专利名称：一种电动汽车实时监控终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车运行状态监控装置，具体涉及一种电动汽车实时行驶状态监控终端。
背景技术：
国家863计划电动汽车重大专项对电动汽车发展起到重大推动作用。为了提高电 动汽车的动力性能和续驶里程，比能量高、比功率大、使用寿命长、安全性能好的电池是动 力电池研究的重点。但由于种种原因，动力电池技术一直未有质的突破。因此，动力电池技 术研究将有助于电池在使用中发挥最大效能，大大提高电动汽车的行驶性能。目前电动汽车大量的运行数据需要人工进行记录，费时费力，而且不能实时监控， 出现故障不能及时报警，并且维修人员不能迅速了解汽车的运行参数，诊断故障缓慢，使电 动汽车的运行受到影响。
实用新型内容为解决现有技术中电动车运行状态不同实现实时监控的问题，本实用新型提供一 种能够实时监控电动汽车的关键参数和运行数据并通过GPRS发送给远程监控主机的监控 终端。具体方案如下一种电动汽车实时监控终端，包括控制模块、和控制模块连接的GPS 模块、电源模块，其特征在于，控制模块连接有存储模块、时钟模块、监控模块、CAN总线模 块、人机交互模块、无线通信模块、以太网通信模块、USB模块及音频处理模块。本实用新型的另一优选方式所述存储模块包括NAND FLASH存储器和NOR FLASH 存储器，并通过驱动电路与控制模块连接。本实用新型的另一优选方式所述电源模块包括输出不同电压的多个DC-DC转换器。本实用新型的另一优选方式所述CAN总线模块包括CAN总线接口芯片和CAN总 线控制器，CAN总线控制器外接有晶体振荡器。本实用新型的另一优选方式所述监控模块包括监控器、CMOS监控电路、安全锁 和定时器。本实用新型的另一优选方式所述人机交互模块包括IXD显示器和触摸屏。本实用新型的另一优选方式USB模块包括USB device和USB host。本实用新型提供的无线实时监控终端，可以全面、实时获取电动汽车的运行参数， 包括动力蓄电池运行参数、电动机运行参数、车辆方位等，为研究电动汽车工作性能、尤其 是动力蓄电池运行状态提供第一手翔实的数据，为进一步分析和改进电动汽车技术提供了 原始数据，并可将运行参数保存在计算机中，供进一步离线分析使用，该终端还能够对电动 汽车进行实时定位跟踪，获取电动汽车的运行位置、运行速度和运行方向等参数。
图1本实用新型各部件连接示意图具体实施方式
为了使电动车的运行更加经济和高效，能够实时监控电动汽车的关键参数和运行 数据，监控终端采集电动车行驶过程中大量的数据信息，通过GPRS将采集到的数据发送给 远程控制主机，远程控制主机将接收到的程序进行统计、 比较、分析、列表，实现对被监控车 辆的精确定位、跟踪和数据分析。如图1所示，本实用新型的控制模块连接有GPS模块、电源模块、存储模块、时钟管 理模块、监控模块、CAN总线模块、人机交互模块、无线通信模块、以太网通信模块、USB模块 及音频处理模块。在监控终端的软件开发中，遵循模块化的设计思想，将整个监控软件分解 为若干个子模块，如GPS定位模块、CAN总线模块、GPRS通信模块等。同时，还采用多线程、状 态机等编程技术，具有友好的操作界面，上电后显示常用参数，可以设置程序运行参数，如 CAN速率、数据发送周期等。监控终端的软件采用Windows CE嵌入式操作系统。Windows CE 是一个开放式的、可裁剪的、32位的实时嵌入式操作系统。它具有内核体积小、稳定性好、实 时性高等特点。它强大的中断和线程调度机制及内核操作系统服务保证它为一个硬实时的 操作系统，能够满足不同设备对于时间关键性任务的时间和性能要求。Microsoft Windows CE是一个紧凑、高效和可扩展的操作系统，适用于各种嵌入系统和产品。它拥有多线程、多 任务、确定性的实时、完全抢先式优先级的操作系统环境，专门面向只有有限资源的硬件系 统。同时，它的模块化设计方式使得系统开发人员和应用开发人员能够为多种多样的产品 来定制它。下面分别介绍每个模块的功能及连接方式控制模块为嵌入式控制器，采有型号为NHPXA270C5C520的XSCALE系列嵌入式 控制器，是监控终端的核心，具有丰富的接口资源，以实现对整个车载监控终端的控制和调度。存储模块以嵌入式控制器为核心，配以2片型号为MT48LC32M16A2的SDRAM同步 动态随机存取存储器、型号为28F256P30的NOR FLASH和型号为K9F1G08U0B-PIB0的NAND FLASH的存储器，通过驱动电路与嵌入式控制器连接，构成监控终端的处理中心，处理中心 控制监控终端各个部件协调一致地工作，进行算术和逻辑运算，存储各种控制信息，维持各 种控制状态。电源模块电源模块包括型号为TPS65020的DC-DC转换器、型号为TPS62200的 DC-DC转换器、型号为LM25576的DC-DC转换器，电源模块使用车载的12V或24V蓄电池作为 输入，对车载蓄电池电源进行整流、滤波等处理，为各模块芯片所需的直流电压，电源模块 电连接监控终端的其他模块，为其他模块提供电源，其中LM25576用于将输入的12V或24V 电压转换为5V和3. 6V电压，TPS65020用于输出3. 3V、1. 44V、1. 3V禾口 1. IV电压，TPS62200 用于输出1.8V电压。时钟管理模块为监控终端的控制模块提供13MHz的外部时钟信号。监控模块采用型号为MAX706SE的多功能监控器，是一组CMOS监控电路，用于监 控电源电压和嵌入式控制器的工作状态，监控电路在上电、掉电或者电源电压出现异常的情况下向控制器提供复位信号，监控电路还提供安全锁(看门狗)、定时器和人工复位等功能。CAN总线模块作为电动汽车CAN总线网络上的一个节点，包括CAN总线接口芯片 和CAN总线控制器，用于接收动力蓄电池的运行参数，CAN总线信号CANH和CANL经过CAN 总线收发器CTM8251AT之后，CAN总线信号被送入CAN总线控制器MCP2510，CAN总线控制 器通过SPI总线与嵌入式控制器NHPXA270C5C520进行数据交换，MCP2510需要外接一个 12MHz的晶体振荡器以保证正常工作。GPS模块采用型号为LEA-5A，通过串口与嵌入式控制器连接，GPS模块通过GPS 有源天线接收全球定位卫星的GPS报文，并进行实时分解，GPS接收模块通过RS232串行总 线与嵌入式控制器NHPXA270C5C520的串口连接，RS232串行总线包括RXl和TXl两根信号 线，分别与GPS定位模块的TX、RX数据线接口连接。人机交互模块包括IXD显示模块和触摸屏控制模块两部分，通过IXD接口和触 摸屏接口与嵌入式控制器连接，其中IXD显示屏选用LQ043T1DG03液晶显示器，IXD直接与 NHPXA270C5C520控制器的LCD控制器连接并进行交互，触摸屏模块通过TSYM、TSYP、TSXM和 TSXP等信号线与触摸屏控制器UCB1400BE连接，UCB1400BE通过SDAT_IN、SDAT_0UT、BIT_ CLK, SYNC、nRESET、IRQOUT 信号线与 NHPXA270C5C520 连接。无线通信模块包括GSM/GPRS模块，通过串口与嵌入式控制器连接，GSM/GPRS 模块采用 SIM300D，SIM300D 通过串 口 与 NHPXA270C5C520 连接，SIM300D 通过 SIMDATA、 SIMCLK, SIMRST, SIMPRESENCE、SIMVDD等通过SIM卡卡座与SIM卡连接，SIM卡卡座还与起 保护作用的TVS管连接，SIM300D是一套集成于SMT模组中完整的三频GSM/GPRS解決方案， 使用工业标准界面，具有GSM/GPRS功能，而且体积小和功耗低。音频处理模块通过麦克实现音频信号输入，通过扬声器实现音频信号输出，话筒 的输入端通过MICP和MICN连接到音频编码解码芯片UCB1400BE，UCB1400BE连接到嵌入式 控制器；UCB1400BE的输出信号通过LINE_0UT_L和LINE_0UT_R连接到放大器LM4906，经放 大后连接扬声器实现声音输出，音频处理模块的输出信号与一块功放芯片连接，功放芯片 与扬声器连接，音频处理模块还作为触摸屏控制器与触摸屏连接。USB模块分为USB device和USB host两部分，既可以作为主设备，也可以作为 从设备，USB device和USB host的信号线都与NHPXA270C5C520的USB控制器连接，并且 每一根信号线都通过PRTR5V0U2X做静电防护。以太网通信模块AX88796B为控制核心，支持10/100Mb/S自适应的介质访问层 MAC和物理层收发器PHY以及8KX 16位的SRAM，执行基于IEEE802. 3/IEEE802. 3u局域网 标准的10Mb/s和100Mb/s以太网控制功能。以上各功能模块分布于两块PCB板上，其中嵌入式控制器、存储模块、电源模块、 时钟管理模块、监控模块、CAN总线模块、人机交互模块、以太网通信模块、USB模块及音频 处理模块分布在一块6层板上；GPS模块、无线通信模块分布在一块2层板上。
权利要求一种电动汽车实时监控终端，包括控制模块、和控制模块连接的GPS模块、电源模块，其特征在于，控制模块连接有存储模块、时钟模块、监控模块、CAN总线模块、人机交互模块、无线通信模块、以太网通信模块、USB模块及音频处理模块。
2.如权利要求1所述的监控终端，其特征在于，所述存储模块包括NANDFLASH存储器和 NOR FLASH存储器，并通过驱动电路与控制模块连接。
3.如权利要求1所述的监控终端，其特征在于，所述电源模块包括输出不同电压的多 个DC-DC转换器。
4.如权利要求1所述的监控终端，其特征在于，所述CAN总线模块包括CAN总线接口芯 片和CAN总线控制器，CAN总线控制器外接有晶体振荡器。
5.如权利要求1所述的监控终端，其特征在于，所述监控模块包括监控器、CMOS监控电 路、安全锁和定时器。
6.如权利要求1所述的监控终端，其特征在于，所述人机交互模块包括IXD显示器和触摸屏。
7.如权利要求1所述的监控终端，其特征在于，USB模块包括USBdevice和USB host。
专利摘要本实用新型涉及一种电动汽车实时监控终端，具体涉及一种电动汽车实时运行状态监控终端。包括控制模块、和控制模块连接的GPS模块、电源模块，其特征在于，控制模块连接有存储模块、时钟模块、监控模块、CAN总线模块、人机交互模块、无线通信模块、以太网通信模块、USB模块及音频处理模块。本实用新型可以全面、实时获取电动汽车的运行参数，为研究电动汽车工作性能、尤其是动力蓄电池运行状态提供第一手翔实的数据，为进一步分析和改进电动汽车技术提供了原始数据，并可将运行参数保存在计算机中，供进一步离线分析使用，该终端还能够对电动汽车进行实时定位跟踪，获取电动汽车的运行位置、运行速度和运行方向等参数。
文档编号G05B19/048GK201569905SQ20092027758
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者杨天林 申请人:中国电力科学研究院