混合動力乘用車行車狀態數據採集終端的製作方法
2023-04-23 01:27:56 1
專利名稱：混合動力乘用車行車狀態數據採集終端的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及混合動力乘用車行車狀態數據採集終端。
背景技術：
混合動力乘用車目前在推廣應用過程還存在諸多技術問題，目前的重點工作集中在新產品的開發與推廣、關鍵配件(電池、電機等)等技術開發，而對於行車狀態數據的採集與應用，其重視程度遠遠低於新能源汽車市場的挖掘與推廣，其原因主要是目前在國外對於個人隱私的重視、行車數據應用與服務市場的開發等方面依然制約於各種因素。但是，從長遠的角度出發，混合動力乘用車運行狀態數據採集與應用將在關鍵配件技術(電池、電機等)取得突破後將成為汽車配件市場的主題方向之一。受市場需求的導向，目前行車狀態數據採集終端基本上都面向傳統動力汽車，而對新能源汽車，特別是純電動汽車、混合動力汽車等類型汽車的行車狀態數據採集終端的研究基本停留在實驗室階段，目前還難以在市場上推廣，實現產業化。基於目前帶衛星定位功能行車記錄儀的技術標準，設計了面向混合動力乘用車的行車狀態數據採集終端，並在混合動力乘用車、傳統動力乘用車上進行測試，達到了產品市場化的性能要求。混合動力乘用車行車狀態數據採集終端是基於現有帶GPS衛星定位功能行車記錄儀技術標準設計的。現有GPS終端就其架構而言，主要有分體機和一體機兩種。由於通常重點營運車輛的帶衛星定位功能行車記錄儀的工作環境相對惡劣，並且需要24小時不間斷運行。由於行車狀態的諸多不確定性，為提高對終端本身的性能，目前的行車記錄儀設計與製造目前已逐步向一體機傾斜，一方面可以降低不同組建之間通信的潛在故障，另一方面則在安裝、檢測、使用時相對簡便。混合動力乘用車行車狀態數據採集終端採用一體機架構。與傳統行車記錄儀相t匕，混合動力乘用車行車狀態數據採集終端在實際使用中對防震、防潮、抗幹擾、數據傳輸數量與質量等方面提出更高的要求，以適應不同動力源汽車的要求。具體的內容包括:①終端硬體系統開發。研製開發具有無線通訊(GPRS/3G)能力，具備CAN總線接口，RS232串行通訊接口，開關量輸入接口，模擬量轉換接口，頻率測量接口，能夠實現車輛狀態數據的採集、分析、存儲和遠程傳輸的硬體系統。②進一步提高混合動力乘用車行車狀態數據採集終端工作的穩定性。終端與運行車輛相互綁定，工作在各種工況條件下，需從硬體配置及軟體設計上保證終端工作的穩定性，滿足防震、防潮、抗幹擾等基本要求。
發明內容本實用新型的目的是給出速度檢測準確的混合動力乘用車行車狀態數據採集終端。為此給出混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，包括嵌入式控制器，其特徵是，包括與嵌入式控制器連接的GPS模塊、測速器、無線通信模塊和存儲器，GPS模塊和測速器分別測量車速，由嵌入式控制器進行比較，若所分別測得的兩個車速數據一致，則通過無線通信模塊向外發送。所述的測速器還測量電機轉速。有用於採集車輛狀態數據的有線通信接口，有線通信接口連接嵌入式控制器。還包括與嵌入式控制器連接的數位訊號開關量輸入口。還包括與嵌入式控制器連接的模擬量轉換接口。嵌入式控制器實現整個系統功能及控制管理，是整個硬體系統的核心；無線通信模塊(GPRS/3G)在符合傳輸協議標準下完成數據的遠程傳輸；GPS模塊主要用來獲得車輛的定位信息，包括位置、時間、方向、速度等；測速器主要測量車輛速度脈衝的頻率，實現車速的檢測。GPS模塊、頻率測量模塊都可檢測混合動力乘用車的行駛速度，但GPS所測得的速度存在漂移、頻率測量等參數設置等問題，為了保證速度的準確性，本實用新型分別採集兩個速度數據進行對比，兩個速度數據一致(例如，在實踐中，可以設定兩個速度數據誤差在2%以內視為一致)，則通過無線通信模塊向外發送，保證了速度檢測的準確性。
圖1是混合動力乘用車行車狀態數據採集終端的結構框圖。
具體實施方式
混合動力乘用車行車狀態數據採集終端的硬體結構如圖1所示，其中:嵌入式控制器實現整個系統功能及控制管理，是整個硬體系統的核心；存儲器通過存儲介質對採集獲得的原始數據進行循環存儲，以備詳細數據查詢分析使用；無線通信模塊(GPRS/3G)在符合傳輸協議標準下完成數據的遠程傳輸；有線通信接口包括CAN、RS232、OBD等，主要用來與具備通信接口的車輛系統通信，採集車輛狀態數據；數位訊號開關量輸入口主要用來對不能通過數據通訊總線獲得數據的轉向燈、制動燈、前門、後門、終端在線等狀態信息進行直接採集；模擬量轉換接口，主要用來對不能通過數據通訊總線獲得數據的電池電壓、電流、溫度、電量、運行過程中存在的異常數據等信息進行直接採集；GPS模塊主要用來獲得車輛的定位信息，包括位置、時間、方向、速度等；測速器主要測量車輛速度脈衝的頻率，實現車速的檢測，同時將電機轉速數據進行上傳。GPS模塊、頻率測量模塊都可檢測混合動力乘用車的行駛速度，但GPS所測得的速度存在漂移、頻率測量等參數設置等問題，為了保證速度的準確性，本實用新型分別採集兩個速度數據進行對比，兩個速度數據誤差在2%以內視為一致，則通過無線通信模塊向外發送，保證了速度檢測的準確性。混合動力乘用車行車狀態數據採集終端內部模塊由核心板和主板兩部分組成。核心板包括處理器LH75411、Nor flash、SRAM、EEPROM、CPLD、USB驅動晶片、RTC、晶振和接口。記錄儀主板包括電源管理模塊、液晶顯示模塊、GPS模塊、GPRS模塊、IC卡身份識別模塊、印表機模塊、信息採集模塊、CAN接口模塊、電量管理模塊等硬體模塊。LH75411通過外部總線接口擴展了一片NOR Flash和一片SRAM，這兩種存儲器都是用來運行程序的。其中，NOR Flash使用了 nCSO片選信號，這樣就可以用NOR Flash來啟動引導程序的運行，而SRAM則使用了 nCSl片選信號，用來存放程序運行時的變量。CPLD通過模擬總線與LH75411相連，主要是為了擴展串口和I/O 口。另外LH75411還通過外部總線擴展了一片USB驅動晶片SL811。系統時鐘採用外部20MHz晶振，RTC晶振採用了 32768Hz晶振。核心板接口引出了 LH75411的總線接口、I/O 口(包括串口，SPI其他外設資源接口)、USB接口、CPLD外擴的I/O 口和3路串口。另外核心板還提供3.3V電源接口，為核心板的所有晶片提供電源。GPRS模塊選擇BENQ的無線模塊M22A，波特率為標稱的300 — 125200bps的自適應波特率，只要是這個區間的標稱波特率，模塊自動識別，無需CPU去幹預。M22A和ARM的通訊通過串行口 1(UARTRX1、UARTTXI)進行數據傳輸，另外CPLD的一個模擬I/O 口管腳與M22A的PWON相連用來上電時啟動GPRS模塊，另一個模擬I/O 口管腳與M22A的R0W4相連來喚醒GPRS，CPLD的54腳與101/RI相連用來檢測是否有來電。另外GPRS模塊還提供SM卡接 口和語音接口:MICIP、MICIN、MICBIAS、EARP 和 EARN。無線通信模塊的耗電具有不穩定的特點，在待機狀態，在和基站的握手狀態，在通話狀態，在撥號狀態，在信號強弱不同的地方，這些因素都會直接的影響無線模塊GPRS的耗電流，所以GPRS模塊的電源設計非常重要。在本記錄儀設計中採用的GPRS模塊的供電電源要求為:DC3.3-4.2V，在通話狀態下它的平均電流為230-260mA，但它的電流消耗為脈衝形式，最高消耗的峰值電流為1.7A，所以這裡採用輸出電壓可調的三端LDO:LM1085，它的輸出電流可以達到3A。GPS模塊的接口是9芯插頭，其中只有4個管腳有實際的電氣意義，包括兩個通訊口(RXD、TXD)和兩個電源管腳。串口通訊電平是232電平，因此在ARM的串口管腳需要加一片MAX202晶片，它是一種雙組驅動器/接收器，片內含有一個電容性電壓發生器，提供EIA/TIA-232-E電平。LH75411通過CPLD進行串口擴展，然後再通過MAX202的電平轉換與GPS的串口相連。
權利要求1.混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，包括嵌入式控制器，其特徵是，包括與嵌入式控制器連接的GPS模塊、測速器、無線通信模塊和存儲器，GPS模塊和測速器分別測量車速，由嵌入式控制器進行比較，若所分別測得的兩個車速數據一致，則通過無線通信模塊向外發送。
2.根據權利要求1所述的混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，其特徵是，所述的無線通信模塊是GPRS通信模塊。
3.根據權利要求1所述的混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，其特徵是，所述的無線通信模塊是3G通信模塊。
4.根據權利要求1所述的混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，其特徵是，所述的測速器還測量電機轉速。
5.根據權利要求1所述的混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，其特徵是，有用於採集車輛狀態數據的有線通信接口，有線通信接口連接嵌入式控制器。
6.根據權利要求5所述的混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，其特徵是，所述的有線通信接口包括CAN接口。
7.根據權利要求5所述的混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，其特徵是，所述的有線通信接口包括RS232接口。
8.根據權利要求5所述的混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，其特徵是，所述的有線通信接口包括OBD接口。
9.根據權利要求1所述的混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，其特徵是，還包括與嵌入式控制器連接的數位訊號開關量輸入口。
10.根據權利要求1所述的混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，其特徵是，還包括與嵌入式控制器連接的模擬量轉換接口。
專利摘要混合動力乘用車行車狀態數據採集終端，包括嵌入式控制器，其特徵是，包括與嵌入式控制器連接的GPS模塊、測速器、無線通信模塊和存儲器，GPS模塊和測速器分別測量車速，由嵌入式控制器進行比較，若所分別測得的兩個車速數據一致，則通過無線通信模塊向外發送。為了保證速度的準確性，本實用新型分別採集兩個速度數據進行對比，兩個速度數據一致，則通過無線通信模塊向外發送，保證了速度檢測的準確性。
文檔編號G07C5/00GK203012808SQ20122067931
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者李亭, 楊敬鋒, 張南峰, 李勇 申請人:楊敬鋒, 李亭