CN102306409A - 车载信息与状态监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载信息与状态监测装置，包括便携式PC机(1)、数据采集板(2)、GPS接收机(3)和电子罗盘(4)，其中数据采集板(2)包括信号调理电路(5)、嵌入式处理器(6)、RS232串行接口(7)、数码管显示模块(8)和电源电路(9)，其特征在于：所述数据采集板(2)工作起止由所述便携式PC机(1)控制，通过所述RS232串行接口(7)，向所述数据采集板(2)上的嵌入式处理器(6)发出命令，控制所述数据采集板(2)工作；所述数据采集板(2)上的嵌入式处理器(6)将待采集信号转换为计算机能直接识别的信号，并通过RS232串行接口(7)与所述GPS接收机(3)、所述电子罗盘(4)进行通信，读取车辆地理位置及行驶方位数据。

Description

车载信息与状态监测装置

技术领域

本发明涉及一种车载信息与状态监测装置。

背景技术

在车辆的行驶过程中，车辆的有关技术参数运含着车辆状态的重要信息。目前，车辆的仪表还不具备记录和分析功能，只是一般意义上的参数显示。由于没有车辆行驶状态各种重要参数的历史纪录，当车辆出现故障时，往往很难对车辆的故障实现快速而准确的判断，对日常维护、保养缺乏科学依据。目前，车辆的状态监测系统在汽车导航、行车记录及故障诊断方面已有相关的应用。但现有的系统都是针对某一方面的应用开发的，功能比较单一。缺乏驾驶员操纵参数、驾驶舱内图像和视频采集。因此，建立一套综合应用的车载信息与状态监测系统，对车辆的运行状态进行实时的监测，进而建立良好的汽车的保障和维护系统，对于保障现代交通系统的正常运行有具有十分重要实际意义。

我国“汽车黑匣子”的研制早在1988年就被国家计委、物价局、税务局、中国工商银行等部门列入国家级重大新产品试产计划，1994年由中国航空工业第六一一研究所研制并推广应用的“CXJ车辆行驶记录系统”，通过了由国家技术监督局组织的科技成果鉴定，并在深圳、上海、广州、南宁等地试行装车，取得显著社会效益。近年来，又相继有麦科特系列等多种产品通过了鉴定。这些产品的研制成功，为我国在汽车中普及行车记录仪打下坚实的基础^[7]。行车记录仪具有全程记录行车状态以及驾驶员操作的功能。同时由于它也具有实时警示违规操作的特点，但是缺乏发动机重要参数、驾驶员操纵参数、驾驶舱内图像和视频采集，而这些对于事故分析、驾驶员安全状态的判定和预警具有重要意义。车载信息与状态监测装置可以有效的采集发动机重要参数、驾驶员操纵参数、驾驶舱内图像和视频，对于保证交通安全具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种采用车身状态、发动机参数、驾驶室图像的车载信息与状态监测装置。

根据本发明的车载信息与状态监测装置，包括便携式PC机、数据采集板、GPS接收机和电子罗盘等设备构成。其中，数据采集板包括信号调理电路、处理器、串口扩展电路、数码管显示模块和电源电路。所述数据采集板工作的起止由所述便携式PC机上开发的软件控制。通过所述RS232串行接口，向所述数据采集板上的所述处理器发出命令，控制所述数据采集板工作。所述数据采集板上的所述处理器作为数据采集部分的核心，负责驱动外围设备，将待采集的信号转换为计算机可以直接识别的数字量，并要通过扩展的所述RS232串行接口与所述GPS接收机、所述电子罗盘通信，读取车辆的地理位置及行驶方位数据。所有的数据最后集中汇总到数据采集板的嵌入式处理器中，由处理器按照制定的通信协议，统一打包发送给所述便携式PC机。所述便携式PC机上开发的软件将所述数据采集板发来的数据接收后，还需要进行相应的转换工作。把采集的数据还原成真实值。还原后的数据将以文件的形式存储，并通过软件的所述显示模块进行实时的显示。此外，也可通过所述数据采集板直接驱动所述数码管显示模块，实现部分信号的实时显示。

通过这种装置，便携式PC机是系统的控制核心，通过RS232串行接口与数据采集板上的处理器通信，控制其运行与停止。相对数据采集板上的嵌入式处理器，便携式PC机的处理能较强，存储空间较大，具有标准的输入输出设备及人机交互接口。在系统设计时，将数据的处理、存储与显示功能交给便携式PC实现。数据采集板上的嵌入式处理器，具有一定的计算处理能力。考虑到嵌入式处理器的实时性优点，及其处理、存储能力有限。所以将实时性要求较高的传感器信号采集以及与GPS接收机、电子罗盘的数据交换功能交给数据采集板完成。

优选的是，数据采集板的输入输出接口包括：

11路0～5V模拟电压信号输入，转换精度为10位，最大转换速率38ksps；

8路0～3.3V模拟电压信号输入，转换精度12位，最大转换速率100ksps；

3路频率信号输入，其中：1路幅值为0～5V正弦波信号输入，2路方波信号输入；

16路开关信号输入，其中前8路信号与后8路信号的电平可以不同。

优选的是，数据采集板需能够接收模拟电压信号(如节气门位置信号、冷却水温度信号等)、频率信号(如发动机转速信号、车速信号等)以及开关信号(如点火信号、喷油信号等)。

优选的是，GPS接收机和所述的电子罗盘能够测量车辆的地理位置信息及行驶方位信息。

优选的是，RS232串行接口有4个全双工串行接口，其中有三个可以同时工作。

优选的是，数码管显示模块，可以实现4路信号实时显示。其中2路显示位数为4位，2路显示位数为3位。此外，可在所述PC机上实现采集数据的显示。

显而易见，本发明的车载信息与状态监测装置，将数据的处理、存储与显示功能交给便携式PC实现。考虑到嵌入式处理器的实时性优点，将实时性要求较高的传感器信号采集以及与GPS接收机、电子罗盘的数据交换功能交给数据采集板完成。所以具有速度比较快，功能的扩充与升级十分方便，降低了系统的成本。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明；

图1为本发明的车载信息与状态监测装置的最佳实施例的示意图。

其中：

1.便携式PC机

2.数据采集板

3.GPS接收机

4.电子罗盘

5.信号调理电路

6.处理器

7.串口扩展电路

8.数码管显示模块

9.电源电路

具体实施方式

图1所示为本发明的一最佳实施例。

本发明涉及一种车载信息与状态监测装置，包括便携式PC机(1)、数据采集板(2)、GPS接收机(3)和电子罗盘(4)，其中数据采集板(2)包括信号调理电路(5)、处理器(6)、串口扩展电路(7)、数码管显示模块(8)和电源电路(9)。

本实施例的车载信息与状态监测装置工作过程如下：

所述便携式PC机(1)上开发的软件控制所述数据采集板(2)工作的起止由所述便携式PC机(1)通过所述RS232串行接口(7)，向所述数据采集板(2)上的所述处理器(6)发出命令，控制所述数据采集板(2)工作。所述数据采集板(2)上的所述处理器(6)作为数据采集部分的核心，负责驱动外围设备，将待采集的信号转换为计算机可以直接识别的数字量，并要通过扩展的所述RS232串行接口(7)与所述GPS接收机(3)、所述电子罗盘(4)通信，读取车辆的地理位置及行驶方位数据。所有的数据最后集中汇总到数据采集板的嵌入式处理器(6)中，由处理器(6)按照制定的通信协议，统一打包发送给所述便携式PC机(1)。所述便携式PC机(1)上开发的软件将所述数据采集板(2)发来的数据接收后，还需要进行相应的转换工作。把采集的数据还原成真实值。还原后的数据将以文件的形式存储，并通过软件的所述显示模块(8)进行实时的显示。此外，也可通过所述数据采集板(2)直接驱动所述数码管显示模块(8)，实现部分信号的实时显示。

采用本发明的车载信息与状态监测装置可以实现发动机参数、驾驶员操纵参数、驾驶室内图像的采集。

处理能力强：便携式PC实现数据的处理、存储与显示功能，处理能较强，存储空间较大。

实时性和扩充性：数据采集板完成传感器信号采集以及与GPS接收机、电子罗盘的数据交换功能。功能的扩充与升级十分方便，降低了系统的成本。

可靠性：由于不使用传统的离合器总泵，装置使用寿命延长。

灵活性：可以采集发动机参数、驾驶员操纵参数及驾驶室内的图像，可以从不同的方面对驾驶安全隐患给出提示。

监控性：可以具有发动机故障报警提示、驾驶操作不当报警提示、驾驶室内危险情景报警提示。

上面结合附图对本发明的描述虽然有助于理解本发明，但本发明绝不限于此图示实施例。相反，在权利要求书所限定的范围内，可以对本发明作出各种改进和替换。

Claims (7)

1.一种车载信息与状态监测装置，包括便携式PC机(1)、数据采集板(2)、GPS接收机(3)和电子罗盘(4)，其中数据采集板(2)包括信号调理电路(5)、嵌入式处理器(6)、RS232串行接口(7)、数码管显示模块(8)和电源电路(9)，其特征在于：

所述数据采集板(2)工作的起止由所述便携式PC机(1)控制，通过所述RS232串行接口(7)，向所述数据采集板(2)上的嵌入式处理器(6)发出命令，控制所述数据采集板(2)工作；

所述数据采集板(2)上的嵌入式处理器(6)将待采集的信号转换为计算机能直接识别的信号，并通过扩展的RS232串行接口(7)与所述GPS接收机(3)、所述电子罗盘(4)进行通信，读取车辆的地理位置及行驶方位数据；所有数据最后集中汇总到数据采集板(2)的嵌入式处理器(6)中，由嵌入式处理器(6)统一打包发送给所述便携式PC机(1)；

所述便携式PC机(1)将所述数据采集板(2)发来的数据接收后，还需要进行相应的转换工作，把采集的数据还原成真实值，还原后的数据将以文件的形式存储，并通过所述数码管显示模块(8)进行实时显示，或通过所述数据采集板(2)直接驱动所述数码管显示模块(8)实现部分信号的实时显示。

2.如权利要求1所述的车载信息与状态监测装置，其特征在于：数据采集板(2)能接收模拟电压信号频率信号以及开关信号；

3.如权利要求2所述的车载信息与状态监测装置，其特征在于：所述模拟电压信号是节气门位置信号或冷却水温度信号，所述频率信号为发动机转速信号或车速信号，所述开关信号为点火信号或喷油信号。

4.如权利要求1或2所述的车载信息与状态监测装置，其特征在于：所述GPS接收机(3)和所述电子罗盘(4)能够测量车辆的地理位置信息及行驶方位信息。

5.如权利要求1或2所述的车载信息与状态监测装置，其特征在于：数据采集板(2)的输入输出接口包括

11路0～5V模拟电压信号输入，转换精度为10位，最大转换速率38ksps；

8路0～3.3V模拟电压信号输入，转换精度12位，最大转换速率100ksps；

3路频率信号输入，其中：1路幅值为0～5V正弦波信号输入，2路方波信号输入；

16路开关信号输入，其中前8路信号与后8路信号的电平不同；

6.如权利要求1或2所述的车载信息与状态监测装置，其特征在于：所述RS232串行接口(7)有4个全双工串行接口，其中三个能同时工作。

7.如权利要求1或2所述的车载信息与状态监测装置，其特征在于：数码管显示模块(8)能实现4路信号实时显示；其中2路显示位数为4位，2路显示位数为3位；所述便携式PC机(1)能显示采集的数据。

Images