专利名称：车辆信息采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车车辆信息采集装置，具体涉及一种用于获得汽车使用运行的各种信息的车辆信息采集装置。
背景技术：
全新车型的正向开发需要经过周密的 调查研究和论证，从而确定细分市场及目标客户的消费需求。这些工作目前主要是整车企业的商品企划部门或专门的咨询机构通过客户调查问卷的形式完成的，属于定性分析，而基于目标客户驾驶行为统计学分析的量化指标无法得到。于是就需要用一种专门的数据采集装置来获得汽车运行和使用的各种信息，如采集客户的换挡信息，用于统计出目标客户的换挡方式和时机、档位使用分布规律等数据，可以作为变速箱设计的参考参数，这样可有效提高设计精度、节约设计成本和生产成本。另外，由于大量的样本数据无法本地存储，且车辆某些运行信息需要实时监控，现有的采集装置存在种种缺陷。中国专利CNlO 1853020A“基于CAN总线的车辆运行信息采集装置”，它由处理器模块、存储模块、CAN总线信号采集模块、电压比较模块等构成。但是该采集装置只能记录行驶过程中挂在CAN总线上部件及设备的各种信息、部分开关量信号，对LIN总线上的部件的各种信息无法采集，采集数据种类单一，且无法将采集的数据实时向服务器发送，技术人员无法实时监控车辆状态。中国专利CN 201584006U“汽车数据采集发送服务装置”，它包括传感器、ECU、GPRS天线、汽车数据发送器、管理服务平台。该装置可采集车辆的基于CAN总线的各种部件的运行使用信息，并能实时监控，但无法对LIN总线信号进行采集，且使用GPRS传递信息，传输速率无法满足大容量数据需求。
实用新型内容本实用新型的目的是克服上述技术方案的缺陷，提供一种基于CAN总线的汽车运行、使用信息采集装置，该装置可采集汽车上的各种设备的使用、运行信息，数据采集方便、信息齐全的车辆信息采集装置。为了实现上述目的，本实用新型设计的车辆信息采集装置，包括主板上设置的处理器模块、分别与处理器模块相连接的电源管理模块、数据存储模块和GPS模块，所述处理器模块还连接有无线通信模块、有线数据传输接口、总线信号采集模块、开关量和模拟量采集模块和板载传感器模块，所述总线信号采集模块的输入端连接有CAN收发器、LIN收发器、VAN收发器和FlexRay收发器，所述CAN收发器的输入口与车辆CAN信号的输出口连接，所述LIN收发器的输入口与车辆LIN信号的输出口连接，所述VAN收发器的输入口与车辆VAN信号的输出口连接，所述FlexRay收发器的输入口与车辆FlexRay信号的输出口连接，所述开关量和模拟量采集模块的输入端与车辆上输出开关量和模拟量部件的输出端连接，所述板载传感器模块的输入端分别与设置于主板上的三轴向加速度传感器、陀螺仪传感器和温度传感器输出端连接。在上述技术方案中所述车辆上输出开关量和模拟量部件包括车门、制动踏板、制动踏板力传感器和车辆噪声传感器。所述无线通信模块包括WCDMA、CDMA2000, TD-SCDMA 和 TD-LTE。所述电源管理模块用于在车辆信息采集装置关闭后延时3分钟供电之后停止工作。所述无线通信模块用于向远程服务器发送数据存储模块中存储的数据，并在网络中断时再次连接上从断点开始按时间顺序依次上传数据。本实用新型的GPS模块通过GPS天线接收卫星的GPS定位数据；总线信号采集模块连接车辆上的总线接口，采集车辆上的总线信号；外接信号输入模块采集车辆上的开关量和模拟量信号；处理器模块MCU对上述采集到的信号做前端处理后，存储到数据存储模块中，并将部分信息通过通讯模块实时向远程服务器发送，同时也通过通讯模块接收服务器端发送的远程控制指令。在无线通信模块无法满足数据容量传输要求时，通过有线数据传输接口实现本地数据下载、程序更新。通过电源管理模块，对数据采集装置实行有效的电源管理，使之能实现断电续传的功能，同时满足车载设备的电源管理要求。本实用新型的突出的技术进步和显著的有益效果是I、实现了数据有线传输和无线传输，可实时传输大容量数据本实用新型的处理器模块连接有无线通信模块和有线数据传输接口，利用通信网络将车辆运行过程中所有采集到的数据远程发送到车辆监测中心进行分析，同时可远程将车辆监测中心的指令发送到运行中的车辆信息采集装置，实现了运行车辆与车辆监测中心相互通信。2、采集的信号种类多，数据齐全可对车辆上的多种总线信号进行采集，可采集车辆上所有总线信号，以及车辆上的各种开关量、模拟量信号，采集范围涵盖所有的车辆信息数据。3、产品通用性强，具有广泛的用途本实用新型设置了车辆所有信号采集接口，采集方案柔性可变，不仅适用于现阶段车型，还适用于其他具有总线架构的车型。将本实用新型采集的数据作为分析目标客户的驾驶行为习惯的依据，为车辆的改进设计、仿真计算、零部件的寿命及轻量化设计提供准确的依据，同时作为一种试验测试工具，可用于监控、分析车辆试验时的各种异常数据。
图I是本实用新型的系统框架示意图；图2是本实用新型总线信号采集模块的工作过程示意图。图3是本实用新型开关量和模拟量采集模块工作过程示意图。图4是本实用新型进行远程数据更新的流程图。图中1、处理器模块；2、无线通信模块；3、GPS模块；4、数据存储模块；5、电源管理模块；6、有线数据传输接口 ；7、总线信号采集模块；8、开关量和模拟量采集模块；9、输出总线信号的各种车辆部件；10、输出开关量、模拟量信号的各种车辆部件；11、总线收发器；
12、输出总线信号的各种车辆部件；13、三轴向加速度传感器、陀螺仪传感器和温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述如图I所示，车辆信息采集装置，包括主板上设置的处理器模块1，处理器模块I分别与电源管理模块5、数据存储模块4、GPS模块3连接，处理器模块I连接有无线通信模块2、有线数据传输接口 6、总线信号采集模块7、开关量和模拟量采集模块8和板载传感器模块9，总线信号采集模块7的输入端连接有CAN收发器、LIN收发器、VAN收发器和FlexRay收发器，CAN收发器的输入口与车辆CAN信号的输出口连接，LIN收发器的输入口与车辆LIN信号的输出口连接，VAN收发器的输入口与车辆VAN信号的输出口连接，FlexRay收发器的输入口与车辆FlexRay信号的输出口连接，开 关量和模拟量采集模块8的输入端与车辆上输出开关量和模拟量部件10的输出端连接，板载传感器模块9的输入端分别与设置于主板上的三轴向加速度传感器、陀螺仪传感器和温度传感器。车辆上输出开关量和模拟量部件8包括车门、制动踏板、制动踏板力传感器和车辆噪声传感器。无线通信模块2及天线接口包括 WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA 和 TD-LTE。GPS定位模块3及天线接口，用于接收卫星的GPS定位数据；总线信号采集模块7，用于与车辆上的总线收发器11连接，总线收发器11与输出总线信号的各种车辆部件9连接，以采集车辆上的总线信号；开关量和模拟量采集模块8，用于连接信号传感器，该信号传感器采集车辆上的开关量和模拟量信息；处理器模块I用于对采集的信号做前端处理；存储模块4，用于存储处理器模块I前端处理后的数据；无线通信模块2及天线接口，用于向远程服务器发送数据存储模块4中存储的数据；电源管理模块5用于在车辆信息采集装置关闭后延时3分钟供电之后停止工作；有线数据传输接口 6，用于本地数据下载和程序更新。无线通信模块2用于向远程服务器发送数据存储模块4中存储的数据，并在网络中断时再次连接上，从断点开始按时间顺序依次上传数据。本实用新型的工作过程如下当电源管理模块5开关从“OFF”转换至“ACC”状态后，电源管理模块5开始工作，车辆信息采集装置上电开始工作，其工作状态及故障代码通过无线通信模块2或有线数据传输接口 6实时传输到车辆检测中心的服务器端，供系统管理人员监控；GPS模块3通过GPS天线接收卫星的GPS数据；总线信号采集模块7连接车辆上的总线接口，车辆上的CAN、LIN、VAN和FlexRay分别采集车辆上的不同的总线信号；外接信号输入模块8连接采集车辆上的开关量和模拟量信号传感器，采集车辆设备上的各种开关量、脉冲量及模拟量信息；处理器模块I按DBC和LDF配置文件规定的采集方案、采集对象要求，对采集到的信号做前端处理后，存储到数据存储模块4中，并将部分信息通过无线通信模块2实时向车辆检测中心的服务器端发送，在网络空闲时，以断点续传的方式向远程服务器发送完整的数据包；同时也通过无线通信模块2接收服务器端发送的远程控制指令，实现远程控制及程序更新。当在无线网络无法满足大量数据传输要求时，可通过有线数据传输接口 6，实现本地数据下载、程序更新。当电源管理模块5的开关从“ACC”转换至“OFF”状态后，电源管理模块5使采集装置延时3分钟关闭电源停止工作，在车辆断电后，使采集装置能实现断电续传的功能。具体地，总线信号采集模块7的工作过程，如CAN网络信号的采集和输出过程，如图2所示，设定PowerTrain网段总线上正传递着由ABS发出的包含了车速信号报文①，采集装置已由DBC配置文件明确了对报文①的采集需求。于是，采集装置接受车速信号报文①，放入缓存。处理器模块I根据配置文件的定义，从报文数据场中获取所需的数据，并更新数据存储模块4中数据记录文件。数据文件达到一定记录限值后将新建另一文件来记录。需要上传的数据文件，由采集装置的3G模块通过无线网络传输到后台务器。同时数据存储模块4中存储的数据可由有线数据传输接口 6本地下载。对于车身网段LIN总线，采集装置通过LIN总线接口获得各种车身信号。信号的获取原理、存储和输出方式均与CAN总线的一致。开关量和模拟量采集模块8工作过程，如开关量信号，包括制动踏板的踩踏次数 信号，其采集过程如图3所示制动踏板通过制动踏板传感器采集信号，传输到处理器模块I中，处理器模块I处理后将制动踏板踩踏次数加1，同时记录下踏板踩踏的时间，将数据存储到数据存储模块4中；模拟量信号，如制动踏板力信号，其采集过程为制动踏板力传感器采集的模拟信号，通过模数转换器得到数字信号，经过处理器模块I处理后，作为踏板力的有效数据存储到数据存储模块4中。无线通信模块2的工作过程其通信协议采用TCP的服务器端-客户端的通信方式，每个车载终端作为客户端，主动发起对服务器的通信连接，由服务器端的通信软件建立并保持连接，实现数据的传输。任何原因导致的网络传输中断，当再次连接成功后，传输程序首先安排中断的文件从断点开始继续上传，其余待上传文件按时间先后排序，依次传输。上传成功的文件进行隔离标识，并由服务器端发起操作对已回传文件进行删除。对系统进行远程更新时，如图4所示，处理器模块I通过3G网络从车辆检测中心的服务器端下载更新文件，车辆检测中心的服务器端校验文件传输的正确性。验证通过后，处理器模块I中新的系统文件将覆盖旧的文件，最后系统重启更新生效。上述实施例中，各部件的结构及其连接都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，对部件进行改进和等同变换，不应排除在本实用新型的保护范围之外。本本说明书及附图中DBC =Database for CAN,针对 CAN 网络的数据库；3G网络3rd_generation,支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术；SMS通道Short Messaging Service通道,存储信息和转发信息服务。TCP !Transmission Control Protocol,传输控制协议。FlashRom :快速擦写只读编程器。MCU Micro Control Unit,微控制单兀。LIN总线Local Interconnect Network,控制器局域网总线，是低成本的串行通讯网络总线，用于实现汽车中的分布式电子系统控制。CAN总线Controller Area Network,控制器局域网总线，是ISO国际标准化的串行通信协议。PowerTrain :汽车上的动力系统。GPS Global Positioning System,全球定位系统。1/0 :input/output,输入输出端口。“ACC”:汽车上钥匙门的开状态。[0047]“OFF” :汽车上钥匙门的关状态。VAN 总线Vehical Area Network,车辆局域网总线。Flexray总线一种灵活的车载通信协议总线。WCDMA :Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址，是一种第三代无线通讯技术。CDMA2000 Code Division Multiple Access 2000，是一个 3G 移动通讯标准。TD-SCDMA :Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分 同步码分多址，中国提出的第三代移动通信标准。TD-LTE :TD-LTE 即 Time Division Long Term Evolution，分时长期演进，第四代(4G)移动通信技术与标准。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求1.一种车辆信息采集装置，包括主板上设置的处理器模块(I)、分别与处理器模块(I)相连接的电源管理模块(5)、数据存储模块(4)和GPS模块(3)，其特征在于所述处理器模块(I)还连接有无线通信模块(2)、有线数据传输接口(6)、总线信号采集模块(7)、开关量和模拟量采集模块(8 )和板载传感器模块(9 )，所述总线信号采集模块(7 )的输入端连接有CAN收发器、LIN收发器、VAN收发器和FlexRay收发器，所述CAN收发器的输入口与车辆CAN信号的输出口连接，所述L IN收发器的输入口与车辆LIN信号的输出口连接，所述VAN收发器的输入口与车辆VAN信号的输出口连接，所述FlexRay收发器的输入口与车辆FlexRay信号的输出口连接，所述开关量和模拟量采集模块(8)的输入端与车辆上输出开关量和模拟量部件(10)的输出端连接，所述板载传感器模块(9)的输入端分别与设置于主板上的三轴向加速度传感器、陀螺仪传感器和温度传感器的输出端。
2.根据权利要求I所述的车辆信息采集装置，其特征在于所述车辆上输出开关量和模拟量部件(8 )包括车门、制动踏板、制动踏板力传感器和车辆噪声传感器。
3.根据权利要求I所述的车辆信息采集装置，其特征在于所述无线通信模块(2)包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA 和 TD-LTE。
4.根据权利要求I所述的车辆信息采集装置，其特征在于所述电源管理模块(5)用于在车辆信息采集装置关闭后延时3分钟供电之后停止工作。
5.根据权利要求I所述的车辆信息采集装置，其特征在于所述无线通信模块(2)用于向远程服务器发送数据存储模块(4)中存储的数据，并在网络中断时再次连接上从断点开始按时间顺序依次上传数据。
专利摘要本实用新型涉及汽车车辆信息采集装置，包括主板上设置的处理器模块，处理器模块分别与电源管理模块、数据存储模块、GPS模块连接，所述处理器模块连接有无线通信模块、有线数据传输接口、总线信号采集模块、开关量和模拟量采集模块和板载传感器模块，所述总线信号采集的输入端连接有CAN收发器、LIN收发器、VAN收发器和FlexRay收发器，开关量和模拟量采集模块的输入端与车辆上输出开关量和模拟量部件的输出端连接，板载传感器模块的输入端与设置于主板上传感器连接。本实用新型可采集汽车上的各种设备的使用、运行信息，数据采集方便、数据采集覆盖的种类齐全。
文档编号G07C5/08GK202795499SQ201220261189
公开日2013年3月13日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年6月5日
发明者白傑, 许永红, 余忠皋, 张宇探 申请人:东风汽车公司