專利名稱：車輛信息采集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車車輛信息采集裝置，具體涉及一種用于獲得汽車使用運行的各種信息的車輛信息采集裝置。
背景技術：
全新車型的正向開發(fā)需要經過周密的 調查研究和論證，從而確定細分市場及目標客戶的消費需求。這些工作目前主要是整車企業(yè)的商品企劃部門或專門的咨詢機構通過客戶調查問卷的形式完成的，屬于定性分析，而基于目標客戶駕駛行為統(tǒng)計學分析的量化指標無法得到。于是就需要用一種專門的數(shù)據(jù)采集裝置來獲得汽車運行和使用的各種信息，如采集客戶的換擋信息，用于統(tǒng)計出目標客戶的換擋方式和時機、檔位使用分布規(guī)律等數(shù)據(jù)，可以作為變速箱設計的參考參數(shù)，這樣可有效提高設計精度、節(jié)約設計成本和生產成本。另外，由于大量的樣本數(shù)據(jù)無法本地存儲，且車輛某些運行信息需要實時監(jiān)控，現(xiàn)有的采集裝置存在種種缺陷。中國專利CNlO 1853020A“基于CAN總線的車輛運行信息采集裝置”，它由處理器模塊、存儲模塊、CAN總線信號采集模塊、電壓比較模塊等構成。但是該采集裝置只能記錄行駛過程中掛在CAN總線上部件及設備的各種信息、部分開關量信號，對LIN總線上的部件的各種信息無法采集，采集數(shù)據(jù)種類單一，且無法將采集的數(shù)據(jù)實時向服務器發(fā)送，技術人員無法實時監(jiān)控車輛狀態(tài)。中國專利CN 201584006U“汽車數(shù)據(jù)采集發(fā)送服務裝置”，它包括傳感器、ECU、GPRS天線、汽車數(shù)據(jù)發(fā)送器、管理服務平臺。該裝置可采集車輛的基于CAN總線的各種部件的運行使用信息，并能實時監(jiān)控，但無法對LIN總線信號進行采集，且使用GPRS傳遞信息，傳輸速率無法滿足大容量數(shù)據(jù)需求。

實用新型內容本實用新型的目的是克服上述技術方案的缺陷，提供一種基于CAN總線的汽車運行、使用信息采集裝置，該裝置可采集汽車上的各種設備的使用、運行信息，數(shù)據(jù)采集方便、信息齊全的車輛信息采集裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型設計的車輛信息采集裝置，包括主板上設置的處理器模塊、分別與處理器模塊相連接的電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和GPS模塊，所述處理器模塊還連接有無線通信模塊、有線數(shù)據(jù)傳輸接口、總線信號采集模塊、開關量和模擬量采集模塊和板載傳感器模塊，所述總線信號采集模塊的輸入端連接有CAN收發(fā)器、LIN收發(fā)器、VAN收發(fā)器和FlexRay收發(fā)器，所述CAN收發(fā)器的輸入口與車輛CAN信號的輸出口連接，所述LIN收發(fā)器的輸入口與車輛LIN信號的輸出口連接，所述VAN收發(fā)器的輸入口與車輛VAN信號的輸出口連接，所述FlexRay收發(fā)器的輸入口與車輛FlexRay信號的輸出口連接，所述開關量和模擬量采集模塊的輸入端與車輛上輸出開關量和模擬量部件的輸出端連接，所述板載傳感器模塊的輸入端分別與設置于主板上的三軸向加速度傳感器、陀螺儀傳感器和溫度傳感器輸出端連接。在上述技術方案中所述車輛上輸出開關量和模擬量部件包括車門、制動踏板、制動踏板力傳感器和車輛噪聲傳感器。所述無線通信模塊包括WCDMA、CDMA2000, TD-SCDMA 和 TD-LTE。所述電源管理模塊用于在車輛信息采集裝置關閉后延時3分鐘供電之后停止工作。所述無線通信模塊用于向遠程服務器發(fā)送數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的數(shù)據(jù)，并在網絡中斷時再次連接上從斷點開始按時間順序依次上傳數(shù)據(jù)。本實用新型的GPS模塊通過GPS天線接收衛(wèi)星的GPS定位數(shù)據(jù)；總線信號采集模塊連接車輛上的總線接口，采集車輛上的總線信號；外接信號輸入模塊采集車輛上的開關量和模擬量信號；處理器模塊MCU對上述采集到的信號做前端處理后，存儲到數(shù)據(jù)存儲模塊中，并將部分信息通過通訊模塊實時向遠程服務器發(fā)送，同時也通過通訊模塊接收服務器端發(fā)送的遠程控制指令。在無線通信模塊無法滿足數(shù)據(jù)容量傳輸要求時，通過有線數(shù)據(jù)傳輸接口實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)下載、程序更新。通過電源管理模塊，對數(shù)據(jù)采集裝置實行有效的電源管理，使之能實現(xiàn)斷電續(xù)傳的功能，同時滿足車載設備的電源管理要求。本實用新型的突出的技術進步和顯著的有益效果是I、實現(xiàn)了數(shù)據(jù)有線傳輸和無線傳輸，可實時傳輸大容量數(shù)據(jù)本實用新型的處理器模塊連接有無線通信模塊和有線數(shù)據(jù)傳輸接口，利用通信網絡將車輛運行過程中所有采集到的數(shù)據(jù)遠程發(fā)送到車輛監(jiān)測中心進行分析，同時可遠程將車輛監(jiān)測中心的指令發(fā)送到運行中的車輛信息采集裝置，實現(xiàn)了運行車輛與車輛監(jiān)測中心相互通信。2、采集的信號種類多，數(shù)據(jù)齊全可對車輛上的多種總線信號進行采集，可采集車輛上所有總線信號，以及車輛上的各種開關量、模擬量信號，采集范圍涵蓋所有的車輛信息數(shù)據(jù)。3、產品通用性強，具有廣泛的用途本實用新型設置了車輛所有信號采集接口，采集方案柔性可變，不僅適用于現(xiàn)階段車型，還適用于其他具有總線架構的車型。將本實用新型采集的數(shù)據(jù)作為分析目標客戶的駕駛行為習慣的依據(jù)，為車輛的改進設計、仿真計算、零部件的壽命及輕量化設計提供準確的依據(jù)，同時作為一種試驗測試工具，可用于監(jiān)控、分析車輛試驗時的各種異常數(shù)據(jù)。

圖I是本實用新型的系統(tǒng)框架示意圖；圖2是本實用新型總線信號采集模塊的工作過程示意圖。圖3是本實用新型開關量和模擬量采集模塊工作過程示意圖。圖4是本實用新型進行遠程數(shù)據(jù)更新的流程圖。圖中1、處理器模塊；2、無線通信模塊；3、GPS模塊；4、數(shù)據(jù)存儲模塊；5、電源管理模塊；6、有線數(shù)據(jù)傳輸接口 ；7、總線信號采集模塊；8、開關量和模擬量采集模塊；9、輸出總線信號的各種車輛部件；10、輸出開關量、模擬量信號的各種車輛部件；11、總線收發(fā)器；
12、輸出總線信號的各種車輛部件；13、三軸向加速度傳感器、陀螺儀傳感器和溫度傳感器。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述如圖I所示，車輛信息采集裝置，包括主板上設置的處理器模塊1，處理器模塊I分別與電源管理模塊5、數(shù)據(jù)存儲模塊4、GPS模塊3連接，處理器模塊I連接有無線通信模塊2、有線數(shù)據(jù)傳輸接口 6、總線信號采集模塊7、開關量和模擬量采集模塊8和板載傳感器模塊9，總線信號采集模塊7的輸入端連接有CAN收發(fā)器、LIN收發(fā)器、VAN收發(fā)器和FlexRay收發(fā)器，CAN收發(fā)器的輸入口與車輛CAN信號的輸出口連接，LIN收發(fā)器的輸入口與車輛LIN信號的輸出口連接，VAN收發(fā)器的輸入口與車輛VAN信號的輸出口連接，F(xiàn)lexRay收發(fā)器的輸入口與車輛FlexRay信號的輸出口連接，開 關量和模擬量采集模塊8的輸入端與車輛上輸出開關量和模擬量部件10的輸出端連接，板載傳感器模塊9的輸入端分別與設置于主板上的三軸向加速度傳感器、陀螺儀傳感器和溫度傳感器。車輛上輸出開關量和模擬量部件8包括車門、制動踏板、制動踏板力傳感器和車輛噪聲傳感器。無線通信模塊2及天線接口包括 WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA 和 TD-LTE。GPS定位模塊3及天線接口，用于接收衛(wèi)星的GPS定位數(shù)據(jù)；總線信號采集模塊7，用于與車輛上的總線收發(fā)器11連接，總線收發(fā)器11與輸出總線信號的各種車輛部件9連接，以采集車輛上的總線信號；開關量和模擬量采集模塊8，用于連接信號傳感器，該信號傳感器采集車輛上的開關量和模擬量信息；處理器模塊I用于對采集的信號做前端處理；存儲模塊4，用于存儲處理器模塊I前端處理后的數(shù)據(jù)；無線通信模塊2及天線接口，用于向遠程服務器發(fā)送數(shù)據(jù)存儲模塊4中存儲的數(shù)據(jù)；電源管理模塊5用于在車輛信息采集裝置關閉后延時3分鐘供電之后停止工作；有線數(shù)據(jù)傳輸接口 6，用于本地數(shù)據(jù)下載和程序更新。無線通信模塊2用于向遠程服務器發(fā)送數(shù)據(jù)存儲模塊4中存儲的數(shù)據(jù)，并在網絡中斷時再次連接上，從斷點開始按時間順序依次上傳數(shù)據(jù)。本實用新型的工作過程如下當電源管理模塊5開關從“OFF”轉換至“ACC”狀態(tài)后，電源管理模塊5開始工作，車輛信息采集裝置上電開始工作，其工作狀態(tài)及故障代碼通過無線通信模塊2或有線數(shù)據(jù)傳輸接口 6實時傳輸?shù)杰囕v檢測中心的服務器端，供系統(tǒng)管理人員監(jiān)控；GPS模塊3通過GPS天線接收衛(wèi)星的GPS數(shù)據(jù)；總線信號采集模塊7連接車輛上的總線接口，車輛上的CAN、LIN、VAN和FlexRay分別采集車輛上的不同的總線信號；外接信號輸入模塊8連接采集車輛上的開關量和模擬量信號傳感器，采集車輛設備上的各種開關量、脈沖量及模擬量信息；處理器模塊I按DBC和LDF配置文件規(guī)定的采集方案、采集對象要求，對采集到的信號做前端處理后，存儲到數(shù)據(jù)存儲模塊4中，并將部分信息通過無線通信模塊2實時向車輛檢測中心的服務器端發(fā)送，在網絡空閑時，以斷點續(xù)傳的方式向遠程服務器發(fā)送完整的數(shù)據(jù)包；同時也通過無線通信模塊2接收服務器端發(fā)送的遠程控制指令，實現(xiàn)遠程控制及程序更新。當在無線網絡無法滿足大量數(shù)據(jù)傳輸要求時，可通過有線數(shù)據(jù)傳輸接口 6，實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)下載、程序更新。當電源管理模塊5的開關從“ACC”轉換至“OFF”狀態(tài)后，電源管理模塊5使采集裝置延時3分鐘關閉電源停止工作，在車輛斷電后，使采集裝置能實現(xiàn)斷電續(xù)傳的功能。具體地，總線信號采集模塊7的工作過程，如CAN網絡信號的采集和輸出過程，如圖2所示，設定PowerTrain網段總線上正傳遞著由ABS發(fā)出的包含了車速信號報文①，采集裝置已由DBC配置文件明確了對報文①的采集需求。于是，采集裝置接受車速信號報文①，放入緩存。處理器模塊I根據(jù)配置文件的定義，從報文數(shù)據(jù)場中獲取所需的數(shù)據(jù)，并更新數(shù)據(jù)存儲模塊4中數(shù)據(jù)記錄文件。數(shù)據(jù)文件達到一定記錄限值后將新建另一文件來記錄。需要上傳的數(shù)據(jù)文件，由采集裝置的3G模塊通過無線網絡傳輸?shù)胶笈_務器。同時數(shù)據(jù)存儲模塊4中存儲的數(shù)據(jù)可由有線數(shù)據(jù)傳輸接口 6本地下載。對于車身網段LIN總線，采集裝置通過LIN總線接口獲得各種車身信號。信號的獲取原理、存儲和輸出方式均與CAN總線的一致。開關量和模擬量采集模塊8工作過程，如開關量信號，包括制動踏板的踩踏次數(shù) 信號，其采集過程如圖3所示制動踏板通過制動踏板傳感器采集信號，傳輸?shù)教幚砥髂KI中，處理器模塊I處理后將制動踏板踩踏次數(shù)加1，同時記錄下踏板踩踏的時間，將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲模塊4中；模擬量信號，如制動踏板力信號，其采集過程為制動踏板力傳感器采集的模擬信號，通過模數(shù)轉換器得到數(shù)字信號，經過處理器模塊I處理后，作為踏板力的有效數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲模塊4中。無線通信模塊2的工作過程其通信協(xié)議采用TCP的服務器端-客戶端的通信方式，每個車載終端作為客戶端，主動發(fā)起對服務器的通信連接，由服務器端的通信軟件建立并保持連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。任何原因導致的網絡傳輸中斷，當再次連接成功后，傳輸程序首先安排中斷的文件從斷點開始繼續(xù)上傳，其余待上傳文件按時間先后排序，依次傳輸。上傳成功的文件進行隔離標識，并由服務器端發(fā)起操作對已回傳文件進行刪除。對系統(tǒng)進行遠程更新時，如圖4所示，處理器模塊I通過3G網絡從車輛檢測中心的服務器端下載更新文件，車輛檢測中心的服務器端校驗文件傳輸?shù)恼_性。驗證通過后，處理器模塊I中新的系統(tǒng)文件將覆蓋舊的文件，最后系統(tǒng)重啟更新生效。上述實施例中，各部件的結構及其連接都是可以有所變化的，在本實用新型技術方案的基礎上，對部件進行改進和等同變換，不應排除在本實用新型的保護范圍之外。本本說明書及附圖中DBC =Database for CAN,針對 CAN 網絡的數(shù)據(jù)庫；3G網絡3rd_generation,支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術；SMS通道Short Messaging Service通道,存儲信息和轉發(fā)信息服務。TCP !Transmission Control Protocol,傳輸控制協(xié)議。FlashRom :快速擦寫只讀編程器。MCU Micro Control Unit,微控制單兀。LIN總線Local Interconnect Network,控制器局域網總線，是低成本的串行通訊網絡總線，用于實現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。CAN總線Controller Area Network,控制器局域網總線，是ISO國際標準化的串行通信協(xié)議。PowerTrain :汽車上的動力系統(tǒng)。GPS Global Positioning System,全球定位系統(tǒng)。1/0 :input/output,輸入輸出端口?！癆CC”:汽車上鑰匙門的開狀態(tài)。[0047]“OFF” :汽車上鑰匙門的關狀態(tài)。VAN 總線Vehical Area Network,車輛局域網總線。Flexray總線一種靈活的車載通信協(xié)議總線。WCDMA :Wideband Code Division Multiple Access，寬帶碼分多址，是一種第三代無線通訊技術。CDMA2000 Code Division Multiple Access 2000，是一個 3G 移動通訊標準。TD-SCDMA :Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，時分 同步碼分多址，中國提出的第三代移動通信標準。TD-LTE :TD-LTE 即 Time Division Long Term Evolution，分時長期演進，第四代(4G)移動通信技術與標準。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。
權利要求1.一種車輛信息采集裝置，包括主板上設置的處理器模塊(I)、分別與處理器模塊(I)相連接的電源管理模塊(5)、數(shù)據(jù)存儲模塊(4)和GPS模塊(3)，其特征在于所述處理器模塊(I)還連接有無線通信模塊(2)、有線數(shù)據(jù)傳輸接口(6)、總線信號采集模塊(7)、開關量和模擬量采集模塊(8 )和板載傳感器模塊(9 )，所述總線信號采集模塊(7 )的輸入端連接有CAN收發(fā)器、LIN收發(fā)器、VAN收發(fā)器和FlexRay收發(fā)器，所述CAN收發(fā)器的輸入口與車輛CAN信號的輸出口連接，所述L IN收發(fā)器的輸入口與車輛LIN信號的輸出口連接，所述VAN收發(fā)器的輸入口與車輛VAN信號的輸出口連接，所述FlexRay收發(fā)器的輸入口與車輛FlexRay信號的輸出口連接，所述開關量和模擬量采集模塊(8)的輸入端與車輛上輸出開關量和模擬量部件(10)的輸出端連接，所述板載傳感器模塊(9)的輸入端分別與設置于主板上的三軸向加速度傳感器、陀螺儀傳感器和溫度傳感器的輸出端。
2.根據(jù)權利要求I所述的車輛信息采集裝置，其特征在于所述車輛上輸出開關量和模擬量部件(8 )包括車門、制動踏板、制動踏板力傳感器和車輛噪聲傳感器。
3.根據(jù)權利要求I所述的車輛信息采集裝置，其特征在于所述無線通信模塊(2)包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA 和 TD-LTE。
4.根據(jù)權利要求I所述的車輛信息采集裝置，其特征在于所述電源管理模塊(5)用于在車輛信息采集裝置關閉后延時3分鐘供電之后停止工作。
5.根據(jù)權利要求I所述的車輛信息采集裝置，其特征在于所述無線通信模塊(2)用于向遠程服務器發(fā)送數(shù)據(jù)存儲模塊(4)中存儲的數(shù)據(jù)，并在網絡中斷時再次連接上從斷點開始按時間順序依次上傳數(shù)據(jù)。
專利摘要本實用新型涉及汽車車輛信息采集裝置，包括主板上設置的處理器模塊，處理器模塊分別與電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、GPS模塊連接，所述處理器模塊連接有無線通信模塊、有線數(shù)據(jù)傳輸接口、總線信號采集模塊、開關量和模擬量采集模塊和板載傳感器模塊，所述總線信號采集的輸入端連接有CAN收發(fā)器、LIN收發(fā)器、VAN收發(fā)器和FlexRay收發(fā)器，開關量和模擬量采集模塊的輸入端與車輛上輸出開關量和模擬量部件的輸出端連接，板載傳感器模塊的輸入端與設置于主板上傳感器連接。本實用新型可采集汽車上的各種設備的使用、運行信息，數(shù)據(jù)采集方便、數(shù)據(jù)采集覆蓋的種類齊全。
文檔編號G07C5/08GK202795499SQ201220261189
公開日2013年3月13日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權日2012年6月5日
發(fā)明者白傑, 許永紅, 余忠皋, 張宇探 申請人:東風汽車公司