一种中重型卡车远程安全实时监测预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及车辆安全监测技术领域，具体为一种中重型卡车远程安全实时监测预警系统。


背景技术：

2.中重型卡车由于载重量大、且长期满负载工作，故对于其安全性能具有较高要求；目前针对中重型卡车的车辆故障监测大多为离线监测，其通常是由车辆can总线发出以二进制代码为基础的故障码，当出现故障时故障车辆必须进行维修站点由维修人员采用专用的解码设备来对故障码进行解读并定位车辆故障、再进行相应的故障排除；现有的这种车辆故障监测系统往往是在车辆发生故障以后才进行故障码报警，而若故障发生于车辆行驶途中，则这类故障的发生往往会对驾驶中的车辆安全、驾驶人员安全产生严重影响，故现有这种车辆故障监测系统无法满足车辆安全、驾驶人员安全的要求。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型提供了一种中重型卡车远程安全实时监测预警系统，其能解决现有采用离线监测方式的车辆故障监测系统无法满足车辆安全、驾驶人员安全的要求的问题。
4.其技术方案为，一种中重型卡车远程安全实时监测预警系统，其特征在于：其包括车辆故障监测传感器、信号采集器、服务器和监控中心，所述车辆故障监测传感器设置于中重型卡车车桥上，所述信号采集器包括信号处理模块、cpu控制模块、通讯模块和电源模块，所述述车辆故障监测传感器通过所述信号处理模块与所述cpu控制模块电控连接，所述cpu控制模块通过与所述通讯模块与所述服务器信号通讯连接，所述服务器与监控中心通过网络通信连接，所述电源模块为所述信号处理模块、cpu控制模块以及通讯模块提供工作电压；所述车辆故障监测传感器包括振动传感器、应变传感器和温度传感器，所述信号处理模块包括振动信号处理模块、应变信号处理模块和温度信号处理模块，所述振动传感器与所述振动信号处理模块电控连接，所述应变传感器与所述应变信号处理模块电控连接，所述温度传感器与所述温度信号处理模块电控连接。
5.进一步的，所述信号采集器具有obd接口，所述cpu控制模块通过can总线与所述obd接口连接，所述cpu控制模块能够通过can总线访问中重型卡车的obd系统。
6.进一步的，所述信号采集器具有调试接口。
7.进一步的，所述信号采集器内设置有卫星/惯性组合导航模块，所述卫星/惯性组合导航模块与所述cpu控制模块数据信号连接。
8.进一步的，所述信号采集器还包括数据存储模块，所述数据存储模块为存储sd卡。
9.进一步的，所述通讯模块为4g网络通信模块、或5g网络通信模块。
10.进一步的，所述振动传感器为mems加速度传感器，所述振动信号处理模块设置有电压电流转换电路，所述mems加速度传感器向所述电压电流转换电路输出电压信号，所述
电压电流转换电路将接收到的所述电压信号转换为4-20ma标准电流信号后输送给所述cpu控制模块。
11.进一步的，所述应变信号处理模块设置有应变电压转换电路，所述应变传感器为应变片，应变片y1连接入所述应变电压转换电路，所述应变电压转换电路包括一级运放u1b和二级运放u1a，所述应变片y1一端并联有电阻r7和电阻r4，其中电阻r7一端连接入一级运放u1b的5端口、另一端通过电阻r6后接地，电阻r4连接电源vff，电源vff连接电阻r5、r13后接地，所述应变片电阻y1另一端接地，一级运放u1b的6端口连接电阻r10后连接到电阻r13的一端，一级运放u1b的6端口还在连接电阻r11后连接到一级运放u1b的7端口，一级运放u1b的4端口接地，一级运放u1b的8端口连接电源vcc，一级运放u1b的7端口连接电阻r8后连接到二级运放u1a的2端口，二级运放u1a的2端口连接电阻r9后连接到二级运放u1a的1端口，二级运放u1a的3端口连接可调电阻rp1的调节端，可调电阻rp1的固定端一端接地，固定端另一端连接电阻r3后连接电源vff电源；二级运放u1a的4端口接地，二级运放u1a的8端口连接电源vcc，二级运放u1a的1端口连接电阻r2后连接端口p1的1端口，端口p1的1端口连接电容c4后接地，端口p1的2端口连接电源vcc，端口p1的3端口接地。
12.进一步的，所述温度传感器为k型热电偶温度感应器，所述温度信号处理模块包括热电偶温度采集电路，所述热电偶温度采集电路包括ad597型芯片u1、输入端口p3和输出端口p4，所述输入端口p3与所述温度传感器的输出接口连接、输出端口p4连接cpu控制模块，芯片u1的引脚1连接电阻r24后与输入端口p3的2端口连接，芯片u1的引脚2连接电阻r19后连接可调电阻r18的调节端，可调电阻r18的一固定端连接电阻r15后连接正压电源、另一固定端通过电阻r12连接负压电源，芯片u1的引脚3接地，芯片u1的引脚4一端连接负压电源、另一端连接电容c5后接地，芯片u1的引脚5连接电阻r14的一端、电阻r14的另一端与芯片u1的引脚6连接后再与电阻r16一端连接，电阻r16另一端连接电阻r17后接地，芯片u1的引脚7连接正压电源、还连接电容c3后接地，芯片u1的引脚8连接电阻r21、r25后接地，输入端口p3的1端口分别与电阻r21、r25连接；运算放大器u2的2端口连接电阻r20后接地，运算放大器u2的3端口连接电阻r16、r17，运算放大器u2的4端口一端连接负压电源、另一端连接电容c6后接地，运算放大器u2的6端口的一端可调电阻r22与电阻r20连接、另一端连接电阻r23，运算放大器u2的7端口的一端连接正压电源、另一端连接电容c2后接地，输出端口p4的1端口接地，输出端口p4的2端口的一端与电阻r23连接、另一端与电容c1连接后接地。
13.本实用新型的有益效果在于：其在中重型卡车的车桥上设置车辆故障监测传感器，并且由设置的信号采集器来采集处理车辆故障监测传感器的传感数据并将传感数据处理后发送至服务器、再由与服务器数据连接的监控中心进行数据的远程综合分析研判，从而来确定中重型卡车是否发生故障，其能进行实时的在线监测，从而大大提高车辆运行安全性和驾驶人员安全性；并且其车辆故障监测传感器同时采用了振动传感器、应变传感器和温度传感器三个不同类型的传感器，从车辆车桥的振动变化信息、应变信息以及温度信息三个方面来对车辆运行中车桥的工况进行全面的监测，既而提高了其故障监测的全面性和稳定性。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例的系统构成图；
15.图2为本实用新型系统中应变电压转换电路原理图；
16.图3为本实用新型系统中热电偶温度采集电路原理图。
17.附图标记：100-车辆故障监测传感器，101-振动传感器，102-应变传感器，103-温度传感器，200-信号采集器，2011-振动信号处理模块，2012-应变信号处理模块，2013-温度信号处理模块，202-cpu控制模块，203-通讯模块，204-电源模块，205-卫星/惯性组合导航模块，206-调试接口，207-存储模块，300-服务器，400-监控中心。
具体实施方式
18.见图1，本实用新型一种中重型卡车远程安全实时监测预警系统，其包括车辆故障监测传感器100、信号采集器200、服务器300和监控中心400，车辆故障监测传感器100设置于中重型卡车车桥上，信号采集器200包括信号处理模块、cpu控制模块202、通讯模块203和电源模块204，车辆故障监测传感器100通过信号处理模块与cpu控制模块202电控连接，cpu控制模块202通过与通讯模块203与服务器300数据通讯连接，服务器300与监控中心400通过网络通信连接，电源模块204为信号处理模块、cpu控制模块202以及通讯模块203提供工作电压；其中，车辆故障监测传感器100包括振动传感器101、应变传感器102和温度传感器103，信号处理模块包括振动信号处理模块2011、应变信号处理模块2012和温度信号处理模块2013，振动传感器101与振动信号处理模块2011电控连接，应变传感器102与应变信号处理模块2012电控连接，温度传感器103与温度信号处理模块2013电控连接。
19.信号采集器200具有obd接口，cpu控制模块202通过can总线与obd接口连接，cpu控制模块202能够通过can总线访问中重型卡车的obd系统；且信号采集器200具有调试接口206，由此本实用新型系统还能够从车辆自身obd系统读取车辆系统信息，并且能通过调试接口来解析整车can信号dbc通信协议文件。
20.优选的技术方案，信号采集器200内设置有卫星/惯性组合导航模块205，卫星/惯性组合导航模块205与cpu控制模块202数据信号连接；通过设置的卫星/惯性组合导航模块205，能够对车辆进行复杂环境下的精确导航定位，以能对车辆位置、行驶轨迹等信息进行远程的监控并便于车辆的统一调度管理。其中卫星/惯性组合导航模块205采用本领域内现有产品。
21.进一步优选的方案，信号采集器200还包括数据存储模块207，其能够在通讯模块203离线的情况下能进行数据的本地存储，以便后期对本地存储数据进行分析；本实施例中数据存储模块为存储sd卡，其便于更换和扩容。本实用新型中，通讯模块为4g网络通信模块、或5g网络通信模块，本实施例采用了4g网络通信模块。
22.进一步优选的技术方案，振动传感器101为mems加速度传感器，振动信号处理模块2011设置有电压电流转换电路，mems加速度传感器向电压电流转换电路输出电压信号，电压电流转换电路将接收到的电压信号转换为4-20ma标准电流信号后输送给cpu控制模块202；振动传感器利用mems加速度传感器输出电压信号，由于电压信号在导线本身具有电阻，所以为适配信号能够进行远距离传输，本实用新型将电压信号转换为4-20ma标准接口方式输出，电流信号不受导线电阻的影响；相对于现场工况比较复杂的，电流信号抗干扰的能力相比电压信号更强。本实用新型采用的电压电流转换电路为本领域内的常规转换电路。
23.进一步的，本实用新型中应变信号处理模块2012设置有应变电压转换电路，应变传感器101为应变片y1，应变片y1连接入应变电压转换电路，见图2，应变电压转换电路包括一级运放u1b和二级运放u1a，应变片y1一端并联有电阻r7和电阻r4，其中电阻r7一端连接入一级运放u1b的5端口、另一端通过电阻r6后接地，电阻r4连接电源vff，电源vff连接电阻r5、r13后接地，所述应变片电阻y1另一端接地，一级运放u1b的6端口连接电阻r10后连接到电阻r13的一端，一级运放u1b的6端口还在连接电阻r11后连接到一级运放u1b的7端口，一级运放u1b的4端口接地，一级运放u1b的8端口连接电源vcc，一级运放u1b的7端口连接电阻r8后连接到二级运放u1a的2端口，二级运放u1a的2端口连接电阻r9后连接到二级运放u1a的1端口，二级运放u1a的3端口连接可调电阻rp1的调节端，可调电阻rp1的固定端一端接地，固定端另一端连接电阻r3后连接电源vff电源；二级运放u1a的4端口接地，二级运放u1a的8端口连接电源vcc，二级运放u1a的1端口连接电阻r2后连接端口p1的1端口，端口p1的1端口连接电容c4后接地，端口p1的2端口连接电源vcc，端口p1的3端口接地。在应用中，将应变片贴在车辆的车桥的被测部位表面，当检测部位发生形变时，应变片的电阻值会产生变化并导致应变片电压发生变化，通过两级运放对电压差分放大，并通过调节可调电阻rp1调节电压偏置值。
24.进一步的具体的技术方案，温度传感器为k型热电偶温度感应器，所述温度信号处理模块包括热电偶温度采集电路，所述热电偶温度采集电路包括ad597型芯片u1、输入端口p3和输出端口p4，见图3，输入端口p3与所述温度传感器的输出接口连接、输出端口p4连接cpu控制模块，芯片u1的引脚1连接电阻r24后与输入端口p3的2端口连接，芯片u1的引脚2连接电阻r19后连接可调电阻r18的调节端，可调电阻r18的一固定端连接电阻r15后连接正压电源、另一固定端通过电阻r12连接负压电源，芯片u1的引脚3接地，芯片u1的引脚4一端连接负压电源、另一端连接电容c5后接地，芯片u1的引脚5连接电阻r14的一端、电阻r14的另一端与芯片u1的引脚6连接后再与电阻r16一端连接，电阻r16另一端连接电阻r17后接地，芯片u1的引脚7连接正压电源、还连接电容c3后接地，芯片u1的引脚8连接电阻r21、r25后接地，输入端口p3的1端口分别与电阻r21、r25连接；运算放大器u2的2端口连接电阻r20后接地，运算放大器u2的3端口连接电阻r16、r17，运算放大器u2的4端口一端连接负压电源、另一端连接电容c6后接地，运算放大器u2的6端口的一端可调电阻r22与电阻r20连接、另一端连接电阻r23，运算放大器u2的7端口的一端连接正压电源、另一端连接电容c2后接地，输出端口p4的1端口接地，输出端口p4的2端口的一端与电阻r23连接、另一端与电容c1连接后接地。k型热电偶温度感应器具有测量精度高、范围广、构造简单、使用方便的优势；本实施例中，芯片u1的引脚2是补偿标准脚，这里可以输入一个可变的电压用来校准输出的0点；芯片u1的引脚5是反馈输入端，芯片u1的引脚1和引脚8输入信号，且将芯片u1引脚4接地以有效的抑制50hz的噪声。
25.本实用新型一种中重型卡车远程安全实时监测预警系统，其将振动传感器101、应变传感器102以及温度传感器103安装于车辆的车桥上，并将各传感器的传感信号输出端连接至信息采集器200的相应的振动信号处理模块2011、应变信号处理模块2012、温度信号处理模块2013上，车辆在运行过程中，各个传感器将传感信号输入相应的信号处理模块，各信号处理模块对传感信号进行转化处理采集后由cpu控制器将经转化处理后的传感数据经通讯模块发送至服务器，监控中心从服务器获取传感数据并进行处理，根据处理的结果对异
常数据进行报警，对车辆进行智能运维。
26.以上对本实用新型的具体实施进行了详细说明，但内容仅为本实用新型创造的较佳实施方案，不能被认为用于限定本实用新型创造的实施范围。凡依本实用新型创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。