专利名称：混合动力汽车中的运行数据远程监控系统及方法
技术领域：
本发明涉及混合动力汽车技术领域，特别涉及混合动力汽车的监控技术领域，具体是指一种混合动力汽车中的运行数据远程监控系统及方法。
背景技术：
混合动力汽车有两个以上的动力源，包括电机、电池、发动机等多个控制器。为了获得良好的节能和减排性能，必须对各个系统的参数进行匹配和控制。这需要在整车研发中对混合动力系统的参数进行监控和分析，需要对示范运营过程中运行参数和故障信息进行远程采集和监控，以便提早发现混合动力系统的开发匹配和示范运行问题。进一步提高产品的成熟度和可靠性。因此对混合动力汽车远程参数采集和监控提出了现实的要求。目前，车载数据采集系统相对成熟，其中德国Bosch公司的新型串行总线CAN以其高灵活性，高资源利用率以及工具软件系统的高实用性使它在汽车领域被广泛使用。德国 Vector公司以CAN总线为基础开发了 CAN_oe、CANalyzer系统，是目前世界上CAN/LIN总线数据监控分析的权威工具。但是，上述这些车载数据采集系统均不具备远程数据采集的功能，数据传输受到地域和距离的限制，使车辆的运行数据无法实现远程的传输，更无法实现远程车辆运行数据监控，这就极大地制约了对于混合动力汽车的进一步发展。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种通过无线通信形式将下位的车载数据采集系统采集的数据发送至上位的数据处理分析对原始数据进行数据处理， 从而实现对车辆运行数据的远程分析处理、回放等功能，且具有较高便利性和通用性的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统及方法。为了实现上述的目的，本发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统具有如下构成该系统包括车载数据采集下位机模块和数据分析上位机模块，所述的车载数据采集下位机模块和数据分析上位机模块之间通过无线网络或有线网络连接，所述的车载数据采集下位机模块还连接混合动力汽车的控制总线。该混合动力汽车中的运行数据远程监控系统中，所述的车载数据采集下位机模块包括总线通信单元、CPU处理单元、电源单元、串口通信单元、晶振单元、键盘单元、USB接口单元和无线接收发射单元，所述的总线通信单元、电源单元、串口通信单元、晶振单元、键盘单元、USB接口单元和无线接收发射单元均连接所述的CPU处理单元，所述的总线通信单元连接所述的混合动力汽车的控制总线，所述的串口通信单元通过所述的有线网络连接所述的数据分析上位机模块，所述的无线接收发射单元通过所述的无线网络连接所述的数据分析上位机模块。该混合动力汽车中的运行数据远程监控系统中，所述的数据分析上位机模块包括用户权限管理单元、数据接收发送单元、数据处理单元、存储单元、数据回放单元和协议设置单元，所述的用户权限管理单元、数据接收发送单元、存储单元和协议设置单元均连接所述的数据处理单元，所述的数据回放单元连接于所述的存储单元，所述的数据接收发送单元通过无线网络或有线网络连接所述的车载数据采集下位机模块。该混合动力汽车中的运行数据远程监控系统中，其特征在于，所述的无线网络为 GPRS无线通信网络或者UMTS无线通信网络。本发明还提供一种基于所述的系统实现混合动力汽车运行数据远程监控的方法， 该方法包括以下步骤(1)所述的车载数据采集下位机模块通过所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的运行数据；(2)所述的车载数据采集下位机模块通过无线网络或有线网络将所述的运行数据发送至所述的数据分析上位机模块；(3)所述的数据分析上位机模块对所述的运行数据进行分析并保存。该混合动力汽车运行数据远程监控方法中，所述的车载数据采集下位机模块包括总线通信单元、CPU处理单元、电源单元、串口通信单元、晶振单元、键盘单元、USB接口单元和无线接收发射单元，所述的总线通信单元、电源单元、串口通信单元、晶振单元、键盘单元、USB接口单元和无线接收发射单元均连接所述的CPU处理单元，所述的总线通信单元连接所述的混合动力汽车的控制总线，所述的串口通信单元通过所述的有线网络连接所述的数据分析上位机模块，所述的无线接收发射单元通过所述的无线网络连接所述的数据分析上位机模块，所述的车载数据采集下位机模块通过所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的运行数据，包括以下步骤(11)所述的总线通信单元从所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的实时运行数据；(12)所述的总线通信单元将所述的运行数据发送至所述的CPU处理单元；(13)所述的CPU处理单元对所获得的运行数据进行重组；(14)所述的CPU处理单元判断车载数据采集下位机模块的网络连接情况，并根据判断结果将重组的运行数据发送至所述的串口通信单元或无线接收发射单元；(15)所述的串口通信单元通过有线网络将所述的重组运行数据发送至所述的数据分析上位机模块，或所述的无线接收发射单元有线网络将所述的重组运行数据发送至所述的数据分析上位机模块。该混合动力汽车运行数据远程监控方法中，所述的车载数据采集下位机模块还包括闪存单元，所述的闪存单元连接于所述的USB接口单元，所述的步骤(14)，具体为 (14')所述的CPU处理单元判断车载数据采集下位机模块未连接任何网络，将所述的重组的运行数据发送至所述的USB接口单元；而所述的步骤(15)，具体为(15')所述的USB 接口单元将所述的重组运行数据存入所述的闪存单元。该混合动力汽车运行数据远程监控方法中，所述的无线网络为GPRS无线通信网络或者UMTS无线通信网络，所述的步骤( 具体为所述的车载数据采集下位机模块通过 GPRS无线通信网络或者UMTS无线通信网络将所述的运行数据发送至所述的数据分析上位机模块。该混合动力汽车运行数据远程监控方法中，所述的数据分析上位机模块包括用户权限管理单元、数据接收发送单元、数据处理单元、存储单元、数据回放单元和协议设置单元，所述的用户权限管理单元、数据接收发送单元、存储单元和协议设置单元均连接所述的数据处理单元，所述的数据回放单元连接于所述的存储单元，所述的数据接收发送单元通过无线网络或有线网络连接所述的车载数据采集下位机模块，所述的数据分析上位机模块对所述的运行数据进行分析并保存，包括以下步骤(31)用户根据所述的混合动力汽车控制总线所采用的总线协议通过所述的协议设置单元设置数据解码协议；(32)所述的数据接收发送单元从所述的有线网络或无线网络接收到所述的混合动力汽车的运行数据，并发送到所述的数据处理单元；(33)所述的数据处理单元根据所述的数据解码协议对所获得的混合动力汽车运行数据进行解码；(34)所述的数据处理单元将解码的运行数据存入所述的存储单元。该混合动力汽车运行数据远程监控方法中，所述的步骤(34)之后还包括以下步骤(35)所述的数据回放单元根据用户操作读取存储于所述的存储单元的运行数据；(36)所述的数据回放单元回放所读取的运行数据。采用了该发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统及方法，其系统包括通过无线网络或有线网络连接的车载数据采集下位机模块和数据分析上位机模块，该车载数据采集下位机模块还连接混合动力汽车的控制总线。从而在所述的车载数据采集下位机模块通过所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的运行数据后，能通过无线网络或有线网络将所述的运行数据发送至所述的数据分析上位机模块，供数据分析上位机模块进行分析并保存。由此实现对车辆运行数据的远程分析处理、回放等功能，且本发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统及方法具有较高便利性和通用性。
图1为本发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统的结构示意图。图2为本发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统中的车载数据采集下位机模块的结构示意图。图3为本发明的混合动力汽车运行数据远程监控方法的流程图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，为本发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统的结构示意图。在一种实施方式中，该系统包括车载数据采集下位机模块和数据分析上位机模块，所述的车载数据采集下位机模块和数据分析上位机模块之间通过无线网络或有线网络连接，所述的车载数据采集下位机模块还连接混合动力汽车的控制总线。基于该实施方式所述的系统实现混合动力汽车运行数据远程监控的方法，如图3所示，包括以下步骤(1)所述的车载数据采集下位机模块通过所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的运行数据；(2)所述的车载数据采集下位机模块通过无线网络或有线网络将所述的运行数据发送至所述的数据分析上位机模块；(3)所述的数据分析上位机模块对所述的运行数据进行分析并保存。在一种较优选的实施方式中，所述的车载数据采集下位机模块，如图2所示，包括总线通信单元、CPU处理单元、电源单元、串口通信单元、晶振单元、键盘单元、USB接口单元和无线接收发射单元，所述的总线通信单元、电源单元、串口通信单元、晶振单元、键盘单元、USB接口单元和无线接收发射单元均连接所述的CPU处理单元，所述的总线通信单元连接所述的混合动力汽车的控制总线，所述的串口通信单元通过所述的有线网络连接所述的数据分析上位机模块，所述的无线接收发射单元通过所述的无线网络连接所述的数据分析上位机模块。基于该实施方式所述的系统实现混合动力汽车运行数据远程监控的方法中，所述的车载数据采集下位机模块通过所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的运行数据，包括以下步骤(11)所述的总线通信单元从所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的实时运行数据；(12)所述的总线通信单元将所述的运行数据发送至所述的CPU处理单元；(13)所述的CPU处理单元对所获得的运行数据进行重组；(14)所述的CPU处理单元判断车载数据采集下位机模块的网络连接情况，并根据判断结果将重组的运行数据发送至所述的串口通信单元或无线接收发射单元；(15)所述的串口通信单元通过有线网络将所述的重组运行数据发送至所述的数据分析上位机模块，或所述的无线接收发射单元有线网络将所述的重组运行数据发送至所述的数据分析上位机模块。在一种进一步优选的实施方式中，所述的车载数据采集下位机模块还包括闪存单元，所述的闪存单元连接于所述的USB接口单元，所述的步骤(14)，具体为(14')所述的CPU处理单元判断车载数据采集下位机模块未连接任何网络，将所述的重组的运行数据发送至所述的USB接口单元；所述的步骤(15)，具体为(15')所述的USB接口单元将所述的重组运行数据存入所述的闪存单元。在另一种较优选的实施方式中，所述的数据分析上位机模块包括用户权限管理单元、数据接收发送单元、数据处理单元、存储单元、数据回放单元和协议设置单元，所述的用户权限管理单元、数据接收发送单元、存储单元和协议设置单元均连接所述的数据处理单元，所述的数据回放单元连接于所述的存储单元，所述的数据接收发送单元通过无线网络或有线网络连接所述的车载数据采集下位机模块。基于该实施方式所述的系统实现混合动力汽车运行数据远程监控的方法中，所述的数据分析上位机模块对所述的运行数据进行分析并保存，包括以下步骤(31)用户根据所述的混合动力汽车控制总线所采用的总线协议通过所述的协议设置单元设置数据解码协议；(32)所述的数据接收发送单元从所述的有线网络或无线网络接收到所述的混合动力汽车的运行数据，并发送到所述的数据处理单元；(33)所述的数据处理单元根据所述的数据解码协议对所获得的混合动力汽车运行数据进行解码；(34)所述的数据处理单元将解码的运行数据存入所述的存储单元。在另一种进一步优选的实施方式中，所述的步骤(34)之后还包括以下步骤(35)所述的数据回放单元根据用户操作读取存储于所述的存储单元的运行数据；(36)所述的数据回放单元回放所读取的运行数据。在一种更优选的实施方式中，所述的无线网络为GPRS无线通信网络或者UMTS无线通信网络。基于该实施方式所述的系统实现混合动力汽车运行数据远程监控的方法中，所述的步骤( 具体为所述的车载数据采集下位机模块通过GPRS无线通信网络或者UMTS无线通信网络将所述的运行数据发送至所述的数据分析上位机模块。在实际应用中，本发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统包括A、下位机，通过CAN总线采集各参数；B, GPRS无线网络和hter网络，采用无线与有线相结合的方式进行数据传输；C、上位机，数据接收处理，参数监测。其中，为了实现数据采集、发送和接收等功能，下位机需要有以下单元支持包括 CAN通信单元、CPU处理单元、电源单元、串口通信单元、晶振单元、键盘单元、USB接口单元、 无线接收发射单元、具体的结构框图如图2所示。其中运算处理部分包括CPU、晶振、电源和键盘模块。CPU采用三星公司的 S3C2440AL工业级ARM920T core with MMC芯片，其最高主频可达533MHz，主要实现与CAN 通信单元、RS232串口通信单元和无线通信单元的通讯。由于ARM920T的最大工作时钟频率为533MHz，而外面的晶振只有几十兆，因此，在ARM中需要进行倍频处理。此外该芯片的 I/O 口工作电压为3. 3V，核心工作电压为1.8V，USB的工作电压为5V，而混合动力汽车上的电压为12V，因此要进行相应的转换。 键盘单元起着复位，控制显示存储的作用。无线通信采用华为EM310-GPRS通信单元。它是目前量产的最小的工业模块，其使用POWER管脚供电，此管脚输入的电压将通过核心板内部DC-DC开关芯片转换为5V直流输出，同时5V直流通过一个1阳408 二极管向GPRS模块供电；I/O信号为TTL电平，最高输入电压小于等于3. 6V，所以需要在串口输入信号上串接3. 6K至4. 7K的电阻；完善的SIM卡电路及SIM卡座，插入SIM卡即能工作，内嵌TCP/IP协议栈，与hternet的连接很方便，适合用于车载终端的开发使用。 车载终端通过CAN总线采集车辆的核心数据并进行数据重组，最后通过GPRS无线单元将数据发出。如图1所示，数据首先经过基站收发信机BTS传入基站控制器BSC，然后进入GPRS服务支持节点SGSN，SGSN通过GPRS骨干网连接到GPRS网关支持节点GGSN，接着数据经过GGSN流入hternet网络，根据IP和端口号传送至远端的服务器，最后再由服务器端应用软件对数据进行处理分析。同时，在车载终端增加U盘存储的方式来防止数据因网络状况导致数据发送延迟而造成的数据错误当车辆进入网络信号较弱的地区或者网络通信较繁忙的时段时，车载终端先将采集到的数据存储到U盘中，等网络情况较好的时候再将数据发出，确保了数据发送的稳定性与准确性。作为远程监控中心服务器端的上位机软件主要完成对车载终端发送过来的车辆的核心数据进行接收，并利用预设的数据协议解码，将数据存储在数据库内，以便进行数据管理和回放，还可以对下层多个远程车辆终端进行数据发送等管理。上位机软件可以分为以下几个功能单元1、用户权限管理单元，软件系统以确保分配了权限的用户在权限功能范围内使用该软件。系统运行时，用户需要在系统管理窗口中输入用户名和密码，不同的用户和权限则对应上位机软件功能的不同使用权限。2、数据接收/发送单元，利用hternet编程技术进行编程，可同时接收多辆车发送过来的数据，也能同时向多台车发送参数和指令，控制车辆终端的数据交互。3、数据处理单元，其将系统接收到的原始数据按照已经设置好的数据协议进行解码并存储在数据库中，为数据管理和回放功能做准备。4、数据回放单元，用于按照用户的要求将各类数据以图表等形式显示，供研究人员进行诊断分析。5、协议设置单元，可以在厂商数据协议修改的情况下根据需要修改软件数据协议，以适应不同CAN协议下数据采集的需要。本发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统和方法的优势体现在1、离线存储功能为车辆研发过程中的数据分析和故障调查提供了数据支持；2利用无线网络对车辆运行参数进行远程传输，克服了现场采集的地域和距离限制，提高了效率和方便性；3、协议设置功能的开发解决了一套系统只能针对某一特定协议进行数据处理的现状，提高了系统的通用性。采用了该发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统及方法，其系统包括通过无线网络或有线网络连接的车载数据采集下位机模块和数据分析上位机模块，该车载数据采集下位机模块还连接混合动力汽车的控制总线。从而在所述的车载数据采集下位机模块通过所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的运行数据后，能通过无线网络或有线网络将所述的运行数据发送至所述的数据分析上位机模块，供数据分析上位机模块进行分析并保存。由此实现对车辆运行数据的远程分析处理、回放等功能，且本发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统及方法具有较高便利性和通用性。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求
1.一种混合动力汽车中的运行数据远程监控系统，其特征在于，所述的系统包括车载数据采集下位机模块和数据分析上位机模块，所述的车载数据采集下位机模块和数据分析上位机模块之间通过无线网络或有线网络连接，所述的车载数据采集下位机模块还连接混合动力汽车的控制总线。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统，其特征在于，所述的车载数据采集下位机模块包括总线通信单元、CPU处理单元、电源单元、串口通信单元、 晶振单元、键盘单元、USB接口单元和无线接收发射单元，所述的总线通信单元、电源单元、 串口通信单元、晶振单元、键盘单元、USB接口单元和无线接收发射单元均连接所述的CPU 处理单元，所述的总线通信单元连接所述的混合动力汽车的控制总线，所述的串口通信单元通过所述的有线网络连接所述的数据分析上位机模块，所述的无线接收发射单元通过所述的无线网络连接所述的数据分析上位机模块。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统，其特征在于，所述的数据分析上位机模块包括用户权限管理单元、数据接收发送单元、数据处理单元、存储单元、数据回放单元和协议设置单元，所述的用户权限管理单元、数据接收发送单元、存储单元和协议设置单元均连接所述的数据处理单元，所述的数据回放单元连接于所述的存储单元，所述的数据接收发送单元通过无线网络或有线网络连接所述的车载数据采集下位机模块。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统，其特征在于，所述的无线网络为GPRS无线通信网络或者UMTS无线通信网络。
5.一种基于权利要求1所述的系统实现混合动力汽车运行数据远程监控的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤(1)所述的车载数据采集下位机模块通过所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的运行数据；(2)所述的车载数据采集下位机模块通过无线网络或有线网络将所述的运行数据发送至所述的数据分析上位机模块；(3)所述的数据分析上位机模块对所述的运行数据进行分析并保存。
6.根据权利要求5所述的混合动力汽车运行数据远程监控方法，其特征在于，所述的车载数据采集下位机模块包括总线通信单元、CPU处理单元、电源单元、串口通信单元、晶振单元、键盘单元、USB接口单元和无线接收发射单元，所述的总线通信单元、电源单元、串口通信单元、晶振单元、键盘单元、USB接口单元和无线接收发射单元均连接所述的CPU处理单元，所述的总线通信单元连接所述的混合动力汽车的控制总线，所述的串口通信单元通过所述的有线网络连接所述的数据分析上位机模块，所述的无线接收发射单元通过所述的无线网络连接所述的数据分析上位机模块，所述的车载数据采集下位机模块通过所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的运行数据，包括以下步骤(11)所述的总线通信单元从所述的混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的实时运行数据；(12)所述的总线通信单元将所述的运行数据发送至所述的CPU处理单元；(13)所述的CPU处理单元对所获得的运行数据进行重组；(14)所述的CPU处理单元判断车载数据采集下位机模块的网络连接情况，并根据判断结果将重组的运行数据发送至所述的串口通信单元或无线接收发射单元；(15)所述的串口通信单元通过有线网络将所述的重组运行数据发送至所述的数据分析上位机模块，或所述的无线接收发射单元有线网络将所述的重组运行数据发送至所述的数据分析上位机模块。
7.根据权利要求6所述的混合动力汽车运行数据远程监控方法，其特征在于，所述的车载数据采集下位机模块还包括闪存单元，所述的闪存单元连接于所述的USB接口单元， 所述的步骤(14)，具体为(14')所述的CPU处理单元判断车载数据采集下位机模块未连接任何网络，将所述的重组的运行数据发送至所述的USB接口单元；所述的步骤(15)，具体为(15')所述的USB接口单元将所述的重组运行数据存入所述的闪存单元。
8.根据权利要求6所述的混合动力汽车运行数据远程监控方法，其特征在于，所述的无线网络为GPRS无线通信网络或者UMTS无线通信网络，所述的步骤(2)具体为所述的车载数据采集下位机模块通过GPRS无线通信网络或者UMTS无线通信网络将所述的运行数据发送至所述的数据分析上位机模块。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的混合动力汽车运行数据远程监控方法，其特征在于，所述的数据分析上位机模块包括用户权限管理单元、数据接收发送单元、数据处理单元、存储单元、数据回放单元和协议设置单元，所述的用户权限管理单元、数据接收发送单元、存储单元和协议设置单元均连接所述的数据处理单元，所述的数据回放单元连接于所述的存储单元，所述的数据接收发送单元通过无线网络或有线网络连接所述的车载数据采集下位机模块，所述的数据分析上位机模块对所述的运行数据进行分析并保存，包括以下步骤(31)用户根据所述的混合动力汽车控制总线所采用的总线协议通过所述的协议设置单元设置数据解码协议；(32)所述的数据接收发送单元从所述的有线网络或无线网络接收到所述的混合动力汽车的运行数据，并发送到所述的数据处理单元；(33)所述的数据处理单元根据所述的数据解码协议对所获得的混合动力汽车运行数据进行解码；(34)所述的数据处理单元将解码的运行数据存入所述的存储单元。
10.根据权利要求9所述的混合动力汽车运行数据远程监控方法，其特征在于，所述的步骤(34)之后还包括以下步骤(35)所述的数据回放单元根据用户操作读取存储于所述的存储单元的运行数据；(36)所述的数据回放单元回放所读取的运行数据。
全文摘要
本发明涉及一种混合动力汽车中的运行数据远程监控系统，其包括通过无线网络或有线网络连接的车载数据采集下位机模块和数据分析上位机模块，该车载数据采集下位机模块还连接混合动力汽车的控制总线。本发明还涉及基于该系统实现混合动力汽车运行数据远程监控的方法，该方法中，车载数据采集下位机模块通过混合动力汽车的控制总线获得混合动力汽车的运行数据后，能通过无线网络或有线网络将所述的运行数据发送至所述的数据分析上位机模块，供数据分析上位机模块进行分析并保存，从而实现对车辆运行数据的远程分析处理、回放等功能，且本发明的混合动力汽车中的运行数据远程监控系统及方法具有较高便利性和通用性。
文档编号G08C19/00GK102438037SQ201110301228
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者伍国强, 曹紫微, 顾凌云 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司