一种基于远程平台监控的智能车载诊断系统的制作方法

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于远程平台监控的智能车载诊断系统。

背景技术：

智能车载终端，又称卫星定位智能车载终端，其融合了卫星定位技术、里程定位技术及汽车黑匣技术，能用于对运输车辆的现代化管理，包括：行车安全监控管理、运营管理、服务质量管理、智能集中调度管理、电子站牌控制管理等。目前，随着信息技术的迅速发展和车辆数量的迅速增加，各种智能车载终端被使用，而常规的智能车载终端如上述，以gps导航以及娱乐应用为主，例如车载dvd、影视、音效等，对于公路物流运输车辆无法实现可视化管理。我国现今的公路物流业存在的突出问题是“小、散、乱、差”，在车辆的管理中，车辆参数信息也是其中很重要的一项。当车辆在使用过程中，车辆的一些重要参数需要读取出来，给驾驶员必要的、及时的提醒。在公路物流运输中，车辆和货物的安全非常重要，车辆的位置和行车路线需要实时监测，并且不同种类的车辆需要监测的参数和所实现的功能也有所差别，这就需要将车辆的位置信息、行驶状态信息、周边环境信息甚至驾驶员自身状态信息准确的传送至一个平台，在平台上生成行车轨迹，以求能达到车辆的可视化管理，便于改善公路物流业的混乱现状。另一方面，伴随着交通法规的日益完善，驾驶员在行车过程中的驾驶行为也成为衡量公路物流水平的核心标准，如何将其融合进对车辆整体的可视化管理成为亟待解决的问题。为改善上述现状的不足以及实现上述所提出的功能，迫切需要一种功能更加齐全的、兼容性更高的、系统更开放的基于远程平台监控的智能车载诊断系统。

专利一种智能车载终端，申请号(cn201611176832.4)，包括普通手机及其组件、智能车载终端组件和车载接口，所述的普通手机组件通过内部数据总线与智能车载终端组件相连，所述的智能车载终端组件的另一端通过数据线与车载接口相连，所述智能车载终端组件包括通讯模块，实现与中心平台之间的通讯，短信配置查询的功能；gps模块，实现接收并处理gps数据；串口模块，实现与外接设备的通讯；gpio模块，实现io口的报警触发判断；定时器模块，实现定时器中断后的处理。但是该智能车载终端功能单一，系统兼容性差，无法同时做到前端和后端的匹配提醒，稳定性欠佳。

专利一种智能车载终端，申请号(cn201620676124.6)，包括智能车载终端主体、控制模块、gps模块、无线通信模块、存储模块，智能车载终端主体的外壁设置有显示屏和按钮板，控制模块分别与gps模块、无线通信模块、存储模块、显示屏和按钮板电性连接，无线通信模块与车主的智能手机通信连接，智能车载终端还包括多个分布在车体内的检测终端，检测终端包括外壳、红外线传感器，外壳内设置有单片机、zigbee无线发射模块，智能车载终端主体内设置有与控制模块电性连接的zigbee无线接收模块，zigbee无线发射模块与zigbee无线接收模块通信连接；智能车载终端主体的顶部设置有旋转装置，旋转装置的顶部设置有与控制模块电性连接的摄像头。但该终端通过zigbee发射无线信号，成本较高，且通讯距离受限，无法做到远程平台化的监控。

因此急需要一种检测范围广、结构简单、兼容性强、监测精度高、受环境影响小的基于远程平台监控的智能车载诊断系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于远程平台监控的智能车载诊断系统，以解决现有技术检测范围单一、结构复杂、稳定性欠佳、无法远程平台化监控、受环境影响大的问题。

本发明提供了如下的技术方案：

一种基于远程平台监控的智能车载诊断系统，包括智能车载终端，还包括设于所述智能车载终端内的中央处理器、与所述中央处理器分别电性连接的电源管理模块、故障检测分析模块以及与所述智能车载终端无线连接的云平台；所述电源管理模块，用于切换选择汽车外部电源和内部电源，以及转换汽车外部电源电压以适配所述中央处理器；所述故障检测分析模块，用于采集汽车行驶状态信息和汽车驾驶员驾驶行为信息，并将所述行驶状态信息和所述驾驶行为信息通过所述中央处理器处理后传输至所述云平台；所述云平台，用于接收和监控所述智能车载终端对外部网络的交互信息，并形成和记忆汽车的行车轨迹。

优选的，所述故障检测分析模块包括陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于检测车辆急加速、急减速和急转弯信息。

优选的，所述故障检测分析模块还包括诊断系统通信模块，所述诊断系统通信模块包括一can收发器芯片，所述诊断系统通信模块通过所述can收发器芯片与所述中央处理器通信，并实时获取汽车行驶状态信息。

优选的，所述故障检测分析模块还包括一胎压数据接收模块，所述胎压数据接收模块用于接收汽车胎压射频数据并传输至所述中央处理器。

优选的，所述胎压数据接收模块包括分别与所述故障检测分析模块电性连接的内置式胎压传感器和外置式胎压传感器。

优选的，所述中央处理器还电性连接有一无线通信模块，所述无线通信模块用于通过tts解析将文字信息转换为语音信息并播报。

优选的，所述无线通信模块还通过蓝牙无线连接有人体健康信息采集装置。

优选的，所述电源管理模块还电性连接有锂电池备电。

优选的，所述智能车载终端还设有定位模块。

优选的，所述云平台还无线连接有用户终端。

本发明的有益效果是：

1、采用诊断系统通信模块，能够诊断多种信息状态，例如汽车速度、转速、里程、油耗和发动机温度等，也可通过obd接口读取汽车故障码，便于司机排除潜在安全隐患，整体功能全面，运行稳定；

2、采用六轴陀螺仪配合中央处理器，通过内部算法检测急加速、急减速和急转弯等不良驾驶行为，从而提醒规范司机驾驶，保障货物和司机的安全，且能降低油耗；

3、采用云平台配合用户终端，有利于远程平台化实时观测车辆信息，受车辆运行环境影响小；

4、本系统整体安全稳定，体积小，结构简单，检测功能全面，兼容性强，易于推广。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明系统结构示意图；

图2是第一电压调节电路；

图3是第二电压调节电路；

图4是陀螺仪传感器内部代码算法流程图。

图中：1.中央处理器，2.电源管理模块，3.诊断系统通信模块，4.胎压数据接收模块，5.陀螺仪传感器，6.锂电池备电，7.定位模块，8.人体健康信息采集装置，9.无线通信模块，10.故障检测分析模块，11.云平台，12.用户终端，13.温度探头。

具体实施方式

实施例一

如图1至图3所示，一种基于远程平台监控的智能车载诊断系统，包括智能车载终端，还包括设于智能车载终端内的中央处理器1、与中央处理器1分别电性连接的电源管理模块2、故障检测分析模块10以及与智能车载终端无线连接的云平台11；电源管理模块2，用于切换选择汽车外部电源和内部电源，以及转换汽车外部电源电压以适配中央处理器1；故障检测分析模块10，用于采集汽车行驶状态信息和汽车驾驶员驾驶行为信息，并将行驶状态信息和驾驶行为信息通过中央处理器1处理后传输至云平台11；云平台11，用于接收和监控智能车载终端对外部网络的交互信息，并形成和记忆汽车的行车轨迹。故障检测分析模块10包括陀螺仪传感器5，陀螺仪传感器5用于检测车辆急加速、急减速和急转弯信息。故障检测分析模块10还包括诊断系统通信模块3，诊断系统通信模块3包括一can收发器芯片，诊断系统通信模块3通过can收发器芯片与中央处理器1通信，并实时获取汽车行驶状态信息。故障检测分析模块10还包括一胎压数据接收模块4，胎压数据接收模块4用于接收汽车胎压射频数据并传输至中央处理器1。胎压数据接收模块4包括分别与故障检测分析模块10电性连接的内置式胎压传感器和外置式胎压传感器。中央处理器1还电性连接有一无线通信模块9，无线通信模块9用于通过tts解析将文字信息转换为语音信息并播报。无线通信模块9还通过蓝牙无线连接有人体健康信息采集装置8。电源管理模块2还电性连接有锂电池备电6。智能车载终端还设有定位模块7。云平台11还无线连接有用户终端12。

具体的，在使用过程中，电源管理模块2功能完善，如图2和图3所示，在基于远程平台监控的智能车载诊断系统开始工作时，汽车发动，电源管理模块2中的电源选择模块启动，唤醒车载电瓶，车载电瓶通过如图2所示的第一电压调节电路从24v电压转为5v电压，给整体系统供电，此时中央处理器1的模数转换器将采集电压参数，而图3所示的第二电压调节电路将5v电压转换成3.3v电压，为中央处理器1等芯片供电；当汽车熄火后，中央处理器1检测到电源管理模块2的电压降低，其通过预设程序，经过5分钟后进入休眠状态，此时若拆除智能车载终端，则电源管理模块2将选择锂电池备电6供电，并发送状态信息至云平台11。

驾驶过程中，诊断系统通信模块3与中央处理器1连接通信，且可以和汽车上的obd接口相连接，实时获取汽车的状态信息；汽车整体通过无线通信模块9与云平台11无线连接，进行信息交互，使用户终端实时观测车辆状态；当汽车采用不同型号的轮胎时，匹配使用内置式胎压传感器或外置式胎压传感器，其发送胎压射频数据给胎压数据接收模块4，进一步反馈至中央处理器1，上传至云平台11，以便工作人员记录和观察胎压情况，确保汽车行程安全。整体上，该基于远程平台监控的智能车载诊断系统可以将中央处理器1从诊断系统通信模块3获取的车辆信息、定位模块7获取的位置信息、无线通信模块9蓝牙连接的人体健康信息采集装置8获取的司机身体状态、胎压数据接收模块4获取的胎压数据和六轴陀螺仪获取的驾驶行为信息发送至云平台11；当云平台11发现获取的信息有异常时，可以通过无线通信模块9发送语音实时提醒司机进行必要的检查和操作，实现后台监控与司机前端提醒一体化，使系统更为安全可靠。

实施例二

如图1和图4所示，陀螺仪传感器5采用六轴陀螺仪，六轴陀螺仪将三轴加速度计和三轴陀螺仪互补采用，将其性能融合，在汽车行驶过程中，其计算得到各方向的加速度值，从而判断急加速、急减速和急转弯这三组不良驾驶行为，具体包括：

1)急加速判断：当车正常行驶时，会沿车的前进方向产生一个加速度，若是匀速前进，加速度值也是趋于约为60-200mg之间一个较为稳定的值。当车加速时，加速度值会逐渐加大。急加速描述的就是加速度变化的范围，是否在正常加速的范围区间。此过程，车速上升，发动机转速变化也会比较明显。当加速度值超过正常范围，陀螺仪传感器5会结合车速与发动机转速的变化量共同分析，驾驶员是否产生了急加速行为。

2)急减速判断：同急加速判断类似，当车减速时，加速度值会逐渐减小，然后以前进的反方向产生逐渐增大的加速度。急减速描述的就是这种加速度变化的模型，是否符合急减速的驾驶行为。此过程，车速下降，转速下降会比较明显。当加速度值超过正常范围，陀螺仪传感器5会结合车速与转速的变化量共同分析，判断驾驶员是否产生了急减速行为。

3)急转弯判断：车辆行驶时转弯时，车身会与转弯前的前进方向形成一个夹角，并且持续变大，同时会在车转弯的反方向形成一个加速度。夹角与加速度值通过关系计算，可以判断转弯是否在合理范围内。如果不合理，会以定位模块7获取的汽车角度与车辆车速为辅助印证，判定驾驶员是否产生急转弯行为。

如图4所示，所述三轴加速度计通过采集速度值和加速度值的差值代入三轴加速度计算法公式：q(t)＝q(t-1)-μ△f(q,a)/||△f(q,a)||中，同时三轴陀螺仪采集数据代入陀螺仪算法公式：q(t)＝q(t-1)+q`△tq`＝0.5*q(t)θw中，再将三轴加速度计算法与陀螺仪算法融合，由陀螺仪计算出的四元数q(w,t)和由加速度计计算出的四元数q(a,t)进行互补融合，得出计算结果：q(est,t)＝q(est,t-1)+q(est,t)`*△t；以解决陀螺仪检测动态性能好但漂移严重、加速度计静态性能好但延迟大的问题，更为精准的监测车辆行驶状态。

实施例三

在基于远程平台监控的智能车载诊断系统中，诊断系统通信模块3通过can收发器芯片及其接口接入车辆数据交互网络，直接监听数据报文，通过一过滤器提取所需系统的总线数据，通过车辆规定的通讯规则解析出数据所代表的数据内容和算法。如果需要读取或设置车辆某项功能，则通过指令请求的方式发送报文，车辆自带的ecu控制单元接收后，按照通讯规则解析，校验成功后则会按照指令要求提供车辆信息或控制车辆参数。各车型的通讯规则不同，因此设备的通讯模块会根据车辆信息进行通讯链路切换，达到与车辆数据保持同一格式才可进行数据交互。

实施例四

如图1至图4所示，一种基于远程平台监控的智能车载诊断系统，包括智能车载终端，还包括设于智能车载终端内的中央处理器1、与中央处理器1分别电性连接的电源管理模块2、故障检测分析模块10以及与智能车载终端无线连接的云平台11；电源管理模块2，用于切换选择汽车外部电源和内部电源，以及转换汽车外部电源电压以适配中央处理器1；故障检测分析模块10，用于采集汽车行驶状态信息和汽车驾驶员驾驶行为信息，并将行驶状态信息和驾驶行为信息通过中央处理器1处理后传输至云平台11；云平台11，用于接收和监控智能车载终端对外部网络的交互信息，并形成和记忆汽车的行车轨迹。中央处理器1还电性连接有温度探头13，温度探头13通过rs485收发器与中央处理器1连接，以监控和传输车内温度数据，因此，基于远程平台监控的智能车载诊断系统可应用在冷链车运输、渣土车管理以及危化品车辆监管等领域，应用范围广泛。

实施例五

如图1所示，一种基于远程平台监控的智能车载诊断系统，其中央处理器1还可适配激光测距仪和串行接口，所述串行接口包括rs-232或rs-485，所述中央处理器1可通过所述串行接口匹配车载空调、车载影音以及汽车座椅，使得该基于远程平台监控的智能车载诊断系统可远程监控车辆行驶过程中的内部情况，系统整体更为开放，可在驾驶员疲劳时接收司机健康状态数据，再经由云平台11远程控制车辆内部的设备，例如控制车载影音工作，例如控制高档汽车座椅开启按摩、加热等功能，实现后台与司机同时反馈，进一步保障司机的行车安全。采用激光测距仪，可将该基于远程平台监控的智能车载诊断系统匹配无人驾驶汽车，扩大系统的使用范围，实现系统的优良兼容和开放性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。