車輛數據採集及故障診斷終端的製作方法
2023-06-22 06:36:01 1
專利名稱：車輛數據採集及故障診斷終端的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛 數據採集及故障診斷設備，用於通過從車輛的OBD-II(On-Board Diagnosis-II，第二代車載診斷系統)接口獲取安裝在車輛中的各種車載傳感器的輸出數據和車輛故障代碼數據，並實時地將道路試驗數據發送到遠端伺服器。
背景技術：
現有的車輛數據採集終端存在著很多不足。首先，傳統的車載終端大多採用外接的傳感器來採集車內的數據，因而導致了安裝複雜繁瑣，整車線束繁亂。中國專利CN 2864823 Y公開了一種車輛數據記錄儀,該記錄儀使用Flash Memory(快閃記憶體)，只能夠記錄16M的數據，存儲容量小，不能滿足需要。傳統的車載診斷設備診斷範圍有限，發動機、變速箱等需要專門的診斷設備，而且往往一套診斷設備只能診斷同一家公司的發動機或部件。傳統的車載道路試驗監控設備很難實時監控駕駛員在進行道路試驗過程中的操作是否符合規範要求。
發明內容
本發明為解決上述現有技術中的問題而提供了一種車輛數據採集及故障診斷終端。本發明為解決現有技術中存在的技術問題所採取的技術方案是
本發明的車輛數據採集及故障診斷終端包括電源管理單元、單片機核心控制單元、時鐘單元、語音單元、存儲單元、按鍵單元、LCD顯示單元、以及接口單元；該終端還包括與遠程伺服器進行通訊的GPRS無線通信單元；接口單元包括CAN總線接口單元、K-Line接口單元，並預留了 IO接口，CAN總線接口單元和K-Line接口單元與車輛的OBD-II接口單元連接，採集車輛傳感器數據和故障代碼數據，並將數據傳送至單片機核心控制單元，單片機核心控制單元分析處理各種數據，並將有效數據存儲到存儲單元，且通過GPRS無線通信單元向遠程伺服器發送。所述的存儲單元包括SD卡單元和USB單元，並設置有SD卡接口和USB接口。所述的GPRS無線通信單元與單片機核心控制單元通過串口相連。該車輛數據採集及故障診斷終端還設置有GPS定位單元。本發明具有的優點和積極效果是
本發明採用CAN總線和K-Line進行車內數據採集。並預留了 IO接口採集車內通過CAN總線和K-Line採集不到的信號，保證控制器可以採集到更多的車內有用信號。採集的數據可以採用SD卡或通過USB進行數據存儲，也可通過3G/GPRS實時將數據發送到遠程伺服器進行數據存儲，可實現大容量的數據存儲。該終端可以自動識別多家公司的發動機型號或部件型號。試驗員可以通過該終端內置的GPRS無線通信單元回傳GPS定位信息，實現在遠端伺服器實時監控道路試驗情況。
圖I是本發明的車輛數據採集及故障診斷終端的結構框 圖2是本發明的車輛數據採集及故障診斷終端的工作流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明的車輛數據採集及故障診斷終端進行說明。圖I是本發明的車輛數據採集及故障診斷終端的結構框圖。如圖I所示，本發明的車輛數據採集及故障診斷終端包括電源管理單元、單片機核心控制單元、GPS定位單元、 GPRS無線通信單元、時鐘單元、語音單元、存儲單元、按鍵單元、LCD顯示單元、以及接口單元。其中，電源管理單元為上述終端提供5V和3. 3 V的工作電源。單片機核心控制單元採用的是Freescale 16位的MC9S12XDP512MAG單片機。單片機核心控制單元存儲著多種型號的發動機信息，且內置了多家公司控制器的通信協議，並採用輪詢的方式進行識別，可以自動識別多家公司的發動機型號或部件型號。GPS定位單元為上述終端提供定位功能。GPRS無線通信單元與單片機核心控制單元通過串口相連，負責和遠端伺服器進行無線通信，實時將採集到的各種數據信息發送到遠端伺服器，以便人員在遠端伺服器進行數據查詢，並實現了海量數據存儲。接口單元包括CAN總線接口單元、K-Line接口單元，並預留了 IO接口，CAN總線接口單元和K-Line接口單元與車輛的OBD-II接口單元連接，採集車輛傳感器數據和故障代碼數據，並將數據傳送至單片機核心控制單元，單片機核心控制單元分析處理通過上述方式採集到的各種數據，並按照規定格式將有效數據存儲到存儲單元，且通過GPRS無線通信單元向遠程伺服器發送。通過專用數據線纜從車輛的OBD-II接口單元採集車輛傳感器數據和故障代碼數據，單片機核心控制單元分析處理各種數據，同時向存儲單元或遠程伺服器發送有效數據。存儲單元包括SD卡單元和USB單元，並設置有SD卡接口和USB接口。該終端通過存儲單元向SD卡或U盤中創建數據文件，記錄ECU數據和GPS信息。數據更安全，所有數據可存儲於存儲模塊或專門的遠程伺服器，海量存儲永不丟失。時鐘單元記錄試驗時間，記錄到數據文件；通過信號接口板和上位機通過串口相連時，可以按照上位機的時鐘自動調整設備的系統時鐘。語音單元可以為正在進行試驗的試驗員提供實時語音提示。試驗員可以通過IO接口擴展的按鍵單元和LCD顯示單元實現人機互動。圖2是本發明的車輛數據採集及故障診斷終端的工作流程圖。如圖2所示，該終端安裝在試驗車輛上，通過CAN總線或K-Line與其他ECU相連，採集車輛各種傳感器的數據信息，包括故障代碼、車速、發動機轉速、冷卻液溫度、進氣量、噴油脈寬、空燃比和行駛裡程等，自動識別發動機類型和故障代碼，對故障進行診斷。並將採集的數據通過GPRS或3G等無線網絡發送到遠端伺服器，遠端伺服器能夠按照規定文件格式實時記錄這些數據信息，供試驗負責人員查看、分析。從試驗車上採集來的數據的存儲位置為以下一種、兩種或三種介質
(I)存儲在SD卡上,SD卡(Secure Digital Memory Card,安全數碼卡)進行數據存儲，最多可以存儲16G的數據容量；
(2)存儲在U盤上，通過USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)進行數據存儲，保證了設備數據存儲的可靠性；
(3)存儲在遠端伺服器的資料庫裡,通過3G/GPRS(third generation,第三代移動通信技術/General Packet Radio Service,通用分組無線服務技術)實時將數據發送到遠程伺服器進行數據存儲。 從試驗車上實時採集到的數據信息，由單片機核心控制單元處理後，首先通知GPRS無線通信單元呼叫遠端伺服器，使遠端伺服器和GPRS無線通信單元建立通信，然後單片機核心控制單元向GPRS無線通信單元發送指令實現將數據實時傳送給遠端伺服器的功倉泛。伺服器將接收到的數據信息按照規定的格式進行保存，以便實際的研究分析，資料庫中的數據實現了海量永久保存。試驗前可以通過遠端伺服器將駕駛員號、車牌號、試驗類型等相關試驗信息發送到上述終端中，以便相應的駕駛員進行相應操作，試驗過程中，還可以在遠端伺服器上實時查看試驗車運行的軌跡等相關試驗情況。
權利要求
1.一種車輛數據採集及故障診斷終端包括電源管理單元、單片機核心控制單元、時鐘單元、語音單元、存儲單元、按鍵單元、LCD顯示單元、以及接口單元；其特徵在於該終端還包括與遠程伺服器進行通訊的GPRS無線通信單元；接口單元包括CAN總線接口單元、K-Line接口單元，並預留了 IO接口，CAN總線接口單元和K-Line接口單元與車輛的0BD-II接口單元連接，採集車輛傳感器數據和故障代碼數據，並將數據傳送至單片機核心控制單元，單片機核心控制單元分析處理各種數據，並將有效數據存儲到存儲單元，且通過GPRS無線通信單元向遠程伺服器發送。
2.根據權利要求I所述的車輛數據採集及故障診斷終端，其特徵在於存儲單元包括SD卡單元和USB單元，並設置有SD卡接口和USB接口。
3.根據權利要求I所述的車輛數據採集及故障診斷終端，其特徵在於GPRS無線通信單元與單片機核心控制單元通過串口相連。
4.根據權利要求I所述的車輛數據採集及故障診斷終端，其特徵在於該終端還設置有GPS定位單元。
全文摘要
本發明公開了一種車輛數據採集及故障診斷終端，包括電源管理單元、單片機核心控制單元、時鐘單元、語音單元、存儲單元、按鍵單元、LCD顯示單元、以及接口單元。該終端採用CAN總線和K-Line進行車內數據採集，並預留了IO接口採集車內通過CAN總線和K-Line採集不到的信號，保證控制器可以採集到更多的車內有用信號。採集的數據可以採用SD卡或通過USB進行數據存儲，也可通過3G/GPRS實時將數據發送到遠程伺服器進行數據存儲，可實現大容量的數據存儲。該終端可以自動識別多家公司的發動機型號或部件型號。試驗員可以通過該終端內置的GPRS無線通信單元回傳GPS定位信息，實現在遠端伺服器實時監控道路試驗情況。
文檔編號G05B23/02GK102621979SQ20121010097
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者季德斌, 張曉明, 張群, 郭琳, 馬如斌, 高琳 申請人:中國第一汽車股份有限公司, 天津一汽夏利汽車股份有限公司