车载数据采集仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种车载数据采集仪，所述车载数据采集仪包括：控制芯片；CAN总线；用于将通过CAN总线接收的车辆状态参数由CAN总线的差分电平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的CAN总线接口电路；RS232总线；用于将通过RS232总线接收的车辆状态参数由RS232电平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的RS232接口电路；RS485总线；用于将通过RS485总线接收的车辆状态参数由RS485电平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的RS485接口电路；开关型传感器；连接开关型传感器和控制芯片的传感器接口电路；本实用新型实现了各种车辆状态参数的采集，便于监测公共交通工具的行车状态。
【专利说明】车载数据采集仪
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种数据采集设备，具体为一种车载数据采集仪。
【背景技术】
[0002] 现有技术中的车载数据采集设备多应用在私家车和新能源客车上，用于完成这些 车辆行车状态参数的采集，而在传统能源公共交通工具上应用的较少，由于传统能源公共 交通工具的各设备间的通信方式和端口类型多样，因此现有的车载数据采集设备通常无法 直接用于传统能源公共交通工具，无法支持旧车改造；随着公共交通的不断发展和人们对 公共交通工具行车安全的日益重视，如何提供一种车载数据采集设备，能够实时监测公共 交通工具车辆状态参数，并能适配各车辆设备间不同的通信方式和端口类型，目前现有技 术中尚未存在有效的解决方案。
【发明内容】
[0003] 本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种车载数据采集仪。
[0004] 本实用新型的技术方案是：
[0005] 一种车载数据采集仪，所述车载数据采集仪包括：
[0006] 用于接收车辆状态参数的控制芯片；
[0007] CAN 总线；
[0008] 连接CAN总线和控制芯片，用于将通过CAN总线接收的车辆状态参数由CAN总线 的差分电平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的CAN总线接口电路；
[0009] RS232 总线；
[0010] 连接RS232总线和控制芯片，用于将通过RS232总线接收的车辆状态参数由RS232 电平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的RS232接口电路；
[0011] RS485总线；
[0012] 连接RS485总线和控制芯片，用于将通过RS485总线接收的车辆状态参数由RS485 电平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的RS485接口电路；
[0013] 采集车辆状态参数的开关型传感器；
[0014] 连接开关型传感器和控制芯片，用于将开关型传感器输出的对应车辆状态参数的 高低电平转换为TTL电平后传输给控制芯片的传感器接口电路；
[0015] 用于给所述CAN总线接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路和传感器接口电 路供电的电源V5和电源V3. 3 ;
[0016] 进一步地，所述CAN总线为至少一个；所述CAN总线接口电路的数量与所述CAN总 线的数量相对应；所述CAN总线接口电路包括CAN收发器芯片U7、电阻R47、电阻R48、电容 C36和电容C37 ;所述CAN收发器芯片U7的引脚CANH和引脚CANL连接CAN总线；所述电阻 R47和电阻R48相互串联接在所述CAN收发器芯片U7的引脚CANH和引脚CANL之间；所述 电阻R47和电阻R48的串接点连接所述CAN收发器芯片U7的引脚SPLIT，并通过电容C36 接地；所述CAN收发器芯片U7的引脚RXD和引脚TXD连接所述控制芯片；所述CAN收发器 芯片U7的引脚STB接地；所述CAN收发器芯片U7的引脚VCC连接电源V5正极，并通过电 容C37接地；
[0017] 进一步地，所述RS232总线有2个；所述RS232接口电路包括RS232收发器芯片 U6、电容C32、电容C33、电容C34和电容C35 ;所述RS232收发器芯片U6的引脚Cl+通过电 容C32连接所述RS232收发器芯片U6的引脚Cl-;所述RS232收发器芯片U6的引脚VCC 通过电容C33连接所述RS232收发器芯片U6的引脚V+ ;所述RS232收发器芯片U6的引脚 V-通过电容C34连接所述RS232收发器芯片U6的引脚GND;所述RS232收发器芯片U6的 引脚C2+通过电容C35连接所述RS232收发器芯片U6的引脚C2-;所述RS232收发器芯片 U6的引脚TlOUT和引脚RlIN连接一RS232总线，所述RS232收发器芯片U6的引脚T20UT 和引脚R2IN连接另一RS232总线；所述RS232收发器芯片U6的引脚T1IN、引脚R10UT、引 脚T2IN和引脚R20UT连接所述控制芯片；所述RS232收发器芯片U6的引脚VCC连接电源 V3. 3正极；
[0018] 进一步地，所述RS485接口电路包括RS485收发器芯片U9和电阻R50;所述电阻 R50接在所述RS485收发器芯片U9的引脚A和引脚B之间；所述RS485收发器芯片U9的 引脚VCC连接电源V3. 3正极；所述RS485收发器芯片U9的引脚GND接地；所述RS485收发 器芯片U9的引脚RE连接引脚DE;所述RS485收发器芯片U9的引脚R0、引脚RE和引脚DI 连接所述控制芯片；所述RS485收发器芯片U9的引脚VCC连接电源V3. 3正极；
[0019] 进一步地，所述开关型传感器包括NPN传感器和PNP传感器；
[0020] 进一步地，所述传感器接口电路包括与NPN传感器相连接的NPN传感器接口电路、 以及与PNP传感器相连接的PNP传感器接口电路；
[0021] 进一步地，所述NPN传感器接口电路包括肖特基二极管D2、稳压二极管D3、电阻 R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电容Cl和PNP三极管Ql;所述肖特基二极管D2阴极连接所 述传感器输出端；所述电阻R4和稳压二极管D3相互串联接在电源V5正极和地之间；所述 电容Cl与所述电阻R4并联；所述电阻R4与所述稳压二极管D3的串接点通过电阻R5连接 所述PNP三极管Ql基极；所述PNP三极管Ql发射极连接电源V3. 3正极；所述PNP三极管 Ql集电极通过电阻R8接地，并通过电阻R9连接控制芯片；
[0022] 进一步地，所述PNP传感器接口电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R7、电容 C2、稳压二极管D4和NPN三极管Q2 ;所述电阻R6 -端连接传感器输出端，另一端连接NPN 三极管Q2基极；所述电容C2、电阻R7和稳压二极管D4相互并联接在所述NPN三极管Q2基 极和发射极之间；所述NPN三极管Q2集电极通过电阻R2连接所述电源V3. 3正极，并通过 电阻R3连接所述控制芯片；
[0023] 进一步地，所述CAN收发器芯片U7采用TJA1040芯片；
[0024] 进一步地，所述RS485收发器芯片U9采用SP3485芯片。
[0025] 由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的车载数据采集仪，能够兼容CAN总 线接口、RS232接口和RS485接口，以适配具有不同通讯方式和端口类型的车辆设备，同时 集成有采集车辆状态参数的开关型传感器，并通过传感器接口电路实现传感器输出的车辆 状态参数的传送；本实用新型实现了各种车辆状态参数的采集，进而便于监测公共交通工 具的行车状态，利于公共交通事业的发展和公共交通工具的行车安全，对于传统能源的公 共交通工具的旧车改造很有帮助，节约改造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1是本实用新型所述车载数据采集仪的结构框图；
[0027] 图2是本实用新型所述CAN总线接口电路的电路原理图；
[0028] 图3是本实用新型所述RS232接口电路的电路原理图；
[0029] 图4是本实用新型所述RS485接口电路的电路原理图；
[0030] 图5是本实用新型所述NPN传感器接口电路的电路原理图；
[0031] 图6是本实用新型所述PNP传感器接口电路的电路原理图；
[0032] 图7是本实用新型所述控制芯片的电路原理图；
[0033] 图8是本实用新型所述JTAG接口电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0034] 如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示的一种车载数据采集仪，所述车载数 据采集仪包括：用于接收车辆状态参数的控制芯片；CAN总线；连接CAN总线和控制芯片， 用于将通过CAN总线接收的车辆状态参数由CAN总线的差分电平转换为TTL电平后传输 给所述控制芯片的CAN总线接口电路；RS232总线；连接RS232总线和控制芯片，用于将通 过RS232总线接收的车辆状态参数由RS232电平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的 RS232接口电路；RS485总线；连接RS485总线和控制芯片，用于将通过RS485总线接收的 车辆状态参数由RS485电平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的RS485接口电路；采 集车辆状态参数的开关型传感器；连接开关型传感器和控制芯片，用于将开关型传感器输 出的对应车辆状态参数的高低电平转换为TTL电平后传输给控制芯片的传感器接口电路； 用于给所述CAN总线接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路和传感器接口电路供电的 电源V5和电源V3. 3;进一步地，所述CAN总线为至少一个；所述CAN总线接口电路的数量 与所述CAN总线的数量相对应；所述CAN总线接口电路包括CAN收发器芯片U7、电阻R47、 电阻R48、电容C36和电容C37 ;所述CAN收发器芯片U7的引脚CANH和引脚CANL连接CAN 总线；所述电阻R47和电阻R48相互串联接在所述CAN收发器芯片U7的引脚CANH和引脚 CANL之间；所述电阻R47和电阻R48的串接点连接所述CAN收发器芯片U7的引脚SPLIT， 并通过电容C36接地；所述CAN收发器芯片U7的引脚RXD和引脚TXD连接所述控制芯片； 所述CAN收发器芯片U7的引脚STB接地；所述CAN收发器芯片U7的引脚VCC连接电源V5 正极，并通过电容C37接地；进一步地，所述RS232总线有2个；所述RS232接口电路包括 RS232收发器芯片U6、电容C32、电容C33、电容C34和电容C35 ;所述RS232收发器芯片U6 的引脚Cl+通过电容C32连接所述RS232收发器芯片U6的引脚Cl-;所述RS232收发器芯 片U6的引脚VCC通过电容C33连接所述RS232收发器芯片U6的引脚V+ ;所述RS232收发 器芯片U6的引脚V-通过电容C34连接所述RS232收发器芯片U6的引脚GND;所述RS232 收发器芯片U6的引脚C2+通过电容C35连接所述RS232收发器芯片U6的引脚C2-;所述 RS232收发器芯片U6的引脚TlOUT和引脚RlIN连接一RS232总线，所述RS232收发器芯片 U6的引脚T20UT和引脚R2IN连接另一RS232总线；所述RS232收发器芯片U6的引脚T1IN、 引脚R10UT、引脚T2IN和引脚R20UT连接所述控制芯片；所述RS232收发器芯片U6的引脚 VCC连接电源V3. 3正极；进一步地，所述RS485接口电路包括RS485收发器芯片U9和电阻R50 ;所述电阻R50接在所述RS485收发器芯片U9的引脚A和引脚B之间；所述RS485收发 器芯片U9的引脚VCC连接电源V3. 3正极；所述RS485收发器芯片U9的引脚GND接地；所 述RS485收发器芯片U9的引脚而连接引脚DE;所述RS485收发器芯片U9的引脚R0、引脚 M和引脚DI连接所述控制芯片；所述RS485收发器芯片U9的引脚VCC连接电源V3. 3正 极；进一步地，所述开关型传感器包括NPN传感器和PNP传感器；进一步地，所述传感器接 口电路包括与NPN传感器相连接的NPN传感器接口电路、以及与PNP传感器相连接的PNP传 感器接口电路；进一步地，所述NPN传感器接口电路包括肖特基二极管D2、稳压二极管D3、 电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电容Cl和PNP三极管Ql;所述肖特基二极管D2阴极连 接所述传感器输出端；所述电阻R4和稳压二极管D3相互串联接在电源V5正极和地之间； 所述电容Cl与所述电阻R4并联；所述电阻R4与所述稳压二极管D3的串接点通过电阻R5 连接所述PNP三极管Ql基极；所述PNP三极管Ql发射极连接电源V3. 3正极；所述PNP三 极管Ql集电极通过电阻R8接地，并通过电阻R9连接控制芯片；进一步地，所述PNP传感 器接口电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R7、电容C2、稳压二极管D4和NPN三极管 Q2 ;所述电阻R6 -端连接传感器输出端，另一端连接NPN三极管Q2基极；所述电容C2、电 阻R7和稳压二极管D4相互并联接在所述NPN三极管Q2基极和发射极之间；所述NPN三极 管Q2集电极通过电阻R2连接所述电源V3. 3正极，并通过电阻R3连接所述控制芯片；进一 步地，所述CAN收发器芯片U7采用TJA1040芯片；进一步地，所述RS485收发器芯片U9采 用SP3485芯片；所述RS232收发器芯片U6采用MAX232芯片；所述控制芯片采用LPC1768 芯片；所述CAN收发器芯片U7的引脚RXD连接所述控制芯片的引脚P0_21 ;所述CAN收发 器芯片U7的引脚TXD连接所述控制芯片的引脚P0_22 ;所述RS232收发器芯片U6的引脚 TlIN连接所述控制芯片的引脚P0_2 ;所述RS232收发器芯片U6的引脚RlOUT连接所述控制 芯片的引脚P〇_3 ;所述RS232收发器芯片U6的引脚T2IN连接所述控制芯片的引脚P0_0 ; 所述RS232收发器芯片U6的引脚R20UT连接所述控制芯片的引脚P0_1 ;所述电源V5负极 和电源V3. 3负极均接地；所述RS485收发器芯片U9的引脚RO连接所述控制芯片的引脚 P〇_l〇 ;所述RS485收发器芯片U9的引脚RE连接所述控制芯片的引脚Pl_30 ;所述RS485 收发器芯片U9的引脚DI连接所述控制芯片的引脚P0_11 ;所述PNP三极管Ql集电极通过 电阻R9连接控制芯片的引脚P0_6 ;所述NPN三极管Q2集电极通过电阻R3连接控制芯片 的引脚P2_10 ;所述车载数据采集仪还包括SD卡，该SD卡能够对车辆状态参数数据进行存 储；所述控制芯片将CAN总线接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路和传感器接口电 路输出的车辆状态参数数据传输给3G通信模块，进一步由3G通信模块发送给监控中心；所 述控制芯片还连接有JTAG接口电路，图8示出了该JTAG接口电路的电路原理图；所述NPN 传感器接口电路有多个，与多个NPN传感器--对应连接；所述PNP传感器接口电路有多 个，与多个PNP传感器一一对应连接；所述车辆设备可以为发动机、仪表盘、整车控制器等； 车辆状态参数包括发动机ECU数据、车速、发动机转速、水温、油温、蓄电池电压等；开关型 传感器用于采集开关型的车辆状态参数，如车门状态、车灯状态、发动机舱门状态等。
[0035] 本实用新型所述车载数据采集仪可以集成于已建成的公共交通智能监控调度系 统平台上，便于实现车辆状态参数的共享和实时分析。
[0036] 本实用新型能够兼容CAN总线接口、RS232接口和RS485接口，以适配具有不同通 讯方式和端口类型的车辆设备，同时集成有采集车辆状态参数的开关型传感器，并通过传 感器接口电路实现传感器输出的车辆状态参数的传送；本实用新型实现了各种车辆状态参 数的采集，进而便于监测公共交通工具的行车状态，利于公共交通事业的发展和公共交通 工具的行车安全，对于传统能源的公共交通工具的旧车改造很有帮助，节约改造成本。
[0037] 以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用 新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
【权利要求】
1. 一种车载数据采集仪，其特征在于所述车载数据采集仪包括： 用于接收车辆状态参数的控制芯片； CAN总线； 连接CAN总线和控制芯片，用于将通过CAN总线接收的车辆状态参数由CAN总线的差 分电平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的CAN总线接口电路； RS232总线； 连接RS232总线和控制芯片，用于将通过RS232总线接收的车辆状态参数由RS232电 平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的RS232接口电路； RS485总线； 连接RS485总线和控制芯片，用于将通过RS485总线接收的车辆状态参数由RS485电 平转换为TTL电平后传输给所述控制芯片的RS485接口电路； 采集车辆状态参数的开关型传感器； 连接开关型传感器和控制芯片，用于将开关型传感器输出的对应车辆状态参数的高低 电平转换为TTL电平后传输给控制芯片的传感器接口电路； 用于给所述CAN总线接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路和传感器接口电路供 电的电源V5和电源V3. 3。
2. 根据权利要求1所述的车载数据采集仪，其特征在于所述CAN总线为至少一个；所 述CAN总线接口电路的数量与所述CAN总线的数量相对应；所述CAN总线接口电路包括CAN 收发器芯片U7、电阻R47、电阻R48、电容C36和电容C37 ;所述CAN收发器芯片U7的引脚 CANH和引脚CANL连接CAN总线；所述电阻R47和电阻R48相互串联接在所述CAN收发器 芯片U7的引脚CANH和引脚CANL之间；所述电阻R47和电阻R48的串接点连接所述CAN收 发器芯片U7的引脚SPLIT，并通过电容C36接地；所述CAN收发器芯片U7的引脚RXD和引 脚TXD连接所述控制芯片；所述CAN收发器芯片U7的引脚STB接地；所述CAN收发器芯片 U7的引脚VCC连接电源V5正极，并通过电容C37接地。
3. 根据权利要求1所述的车载数据采集仪，其特征在于所述RS232总线有2个；所述 RS232接口电路包括RS232收发器芯片U6、电容C32、电容C33、电容C34和电容C35 ;所述 RS232收发器芯片U6的引脚C1+通过电容C32连接所述RS232收发器芯片U6的引脚C1-; 所述RS232收发器芯片U6的引脚VCC通过电容C33连接所述RS232收发器芯片U6的引脚 V+ ;所述RS232收发器芯片U6的引脚V-通过电容C34连接所述RS232收发器芯片U6的引 脚GND ;所述RS232收发器芯片U6的引脚C2+通过电容C35连接所述RS232收发器芯片U6 的引脚C2-;所述RS232收发器芯片U6的引脚T10UT和引脚R1IN连接一 RS232总线，所述 RS232收发器芯片U6的引脚T20UT和引脚R2IN连接另一 RS232总线；所述RS232收发器 芯片U6的引脚T1IN、引脚R10UT、引脚T2IN和引脚R20UT连接所述控制芯片；所述RS232 收发器芯片U6的引脚VCC连接电源V3. 3正极。
4. 根据权利要求1所述的车载数据采集仪，其特征在于所述RS485接口电路包括 RS485收发器芯片U9和电阻R50 ;所述电阻R50接在所述RS485收发器芯片U9的引脚A和 引脚B之间；所述RS485收发器芯片U9的引脚VCC连接电源V3. 3正极；所述RS485收发 器芯片U9的引脚GND接地；所述RS485收发器芯片U9的引脚RE连接引脚DE ;所述RS485 收发器芯片U9的引脚R0、引脚RE和引脚DI连接所述控制芯片；所述RS485收发器芯片U9 的引脚VCC连接电源V3. 3正极。
5. 根据权利要求1所述的车载数据采集仪，其特征在于所述开关型传感器包括NPN传 感器和PNP传感器。
6. 根据权利要求5所述的车载数据采集仪，其特征在于所述传感器接口电路包括与 NPN传感器相连接的NPN传感器接口电路、以及与PNP传感器相连接的PNP传感器接口电 路。
7. 根据权利要求6所述的车载数据采集仪，其特征在于所述NPN传感器接口电路包括 肖特基二极管D2、稳压二极管D3、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电容C1和PNP三极管 Q1 ;所述肖特基二极管D2阴极连接所述传感器输出端；所述电阻R4和稳压二极管D3相互 串联接在电源V5正极和地之间；所述电容C1与所述电阻R4并联；所述电阻R4与所述稳压 二极管D3的串接点通过电阻R5连接所述PNP三极管Q1基极；所述PNP三极管Q1发射极 连接电源V3. 3正极；所述PNP三极管Q1集电极通过电阻R8接地，并通过电阻R9连接控制 芯片。
8. 根据权利要求6所述的车载数据采集仪，其特征在于所述PNP传感器接口电路包括 电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R7、电容C2、稳压二极管D4和NPN三极管Q2 ;所述电阻R6 一端连接传感器输出端，另一端连接NPN三极管Q2基极；所述电容C2、电阻R7和稳压二极 管D4相互并联接在所述NPN三极管Q2基极和发射极之间；所述NPN三极管Q2集电极通过 电阻R2连接所述电源V3. 3正极，并通过电阻R3连接所述控制芯片。
9. 根据权利要求2所述的车载数据采集仪，其特征在于所述CAN收发器芯片U7采用 TJA1040 芯片。
10. 根据权利要求4所述的车载数据采集仪，其特征在于所述RS485收发器芯片U9采 用SP3485芯片。
【文档编号】G05B19/042GK204256451SQ201420827593
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】刘青阳, 赵博识 申请人:大连启明海通信息技术有限公司