一种发动机状态数据的传输方法与流程

本发明涉及发动机数据传输技术领域，具体的说，是一种发动机状态数据的传输方法。

背景技术：

目前，公知的ecu硬件是由包括处理器、存储器、内部系统总线、外部总线接口、模拟信号采集通道、开关量输入通道、内置传感器、喷油驱动电路、气门驱动电路和电源的控制器主板、具有密封性能的壳体和外部接口连接器组成。ecu上电复位后，写入flash存储器的发动机控制程序被加载到内存，处理器首先对外围器件和接口进行初始化，然后读取来自外部和内部的各种传感器的数据，获取发动机当前状态。根据油门等操控装置给定的控制目标，处理器按照程序中的控制算法解算出当前状态下发动机每个气缸需要的喷油量、进气量、喷油时刻、进排气时刻等控制参数，经过喷油驱动电路和气门驱动电路去控制喷油阀和气门，实现给定的控制目标并尽可能使发动机工作在效率最高，排放最低的状态下。但是ecu一旦完成硬件的制造、软件的开发和软硬件的调试，作为正式产品安装到客户的发动机上投入使用后，任何人都不能再随时读取ecu采集到的发动机状态数据，除了ecu自身外，谁也不能了解发动机的工作情况。ecu采集到的大量数据被白白浪费，而发动机厂家要想对发动机进行维修、维护或改进，则严重缺乏发动机实际工作中的各种状态数据作为依据。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种发动机状态数据的传输方法，能够有效的对发动机在实际运行中的各种状态数据进行读取；利用大数据分析工具进行分析，找出各型现有发动机的各种优缺点和用户的使用习惯等，从而更加准确高效地对发动机进行维修、维护和改进。

本发明通过下述技术方案实现：

一种发动机状态数据的传输方法，基于设置有嵌入式mcu处理器的ecu，所述ecu内部的mcu处理器连接有nb-iot模块，mcu处理器与nb-iot模块按照所使用的接口通信协议建立连接，mcu处理器采集各传感器读取到的发动机状态数据并将发动机状态数据写入发送缓存内，再与发动机的id码一同通过nb-iot模块发送到用于储存发动机状态数据和发动机的id码的服务器。nb-iot模块连接有天线，通过天线接入移动通信网络实现与服务器连接，从而实现将发动机状态数据传输到服务器上进行存储以及在使用时供相关机构进行使用。

进一步地，为了更好的实现本发明，具体包括以下步骤：

步骤s1：对ecu连接的各设备以及nb-iot模块初始化；

步骤s2：建立数据发送缓存；

步骤s3：nb-iot模块与服务器建立连接；

步骤s4：读取发动机状态数据和发动机id码，并将发动机状态数据和读取时间写入数据发送缓存中；

步骤s5：将写入到数据发送缓存中的发动机状态数据和发动机id码发送到nb-iot模块，nb-iot模块将发动机状态数据和发动机id码发送到服务器，完成传输。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s1具体包括以下步骤：

步骤s11：初始化；

步骤s12：判断初始化是否成功；

若成功，则进行步骤s2；

若不成功，将记录故障信息，并输出故障信息。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s2具体是指：建立数据发送缓存a和数据发送缓存b。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s3具体包括以下步骤：

步骤s31：与服务器建立连接；

步骤s32：判断连接是否成功；

若成功，则进行步骤s4；

若不成功，将记录故障信息，并输出故障信息。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s4具体包括以下步骤：

步骤s41：读取发动机状态数据，并给发动机状态数据添加时间戳；

步骤s42：判断数据发送缓存a和数据发送缓存b是否已存储满；

步骤s43：将带有时间戳的发动机状态数据写入未存储满的数据发送缓存a或数据发送缓存b；

步骤s44：读取发动机id码；

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s5包括以下步骤：

步骤s51：将nb-iot模块置为发信状态，将发动机id码和带有时间戳的发动机状态数据发送到nb-iot模块；

步骤s52：将nb-iot模块置为接收状态，读取服务器的数据接收回执，完成传输。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明利用移动通信网络以无线方式把采集到的发动机状态数据实时传输到专门架设的服务器或服务器群组上，存储在数据库中；

（2）本发明使得相关机构或人员可以根据各自的权限随时从服务器上读取指定id码的发动机在实际运行中的各种状态数据，作为对发动机进行维修、维护和改进的重要依据；

（3）本发明可以有效地利用大数据分析工具对发动机的实际工作情况进行分析，找出各型现有发动机的各种优缺点和用户的使用习惯等，从而更加准确高效地对发动机进行维修、维护和改进。

附图说明

图1为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本发明通过下述技术方案实现，如图1所示，一种发动机状态数据的传输方法，基于设置有嵌入式mcu处理器的ecu，所述ecu内部的mcu处理器通过nb-iot模块连接服务器，mcu处理器与nb-iot模块按照所使用的接口通信协议建立连接，mcu处理器采集各传感器读取到的发动机状态数据并将发动机状态数据写入发送缓存内，再与发动机的id码一同通过nb-iot模块发送到用于储存发动机状态数据和发动机的id码的服务器。

需要说明的是，通过上述改进，ecu上的各种数据采集传感器将读取到的发动机状态数据以及发动机的id码一起通过nb-iot模块传递给服务器，存入服务器上的数据库中供授权人员访问和进行大数据分析处理,实现将发动机状态数据实时传送到云端大数据系统的功能。ecu以无线方式发送数据时，nb-iot通信系统的底层数据编码、射频信号的产生、调制与放大、收发切换控制、与移动通信基站的握手等任务全部由nb-iot模块内部的软硬件自动完成，ecu无需为此消耗更多的软硬件资源。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤s1：对mcu处理器连接的各设备以及nb-iot模块初始化；

步骤s2：建立数据发送缓存；

步骤s3：nb-iot模块与服务器建立连接；

步骤s4：读取发动机状态数据和发动机id码，并将发动机状态数据和读取时间写入数据发送缓存中；

步骤s5：将写入到数据发送缓存中的发动机状态数据和发动机id码发送到nb-iot模块，nb-iot模块将发动机状态数据和发动机id码发送到服务器，完成传输；

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s1具体包括以下步骤：

步骤s11：初始化；

步骤s12：判断初始化是否成功；

若成功，则进行步骤s2；

若不成功，将记录故障信息，并输出故障信息。

需要说明的是，通过上述改进，在ecu启动后，mcu处理器首先对系统总线上的各种设备以及nb-iot模块进行初始化，并判断是否初始化成功，若不成功，mcu处理器将对出现故障的信息进行记录。若初始化成功则进入下一步进行数据发送缓存的建立。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s2具体是指：为了保证数据发送缓存能够有效的保障数据存储的需要，并同时保证在发动机状态数据实时进行记录和保存，保证不会出现间断性；在内存中将建立数据发送缓存a和数据发送缓存b。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s3具体包括以下步骤：

步骤s31：与服务器建立连接；

步骤s32：判断连接是否成功；

若成功，则进行步骤s4；

若不成功，将记录故障信息，并输出故障信息。

需要说明的是，通过上述改进，按照nb-iot通信协议与服务器建立连接，确认信道通畅可用；当出现连接不成功时，出现故障的信息进行记录；若成功则进行发动机状态数据传输。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s4具体包括以下步骤：

步骤s41：读取发动机状态数据，并给发动机状态数据添加时间戳；

步骤s42：判断数据发送缓存a和数据发送缓存b是否已存储满；

步骤s43：将带有时间戳的发动机状态数据写入为存储满的数据发送缓存a或数据发送缓存b；

步骤s44：读取发动机id码。

需要说明的是，通过上述改进，ecu内部和外接的各种传感器对发动机工作状态的各项状态数据进行采集，并将所采集的各项发动机状态数据传递给mcu处理器进行收集，mcu处理器对采集的发动机状态数据进行数据分析和处理，并将发动机状态数据按照采样的时间顺序存入数据发送缓存中，mcu处理器将发动机状态数据和发动机id码一起传输到nb-iot模块。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s5包括以下步骤：

步骤s51：将nb-iot模块置为发信状态，将发动机id码和带有时间戳的发动机状态数据发送到nb-iot模块；

步骤s52：将nb-iot模块置为接收状态，读取服务器的数据接收回执，完成传输。

需要说明的是，通过上述改进，mcu处理器将发动机状态数据和发动机id码一起传输到nb-iot模块之前，mcu处理器将控制先向nb-iot模块发出无线数据发送指令使其置为发送状态，然后将缓存内的发动机状态数据打包，并和发动机id码一起，通过uart接口传给nb-iot模块发送到服务器，从而完成发动机状态数据传输到服务器上。

nb-iot模块以无线射频信号发送出去的数据可以被附近的任何移动通信基站接收并转发到电信网络上送达服务器，存入服务器上的数据库供授权人员访问和进行大数据分析处理,实现将发动机状态数据实时传送到云端大数据系统的功能。

在数据打包和传输一块数据发送缓存中的数据时，另一块缓存立即开始存入新的数据，确保记录和传输的发动机状态数据不会间断；即当数据发送缓存a进行数据传输时，数据发送缓存b将对此时的发动机状态数据存储和记录；从而有效的避免只有一块数据发送缓存无法保证在进行发动机状态数据传输时，同时对此时新采集的发动机工作状态数据进行记录和存储，造成数据记录不能实时进行。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，一种发动机状态数据的传输方法，基于设置有嵌入式mcu处理器的ecu，所述mcu处理器连接有nb-iot模块，mcu处理器与nb-iot模块按照所使用的接口通信协议建立连接，mcu处理器采集各传感器读取到的发动机状态数据并将发动机状态数据写入发送缓存内，再与发动机的id码一同通过nb-iot模块进行发送。

进一步地，为了更好的实现本发明，具体包括以下步骤：

步骤s1：对ecu连接的各设备以及nb-iot模块初始化；所述步骤s1具体包括以下步骤：

步骤s11：初始化；

步骤s12：判断初始化是否成功；

若成功，则进行步骤s2；

若不成功，将记录故障信息，并输出故障信息。

步骤s2：建立数据发送缓存；具体是指：建立数据发送缓存a和数据发送缓存b。

步骤s3：nb-iot模块与服务器建立连接；所述步骤s3具体包括以下步骤：

步骤s31：与服务器建立连接；

步骤s32：判断连接是否成功；

若成功，则进行步骤s4；

若不成功，将记录故障信息，并输出故障信息。

步骤s4：读取发动机状态数据和发动机id码，并将发动机状态数据和读取时间写入数据发送缓存中；所述步骤s4具体包括以下步骤：

步骤s41：读取发动机状态数据，并给发动机状态数据添加时间戳；

步骤s42：判断数据发送缓存a和数据发送缓存b是否已存储满；

步骤s43：将带有时间戳的发动机状态数据写入未存储满的数据发送缓存a或数据发送缓存b；

步骤s44：读取发动机id码。

例如：当mcu处理器检测到数据发送缓存a未存储满时，.带有时间戳的发动机状态参数数据写入数据发送缓存a继续存储直至存储满，当数据发送缓存a存储满时，数据发送缓存a中的发动机状态数据将同读取的发动机id码一起通过nb-iot模块传输到服务器，此时未存储满的数据发送缓存b将继续实时对发动机状态数据进行存储，在存储满后将读取的发动机id码一起通过nb-iot模块传输到服务器，采用上述设置有效的使得发动机状态数据能够实时进行存储，不会出现因为存储满后，数据发送缓存在进行发动机状态数据传输时，无法进行新数据的记录存储。

步骤s5：将写入到数据发送缓存中的发动机状态数据和发动机id码发送到nb-iot模块，nb-iot模块将发动机状态数据和发动机id码发送到服务器，完成传输；

具体是指：当一块数据发送缓存存储满后，将写入到该块数据发送缓存中的发动机状态数据和发动机id码发送到nb-iot模块，nb-iot模块将发动机状态数据和发动机id码发送到服务器，完成传输；此时另外一块数据发送缓存将实时记录发动机状态数据；

步骤s51：当一块数据发送缓存存储满后，将nb-iot模块置为发信状态，将发动机id码和带有时间戳的发动机状态数据发送到nb-iot模块；

判断发动机状态数据是否发送完成，若完成将进行步骤s52；若未完成将重新进行步骤s51操作。

步骤s52：当发动机状态数据和发动机id码发送完成后，将nb-iot模块置为接收状态，读取服务器的数据接收回执，完成传输；

若服务器未成功接收，将重复上述操作步骤s5的步骤，直至成功接收。

若服务器成功接收，本次发动机状态数据传输结束，该块数据发送缓存再次进行新数据的存储。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例7：

一种具有数据无线联网传输功能的发动机电子控制系统，包括设置有嵌入式mcu处理器的ecu、与mcu处理器连接的无线数据通信模块、与无线数据通信模块连接的射频连接端子以及分别与mcu处理器和无线数据通信模块连接的电源电路。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述无线数据通信模块包括nb-iot通信模块和与nb-iot通信模块连接的天线，所述nb-iot通信模块与mcu处理器通过uart接口连接。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述ecu外壳上设置有用于将射频连接端子固定在ecu外壳上的外部接口连接器。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述射频连接端子为smb型射频连接端子；所述射频连接端子具有50ω标准阻抗。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述天线通过射频同轴电缆与射频连接端子连接。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述mcu处理器电源端口与地之间设置有a退耦滤波电容，所述无线数据通信模块电源端口与地之间设置有b退耦滤波电容。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述nb-iot通信模块的型号为bc35g，所述mcu处理器的型号为spc560d40l3。

射频连接端子是一种基本的标准化通用电气元件，本设计中采用的类型为smb型，只要是这一系列的射频连接端子，任何厂家生产的任何具体型号的连接器其外形尺寸和性能参数都是几乎一样的，故不再详述。

工作原理：

当ecu上电启动后，mcu处理器对ecu上的各种设备进行初始化时即对nb-iot通信模块进行初始化，同时在内存中建立两块数据发送缓存，然后按照nb-iot通信协议与服务器或服务器群组建立连接，确定信道畅通可用；在ecu的运行过程中，从各种传感器读取到的发动机状态数据将按照采样的时间顺序被存入数据发送缓存内，当一块缓存装满后，先向nb-iot通信模块发出无线数据发送指令使其置为发送状态，然后将缓存内的数据和发动机id码一起传给nb-iot通信模块发送出去。nb-iot通信模块以无线射频信号发送出去的数据可以被附近的任何移动通信基站接收并转发到网络上送达服务器或服务器群组，存入服务器或服务器群组上的数据库中供授权人员访问和进行大数据分析处理,实现将发动机状态数据实时传送到云端大数据系统的功能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。