一種基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統的製作方法

2023-11-01 03:28:27 4

本發明屬於通信技術領域，具體涉及一種基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統。

背景技術：

智能車載終端，又稱衛星定位智能車載終端，其融合了衛星定位技術、裡程定位技術及汽車黑匣技術，能用於對運輸車輛的現代化管理，包括：行車安全監控管理、運營管理、服務質量管理、智能集中調度管理、電子站牌控制管理等。目前，隨著信息技術的迅速發展和車輛數量的迅速增加，各種智能車載終端被使用，而常規的智能車載終端如上述，以gps導航以及娛樂應用為主，例如車載dvd、影視、音效等，對於公路物流運輸車輛無法實現可視化管理。我國現今的公路物流業存在的突出問題是「小、散、亂、差」，在車輛的管理中，車輛參數信息也是其中很重要的一項。當車輛在使用過程中，車輛的一些重要參數需要讀取出來，給駕駛員必要的、及時的提醒。在公路物流運輸中，車輛和貨物的安全非常重要，車輛的位置和行車路線需要實時監測，並且不同種類的車輛需要監測的參數和所實現的功能也有所差別，這就需要將車輛的位置信息、行駛狀態信息、周邊環境信息甚至駕駛員自身狀態信息準確的傳送至一個平臺，在平臺上生成行車軌跡，以求能達到車輛的可視化管理，便於改善公路物流業的混亂現狀。另一方面，伴隨著交通法規的日益完善，駕駛員在行車過程中的駕駛行為也成為衡量公路物流水平的核心標準，如何將其融合進對車輛整體的可視化管理成為亟待解決的問題。為改善上述現狀的不足以及實現上述所提出的功能，迫切需要一種功能更加齊全的、兼容性更高的、系統更開放的基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統。

專利一種智能車載終端，申請號(cn201611176832.4)，包括普通手機及其組件、智能車載終端組件和車載接口，所述的普通手機組件通過內部數據總線與智能車載終端組件相連，所述的智能車載終端組件的另一端通過數據線與車載接口相連，所述智能車載終端組件包括通訊模塊，實現與中心平臺之間的通訊，簡訊配置查詢的功能；gps模塊，實現接收並處理gps數據；串口模塊，實現與外接設備的通訊；gpio模塊，實現io口的報警觸發判斷；定時器模塊，實現定時器中斷後的處理。但是該智能車載終端功能單一，系統兼容性差，無法同時做到前端和後端的匹配提醒，穩定性欠佳。

專利一種智能車載終端，申請號(cn201620676124.6)，包括智能車載終端主體、控制模塊、gps模塊、無線通信模塊、存儲模塊，智能車載終端主體的外壁設置有顯示屏和按鈕板，控制模塊分別與gps模塊、無線通信模塊、存儲模塊、顯示屏和按鈕板電性連接，無線通信模塊與車主的智慧型手機通信連接，智能車載終端還包括多個分布在車體內的檢測終端，檢測終端包括外殼、紅外線傳感器，外殼內設置有單片機、zigbee無線發射模塊，智能車載終端主體內設置有與控制模塊電性連接的zigbee無線接收模塊，zigbee無線發射模塊與zigbee無線接收模塊通信連接；智能車載終端主體的頂部設置有旋轉裝置，旋轉裝置的頂部設置有與控制模塊電性連接的攝像頭。但該終端通過zigbee發射無線信號，成本較高，且通訊距離受限，無法做到遠程平臺化的監控。

因此急需要一種檢測範圍廣、結構簡單、兼容性強、監測精度高、受環境影響小的基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統，以解決現有技術檢測範圍單一、結構複雜、穩定性欠佳、無法遠程平臺化監控、受環境影響大的問題。

本發明提供了如下的技術方案：

一種基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統，包括智能車載終端，還包括設於所述智能車載終端內的中央處理器、與所述中央處理器分別電性連接的電源管理模塊、故障檢測分析模塊以及與所述智能車載終端無線連接的雲平臺；所述電源管理模塊，用於切換選擇汽車外部電源和內部電源，以及轉換汽車外部電源電壓以適配所述中央處理器；所述故障檢測分析模塊，用於採集汽車行駛狀態信息和汽車駕駛員駕駛行為信息，並將所述行駛狀態信息和所述駕駛行為信息通過所述中央處理器處理後傳輸至所述雲平臺；所述雲平臺，用於接收和監控所述智能車載終端對外部網絡的交互信息，並形成和記憶汽車的行車軌跡。

優選的，所述故障檢測分析模塊包括陀螺儀傳感器，所述陀螺儀傳感器用於檢測車輛急加速、急減速和急轉彎信息。

優選的，所述故障檢測分析模塊還包括診斷系統通信模塊，所述診斷系統通信模塊包括一can收發器晶片，所述診斷系統通信模塊通過所述can收發器晶片與所述中央處理器通信，並實時獲取汽車行駛狀態信息。

優選的，所述故障檢測分析模塊還包括一胎壓數據接收模塊，所述胎壓數據接收模塊用於接收汽車胎壓射頻數據並傳輸至所述中央處理器。

優選的，所述胎壓數據接收模塊包括分別與所述故障檢測分析模塊電性連接的內置式胎壓傳感器和外置式胎壓傳感器。

優選的，所述中央處理器還電性連接有一無線通信模塊，所述無線通信模塊用於通過tts解析將文字信息轉換為語音信息並播報。

優選的，所述無線通信模塊還通過藍牙無線連接有人體健康信息採集裝置。

優選的，所述電源管理模塊還電性連接有鋰電池備電。

優選的，所述智能車載終端還設有定位模塊。

優選的，所述雲平臺還無線連接有用戶終端。

本發明的有益效果是：

1、採用診斷系統通信模塊，能夠診斷多種信息狀態，例如汽車速度、轉速、裡程、油耗和發動機溫度等，也可通過obd接口讀取汽車故障碼，便於司機排除潛在安全隱患，整體功能全面，運行穩定；

2、採用六軸陀螺儀配合中央處理器，通過內部算法檢測急加速、急減速和急轉彎等不良駕駛行為，從而提醒規範司機駕駛，保障貨物和司機的安全，且能降低油耗；

3、採用雲平臺配合用戶終端，有利於遠程平臺化實時觀測車輛信息，受車輛運行環境影響小；

4、本系統整體安全穩定，體積小，結構簡單，檢測功能全面，兼容性強，易於推廣。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明系統結構示意圖；

圖2是第一電壓調節電路；

圖3是第二電壓調節電路；

圖4是陀螺儀傳感器內部代碼算法流程圖。

圖中：1.中央處理器，2.電源管理模塊，3.診斷系統通信模塊，4.胎壓數據接收模塊，5.陀螺儀傳感器，6.鋰電池備電，7.定位模塊，8.人體健康信息採集裝置，9.無線通信模塊，10.故障檢測分析模塊，11.雲平臺，12.用戶終端，13.溫度探頭。

具體實施方式

實施例一

如圖1至圖3所示，一種基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統，包括智能車載終端，還包括設於智能車載終端內的中央處理器1、與中央處理器1分別電性連接的電源管理模塊2、故障檢測分析模塊10以及與智能車載終端無線連接的雲平臺11；電源管理模塊2，用於切換選擇汽車外部電源和內部電源，以及轉換汽車外部電源電壓以適配中央處理器1；故障檢測分析模塊10，用於採集汽車行駛狀態信息和汽車駕駛員駕駛行為信息，並將行駛狀態信息和駕駛行為信息通過中央處理器1處理後傳輸至雲平臺11；雲平臺11，用於接收和監控智能車載終端對外部網絡的交互信息，並形成和記憶汽車的行車軌跡。故障檢測分析模塊10包括陀螺儀傳感器5，陀螺儀傳感器5用於檢測車輛急加速、急減速和急轉彎信息。故障檢測分析模塊10還包括診斷系統通信模塊3，診斷系統通信模塊3包括一can收發器晶片，診斷系統通信模塊3通過can收發器晶片與中央處理器1通信，並實時獲取汽車行駛狀態信息。故障檢測分析模塊10還包括一胎壓數據接收模塊4，胎壓數據接收模塊4用於接收汽車胎壓射頻數據並傳輸至中央處理器1。胎壓數據接收模塊4包括分別與故障檢測分析模塊10電性連接的內置式胎壓傳感器和外置式胎壓傳感器。中央處理器1還電性連接有一無線通信模塊9，無線通信模塊9用於通過tts解析將文字信息轉換為語音信息並播報。無線通信模塊9還通過藍牙無線連接有人體健康信息採集裝置8。電源管理模塊2還電性連接有鋰電池備電6。智能車載終端還設有定位模塊7。雲平臺11還無線連接有用戶終端12。

具體的，在使用過程中，電源管理模塊2功能完善，如圖2和圖3所示，在基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統開始工作時，汽車發動，電源管理模塊2中的電源選擇模塊啟動，喚醒車載電瓶，車載電瓶通過如圖2所示的第一電壓調節電路從24v電壓轉為5v電壓，給整體系統供電，此時中央處理器1的模數轉換器將採集電壓參數，而圖3所示的第二電壓調節電路將5v電壓轉換成3.3v電壓，為中央處理器1等晶片供電；當汽車熄火後，中央處理器1檢測到電源管理模塊2的電壓降低，其通過預設程序，經過5分鐘後進入休眠狀態，此時若拆除智能車載終端，則電源管理模塊2將選擇鋰電池備電6供電，並發送狀態信息至雲平臺11。

駕駛過程中，診斷系統通信模塊3與中央處理器1連接通信，且可以和汽車上的obd接口相連接，實時獲取汽車的狀態信息；汽車整體通過無線通信模塊9與雲平臺11無線連接，進行信息交互，使用戶終端實時觀測車輛狀態；當汽車採用不同型號的輪胎時，匹配使用內置式胎壓傳感器或外置式胎壓傳感器，其發送胎壓射頻數據給胎壓數據接收模塊4，進一步反饋至中央處理器1，上傳至雲平臺11，以便工作人員記錄和觀察胎壓情況，確保汽車行程安全。整體上，該基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統可以將中央處理器1從診斷系統通信模塊3獲取的車輛信息、定位模塊7獲取的位置信息、無線通信模塊9藍牙連接的人體健康信息採集裝置8獲取的司機身體狀態、胎壓數據接收模塊4獲取的胎壓數據和六軸陀螺儀獲取的駕駛行為信息發送至雲平臺11；當雲平臺11發現獲取的信息有異常時，可以通過無線通信模塊9發送語音實時提醒司機進行必要的檢查和操作，實現後臺監控與司機前端提醒一體化，使系統更為安全可靠。

實施例二

如圖1和圖4所示，陀螺儀傳感器5採用六軸陀螺儀，六軸陀螺儀將三軸加速度計和三軸陀螺儀互補採用，將其性能融合，在汽車行駛過程中，其計算得到各方向的加速度值，從而判斷急加速、急減速和急轉彎這三組不良駕駛行為，具體包括：

1)急加速判斷：當車正常行駛時，會沿車的前進方向產生一個加速度，若是勻速前進，加速度值也是趨於約為60-200mg之間一個較為穩定的值。當車加速時，加速度值會逐漸加大。急加速描述的就是加速度變化的範圍，是否在正常加速的範圍區間。此過程，車速上升，發動機轉速變化也會比較明顯。當加速度值超過正常範圍，陀螺儀傳感器5會結合車速與發動機轉速的變化量共同分析，駕駛員是否產生了急加速行為。

2)急減速判斷：同急加速判斷類似，當車減速時，加速度值會逐漸減小，然後以前進的反方向產生逐漸增大的加速度。急減速描述的就是這種加速度變化的模型，是否符合急減速的駕駛行為。此過程，車速下降，轉速下降會比較明顯。當加速度值超過正常範圍，陀螺儀傳感器5會結合車速與轉速的變化量共同分析，判斷駕駛員是否產生了急減速行為。

3)急轉彎判斷：車輛行駛時轉彎時，車身會與轉彎前的前進方向形成一個夾角，並且持續變大，同時會在車轉彎的反方向形成一個加速度。夾角與加速度值通過關係計算，可以判斷轉彎是否在合理範圍內。如果不合理，會以定位模塊7獲取的汽車角度與車輛車速為輔助印證，判定駕駛員是否產生急轉彎行為。

如圖4所示，所述三軸加速度計通過採集速度值和加速度值的差值代入三軸加速度計算法公式：q(t)＝q(t-1)-μ△f(q,a)/||△f(q,a)||中，同時三軸陀螺儀採集數據代入陀螺儀算法公式：q(t)＝q(t-1)+q`△tq`＝0.5*q(t)θw中，再將三軸加速度計算法與陀螺儀算法融合，由陀螺儀計算出的四元數q(w,t)和由加速度計計算出的四元數q(a,t)進行互補融合，得出計算結果：q(est,t)＝q(est,t-1)+q(est,t)`*△t；以解決陀螺儀檢測動態性能好但漂移嚴重、加速度計靜態性能好但延遲大的問題，更為精準的監測車輛行駛狀態。

實施例三

在基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統中，診斷系統通信模塊3通過can收發器晶片及其接口接入車輛數據交互網絡，直接監聽數據報文，通過一過濾器提取所需系統的總線數據，通過車輛規定的通訊規則解析出數據所代表的數據內容和算法。如果需要讀取或設置車輛某項功能，則通過指令請求的方式發送報文，車輛自帶的ecu控制單元接收後，按照通訊規則解析，校驗成功後則會按照指令要求提供車輛信息或控制車輛參數。各車型的通訊規則不同，因此設備的通訊模塊會根據車輛信息進行通訊鏈路切換，達到與車輛數據保持同一格式才可進行數據交互。

實施例四

如圖1至圖4所示，一種基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統，包括智能車載終端，還包括設於智能車載終端內的中央處理器1、與中央處理器1分別電性連接的電源管理模塊2、故障檢測分析模塊10以及與智能車載終端無線連接的雲平臺11；電源管理模塊2，用於切換選擇汽車外部電源和內部電源，以及轉換汽車外部電源電壓以適配中央處理器1；故障檢測分析模塊10，用於採集汽車行駛狀態信息和汽車駕駛員駕駛行為信息，並將行駛狀態信息和駕駛行為信息通過中央處理器1處理後傳輸至雲平臺11；雲平臺11，用於接收和監控智能車載終端對外部網絡的交互信息，並形成和記憶汽車的行車軌跡。中央處理器1還電性連接有溫度探頭13，溫度探頭13通過rs485收發器與中央處理器1連接，以監控和傳輸車內溫度數據，因此，基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統可應用在冷鏈車運輸、渣土車管理以及危化品車輛監管等領域，應用範圍廣泛。

實施例五

如圖1所示，一種基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統，其中央處理器1還可適配雷射測距儀和串行接口，所述串行接口包括rs-232或rs-485，所述中央處理器1可通過所述串行接口匹配車載空調、車載影音以及汽車座椅，使得該基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統可遠程監控車輛行駛過程中的內部情況，系統整體更為開放，可在駕駛員疲勞時接收司機健康狀態數據，再經由雲平臺11遠程控制車輛內部的設備，例如控制車載影音工作，例如控制高檔汽車座椅開啟按摩、加熱等功能，實現後臺與司機同時反饋，進一步保障司機的行車安全。採用雷射測距儀，可將該基於遠程平臺監控的智能車載診斷系統匹配無人駕駛汽車，擴大系統的使用範圍，實現系統的優良兼容和開放性。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。