一种基于电喷式发动机电控单元的个性化服务系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车电子、无线通信和云计算技术领域，特别涉及一种基于汽车电喷 式发动机电控单元的个性化服务系统。
【背景技术】
[0002] 柴油机高压共轨系统中的电控单元（EOJ-Electronic Control Unit)是发动机系 统实现电控喷油的核心。因每个国家燃油品质、炜度、大气压力、温湿度、排放法规、引擎形 式上的差异，原装ECU程序是一个符合众多条件的最佳妥协，因此所设定的数据范围比较 保守，存在着较大的升级空间。软件工程师会在程序的调校方面有所保留，一般来说汽车的 出厂性能只能达到设计性能极限的65%~70%。
[0003] 汽车内部ECU中所记忆的数据流真实反映了各传感器和执行器的工作电压和状 态，而不同驾驶者的驾驶习惯决定着油门踏板开度、发动机转速等数据的比例分布情况，比 例分布的差异直接决定着驾驶者对整车功率、动力、舒适度的需求，这些数据的记录、统计、 分析为驾驶习惯修正、ECU状态监测和改进等提供了依据。
[0004] 目前对汽车数据的采集有两种基本途径：一是在所需检测部位加装相关设备（如 传感器等）；二是从汽车内部电路中直接读取相关数据。目前，在汽车中广泛使用的车载诊 断系统（OBD)就是属于第二种途径，其工作目的是检测系统安全性，并主要针对排放系统。 它的基本原理是将检测数据与标准数据做对比，对排放相关的传感器或执行器可能出现的 短路、断路以及输入输出参数合理性等情况进行检查。但该车载诊断系统并没有对发动机 ECU采集的原始数据流进行批量存储、转发、统计、分析，也无法针对不同环境因素、不同驾 驶习惯提供ECU改进的建议，这就造成了车主无法根据发动机运行数据的比例分布情况来 了解自己的驾驶习惯，也无法获得自己的汽车是否需要进行动力升级等信息，为此，本发明 提出了一种基于电喷发动机ECU的个性化服务系统。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，依据汽车电子技术、无线 通信技术和云计算技术的原理，提出一种基于电喷发动机ECU的个性化服务系统和方法。
[0006] 本发明对电控单元（ECU)中表征外界环境与驾驶者驾驶习惯的数据流进行采集 与存储，并将数据通过无线通信技术发送至云端；利用云计算技术，为每位车主独立创建私 有的云空间，用于存储个人数据，并使存储空间随用户数据量的增大而增大；同时，为驾驶 者建立信息模型，使用Hadoop开发工具对采集到的ECU中的行车数据进行比例分布的统计 与分析，通过所得数据的比例分布直方图来表征用户的驾驶习惯和驾驶需求，使用户切实 掌握自己的驾驶习惯、环境因素、与汽车的配合程度，以及是否需要进行ECU的动力升级等 信息，同时，也方便ECU软件开发工程师更精准的标定ECU和刷写ECU程序。
[0007] 本发明可以通过以下技术方案实现。
[0008] -种基于电喷式发动机电控单元的个性化服务系统，结构有ECU数据采集模块1、 无线通信模块2和云计算处理模块3 ;
[0009] 所述的E⑶数据采集模块1，由TL718型号的OBD数据采集接口芯片、TL718芯片外 围配置电路、CAN总线收发芯片和单片机I构成；其中CAN总线收发芯片型号是PCA82C250， 单片机I型号是MSP430F149 ;
[0010] 所述的OBD数据采集接口芯片，具体电路结构为：TL718的1脚、6脚、7脚、通过电 阻R3、R4和R5接电源VCC，2脚通过稳压二极管接地，同时并联电阻R2与电容Cl，R2的另 一端通过Rl接Vbat，9脚通过C2接地，10脚通过C3接地，同时在9脚和10脚之间接晶振 Xl，8脚接地，27脚、28脚分别通过发光二极管Dl、D2和电阻R3、R6接VCC，15脚、25脚、26 脚通过电阻R19、Rll、R12接VCC，19脚接地，5脚、12脚、21脚、22脚分别接TL718外围配 置电路的RXL、RXK、TXL、TXK，23脚、24脚分别接CAN总线收发芯片的TXD端口和RXD端口、 18、17脚分别接单片机I的TXDO端口、RXDO端口；
[0011] 所述的TL718外围配置电路，结构为：TL718的21脚通过电阻R13接三极管Ql的 基极，三极管Ql集电极通过电阻R18接Vbat，同时三极管Ql集电极接0BD#7端口，TL718 的5脚和12脚通过电阻R12和Rll分别接比较器LMl和比较器LM2,电阻R14 -端接比较 器LM2正端口，另一端通过电阻R18接Vbat，两个比较器的负端口相连，负端口通过电阻 R19接Vbat同时通过电阻R20接地，TL718的22脚通过电阻R16接三极管Q2的基极，三极 管Q2的集电极通过电阻Rl7接Vbat,三极管Q2的发射极接地，比较器LMl的正端口通过 电阻R15接0BD#15端口；
[0012] 所述的CAN总线收发芯片，电路结构为：PCA82C250的1脚接TL718的CANTX端口， 2脚接地，3脚接VDD，4脚接TL718的CANRX端口，6脚通过电容C8和电阻R21接地，7脚通 过电容C7和电阻R22接地，6脚接0BD#14端口，7脚接0BD#6端口，8脚通过电阻RS接地； [0013] 所述的无线通信模块2,由单片机II、WgBoard3G模块电路构成；其中单片机II的 型号是 S3C2440A 或 S3C2440 ;
[0014] 无线通信模块2的MCU与数据采集模块1的连接方法为：芯片TL718的RS232RX端 口、RS232TX端口分别接单片机I的TXDO端口、RXDO端口，单片机I的TXDl端口、RXDl端口 分别接单片机II的RXDO端口、TXDO端口，单片机II的RXDl端口、TXDl端口分别接WgBoard 芯片的43脚、41脚；
[0015] 所述的WgBoard 3G模块电路结构为：单片机II的TXDl端口和RXDl端口分别接 WgBoard芯片的41脚、43脚，WgBoard的28脚通过二极管和电阻R23接三极管基极，电阻 R24 -端接二极管，另一端接三极管Q3发射极，三极管Q3的发射极接地，蜂鸣器与二极管并 联，一端接VDD，另一端接三极管Q3的集电极，WgBoard芯片的1脚、3脚、5脚、7脚、9脚接 VDD，2脚、4脚、6脚、8脚、10脚通过两个并联电容C9、ClO接VDD，25脚、27脚、29脚、31脚 分别接SM CARD的1脚、2脚、7脚、3脚，SM CARD的1脚通过电容Cll接地，SM CARD的 5脚接地；
[0016] 所述的云计算处理模块3,主要结构是分布式文件系统HDFS，实现对用户数据的 存储以及MapReduce对用户数据进行比例分布的统计分析，并将分析结果向用户可视化呈 现。
[0017] 云计算处理模块3包括用户身份识别、用户数据存储、用户数据处理及处理结果 呈现三部分。用户身份识别是通过WgBoard 3G模块中S頂卡的识别号頂SI完成，同时根 据该识别号为使用此服务的用户分配私有云空间，在识别通过之后，WgBoard 3G模块通过 socket编程与云端建立通信，用于油门踏板传感器、曲轴转速传感器、增压压力传感器等 数据的上传；上传的用户数据通过HDFS(Hadoc)P分布式文件系统）保存到用户的私有云空 间；用户数据处理是通过MapReduce编程对用户的油门踏板、曲轴转速、增压压力等传感器 数据进行比例分布的统计与分析，对结果进行可视化处理，得到各类数据的比例分布直方 图，根据比例分布直方图表征的用户驾驶习惯，一方面，用于为发动机ECU提供改进建议， 确定是否需要ECU动力升级，同时，也方便ECU软件开发工程师更精准的标定ECU和刷写 ECU程序；另一方面，用户可以切实了解汽车工作情况、自身驾驶习惯，方便用户改正自身 不良驾驶习惯，以保证行车安全。
[0018] 在ECU数据采集模块1中，OBD数据采集接口芯片电路的优选参数为，各电阻参数 Rl :47KQ，R2、R3、R4、R5、R8、R9、R10 :10KQ，R6、R7 :1ΚΩ，各电容参数 C1、C4:0. luF，C2、 C3 :15pF，晶振参数为：X1 :20MHz ;TL718外围配置电路的优选参数为，各电阻参数为：Rll、 R12、R14、R15 :10ΚΩ，R13、R16 :4· 7ΚΩ，R17、R18 :1ΚΩ，R19、R20 :10ΚΩ，所述的各电容的 参数分别为，C5、C6 :0. luF，所用比较器LM1、LM2型号均为：LM339A，所用三极管Ql、Q2型 号均为：9013 ;CAN总线收发芯片电路的优选参数为，各电阻参数为：RS :47ΚΩ，R21、R22 : 100Ω，所述的各电容的参数分别为，C7、C8 :500pF。
[0019] 在无线通信模块2中电路的优选参数为，各电阻参数为：R23、R24 :10ΚΩ，所述的 各电容的参数分别为：C9、C10 :0. luF，Cll :10uF，，所用三极管Q3型号为：9013。
[0020] 本发明的技术方案有以下有益效果：
[0021] 1、本发明的TL718会自动解包从汽车OBD接口读出的数据，最后通过串口通信将 应用层的数据返回给MCU。这样可以大大降低MCU开发协议栈的代码工作量，使得芯片级实 现协议栈，并提高了系统的稳定性。
[0022] 2、本发明所采集的数据直接来自车辆内部系统，因此与外部独立设备获得的数据 相比，其准确度更高、真实性更强。同时利用现有的车辆诊断系统0BD，可