專利名稱：車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車輛 數(shù)據(jù)采集及故障診斷設備，用于通過從車輛的OBD-II(On-Board Diagnosis-II，第二代車載診斷系統(tǒng))接口獲取安裝在車輛中的各種車載傳感器的輸出數(shù)據(jù)和車輛故障代碼數(shù)據(jù)，并實時地將道路試驗數(shù)據(jù)發(fā)送到遠端服務器。
背景技術：
現(xiàn)有的車輛數(shù)據(jù)采集終端存在著很多不足。首先，傳統(tǒng)的車載終端大多采用外接的傳感器來采集車內的數(shù)據(jù)，因而導致了安裝復雜繁瑣，整車線束繁亂。中國專利CN 2864823 Y公開了一種車輛數(shù)據(jù)記錄儀,該記錄儀使用Flash Memory(閃存)，只能夠記錄16M的數(shù)據(jù)，存儲容量小，不能滿足需要。傳統(tǒng)的車載診斷設備診斷范圍有限，發(fā)動機、變速箱等需要專門的診斷設備，而且往往一套診斷設備只能診斷同一家公司的發(fā)動機或部件。傳統(tǒng)的車載道路試驗監(jiān)控設備很難實時監(jiān)控駕駛員在進行道路試驗過程中的操作是否符合規(guī)范要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術中的問題而提供了一種車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端。本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題所采取的技術方案是
本發(fā)明的車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端包括電源管理單元、單片機核心控制單元、時鐘單元、語音單元、存儲單元、按鍵單元、LCD顯示單元、以及接口單元；該終端還包括與遠程服務器進行通訊的GPRS無線通信單元；接口單元包括CAN總線接口單元、K-Line接口單元，并預留了 IO接口，CAN總線接口單元和K-Line接口單元與車輛的OBD-II接口單元連接，采集車輛傳感器數(shù)據(jù)和故障代碼數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送至單片機核心控制單元，單片機核心控制單元分析處理各種數(shù)據(jù)，并將有效數(shù)據(jù)存儲到存儲單元，且通過GPRS無線通信單元向遠程服務器發(fā)送。所述的存儲單元包括SD卡單元和USB單元，并設置有SD卡接口和USB接口。所述的GPRS無線通信單元與單片機核心控制單元通過串口相連。該車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端還設置有GPS定位單元。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是
本發(fā)明采用CAN總線和K-Line進行車內數(shù)據(jù)采集。并預留了 IO接口采集車內通過CAN總線和K-Line采集不到的信號，保證控制器可以采集到更多的車內有用信號。采集的數(shù)據(jù)可以采用SD卡或通過USB進行數(shù)據(jù)存儲，也可通過3G/GPRS實時將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程服務器進行數(shù)據(jù)存儲，可實現(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)存儲。該終端可以自動識別多家公司的發(fā)動機型號或部件型號。試驗員可以通過該終端內置的GPRS無線通信單元回傳GPS定位信息，實現(xiàn)在遠端服務器實時監(jiān)控道路試驗情況。


圖I是本發(fā)明的車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端的結構框 圖2是本發(fā)明的車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端的工作流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端進行說明。圖I是本發(fā)明的車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端的結構框圖。如圖I所示，本發(fā)明的車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端包括電源管理單元、單片機核心控制單元、GPS定位單元、 GPRS無線通信單元、時鐘單元、語音單元、存儲單元、按鍵單元、LCD顯示單元、以及接口單元。其中，電源管理單元為上述終端提供5V和3. 3 V的工作電源。單片機核心控制單元采用的是Freescale 16位的MC9S12XDP512MAG單片機。單片機核心控制單元存儲著多種型號的發(fā)動機信息，且內置了多家公司控制器的通信協(xié)議，并采用輪詢的方式進行識別，可以自動識別多家公司的發(fā)動機型號或部件型號。GPS定位單元為上述終端提供定位功能。GPRS無線通信單元與單片機核心控制單元通過串口相連，負責和遠端服務器進行無線通信，實時將采集到的各種數(shù)據(jù)信息發(fā)送到遠端服務器，以便人員在遠端服務器進行數(shù)據(jù)查詢，并實現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)存儲。接口單元包括CAN總線接口單元、K-Line接口單元，并預留了 IO接口，CAN總線接口單元和K-Line接口單元與車輛的OBD-II接口單元連接，采集車輛傳感器數(shù)據(jù)和故障代碼數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送至單片機核心控制單元，單片機核心控制單元分析處理通過上述方式采集到的各種數(shù)據(jù)，并按照規(guī)定格式將有效數(shù)據(jù)存儲到存儲單元，且通過GPRS無線通信單元向遠程服務器發(fā)送。通過專用數(shù)據(jù)線纜從車輛的OBD-II接口單元采集車輛傳感器數(shù)據(jù)和故障代碼數(shù)據(jù)，單片機核心控制單元分析處理各種數(shù)據(jù)，同時向存儲單元或遠程服務器發(fā)送有效數(shù)據(jù)。存儲單元包括SD卡單元和USB單元，并設置有SD卡接口和USB接口。該終端通過存儲單元向SD卡或U盤中創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件，記錄ECU數(shù)據(jù)和GPS信息。數(shù)據(jù)更安全，所有數(shù)據(jù)可存儲于存儲模塊或專門的遠程服務器，海量存儲永不丟失。時鐘單元記錄試驗時間，記錄到數(shù)據(jù)文件；通過信號接口板和上位機通過串口相連時，可以按照上位機的時鐘自動調整設備的系統(tǒng)時鐘。語音單元可以為正在進行試驗的試驗員提供實時語音提示。試驗員可以通過IO接口擴展的按鍵單元和LCD顯示單元實現(xiàn)人機交互。圖2是本發(fā)明的車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端的工作流程圖。如圖2所示，該終端安裝在試驗車輛上，通過CAN總線或K-Line與其他ECU相連，采集車輛各種傳感器的數(shù)據(jù)信息，包括故障代碼、車速、發(fā)動機轉速、冷卻液溫度、進氣量、噴油脈寬、空燃比和行駛里程等，自動識別發(fā)動機類型和故障代碼，對故障進行診斷。并將采集的數(shù)據(jù)通過GPRS或3G等無線網絡發(fā)送到遠端服務器，遠端服務器能夠按照規(guī)定文件格式實時記錄這些數(shù)據(jù)信息，供試驗負責人員查看、分析。從試驗車上采集來的數(shù)據(jù)的存儲位置為以下一種、兩種或三種介質
(I)存儲在SD卡上,SD卡(Secure Digital Memory Card,安全數(shù)碼卡)進行數(shù)據(jù)存儲，最多可以存儲16G的數(shù)據(jù)容量；
(2)存儲在U盤上，通過USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)進行數(shù)據(jù)存儲，保證了設備數(shù)據(jù)存儲的可靠性；
(3)存儲在遠端服務器的數(shù)據(jù)庫里,通過3G/GPRS(third generation,第三代移動通信技術/General Packet Radio Service,通用分組無線服務技術)實時將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程服務器進行數(shù)據(jù)存儲。 從試驗車上實時采集到的數(shù)據(jù)信息，由單片機核心控制單元處理后，首先通知GPRS無線通信單元呼叫遠端服務器，使遠端服務器和GPRS無線通信單元建立通信，然后單片機核心控制單元向GPRS無線通信單元發(fā)送指令實現(xiàn)將數(shù)據(jù)實時傳送給遠端服務器的功倉泛。服務器將接收到的數(shù)據(jù)信息按照規(guī)定的格式進行保存，以便實際的研究分析，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)實現(xiàn)了海量永久保存。試驗前可以通過遠端服務器將駕駛員號、車牌號、試驗類型等相關試驗信息發(fā)送到上述終端中，以便相應的駕駛員進行相應操作，試驗過程中，還可以在遠端服務器上實時查看試驗車運行的軌跡等相關試驗情況。
權利要求
1.一種車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端包括電源管理單元、單片機核心控制單元、時鐘單元、語音單元、存儲單元、按鍵單元、LCD顯示單元、以及接口單元；其特征在于該終端還包括與遠程服務器進行通訊的GPRS無線通信單元；接口單元包括CAN總線接口單元、K-Line接口單元，并預留了 IO接口，CAN總線接口單元和K-Line接口單元與車輛的0BD-II接口單元連接，采集車輛傳感器數(shù)據(jù)和故障代碼數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送至單片機核心控制單元，單片機核心控制單元分析處理各種數(shù)據(jù)，并將有效數(shù)據(jù)存儲到存儲單元，且通過GPRS無線通信單元向遠程服務器發(fā)送。
2.根據(jù)權利要求I所述的車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端，其特征在于存儲單元包括SD卡單元和USB單元，并設置有SD卡接口和USB接口。
3.根據(jù)權利要求I所述的車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端，其特征在于GPRS無線通信單元與單片機核心控制單元通過串口相連。
4.根據(jù)權利要求I所述的車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端，其特征在于該終端還設置有GPS定位單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車輛數(shù)據(jù)采集及故障診斷終端，包括電源管理單元、單片機核心控制單元、時鐘單元、語音單元、存儲單元、按鍵單元、LCD顯示單元、以及接口單元。該終端采用CAN總線和K-Line進行車內數(shù)據(jù)采集，并預留了IO接口采集車內通過CAN總線和K-Line采集不到的信號，保證控制器可以采集到更多的車內有用信號。采集的數(shù)據(jù)可以采用SD卡或通過USB進行數(shù)據(jù)存儲，也可通過3G/GPRS實時將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程服務器進行數(shù)據(jù)存儲，可實現(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)存儲。該終端可以自動識別多家公司的發(fā)動機型號或部件型號。試驗員可以通過該終端內置的GPRS無線通信單元回傳GPS定位信息，實現(xiàn)在遠端服務器實時監(jiān)控道路試驗情況。
文檔編號G05B23/02GK102621979SQ20121010097
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權日2012年4月9日
發(fā)明者季德斌, 張曉明, 張群, 郭琳, 馬如斌, 高琳 申請人:中國第一汽車股份有限公司, 天津一汽夏利汽車股份有限公司