專利名稱：混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力乘用車目前在推廣應(yīng)用過(guò)程還存在諸多技術(shù)問(wèn)題，目前的重點(diǎn)工作集中在新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與推廣、關(guān)鍵配件(電池、電機(jī)等)等技術(shù)開(kāi)發(fā)，而對(duì)于行車狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集與應(yīng)用，其重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新能源汽車市場(chǎng)的挖掘與推廣，其原因主要是目前在國(guó)外對(duì)于個(gè)人隱私的重視、行車數(shù)據(jù)應(yīng)用與服務(wù)市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)等方面依然制約于各種因素。但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度出發(fā)，混合動(dòng)力乘用車運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用將在關(guān)鍵配件技術(shù)(電池、電機(jī)等)取得突破后將成為汽車配件市場(chǎng)的主題方向之一。受市場(chǎng)需求的導(dǎo)向，目前行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端基本上都面向傳統(tǒng)動(dòng)力汽車，而對(duì)新能源汽車，特別是純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等類型汽車的行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端的研究基本停留在實(shí)驗(yàn)室階段，目前還難以在市場(chǎng)上推廣，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?；谀壳皫l(wèi)星定位功能行車記錄儀的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了面向混合動(dòng)力乘用車的行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，并在混合動(dòng)力乘用車、傳統(tǒng)動(dòng)力乘用車上進(jìn)行測(cè)試，達(dá)到了產(chǎn)品市場(chǎng)化的性能要求。混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端是基于現(xiàn)有帶GPS衛(wèi)星定位功能行車記錄儀技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的?，F(xiàn)有GPS終端就其架構(gòu)而言，主要有分體機(jī)和一體機(jī)兩種。由于通常重點(diǎn)營(yíng)運(yùn)車輛的帶衛(wèi)星定位功能行車記錄儀的工作環(huán)境相對(duì)惡劣，并且需要24小時(shí)不間斷運(yùn)行。由于行車狀態(tài)的諸多不確定性，為提高對(duì)終端本身的性能，目前的行車記錄儀設(shè)計(jì)與制造目前已逐步向一體機(jī)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(cè)、使用時(shí)相對(duì)簡(jiǎn)便?；旌蟿?dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端采用一體機(jī)架構(gòu)。與傳統(tǒng)行車記錄儀相t匕，混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端在實(shí)際使用中對(duì)防震、防潮、抗干擾、數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量與質(zhì)量等方面提出更高的要求，以適應(yīng)不同動(dòng)力源汽車的要求。具體的內(nèi)容包括:①終端硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。研制開(kāi)發(fā)具有無(wú)線通訊(GPRS/3G)能力，具備CAN總線接口，RS232串行通訊接口，開(kāi)關(guān)量輸入接口，模擬量轉(zhuǎn)換接口，頻率測(cè)量接口，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、分析、存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程傳輸?shù)挠布到y(tǒng)。②進(jìn)一步提高混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端工作的穩(wěn)定性。終端與運(yùn)行車輛相互綁定，工作在各種工況條件下，需從硬件配置及軟件設(shè)計(jì)上保證終端工作的穩(wěn)定性，滿足防震、防潮、抗干擾等基本要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是給出速度檢測(cè)準(zhǔn)確的混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端。為此給出混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，包括嵌入式控制器，其特征是，包括與嵌入式控制器連接的GPS模塊、測(cè)速器、無(wú)線通信模塊和存儲(chǔ)器，GPS模塊和測(cè)速器分別測(cè)量車速，由嵌入式控制器進(jìn)行比較，若所分別測(cè)得的兩個(gè)車速數(shù)據(jù)一致，則通過(guò)無(wú)線通信模塊向外發(fā)送。所述的測(cè)速器還測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速。有用于采集車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)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(shù)字信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸入口。還包括與嵌入式控制器連接的模擬量轉(zhuǎn)換接口。嵌入式控制器實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能及控制管理，是整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心；無(wú)線通信模塊(GPRS/3G)在符合傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)下完成數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸；GPS模塊主要用來(lái)獲得車輛的定位信息，包括位置、時(shí)間、方向、速度等；測(cè)速器主要測(cè)量車輛速度脈沖的頻率，實(shí)現(xiàn)車速的檢測(cè)。GPS模塊、頻率測(cè)量模塊都可檢測(cè)混合動(dòng)力乘用車的行駛速度，但GPS所測(cè)得的速度存在漂移、頻率測(cè)量等參數(shù)設(shè)置等問(wèn)題，為了保證速度的準(zhǔn)確性，本實(shí)用新型分別采集兩個(gè)速度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，兩個(gè)速度數(shù)據(jù)一致(例如，在實(shí)踐中，可以設(shè)定兩個(gè)速度數(shù)據(jù)誤差在2%以內(nèi)視為一致)，則通過(guò)無(wú)線通信模塊向外發(fā)送，保證了速度檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

圖1是混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中:嵌入式控制器實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能及控制管理，是整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心；存儲(chǔ)器通過(guò)存儲(chǔ)介質(zhì)對(duì)采集獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)存儲(chǔ)，以備詳細(xì)數(shù)據(jù)查詢分析使用；無(wú)線通信模塊(GPRS/3G)在符合傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)下完成數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸；有線通信接口包括CAN、RS232、OBD等，主要用來(lái)與具備通信接口的車輛系統(tǒng)通信，采集車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)；數(shù)字信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸入口主要用來(lái)對(duì)不能通過(guò)數(shù)據(jù)通訊總線獲得數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向燈、制動(dòng)燈、前門(mén)、后門(mén)、終端在線等狀態(tài)信息進(jìn)行直接采集；模擬量轉(zhuǎn)換接口，主要用來(lái)對(duì)不能通過(guò)數(shù)據(jù)通訊總線獲得數(shù)據(jù)的電池電壓、電流、溫度、電量、運(yùn)行過(guò)程中存在的異常數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行直接采集；GPS模塊主要用來(lái)獲得車輛的定位信息，包括位置、時(shí)間、方向、速度等；測(cè)速器主要測(cè)量車輛速度脈沖的頻率，實(shí)現(xiàn)車速的檢測(cè)，同時(shí)將電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。GPS模塊、頻率測(cè)量模塊都可檢測(cè)混合動(dòng)力乘用車的行駛速度，但GPS所測(cè)得的速度存在漂移、頻率測(cè)量等參數(shù)設(shè)置等問(wèn)題，為了保證速度的準(zhǔn)確性，本實(shí)用新型分別采集兩個(gè)速度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，兩個(gè)速度數(shù)據(jù)誤差在2%以內(nèi)視為一致，則通過(guò)無(wú)線通信模塊向外發(fā)送，保證了速度檢測(cè)的準(zhǔn)確性?；旌蟿?dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端內(nèi)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(qū)動(dòng)芯片、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(shí)別模塊、打印機(jī)模塊、信息采集模塊、CAN接口模塊、電量管理模塊等硬件模塊。LH75411通過(guò)外部總線接口擴(kuò)展了一片NOR Flash和一片SRAM，這兩種存儲(chǔ)器都是用來(lái)運(yùn)行程序的。其中，NOR Flash使用了 nCSO片選信號(hào)，這樣就可以用NOR Flash來(lái)啟動(dòng)引導(dǎo)程序的運(yùn)行，而SRAM則使用了 nCSl片選信號(hào)，用來(lái)存放程序運(yùn)行時(shí)的變量。CPLD通過(guò)模擬總線與LH75411相連，主要是為了擴(kuò)展串口和I/O 口。另外LH75411還通過(guò)外部總線擴(kuò)展了一片USB驅(qū)動(dòng)芯片SL811。系統(tǒng)時(shí)鐘采用外部20MHz晶振，RTC晶振采用了 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(shè)資源接口)、USB接口、CPLD外擴(kuò)的I/O 口和3路串口。另外核心板還提供3.3V電源接口，為核心板的所有芯片提供電源。GPRS模塊選擇BENQ的無(wú)線模塊M22A，波特率為標(biāo)稱的300 — 125200bps的自適應(yīng)波特率，只要是這個(gè)區(qū)間的標(biāo)稱波特率，模塊自動(dòng)識(shí)別，無(wú)需CPU去干預(yù)。M22A和ARM的通訊通過(guò)串行口 1(UARTRX1、UARTTXI)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，另外CPLD的一個(gè)模擬I/O 口管腳與M22A的PWON相連用來(lái)上電時(shí)啟動(dòng)GPRS模塊，另一個(gè)模擬I/O 口管腳與M22A的R0W4相連來(lái)喚醒GPRS，CPLD的54腳與101/RI相連用來(lái)檢測(cè)是否有來(lái)電。另外GPRS模塊還提供SM卡接 口和語(yǔ)音接口:MICIP、MICIN、MICBIAS、EARP 和 EARN。無(wú)線通信模塊的耗電具有不穩(wěn)定的特點(diǎn)，在待機(jī)狀態(tài)，在和基站的握手狀態(tài)，在通話狀態(tài)，在撥號(hào)狀態(tài)，在信號(hào)強(qiáng)弱不同的地方，這些因素都會(huì)直接的影響無(wú)線模塊GPRS的耗電流，所以GPRS模塊的電源設(shè)計(jì)非常重要。在本記錄儀設(shè)計(jì)中采用的GPRS模塊的供電電源要求為:DC3.3-4.2V，在通話狀態(tài)下它的平均電流為230-260mA，但它的電流消耗為脈沖形式，最高消耗的峰值電流為1.7A，所以這里采用輸出電壓可調(diào)的三端LDO:LM1085，它的輸出電流可以達(dá)到3A。GPS模塊的接口是9芯插頭，其中只有4個(gè)管腳有實(shí)際的電氣意義，包括兩個(gè)通訊口(RXD、TXD)和兩個(gè)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芯片，它是一種雙組驅(qū)動(dòng)器/接收器，片內(nèi)含有一個(gè)電容性電壓發(fā)生器，提供EIA/TIA-232-E電平。LH75411通過(guò)CPLD進(jìn)行串口擴(kuò)展，然后再通過(guò)MAX202的電平轉(zhuǎn)換與GPS的串口相連。
權(quán)利要求1.混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，包括嵌入式控制器，其特征是，包括與嵌入式控制器連接的GPS模塊、測(cè)速器、無(wú)線通信模塊和存儲(chǔ)器，GPS模塊和測(cè)速器分別測(cè)量車速，由嵌入式控制器進(jìn)行比較，若所分別測(cè)得的兩個(gè)車速數(shù)據(jù)一致，則通過(guò)無(wú)線通信模塊向外發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，其特征是，所述的無(wú)線通信模塊是GPRS通信模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，其特征是，所述的無(wú)線通信模塊是3G通信模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，其特征是，所述的測(cè)速器還測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，其特征是，有用于采集車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)的有線通信接口，有線通信接口連接嵌入式控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，其特征是，所述的有線通信接口包括CAN接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，其特征是，所述的有線通信接口包括RS232接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，其特征是，所述的有線通信接口包括OBD接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，其特征是，還包括與嵌入式控制器連接的數(shù)字信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸入口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，其特征是，還包括與嵌入式控制器連接的模擬量轉(zhuǎn)換接口。
專利摘要混合動(dòng)力乘用車行車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集終端，包括嵌入式控制器，其特征是，包括與嵌入式控制器連接的GPS模塊、測(cè)速器、無(wú)線通信模塊和存儲(chǔ)器，GPS模塊和測(cè)速器分別測(cè)量車速，由嵌入式控制器進(jìn)行比較，若所分別測(cè)得的兩個(gè)車速數(shù)據(jù)一致，則通過(guò)無(wú)線通信模塊向外發(fā)送。為了保證速度的準(zhǔn)確性，本實(shí)用新型分別采集兩個(gè)速度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，兩個(gè)速度數(shù)據(jù)一致，則通過(guò)無(wú)線通信模塊向外發(fā)送，保證了速度檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G07C5/00GK203012808SQ20122067931
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者李亭, 楊敬鋒, 張南峰, 李勇 申請(qǐng)人:楊敬鋒, 李亭