专利名称：混合动力残疾人摩托车车载信息系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混合动力残疾人摩托车车载信息系统。具体的说，包括有 数据的采集与分析、车辆实时工况显示、故障诊断及声光报警、GPS(Global Positioning System)定位、USB读取与存储等功能。
背景技术：
车载信息系统是一种新型的汽车电子设备。目前国外一些知名的汽车生产厂商在 这方面已经做了多年的研究，形成了产品。车载信息系统主要包括汽车导航、车辆故障诊断 及报警、仪表显示等功能。汽车导航是通过GPS全球定位系统来确定车辆的位置，无论用户 在世界上的任何角落，都能及时和连续的定位，根据地图数据库，只要输入起点和终点，导 航会自动语音播报线路，即使驾驶员在陌生的城市，一样可以方便的到达目的地。故障诊断 及报警是主控制器通过对采集到的数据进行分析，根据分析结果来判断是哪个模块出现故 障，并进行报警，故障诊断方便维修人员进行快速、正确的修理。仪表显示是通过汽车内的 传感器对各个部分的数据进行测量并传至主控制器，主控制器控制显示器显示检测到的车 况数据，替代传统仪表的所有功能。但是国内外对于混合动力残疾人摩托车的车载信息系统研究很少。传统的摩托车 都是采用单一的燃油发动机或电动机驱动，由于燃油发动机的尾气污染和电动机的续驶里 程短等缺点，混合动力摩托车将会取代传统的燃油摩托车或电动摩托车。混合动力摩托车 采用液化石油气(Liquefied Petroleum feis，简称LPG)发动机和前轮驱动电机，LGP燃料 相对于汽油来说，具有尾气排放量低、有害排放物的毒性比燃用汽油低等优点。混合动力摩 托车需要检测实时的车况数据以选择最合适的驱动方式，所以，混合动力摩托车车载信息 系统的研究尤为重要，该系统可以解决车况数据的采集与分析，以决定车辆的驱动方式，同 时还可以提供导航信息等功能。
实用新型内容本实用新型的目的是通过提供一种混合动力残疾人摩托车车载信息系统，以克服 上述背景技术的不足，使其具有性能可靠、控制智能等特点。本实用新型是采用以下技术手段实现的一种混合动力残疾人摩托车车载信息系统，包括:MCU控制单元、车速检测传感 器、电机转速检测传感器、温度检测传感器、电池电压电流检测传感器；MCU控制单元与GPS 接收器、地图数据库、外部存储装置、声光报警模块、CAN通信模块、485通信模块、RS232串 口、CAN通信模块分别进行电连接；RS232串口与显示和输入控制信号接收的触摸屏连接；USB读取与存储模块及具备车内数据显示和输入控制信号接收的触摸屏连接；具 备车内数据显示和输入控制信号接收的触摸屏(14)包括有通过RS232串口(1 与MCU控 制单元连接；GPS接收器包括有将车辆的位置信息传至MCU控制单元，MCU控制单元综合地图数
3据库、车速检测传感器将车辆的位置通过RS232串口，由触摸屏显示；CAN通信模块包括有MCU控制单元内部集成的CAN控制器，与CAN控制器连接的进 行光电隔离的光电耦合器，与光电耦合器相连的CAN收发器以及与CAN收发器相连的车内 CAN总线；485通信模块包括有与MCU控制单元连接的进行光电隔离的光电耦合器，与光电 耦合器相连的485收发器以及与485收发器相连的车内485总线。USB读取与存储模块包括有对U盘、存储卡等外部支持USB接口的存储设备，可以 实现对外部存储设备数据的读取，同时将内部采集的数据存储于外部存储设备。车内电动机、发动机以及电池组的实时工况通过触摸屏显示。实时工况包括，实现 启动、低负荷、中等负荷、大负荷、制动的显示。本实用新型与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果一种混合动力残疾人摩托车车载信息系统，增加了车载信息系统触摸屏驱动程 序，通过MCU控制单元对GPS接收器数据的读取，结合地图数据库将车辆的位置信息在触摸 屏上显示；通过车载信息系统实时工况显示模块，使得驾驶员及时掌握车况，更好的驾驶车 辆；通过车载信息系统实时故障诊断报警模块，可以更方便、准确的对车辆进行维修；通过 车况数据采集与分析模块，并完成数据分析的算法及程序设计；通过车载信息系统与车内 CAN总线通信模块并完成其软件设计；通过车载信息系统485总线通信模块并完成其软件 设计；通过车载信息系统的USB读取与存储模块并完成其软件设计，使得MCU控制单元能直 接通过USB与U盘、存储卡等存储设备通信。
图1是本实用新型的总体模块框图；图2为本车载信息系统的主界面。其中部件编号说明如下1为MCU控制单元，2为车速检测传感器，3为电机转速检测传感器，4为温度检测 传感器，5为电池电压电流检测传感器，6为GPS (Global Positioning System)接收器，7为 地图数据库，8为外部存储装置，9为声光报警模块，10为CAN通信模块，11为485通信模块， 12为RS232串口，13为USB读取与存储模块，14为具备车内数据显示和输入控制信号接收 的触摸屏，15为CAN控制器，16为光电耦合器，17为CAN收发器，18为车内CAN总线，19为 485收发器，20为车内485总线；
具体实施方式
以下，参照附图，说明本实用新型的具体实施方式
如图1所示MCU是整个车载信息系统的控制核心，通过RS232串口控制触摸屏显 示相关内容；GPS接收器将接收到的车辆位置信号发送给MCU，MCU结合地图数据库对位置 信号进行处理，并将车辆位置显示在触摸屏上；车速传感器、电机转速传感器、电压电流传 感器将测量的数据传给MCU，MCU对采集的车况数据进行处理和分析，通过RS232将车况信 息显示在触摸屏上，同时对分析结果进行故障诊断，如果发现故障，则启动声光报警模块， 并在触摸屏上显示故障模块，方便维修；MCU通过内部集成的CAN控制器连接至用于光电隔离的光电耦合器，光电耦合器与CAN数据收发器连接，通过CAN收发器与车内CAN总线进行 数据交互；MCU可以通过USB读取U盘、存储卡等外部数据存储设备，同时可以将采集到的 所有数据存储于外部U盘，实现“黑匣子”功能具体工作原理如下1.触摸屏设计了专门的触摸屏驱动电路并加上控制器，只要通过RS232串口发 送相应的指令就可对触摸屏进行相应的操作，包括显示图片、汉字以及动画等。触摸屏在初 始化时，内部控制器自动设置默认的字体和背景颜色，将波特率设置为9600bp/s，如果需要 更改，在触摸屏初始化时，通过RS232串口向触摸屏发送相应的指令即可，操作方便，不需 要使用人员具有任何硬件知识。驱动电路中包括64MB的flash，可提前将需要显示的图片 存储于flash中，只要通过主MCU控制单元发送相应的图片编号指令就可以调用图片。2. GPS 接收器=GPS (Global Positioning System)是美国于 20 世纪 70 年代开始 研制的新一代全球卫星定位系统。可实现全球、全天候、实时导航定位功能，为用户提供高 精度位置、速度和时间等七维信息。GPS定位器主要包括天线、信号识别与处理、数据控制 和电源等单元。GPS接收器将计算之后的位置信号传送给MCU控制单元。MCU控制单元将 处理好的位置信号在触摸屏上标定。3.数据采集与分析硬件电路中包括车速传感器、电机转速传感器、温度传感器、 电压电流传感器，车速传感器测量车轮的转速，电机转速传感器测量电动机的转速，温度传 感器测量电池组的温度，电压电流传感器测量电池组的电压电流。MCU控制单元将采集的数 据进行处理与分析，将车况信息在触摸屏上显示。4.工况实时显示MCU控制单元根据采集的信号判断车辆的工况，并将工况及运 行状态在触摸屏上显示。如图1所示，当车辆启动时，发动机不工作，由电池组给电机供 电，电机驱动车辆运行在启动状态；当车辆低负荷时，发电机不工作，由电池组给电机供电， 电机驱动车辆运行在低负荷状态；当车辆中等负荷时，由发动机驱动车辆，电机工作在发电 状态，给电池组充电；当车辆大负荷时，电池组给电机供电，由电机和发动机同时驱动车辆； 当车辆制动时，发动机不工作，同时电机发电给电池组充电。5.故障诊断及声光报警MCU控制单元时刻对车内的车况信息进行检测，并对测 量的数据进行分析，当诊断到故障时，MCU控制单元会发出警报声并点亮LED灯，同时在触 摸屏上显示出系统故障的位置和详细情况，方便维修人员进行快速、准确的修理。6. USB读取与存储模块硬件电路采用USB接口芯片ch375来实现。读取支持USB 接口的外部存储设备，并将内容显示在触摸屏上，可以方便的浏览外部存储设备内的数据 资料；同时，可以将车载信息系统测量的所有数据存储在外部设备上，当车辆由于不可力抗 的因素而发生毁灭性损毁后，公安及相关部门可以根据外部存储设备里面的内容分析车辆 毁灭前的行驶状态和数据，方便侦查工作的进行。
权利要求1.一种混合动力残疾人摩托车车载信息系统，包括MCU控制单元(1)、车速检测传感 器(2)、电机转速检测传感器(3)、温度检测传感器(4)、电池电压电流检测传感器(5)；其特 征在于所述的MCU控制单元⑴与GPS接收器(6)、地图数据库(7)、外部存储装置(8)、 声光报警模块(9)、CAN通信模块(10)、485通信模块(11)、RS232串口(12)、CAN通信模块 (10)分别进行电连接；所述的RS232串口(12)与显示和输入控制信号接收的触摸屏(14) 连接；USB读取与存储模块(13)及具备车内数据显示和输入控制信号接收的触摸屏(14)连 接；所述的具备车内数据显示和输入控制信号接收的触摸屏(14)通过RS232串口(12)与 MCU控制单元(1)连接；所述的GPS接收器(6)将车辆的位置信息传至MCU控制单元(1)，MCU控制单元(1)综 合地图数据库(7)、车速检测电路(2)将车辆的位置通过RS232串口(12)，由触摸屏(14) 显不；所述的CAN通信模块包括有MCU控制单元(1)内部集成的CAN控制器(15)，与CAN控 制器(15)连接的进行光电隔离的光电耦合器(16)，与光电耦合器(16)相连的CAN收发器 (17)以及与CAN收发器(17)相连的车内CAN总线(18)；所述的485通信模块包括与MCU控制单元(1)连接的进行光电隔离的光电耦合器 (16)，与光电耦合器(16)相连的485收发器(19)以及与485收发器(19)相连的车内485 总线(20)。
2.根据权利要求1所述的混合动力残疾人摩托车车载信息系统，其特征在于所述的 USB读取与存储模块(14)包括有对U盘、存储卡等外部支持USB接口的存储设备，可以实现 对外部存储设备数据的读取，同时将内部采集的数据存储于外部存储设备。
3.根据权利要求1所述的混合动力残疾人摩托车车载信息系统，其特征在于车内电 动机、发动机以及电池组的实时工况通过触摸屏(14)显示。
4.根据权利要求1所述的混合动力残疾人摩托车车载信息系统，其特征在于，车内数 据采集与分析包括有采集车速检测传感器(2)、电机转速检测传感器(3)、温度检测传感 器(4)、电池电压电流检测传感器(5)的数据并用MCU控制单元(1)对数据进行分析，将采 集的数据和分析结果通过具备车内数据显示和输入控制信号接收的触摸屏(14)显示，并 根据分析结果进行相应的操作。
5.根据权利要求1所述的混合动力残疾人摩托车车载信息系统，其特征在于，所述的 MCU控制单元(1)，对车内采集的数据进行分析，如果根据分析结果判断有故障，则在触摸 屏(14)显示，并启动声光报警模块。
专利摘要一种混合动力残疾人摩托车车载信息系统，包括MCU控制单元、车速检测传感器、电机转速检测传感器、温度检测传感器、电池电压电流检测传感器；MCU控制单元与GPS接收器、地图数据库、外部存储装置、声光报警模块、CAN通信模块、485通信模块、RS232串口、CAN通信模块分别进行电连接；RS232串口与触摸屏连接；USB读取与存储模块及具备车内数据显示和输入控制信号接收的触摸屏；GPS接收器包括有将车辆的位置信息传至MCU控制单元，MCU控制单元综合地图数据库、车速检测传感器将车辆的位置通过RS232串口，通过触摸屏显示；通过车载信息系统实时工况显示模块，使得驾驶员及时掌握车况，通过车载信息系统实时故障诊断报警模块，方便、准确的对车辆进行维修。
文档编号B60R16/023GK201882012SQ20102059878
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者冯能莲, 周大森, 唐艳荣, 宾洋, 彭剑坤, 雍加望 申请人:北京工业大学