器才能對手持電腦進行充電，手持電腦的耗電量也相對較大。
【
【發明內容】
】
[0003]本發明的目的在於提供一種基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，以解決上述技術問題。
[0004]為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
[0005]一種基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，包括液力緩速器、下位機和上位機；所述液力緩速器上設有連接所述下位機的油溫傳感器、水溫傳感器、壓力傳感器和手控/腳控檔位開關；所述下位機連接汽車CAN總線；上位機上設有第一藍牙模塊，下位機上設有第二藍牙模塊，上位機和下位機通過第一藍牙模塊和第二藍牙模塊進行通信。
[0006]本發明進一步的改進在於:上位機還包括人機互動界面、數據監控模塊、存儲器和數據回顯模塊；`
[0007]數據監控模塊，用於向下位機發送監測指令，並將解析的下位機發送的液力緩速器和車輛工作的各種數據存儲在存儲器中，同時以圖像的形式直觀地顯示在人機互動界面上；
[0008]數據回顯模塊，用於讀取存儲器中以前記錄的液力緩速器或車輛數據文件，以圖像曲線的形式在人機互動界面上顯示。
[0009]本發明進一步的改進在於:上位機還包括參數調試模塊和故障診斷模塊；
[0010]參數調試模塊，用於通過上位機人機互動界面修改下位機參數；參數調試時，上位機首先向下位機發送調試指令，下位機接收解析後響應參數進行修改並向上位機發送修改成功消息，從而完成緩速器工作參數的調試；
[0011]故障診斷模塊，用於通過實時監測到的數據進行分析，判斷車輛或者緩速器是否處於異常工作狀態，然後以警示的方式告知操作人員車輛異常。
[0012]本發明進一步的改進在於:所述故障診斷模塊還用於通過上位機向下位機發送故障診斷指令，下位機將診斷故障碼發回給上位機，完成在線診斷控制器的故障信息。
[0013]本發明進一步的改進在於:下位機包括濾波電路、A/D採樣電路、控制單元和驅動電路；濾波電路的輸出端通過A/D採樣電路連接控制單元，控制單元通過脈衝接口連接驅動電路，通過串口連接第二藍牙模塊；
[0014]下位機通過濾波電路和高低電平信號I/O接口連接油溫傳感器、水溫傳感器、壓力傳感器和手控/腳控檔位開關，用於採集液力緩速器的油溫信號、水溫信號、控制閥壓力信號和緩速器手柄或腳控的檔位信號；
[0015]下位機的控制單元連接整車的CAN總線，用於採集車輛的車速、發動機轉速、發動機水溫、ABS狀態信息。
[0016]本發明進一步的改進在於:所述人機互動界面上設有若干按鈕，通過觸控所述若干按鈕調用對應的數據監控模塊、數據回顯模塊、參數調試模塊和故障診斷模塊。
[0017]本發明進一步的改進在於:所述下位機為液力緩速器控制器，所述上位機為安卓智慧型手機。
[0018]相對於現有技術，本發明具有以下有益效果:
[0019]1)不用外接線路或者修改車輛線束連接即可進行緩速器的在線監測，簡單易行。同時克服了原始需要改接線的麻煩，並減少了故障點，降低了對監測人員的技術要求。
[0020]2) Android移動終端體積小、成本低，攜帶方便，且大多自帶藍牙模塊不用在上位機進行硬體改造。
[0021 ] 3 )藍牙連接成本低、較其他短距無線連接可靠方便、且可以實現一對多連接，這對以後項目開發也是一個優勢。
[0022]4) Android系統是開源系統，發展飛速，以後發展潛力很大，為以後項目開發提供了更好的廣闊平臺，從而實現汽車電子與電子通信的進一步對接。
[0023]5)Android移動終端界面很友好，而且可以自己定義構建很多界面控制項庫，增加了很多靈活性，提供了很大的開發空間。
[0024]本發明提出了一種基於藍牙移動終端的液力緩速器監控系統，用來對生產液力緩速器控制器產品的數據進行在線實時監控，可以實現實時數據採集顯示、在線調試、故障診斷等多種功能，此監控系統具有成本低、方便快捷、可靠性高、並對技術人員的要求降低等多個優點，同時也引導了移動終端和汽車電子綜合應用的方向。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0025]圖1為本發明監控系統的硬體構架圖；
[0026]圖2為本發明監控系統的總體軟體構架圖；
[0027]圖3為本發明監控系統的下位機硬體構架圖；
[0028]圖4為本發明監控系統的上位機工作流程圖。
【【具體實施方式】】
[0029]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0030]液力緩速器產品開發和後期維護階段中，需要對緩速器和車輛的實時狀態進行在線監測，主要包括緩速器的油溫、水溫、檔位、車輛的車速、發動機轉速、發動機水溫、ABS狀態、電磁控制閥壓力等多個數據進行在線監控，並根據這些數據來分析液力緩速器的性能和工作狀況，為進一步的緩速器故障處理以及後期產品改進提供必要的依據和保障。[0031]請參閱圖1至圖4所示，本發明基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，包括液力緩速器、緩速器控制器(後簡稱下位機)和智能移動終端(後簡稱上位機);上位機和下位機中均設有藍牙發送接收模塊，上、下位機通過一對藍牙發送接收模塊進行通信。
[0032]請參閱圖2所示，上位機包括人機互動界面、第一藍牙模塊、數據監控模塊、數據回顯模塊、參數調試模塊、存儲器和故障診斷模塊。
[0033]數據監控模塊，用於向下位機發送監測指令，並將解析的下位機發送的液力緩速器和車輛工作的各種數據存儲在存儲器中，同時以圖像的形式直觀地顯示在人機互動界面上。
[0034]數據回顯模塊，用於讀取存儲器中以前記錄的液力緩速器或車輛數據文件，以圖像曲線的形式在人機互動界面上顯示整個監視的動態過程，以方便後期進行數據分析。
[0035]參數調試模塊，用於通過上位機人機互動界面修改緩速器控制器參數(如車輛參數、控制閥激勵參數等等)然後向下位機發送調試指令，下位機接收解析後對控制器內響應參數進行修改並向上位機發送修改成功消息，從而可以很方便地完成緩速器工作參數的調試。
[0036]故障診斷模塊，一方面用於通過實時監測到的數據進行初步分析(首先接收到數據是否正常、解析信號是否正常、各數據值綜合分析判斷)，看車輛或者緩速器是否處於異常或者特殊的工作狀態(例如超溫、傳感器異常、無線數據連接異常、緩速器退出等)然後以警示的方式告知操作人員車輛異常，從而達到實時診斷的目的；另一方面用於通過上位機向下位機發送故障診斷指令，控制器將診斷故障碼發回給上位機達到在線診斷控制器的故障信息。此項功能也只有在上位機和下位機認證成功時才能進行。
[0037]請參閱圖3所示，下位機包括濾波電路、A/D採樣電路、控制單元、驅動電路和藍牙模塊；濾波電路的輸出端通過A/D採樣電路連接控制單元，控制單元連接驅動電路和第二藍牙模塊。
[0038]液力緩速器上設有油溫傳感器、水溫傳感器、壓力傳感器和檔位開關信號傳感器，下位機通過濾波電路和高低電平信號I/O接口連接油溫傳感器、水溫傳感器、壓力傳感器和手控/腳控檔位開關，用於採集液力緩速器的油溫信號、水溫信號、控制閥壓力信號和緩速器手柄或腳控的檔位信號。
[0039]下位機的控制單元連接整車的CAN總線，同時由整車的CANJ1939標準協議獲得車輛的車速、發動機轉速、發動機水溫、ABS狀態信息。控制單元獲得車輛及液力緩速器的狀態數據後進行響應的制動控制邏輯判斷及運算得到緩速器控制閥的控制信號輸出(即電磁控制閥的激勵信號)並通過控制閥驅動電路輸出給液力緩速器的控制閥，提供壓力進而達到制動的目的，同時內置的第二藍牙模塊是時刻準備接收上位機發送的指令。
[0040]當操作人員打開上位機時，點擊其人機互動界面的功能按鈕時，上位機立即會通過其內置的第一藍牙模塊將控制指令按照上下位機數據通信協議發送給下位機。下位機接收到上位機的控制指令後會做出相應的響應。假如操作人員點擊的是在線監測功能按鈕時，啟動數據監控模塊，上位機通過第一藍牙向下位機發送在線監測指令，下位機的內嵌第二藍牙模塊收到指令後進行解析，然後向上位機回復準備就緒指令然後按照一定的周期將採集到的車輛狀態信息經過上下位機數據通信協議進行打包通過第二藍牙模塊發送給上位機。上位機通過內置的第一藍牙模塊接收下位機發送的車輛狀態信息並進行解析然後以曲線形式顯示到上位機人機互動界面上。
[0041]下位機也即緩速器控制器主要完成的功能有:
[0042]I)採集原始車輛數據，採集的信號主要包括緩速器的油溫、水溫、檔位、車輛的車速、發動機轉速、發動機水溫、ABS狀態、電磁控制閥壓力等。其中緩速器油溫、水溫通過緩速器的油水溫傳感器信號經過濾波電路然後由控制器的核心板的A/D進行採集獲得。緩速器檔位信息通過緩速器手柄或者腳控開關的數字開關信號獲得。車輛的車速、發動機轉速、發動機水溫、ABS狀態通過讀取整車的CAN總線的J1939標準消息獲得。緩速器的控制閥壓力通過緩速器的壓力傳感器信號經過濾波電路然後由控制器的核心板的A/D進行採集獲得。
[0043]2)控制邏輯判斷與計算，主要由採集到的緩速器及車輛信息，根據制定的控制策略進行控制邏輯判斷，同時通過算法計算出緩速器應該提供多大的制動力矩以及要提供這麼大的制動力矩，應該給控制閥多大的控制信號。
[0044]3)控制信號以及其他驅動信號(例如制動燈或工作燈)的輸出模塊，主要是將控制邏輯判斷與計算模塊計算的出控制信號量或者其他驅動信號通過一定的外部驅動電路輸出。
[0045]4)系統故障檢測，主要是指由採集到的車輛及緩速器狀態信息進行智能化的邏輯判斷，得出緩速器當前處於什麼狀態，是否發生故障？是否正在制動？是否退出？緩速器油水溫是否過高？控制閥的狀態是否正常？將得出的檢測結果通過外部驅動信號或者無線藍牙數據發送給上位機監測端。
[0046]5 )車輛參數標定。由於重型車輛的車型種類繁多，車輛配置各不相同，而重型車輛的載重、發動機、輪胎直徑、後橋、車速來源等等車輛參數對於緩速器來說都是必不可少的參數，同時又為了增強緩速器控制器的通用性，採用了將車輛的各項參數變量化，然後通過與上位機連接交互更新的方法來達到使用各種車型的目的，從而使得控制器能正確地獲得車輛的正確參數。
[0047]6)與車輛其他部件信息交互，主要包括向車輛以CAN消息的形式發送緩速器信息和與上位機端的數據交互。與整車交互的信息按照J1939標準協議進行，包括緩速器的配置信息、排氣制動請求、緩速器控制信息等。與上位機的信息交互是通過藍牙模塊來進行的，主要包括車輛的狀態信息、下位機的故障檢測信息、車輛的參數設置信息、上位機指令
自坐坐I I=I尼、寸寸o
[0048]7 )車輛及緩速器重要數據存儲。車輛參數、緩速器控制參數、緩速器特殊狀態等等對緩速器來說都是非常重要的參數，需要將其儲存起來，這些重要數據的存儲主要由下位機內部外擴的存儲晶片來完成。
[0049]下位機的改進主要體現在硬體和軟體兩個方面，一方面是在原緩速器控制器的硬體基礎上加入藍牙模塊，其中藍牙模塊通過串口與控制器的控制單元(主晶片)連接，也即需要發送數據時控制主晶片將數據打包經串口到達藍牙交互模塊，然後由藍牙模塊發出，當有數據接收時藍牙模塊先接收數據然後送達串口，控制器主晶片再從串口讀取數據產生響應的動作。其另一方面是對原有的控制器軟體進行了改進；控制器按照新的通信協議與上位機進行通信，同時要保證控制器端發出的數據和上位機的監控系統接收數據的實時性，又由於控制器和上位機的時鐘沒辦法同步，本發明採用了以控制器的時鐘為基準，並結合參考上位機(移動終端)時間，在控制器發送的數據中加入發送數據包的序列號，並以移動終端時間為參考起點進行相對計時來達到實時性的目的，另外還利用檢查接收到的數據序列號來檢驗無線數據鏈路的連接狀況。
[0050]上位機也即智能移動終端(帶藍牙模塊的android智慧型手機)主要完成的功能有:
[0051]I)無線實時數據採集與曲線顯示兼存儲。此項功能主要完成實時監控車輛與緩速器的狀態信息。上位機通過內置的第一藍牙模塊先向下位機發送監測指令，下位機接收到後回復準備就緒指令，然後停留短暫時間後向上位機周期性發送緩速器及車輛信息，上位機收到下位機的準備就緒的指令後準備接收下位機的數據信息，接收到後解析下位機發送的緩速器和車輛工作的各種數據，同時以圖像的形式直觀地顯示與刷新緩速器和車輛信息。緩速器和車輛信息主要包括緩速器的油溫、水溫、檔位、車輛的車速、發動機轉速、發動機水溫、ABS狀態、電磁控制閥壓力等。此項功能只有在和下位機認證成功時才能進行。
[0052]2)採集數據回顯功能，上位機讀取以前記錄的緩速器或車輛數據文件，以圖像曲線的形式顯示整個監視的動態過程，以方便後期進行數據分析。同時可以實現隨時調節動態顯示的頻率、暫停、繼續、前進、後退、回放等操作。此項功能在無下位機時仍可進行。
[0053]3)無線調試功能，通過上位機人機互動界面修改緩速器控制器參數(如車輛參數、控制閥激勵參數等等)然後向下位機發送調試指令，下位機接收解析後對控制器內響應參數進行修改並向上位機發送修改成功消息，從而可以很方便地完成緩速器工作參數的調試。
[0054]4)無線診斷功能，此項功能包括兩個方面的診斷功能，一方面是上位機通過實時監測到的數據進行初步分析(首先接收到數據是否正常、解析信號是否正常、各數據值綜合分析判斷)，看車輛或者緩速器是否處於異常或者特殊的工作狀態(例如超溫、傳感器異常、無線數據連接異常、緩速器退出等)然後以警示的方式告知操作人員車輛異常，從而達到實時診斷的目的。一方面是通過上位機向下位機發送故障診斷指令，控制器將診斷故障碼發回給上位機達到在線診斷控制器的故障信息。此項功能也只有在和下位機認證成功時才能進行。
【權利要求】
1.基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，其特徵在於，包括液力緩速器、下位機和上位機；所述液力緩速器上設有連接所述下位機的油溫傳感器、水溫傳感器、壓力傳感器和手控/腳控檔位開關；所述下位機連接汽車CAN總線；上位機上設有第一藍牙模塊，下位機上設有第二藍牙模塊，上位機和下位機通過第一藍牙模塊和第二藍牙模塊進行通信。
2.根據權利要求1所述的基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，其特徵在於，上位機還包括人機互動界面、數據監控模塊、存儲器和數據回顯模塊； 數據監控模塊，用於向下位機發送監測指令，並將解析的下位機發送的液力緩速器和車輛工作的各種數據存儲在存儲器中，同時以圖像的形式直觀地顯示在人機互動界面上； 數據回顯模塊，用於讀取存儲器中以前記錄的液力緩速器或車輛數據文件，以圖像曲線的形式在人機互動界面上顯示。
3.根據權利要求2所述的基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，其特徵在於，上位機還包括參數調試模塊和故障診斷模塊； 參數調試模塊，用於通過上位機人機互動界面修改下位機參數；參數調試時，上位機首先向下位機發送調試指令，下位機接收解析後響應參數進行修改並向上位機發送修改成功消息，從而完成緩速器工作參數的調試； 故障診斷模塊，用於通過實時監測到的數據進行分析，判斷車輛或者緩速器是否處於異常工作狀態，然後以警示的方式告知操作人員車輛異常。
4.根據權利要求3所述的基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，其特徵在於，所述故障診斷模塊還用於通過上位機向下位機發送故障診斷指令，下位機將診斷故障碼發回給上位機，完成在線診斷控制器的故障信息。
5.根據權利要求1所述的基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，其特徵在於，下位機包括濾波電路、A/D採樣電路、控制單元和驅動電路；濾波電路的輸出端通過A/D採樣電路連接控制單元，控制單元通過脈衝接口連接驅動電路，通過串口連接第二藍牙模塊； 下位機通過濾波電路和高低電平信號I/O接口連接油溫傳感器、水溫傳感器、壓力傳感器和手控/腳控檔位開關，用於採集液力緩速器的油溫信號、水溫信號、控制閥壓力信號和緩速器手柄或腳控的檔位信號； 下位機的控制單元連接整車的CAN總線，用於採集車輛的車速、發動機轉速、發動機水溫、ABS狀態信息。
6.根據權利要求3所述的基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，其特徵在於，所述人機互動界面上設有若干按鈕，通過觸控所述若干按鈕調用對應的數據監控模塊、數據回顯模塊、參數調試模塊和故障診斷模塊。
7.根據權利要求1所述的基於藍牙智能移動終端的液力緩速器監控系統，其特徵在於，所述下位機為液力緩速器控制器，所述上位機為安卓智慧型手機。
【文檔編號】G05B19/418GK103699077SQ201310676267
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2013年12月11日
【發明者】黃立梅, 孟晨興, 馬東闖, 李環 申請人:陝西法士特齒輪有限責任公司