一种用于轻型车行驶工况构建的车载数据采集终端的制作方法

本发明属于交通运输领域，尤其是涉及一种用于轻型车行驶工况构建的车载数据采集终端。

背景技术：

汽车行驶工况是汽车行业一项重要的基础标准，是汽车产品开发过程中的重要设计输入，是汽车各项性能指标标定优化时的主要基准，也是进行排放和油耗认证的基础。传统的工况构建方法是事先规划好试验线路，然后在车上安装数据采集设备，采用本地存储的方式收集车辆数据。此种方法构建的工况曲线对前期的试验规划要求较高，且我国在交通状况、规则、驾驶习惯与驾驶员专业素养等方面差异较大，所以该方法构建的工况曲线通常偏差较大。近年来，自主驾驶方法在工况构建领域引起了广泛关注。自主行驶法，即驾驶员按照各自目的自主行驶的方法，来采集数据，对试验的行驶区域、路线以及时间都不作限定。但利用自主驾驶法构建工况需要以海量的数据为基础，即需要大量的终端设备进行较长周期的数据采集。因此，传统的采用本地存储方式的终端设备不适于自主行驶法。

自主行驶法使用的车载终端设备需要具备远程传输数据功能，即将采集的数据进行解析并发送到远程数据库服务器。现有的具有远程传输功能的终端并非为工况构建专门开发的，其采样频率通常较低，并且在无gps信号或者其他原因而导致终端无法正常接受gps授时的情况下，不会上传数据。因此，开发一种具有远程存储功能的轻型车行驶工况数据采集终端是非常必要的。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于轻型车行驶工况构建的车载数据采集终端，以改善现有终端设备存在采样频率较低，功能不足以满足工况构建需求的情况。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于轻型车行驶工况构建的车载数据采集终端，包括：

电源模块，用于为各模块供电；

存储模块，主要用于终端程序的刷写和车载终端断线期间的数据存储；

gps模块，用于车辆定位，采集车辆的速度，提供gps授时；

时钟模块，在终端无法获得有效的gps授时的情况下，为车载终端提供时间服务；

gprs/3g模块，与数据服务器建立tcp/udc连接，并能够自动判断连接的断开与否，若连接断开，车载终端能够在短时间(1min)内重新连接数据服务器，并快速补发断开连接过程中采集的数据；

显示诊断模块，用于上传数据的诊断，并展示车载终端的工作状态,通过led灯的闪烁情况，来判断车载终端的工作状态，当采集数据出现异常或者数据传输出现异常时出发异常报警灯，提醒用户数据异常；

can总线采集模块，包括can控制器和can收发器，can控制器通过can收发器与汽车can总线连接通信,采集汽车数据；

k-line控制模块，与车辆obd接口连接通信,采集汽车数据；

微控制器，与各模块的处理电路和芯片电连接，根据can总线或本地指令,按照一定的控制策略，对响应的数据进行采集、存储以及上传，实现对车辆行驶工况数据的实时采集。

进一步的，本车载数据采集终端还包括数据后处理模块，用于车辆行驶工况短片段的判定和分割；所述数据后处理模块包括数据短片段临界点判断和短片段组合，can总线采集模块和k-line控制模块采集的数据进入数据后处理模块，进行判定是否为短片段临界点；如是临界点，将在本临界点之前，上一个临界点之后的数据组成短行程数据发送至gprs/3g模块，进行数据上传。

进一步的，在数据后处理模块中数据短片段临界点的判断方法如下：

a)车速从0开始到>0，最后到＝0为止的一段数据片段为运动片段；

b)车辆完成一个运动片段后，状态保持车速＝0，发动机转速>0一段时间，这个片段为怠速片段；

c)一个运动片段加一个怠速片段为一个短行程，两个短行程之间的边界为临界点。

进一步的，所述显示诊断模块包括两路指示灯，第一路为gps与gsm指示灯，第二路为can/k通讯指示灯，第一路指示灯中绿灯为gsm指示灯(2次/秒)，红灯为gps指示灯(1次/秒)；第二路指示灯中绿色为can通信指示灯(1次/秒)，红色为sd卡通信故障指示灯(常亮2秒以上)。

进一步的，所述gprs/3g模块与数据服务器建立tcp/udc连接，并能够自动判断连接的断开与否，若连接断开，车载终端能够在短时间(1min)内重新连接数据服务器，并快速补发断开连接过程中采集的数据。

进一步的，本车载数据采集终端的上传频率为1hz。

相对于现有技术，本发明所述的车载数据采集终端具有以下优势：本终端设备有效弥补了现有终端设备存在采样频率较低、功能不足以满足工况构建需求的不足；本终端上传频率为1hz，并配置了时钟模块，可以在无法获得有效的gps授时的情况下，为车载终端提供时间服务；同时可以在车载终端断线时，对采集的数据进行临时存储，待终端恢复通讯后，快速补发断开连接过程中采集的数据，实现对车辆行驶工况数据的实时采集。此外，本终端具有强大的数据处理功能，可以将采集到的车速信号切割为短行程，并将短行程上传至服务器，非常适合于工况构建的需求。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明车载数据采集终端的数据上传方式示意图。

图3-a、图3-b组成本发明中电源模块的电路图。

图4为本发明中gps模块的电路图。

图5为本发明中存储模块的电路图。

图6为本发明中显示诊断模块的电路图。

图7为本发明中微控制器的电路图。

图8为本发明中can总线采集模块的电路图。

图9为本发明中k-line控制模块的电路图。

图10-a、图10-b、图10-c、图10-d组成本发明中gprs模块的电路图。

图11为本发明中时钟模块接入的电路图。

图12为本发明中数据短片段临界点判断的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1、2所示，一种用于轻型车行驶工况构建的车载数据采集终端，包括微控制器、can总线采集模块、k-line控制模块、gps模块、gprs/3g模块、显示诊断模块、存储模块、时钟模块和电源模块。如图3-a、图3-b所示，电源模块为各模块供电。如图11所示，时钟模块与微控制器双向传输数据，微控制器中也含有时钟模块，时钟模块主要是在终端无法获得有效的gps授时的情况下，为车载终端提供时间服务。如图4所示，gps模块与微控制器双向传输数据，gps模块用于车辆定位，采集车辆的速度，提供gps授时。如图5所示，存储模块与微控制器双向传输数据，数据存储模块主要用于终端程序的刷写和车载终端断线期间的数据存储。如图6所示，微控制器的输出端与显示诊断模块的输入端相连，显示诊断模块用于上传数据的诊断，当采集数据出现异常或者数据传输出现异常时出发异常报警灯，提醒用户数据异常。所述显示诊断模块包括两路指示灯，第一路为gps与gsm指示灯，第二路为can/k通讯指示灯，第一路指示灯中绿灯为gsm指示灯(2次/秒)，红灯为gps指示灯(1次/秒)；第二路指示灯中绿色为can通信指示灯(1次/秒)，红色为sd卡通信故障指示灯(常亮2秒以上)。如图7、8和9所示，can总线采集模块包括can控制器和can收发器，can控制器与微控制器双向传输数据，can控制器通过can收发器与汽车can总线连接通信,所述k-line控制模块与微控制器双向传输数据，所述k-line控制模块与车辆obd接口双向传输数据。通过软硬件设计，所述微控制器与各模块的处理电路和芯片均连接。程序运行后，根据can总线或本地指令,按照一定的控制策略，对响应的数据进行采集、存储以及上传频率为1hz，实现对车辆行驶工况数据的实时采集。如图10-a、图10-b、图10-c、图10-d所示，微控制器与gprs/3g模块双向传输数据，gprs/3g模块能够与数据服务器建立tcp/udc连接，并能够自动判断连接的断开与否，若连接断开，车载终端能够在短时间(1min)内重新连接数据服务器，并快速补发断开连接过程中采集的数据。如图12所示，数据后处理模块包括数据短片段临界点判断和短片段组合，用于车辆行驶工况短片段的判定和分割；can总线采集模块和k-line控制模块采集的数据进入数据后处理模块，进行判定是否为短片段临界点；如是临界点，将在本临界点之前，上一个临界点之后的数据组成短行程数据发送至gprs/3g模块，进行数据上传。所述数据短片段临界点的判断方法如下：

a)车速从0开始到>0，最后到＝0为止的一段数据片段为运动片段；

b)车辆完成一个运动片段后，状态保持车速＝0，发动机转速>0一段时间，这个片段为怠速片段；

c)一个运动片段加一个怠速片段为一个短行程，两个短行程之间的边界为临界点。

本实例的工作过程：使用时，车载终端通过can总线和k-line控制模块采集车辆参数，同时接收gps的位置和时间参数，然后对采集到的参数进行解析和存储，数据后处理模块可以将采集到的车速信号切割为短行程，通过gprs/3g网络把采集到的参数发送至数据库服务器，实现车载数据的采集。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。