专利名称：混合动力乘用车行车状态数据采集终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及混合动力乘用车行车状态数据采集终端。
背景技术：
混合动力乘用车目前在推广应用过程还存在诸多技术问题，目前的重点工作集中在新产品的开发与推广、关键配件(电池、电机等)等技术开发，而对于行车状态数据的采集与应用，其重视程度远远低于新能源汽车市场的挖掘与推广，其原因主要是目前在国外对于个人隐私的重视、行车数据应用与服务市场的开发等方面依然制约于各种因素。但是，从长远的角度出发，混合动力乘用车运行状态数据采集与应用将在关键配件技术(电池、电机等)取得突破后将成为汽车配件市场的主题方向之一。受市场需求的导向，目前行车状态数据采集终端基本上都面向传统动力汽车，而对新能源汽车，特别是纯电动汽车、混合动力汽车等类型汽车的行车状态数据采集终端的研究基本停留在实验室阶段，目前还难以在市场上推广，实现产业化。基于目前带卫星定位功能行车记录仪的技术标准，设计了面向混合动力乘用车的行车状态数据采集终端，并在混合动力乘用车、传统动力乘用车上进行测试，达到了产品市场化的性能要求。混合动力乘用车行车状态数据采集终端是基于现有带GPS卫星定位功能行车记录仪技术标准设计的。现有GPS终端就其架构而言，主要有分体机和一体机两种。由于通常重点营运车辆的带卫星定位功能行车记录仪的工作环境相对恶劣，并且需要24小时不间断运行。由于行车状态的诸多不确定性，为提高对终端本身的性能，目前的行车记录仪设计与制造目前已逐步向一体机倾斜，一方面可以降低不同组建之间通信的潜在故障，另一方面则在安装、检测、使用时相对简便。混合动力乘用车行车状态数据采集终端采用一体机架构。与传统行车记录仪相t匕，混合动力乘用车行车状态数据采集终端在实际使用中对防震、防潮、抗干扰、数据传输数量与质量等方面提出更高的要求，以适应不同动力源汽车的要求。具体的内容包括:①终端硬件系统开发。研制开发具有无线通讯(GPRS/3G)能力，具备CAN总线接口，RS232串行通讯接口，开关量输入接口，模拟量转换接口，频率测量接口，能够实现车辆状态数据的采集、分析、存储和远程传输的硬件系统。②进一步提高混合动力乘用车行车状态数据采集终端工作的稳定性。终端与运行车辆相互绑定，工作在各种工况条件下，需从硬件配置及软件设计上保证终端工作的稳定性，满足防震、防潮、抗干扰等基本要求。
发明内容本实用新型的目的是给出速度检测准确的混合动力乘用车行车状态数据采集终端。为此给出混合动力乘用车行车状态数据采集终端，包括嵌入式控制器，其特征是，包括与嵌入式控制器连接的GPS模块、测速器、无线通信模块和存储器，GPS模块和测速器分别测量车速，由嵌入式控制器进行比较，若所分别测得的两个车速数据一致，则通过无线通信模块向外发送。所述的测速器还测量电机转速。有用于采集车辆状态数据的有线通信接口，有线通信接口连接嵌入式控制器。还包括与嵌入式控制器连接的数字信号开关量输入口。还包括与嵌入式控制器连接的模拟量转换接口。嵌入式控制器实现整个系统功能及控制管理，是整个硬件系统的核心；无线通信模块(GPRS/3G)在符合传输协议标准下完成数据的远程传输；GPS模块主要用来获得车辆的定位信息，包括位置、时间、方向、速度等；测速器主要测量车辆速度脉冲的频率，实现车速的检测。GPS模块、频率测量模块都可检测混合动力乘用车的行驶速度，但GPS所测得的速度存在漂移、频率测量等参数设置等问题，为了保证速度的准确性，本实用新型分别采集两个速度数据进行对比，两个速度数据一致(例如，在实践中，可以设定两个速度数据误差在2%以内视为一致)，则通过无线通信模块向外发送，保证了速度检测的准确性。
图1是混合动力乘用车行车状态数据采集终端的结构框图。
具体实施方式
混合动力乘用车行车状态数据采集终端的硬件结构如图1所示，其中:嵌入式控制器实现整个系统功能及控制管理，是整个硬件系统的核心；存储器通过存储介质对采集获得的原始数据进行循环存储，以备详细数据查询分析使用；无线通信模块(GPRS/3G)在符合传输协议标准下完成数据的远程传输；有线通信接口包括CAN、RS232、OBD等，主要用来与具备通信接口的车辆系统通信，采集车辆状态数据；数字信号开关量输入口主要用来对不能通过数据通讯总线获得数据的转向灯、制动灯、前门、后门、终端在线等状态信息进行直接采集；模拟量转换接口，主要用来对不能通过数据通讯总线获得数据的电池电压、电流、温度、电量、运行过程中存在的异常数据等信息进行直接采集；GPS模块主要用来获得车辆的定位信息，包括位置、时间、方向、速度等；测速器主要测量车辆速度脉冲的频率，实现车速的检测，同时将电机转速数据进行上传。GPS模块、频率测量模块都可检测混合动力乘用车的行驶速度，但GPS所测得的速度存在漂移、频率测量等参数设置等问题，为了保证速度的准确性，本实用新型分别采集两个速度数据进行对比，两个速度数据误差在2%以内视为一致，则通过无线通信模块向外发送，保证了速度检测的准确性。混合动力乘用车行车状态数据采集终端内部模块由核心板和主板两部分组成。核心板包括处理器LH75411、Nor flash、SRAM、EEPROM、CPLD、USB驱动芯片、RTC、晶振和接口。记录仪主板包括电源管理模块、液晶显示模块、GPS模块、GPRS模块、IC卡身份识别模块、打印机模块、信息采集模块、CAN接口模块、电量管理模块等硬件模块。LH75411通过外部总线接口扩展了一片NOR Flash和一片SRAM，这两种存储器都是用来运行程序的。其中，NOR Flash使用了 nCSO片选信号，这样就可以用NOR Flash来启动引导程序的运行，而SRAM则使用了 nCSl片选信号，用来存放程序运行时的变量。CPLD通过模拟总线与LH75411相连，主要是为了扩展串口和I/O 口。另外LH75411还通过外部总线扩展了一片USB驱动芯片SL811。系统时钟采用外部20MHz晶振，RTC晶振采用了 32768Hz晶振。核心板接口引出了 LH75411的总线接口、I/O 口(包括串口，SPI其他外设资源接口)、USB接口、CPLD外扩的I/O 口和3路串口。另外核心板还提供3.3V电源接口，为核心板的所有芯片提供电源。GPRS模块选择BENQ的无线模块M22A，波特率为标称的300 — 125200bps的自适应波特率，只要是这个区间的标称波特率，模块自动识别，无需CPU去干预。M22A和ARM的通讯通过串行口 1(UARTRX1、UARTTXI)进行数据传输，另外CPLD的一个模拟I/O 口管脚与M22A的PWON相连用来上电时启动GPRS模块，另一个模拟I/O 口管脚与M22A的R0W4相连来唤醒GPRS，CPLD的54脚与101/RI相连用来检测是否有来电。另外GPRS模块还提供SM卡接 口和语音接口:MICIP、MICIN、MICBIAS、EARP 和 EARN。无线通信模块的耗电具有不稳定的特点，在待机状态，在和基站的握手状态，在通话状态，在拨号状态，在信号强弱不同的地方，这些因素都会直接的影响无线模块GPRS的耗电流，所以GPRS模块的电源设计非常重要。在本记录仪设计中采用的GPRS模块的供电电源要求为:DC3.3-4.2V，在通话状态下它的平均电流为230-260mA，但它的电流消耗为脉冲形式，最高消耗的峰值电流为1.7A，所以这里采用输出电压可调的三端LDO:LM1085，它的输出电流可以达到3A。GPS模块的接口是9芯插头，其中只有4个管脚有实际的电气意义，包括两个通讯口(RXD、TXD)和两个电源管脚。串口通讯电平是232电平，因此在ARM的串口管脚需要加一片MAX202芯片，它是一种双组驱动器/接收器，片内含有一个电容性电压发生器，提供EIA/TIA-232-E电平。LH75411通过CPLD进行串口扩展，然后再通过MAX202的电平转换与GPS的串口相连。
权利要求1.混合动力乘用车行车状态数据采集终端，包括嵌入式控制器，其特征是，包括与嵌入式控制器连接的GPS模块、测速器、无线通信模块和存储器，GPS模块和测速器分别测量车速，由嵌入式控制器进行比较，若所分别测得的两个车速数据一致，则通过无线通信模块向外发送。
2.根据权利要求1所述的混合动力乘用车行车状态数据采集终端，其特征是，所述的无线通信模块是GPRS通信模块。
3.根据权利要求1所述的混合动力乘用车行车状态数据采集终端，其特征是，所述的无线通信模块是3G通信模块。
4.根据权利要求1所述的混合动力乘用车行车状态数据采集终端，其特征是，所述的测速器还测量电机转速。
5.根据权利要求1所述的混合动力乘用车行车状态数据采集终端，其特征是，有用于采集车辆状态数据的有线通信接口，有线通信接口连接嵌入式控制器。
6.根据权利要求5所述的混合动力乘用车行车状态数据采集终端，其特征是，所述的有线通信接口包括CAN接口。
7.根据权利要求5所述的混合动力乘用车行车状态数据采集终端，其特征是，所述的有线通信接口包括RS232接口。
8.根据权利要求5所述的混合动力乘用车行车状态数据采集终端，其特征是，所述的有线通信接口包括OBD接口。
9.根据权利要求1所述的混合动力乘用车行车状态数据采集终端，其特征是，还包括与嵌入式控制器连接的数字信号开关量输入口。
10.根据权利要求1所述的混合动力乘用车行车状态数据采集终端，其特征是，还包括与嵌入式控制器连接的模拟量转换接口。
专利摘要混合动力乘用车行车状态数据采集终端，包括嵌入式控制器，其特征是，包括与嵌入式控制器连接的GPS模块、测速器、无线通信模块和存储器，GPS模块和测速器分别测量车速，由嵌入式控制器进行比较，若所分别测得的两个车速数据一致，则通过无线通信模块向外发送。为了保证速度的准确性，本实用新型分别采集两个速度数据进行对比，两个速度数据一致，则通过无线通信模块向外发送，保证了速度检测的准确性。
文档编号G07C5/00GK203012808SQ20122067931
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者李亭, 杨敬锋, 张南峰, 李勇 申请人:杨敬锋, 李亭