一種車輛數(shù)據(jù)采集仿真系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種車輛數(shù)據(jù)采集仿真系統(tǒng)，仿真系統(tǒng)包括電源模塊、數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，信號采集模塊，系統(tǒng)臺架模塊，數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊分別與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和信號采集模塊連接，電源模塊為數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊和信號采集模塊供電、系統(tǒng)臺架模塊分別連接數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊和信號采集模塊,本實(shí)用新型采用電路采用模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊間相對獨(dú)立，整體性能更可靠，單獨(dú)模塊的升級不會影響其他模塊的工作，且電路所選元器件電氣性能好，價(jià)格低，同時(shí)本實(shí)用新型具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測功能，可以最大可能降低最終接收到數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤率，帶有高邊信號監(jiān)測功能可真實(shí)模擬輪速傳感器輸出，也可通過接口實(shí)現(xiàn)主動/被動輪速輸出模式切換。
【專利說明】一種車輛數(shù)據(jù)采集仿真系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，具體地說其涉及一種車輛數(shù)據(jù)采集仿真系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 從汽車誕生時(shí)起，車輛的數(shù)據(jù)采集仿真測試系統(tǒng)在車輛的開發(fā)，測試，標(biāo)定方面就 扮演著至關(guān)重要的角色，對。近年來，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重 要性表現(xiàn)得越來越明顯。眾多的汽車工程師在改進(jìn)和優(yōu)化汽車仿真系統(tǒng)方面傾注了大量的 心血。現(xiàn)有仿真系統(tǒng)由如下不足：1電路方面沒有采用模塊化設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)接口預(yù)留缺乏可配 制性，采樣信號類型缺乏靈活性。各個(gè)電路雖然聯(lián)系緊密，但只要有電路的一個(gè)部分出現(xiàn)問 題，便會影響電路其它部分，硬件電路的可靠性降低；2硬件和軟件相對獨(dú)立，沒有用軟件 程序去檢測硬件故障。電路較復(fù)雜，集成化程度不夠高，成本高。3系統(tǒng)軟件不能應(yīng)實(shí)際需 求更換，數(shù)據(jù)讀取顯示通用性較強(qiáng)但也因此針對性不足，顯示不直觀。4采集數(shù)據(jù)的傳輸速 度有限，穩(wěn)定性不足，在采集，以及傳輸過程中容易丟失出錯(cuò)。5不能輪速仿真不能模擬輪速 傳感器的真實(shí)輸出。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 針對以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種整體性能可靠且能夠聯(lián)系緊密， 各個(gè)模塊間的兼容性強(qiáng)，硬件與軟件業(yè)相對獨(dú)立，同時(shí)還具有各信號由真實(shí)器件提供的仿 真系統(tǒng)。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種車輛數(shù)據(jù)采集仿真系統(tǒng)， 包括電源模塊、數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，信號采集模塊，系統(tǒng)臺架模塊，數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn) 換模塊分別與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和信號采集模塊連接，電源模塊1為數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊和信號采 集模塊供電、系統(tǒng)臺架模塊分別連接至數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊和信號采集模塊。
[0005] 所述電源模塊包括總電源輸入接口、電源模塊、電源輸出接口、隔離電源輸出接 口；總電源輸入接口連接電源模塊，電源模塊連接電源輸出接口為數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊供電， 隔離電源輸出接口為信號采集模塊供電。
[0006] 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分別與CAN通信接口、模擬 輸入口、數(shù)字輸入口、模擬輸出口、數(shù)字輸出口、FSC高速數(shù)據(jù)采集接口連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采 集與輸出；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接到LAN通信接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的交換。
[0007] 信號采集模塊包括可控電流源模塊、輪速高邊接口、差分轉(zhuǎn)換模塊、壓力采樣模 塊、數(shù)字量采樣模塊、ECU接口，壓力采集模塊連接至模擬量輸入接口實(shí)現(xiàn)油路壓力信號的 采集輸入，ECU接口通過高邊接口連接至可控電流源實(shí)現(xiàn)ECU高邊信號對可控電流源輸出 的使能和接收可控電流源的輪速輸出信號，可控電流源連接至數(shù)字輸出口實(shí)現(xiàn)輪速電流信 號輸出受控；E⑶接口連接至CAN接口實(shí)現(xiàn)E⑶和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的CAN信號轉(zhuǎn)換；E⑶接 口連接至差分轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)ECU SPI信號轉(zhuǎn)換成差分信號傳輸增加了高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽?性；差分轉(zhuǎn)換模塊連接至FSC高速數(shù)據(jù)采集接口實(shí)現(xiàn)ECU的FSC數(shù)據(jù)采集。
[0008] 所述系統(tǒng)臺架模塊包括整車油路及輪缸、用戶輸入信號模塊、壓力傳感器接口，用 戶輸入信號模塊連接至電壓轉(zhuǎn)換模塊，電壓轉(zhuǎn)換模塊連接至數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)用戶控 制信號采集；整車油路及輪缸連接至壓力傳感器，壓力傳感器連接至壓力采集模塊。
[0009] 本實(shí)用新型的有益效果為：1、電路采用模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊間相對獨(dú)立，整體性 能更可靠，單獨(dú)模塊的升級不會影響其他模塊的工作。2、電路所選元器件電氣性能好，價(jià)格 低。3、電路采用4層板PCB設(shè)計(jì)，使用表貼元件，雙面貼片，結(jié)構(gòu)更緊湊，集成度高，系統(tǒng)小 型化更容易。4、具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測功能，可以最大可能降低最終接收到數(shù) 據(jù)的錯(cuò)誤率。5、帶有高邊信號監(jiān)測功能可真實(shí)模擬輪速傳感器輸出，也可通過接口實(shí)現(xiàn)主 動/被動輪速輸出模式切換6、真實(shí)的CAN總線數(shù)據(jù)傳輸模塊，可模擬汽車CAN數(shù)據(jù)交換。 7、真實(shí)的車身用戶輸入信號（點(diǎn)火、制動踏板、整車油路及輪缸、真空助力器、主缸）。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 下面對本實(shí)用新型說明書附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明：
[0011] 圖1為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0012] 圖2為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖。
[0013] 其中1.電源模塊、2.數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊、3.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、4.信號采集模塊、5.系 統(tǒng)臺架模塊、6.電子控制單元、11.總電源輸入接口、12.電源模塊、13.電源輸出接口、 14.隔離電源輸出接口、21. LAN通信接口、22. CAN通信接口、23.模擬輸入口、24.數(shù)字輸入 口、25模擬輸出口、26.數(shù)字輸出口、27. FSC高速數(shù)據(jù)采集接口、28.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、41.可 控電流源模塊、42.輪速高邊接口、43.差分轉(zhuǎn)換模塊、44.壓力采樣模塊、45.數(shù)字量采樣模 塊、46. E⑶接口、51.整車油路及輪缸、52.用戶輸入信號模塊、53.壓力傳感器接口。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各 構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工 藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的發(fā)明 構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0015] 如圖1所示，一種車輛數(shù)據(jù)采集仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：電源模塊1、數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換 模塊2,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3,信號采集模塊4,系統(tǒng)臺架模塊5,數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊2分別與計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)3和信號采集模塊4連接，電源模塊1為數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊2和信號采集模塊4供電； 系統(tǒng)臺架模塊5分別連接至數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊2和信號采集模塊4,用于測試的電子控制 單元（ECU)連接到信號采集模塊4上，本實(shí)用新型電路采用模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊間相對獨(dú) 立，整體性能更可靠，單獨(dú)模塊的升級不會影響其他模塊的工作。
[0016] 如圖2所示，電源模塊1包括總電源輸入接口 11、電源模塊12、電源輸出接口 13、 隔離電源輸出接口 14 ;所述的系統(tǒng)電源模塊1在通過總電源輸入接口 11連接電源模塊12， 電源模塊12連接電源輸出接口 13為數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊2供電，隔離電源輸出接口 14為信 號采集模塊4供電。
[0017] 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊2包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)28,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)28分別于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3的 LAN通信接口 21、CAN通信接口 22、模擬輸入口 23、數(shù)字輸入口 24、模擬輸出口 25、數(shù)字輸出 口 26、FSC高速數(shù)據(jù)采集接口 27連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與輸出；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接到LAN通 信接口 21實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與PC的交換。所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊2內(nèi)數(shù)字輸出口 26連接41實(shí)現(xiàn)輪 速輸出使能的控制和接收輪速低邊信號。模擬輸出接口 25作為模擬量輸出預(yù)留接口。CAN 通信接口 22通過E⑶接口 46連接到E⑶將CAN信號連接至E⑶。FSC高速數(shù)據(jù)采集接口 27連接至差分轉(zhuǎn)換模塊43接收E⑶發(fā)送過來經(jīng)差分變換后的FSC數(shù)據(jù)。模擬輸入接口 23 通過壓力采樣模塊44接收壓力傳感器53傳送過來的壓力。數(shù)字信號輸入接口 24通過電 平轉(zhuǎn)換模塊45接收用戶輸入信號模塊52的控制信號輸入，實(shí)現(xiàn)ECU和MCU之間的數(shù)據(jù)信 號交換。
[0018] 信號采集模塊4包括可控電流源模塊41、輪速高邊接口 42、差分轉(zhuǎn)換模塊43、壓 力采樣模塊44、數(shù)字量采樣模塊45、ECU接口 46,電源模塊12連接隔離電源輸出接口 14為 壓力采樣模塊44供電，信號采集模塊4內(nèi)部壓力采集模塊44連接至壓力傳感器53。壓力 采集模塊44連接至模擬量輸入接口 23實(shí)現(xiàn)油路壓力信號的采集輸入，信號采集模塊4內(nèi) E⑶接口 46通過高邊接口 42連接至可控電流源41實(shí)現(xiàn)E⑶高邊信號對可控電流源輸出 的使能和接收可控電流源41的輪速輸出信號，可控電流源41連接至數(shù)字輸出口 26實(shí)現(xiàn)輪 速電流信號輸出受控；E⑶接口 46連接至CAN接口 22實(shí)現(xiàn)E⑶和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的CAN信 號轉(zhuǎn)換；ECU接口 46連接至差分轉(zhuǎn)換模塊43實(shí)現(xiàn)ECU SPI信號轉(zhuǎn)換成差分信號傳輸增加 了高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?；差分轉(zhuǎn)換模塊43連接至FSC高速數(shù)據(jù)采集接口 27實(shí)現(xiàn)ECU的 FSC數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)28實(shí)時(shí)對所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余校驗(yàn)，丟棄不合格數(shù)據(jù)，確 保所采集數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。
[0019] 系統(tǒng)臺架模塊5內(nèi)含整車油路及輪缸51、用戶輸入信號模塊52、壓力傳感器接口 53,用戶輸入信號模塊52連接至電壓轉(zhuǎn)換模塊45,電壓轉(zhuǎn)換模塊45連接至數(shù)字量輸入模塊 24實(shí)現(xiàn)用戶控制信號采集；臺架模塊5整車油路及輪缸51連接至壓力傳感器53。
[0020] 本實(shí)用新型采用以下方法進(jìn)行控制，步驟一、系統(tǒng)由市電供電給總電源輸入接口 11由電源模塊12輸出1路12V電源給系統(tǒng)供電和隔離電源14給壓力傳感器供電。
[0021] 步驟二、臺架上的整車油路及輪缸51通過壓力傳感器采樣模塊44把壓力信號傳 送到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊2由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)28轉(zhuǎn)成LAN信號發(fā)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3。
[0022] 步驟三、臺架上的用戶輸入信號模塊52連接至電壓轉(zhuǎn)換模塊45將控制信號電壓 轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入口 24可以識別的信號由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)28轉(zhuǎn)成LAN信號發(fā)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3。
[0023] 步驟四、E⑶的FSC信號經(jīng)差分模塊43轉(zhuǎn)發(fā)成差分信號由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)28轉(zhuǎn)成 LAN信號發(fā)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3。
[0024] 步驟五、E⑶接口 46的CAN信號直連至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)28轉(zhuǎn)成LAN信號發(fā)給計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)3。
[0025] 步驟六、E⑶接口 46輪速高邊信號連接至電流源模塊41的輸出使能控制，在EOT 高邊工作時(shí)電流輸出模塊才能輸出模擬了真實(shí)的輪速傳感器工作狀態(tài)，同時(shí)完成輪速信號 的高邊監(jiān)測功能，數(shù)字輸出口 26連接電流源模塊41控制電流輸出的大小供給ECU接口 46 的輪速低邊。
[0026] 上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描，所述本實(shí)用新型涉及程序部分均為 現(xiàn)有技術(shù)，信號處理的程序部分目前已經(jīng)非常成熟，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述 方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)， 或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種車輛數(shù)據(jù)采集仿真系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括電源模塊（1)、數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換 模塊（2)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（3)，信號采集模塊（4)，系統(tǒng)臺架模塊（5)，數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊（2)分 別與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（3)和信號采集模塊（4)連接，電源模塊（1)為數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊（2)和 信號采集模塊（4)供電、系統(tǒng)臺架模塊（5)分別連接至數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊（2)和信號采集 模塊（4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所示的仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述電源模塊（1)包括總電源輸入 接口（11)、電源模塊（12)、電源輸出接口（13)、隔離電源輸出接口（14);總電源輸入接口 (11)連接電源模塊（12)，電源模塊（12)連接電源輸出接口（13)為數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊（2) 供電，隔離電源輸出接口（14)為信號采集模塊（4)供電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所示的仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊（2)包括數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)（28)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（28)分別與CAN通信接口（22)、模擬輸入口（23)、數(shù)字輸入口 (24)、模擬輸出口（25)、數(shù)字輸出口（26)、FSC高速數(shù)據(jù)采集接口（27)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采 集與輸出；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（28)連接到LAN通信接口（21)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（3)的交 換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所示的仿真系統(tǒng)，其特征在于：信號采集模塊（4)包括可控電流源 模塊（41)、輪速高邊接口（42)、差分轉(zhuǎn)換模塊（43)、壓力采樣模塊（44)、數(shù)字量采樣模塊 (45)、ECU接口（46)，壓力采集模塊（44)連接至模擬量輸入接口（23)實(shí)現(xiàn)油路壓力信號的 采集輸入，ECU接口（46)通過高邊接口（42)連接至可控電流源（41)實(shí)現(xiàn)ECU高邊信號對 可控電流源輸出的使能和接收可控電流源（41)的輪速輸出信號，可控電流源（41)連接至 數(shù)字輸出口（26)實(shí)現(xiàn)輪速電流信號輸出受控；ECU接口（46)連接至CAN接口（22)實(shí)現(xiàn)ECU 和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的CAN信號轉(zhuǎn)換；E⑶接口（46)連接至差分轉(zhuǎn)換模塊（43)實(shí)現(xiàn)E⑶SPI信 號轉(zhuǎn)換成差分信號傳輸增加了高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕徊罘洲D(zhuǎn)換模塊（43)連接至FSC高速 數(shù)據(jù)采集接口（27)實(shí)現(xiàn)ECU的FSC數(shù)據(jù)采集。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)臺架模塊（5)包括整車油 路及輪缸（51)、用戶輸入信號模塊（52)、壓力傳感器接口（53)，用戶輸入信號模塊（52)連 接至電壓轉(zhuǎn)換模塊（45)，電壓轉(zhuǎn)換模塊（45)連接至數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊（2)實(shí)現(xiàn)用戶控制信 號采集；整車油路及輪缸（51)連接至壓力傳感器（53)，壓力傳感器（53)連接至壓力采集 模塊（44)。
【文檔編號】G05B17/02GK203870408SQ201420247989
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】郭超 申請人:蕪湖伯特利電子控制系統(tǒng)有限公司