CN102385380A - 集群汽车诊断信息平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集群汽车诊断信息平台，其包括GPRS/3G通讯网络、远程汽车诊断服务系统和安装在每辆汽车上的汽车行驶动态诊断故障警示装置。利用该故障警示装置实现集群式汽车行驶动态信息的采集与诊断。其包含功能控制器、存储器、测试与数据采集及数据传输接口，测试接口OBD/CAN总线逻辑功能接口与车辆上相应的OBD/CAN总线接头连接，数据采集接口与车载视频信息采集摄像装置的USB接口连接。数据传输接口与GPRS数据传输模块连接，GPRS数据传输模块通过GPRS/3G通讯网络与远程汽车诊断服务系统通讯连接，实现收发信息传输；功能控制器还与LCD显示屏、存储器，测试接口，数据采集及数据传输接口相连接。

Description

集群汽车诊断信息平台

技术领域

本发明涉及一种应用于汽车维修服务业的集群汽车诊断信息平台。

背景技术

随着我国国民经济持续高速增长，交通运输的需求越来越大，但交通安全事故也随之增多，因此预防和控制交通事故的发生，具有重要科学价值和应用价值。努力提高汽车行驶的安全性与故障处理能力，最大程度地预防事故的发生，就成为当前交通安全亟待解决的技术难题。

目前车辆遭遇交通事故时，都是勘察事故后的现场，并询问事故中幸存人员，对人的主观评价信赖程度很高，当出现肇事车辆逃逸时，往往无从查起。造成交管部门进行事故鉴定工作很大的难度，调查表明，造成交通事故导致道路严重堵塞，乃至带来人员伤亡！往往是由于肇事车辆已存在故障，但肇事司机往往并不知道，继续驾驶存在安全隐患的车辆，导致行驶中意外抛锚，造成交通堵塞乃至人员伤亡，这也就是当前汽车维修行业一贯单纯的事后维修方式所存在的严重缺陷。

发明内容

本发明的目的是：提出一种集群式汽车诊断信息平台，能达到以下叙述的目的。

1)实现车辆行驶参数实时采集，完成行驶车辆的动态测试和诊断，并对车辆的安全隐患显示警示，向驾驶员明确发出警告！警惕小心驾驶，应及时进行维修，提高了车辆行驶的安全性和故障处理能力，最大程度地预防事故的发生。

2)实现车辆视频信息的实时采集，记存和信息处理。当车辆遭遇严重交通事故时，在安全气囊动作或撞击信号的触发启动下，对车内及车外状况进行3-5分钟录像同时录音，并存储视频信息，语音信息，提供了客观地记录事故现场信息证据，是对事故进行鉴定的科学的准确权威性的依据。

3)实现车辆在车测试诊断的信息及数据流，通过GPRS/3G通讯网络发送到汽车远程专家诊断服务系统。根据用户的需求，本发明可以及时连接到汽车远程专家诊断服务系统，实现准确、快捷的诊断结论和维修指导说明帮助司机采取相应处理措施，预防事故发生。发送媒介使用目前商业及工业上已经成熟应用的GPRS网络完成。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：提供一种集群汽车诊断信息平台，其包括汽车行驶动态诊断故障警示装置，GPRS/3G通讯网络和远程汽车诊断服务系统。其中所述汽车行驶动态诊断故障警示装置，固定安装在每辆汽车上实现集群式汽车行驶动态信息采集与诊断。包含功能控制器，存储器，测试与数据采集及数据传输接口，所述存储器中存储有车辆实时数据采集与数据传输程序以及测试诊断程度。所述测试接口OBD/CAN总线逻辑功能接口与车辆上相应的OBD/CAN总线接头连接，所述数据采集(USB数据总线)接口与车辆上安装的视频信息采集摄像装置的USB接口连接。所述数据传输接口通过RS232端口与GPRS数据传输模块连接，GPRS数据传输模块通过GPRS/3G通讯网络与远程汽车诊断服务系统通讯连接，实现收发信息传输；所述的功能控制器还应与LCD显示模块以及所述的存储器，测试接口，数据采集及数据传输接口相连接。

其中所述GPRS/3G通讯网络是当前商业及工业上已广泛应用的成熟技术。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

图2为图1中的远程汽车诊断服务系统功能示意图。

图3为图2中的远程汽车诊断服务系统工作流程图。

图4为本发明的汽车行驶动态诊断故障警示装置功能模块示意图。

图5为图1中OBD/CAN总线逻辑功能结构示意图。

图6为本发明视频信息采集摄像装置工作框图。

图7为本发明语音信息采集器工作原理框图。

图8为本发明视频/语音信息采集触发器工作原理框图。

图9为CAN总线进入测试操作的程序流程图。

图10为GPRS数据传输程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的集群汽车诊断信息平台，包括汽车行驶动态诊断故障警示装置3，GPRS/3G(GPRS的中文名称：通用无线分组业务，英文全称：GeneralPacker Radio Service，简称GPRS)通讯网络2、远程汽车诊断服务系统1，所述的汽车行驶动态诊断故障警示装置3通过GPRS/3G通讯网络2与远程汽车诊断服务系统1通讯连接。

所述的远程汽车诊断服务系统(请参阅图2、3)，具有功能完备的实时处理能力，能实施对集群内汽车快速诊断和处理，可以在同一时间对多辆汽车进行诊断服务。该系统还具有汽车故障数据检测设备，汽车工况数据采集设备，以及汽车测试功能软件模块和服务管理功能软件模块等

在该系统内建立有大容量的数据库，对集群内每一辆汽车的诸如使用情况、故障和维修记录等信息加以保存，做到需则有，有则必全的程度。为每一辆汽车安全行驶，做好必要的准备。

如图1所示，所述的汽车行驶动态诊断故障警示装置包括高速率功能控制器、GPRS数据传输模块、LCD显示模块、GPS地理位置采集模块、视频/语音信息采集触发器和存储器，在所述的功能控制器上还设有OBD/CAN总线逻辑功能接口(OBD的中文名称：车载自动诊断系统，英文全称：On-Board Diagnostics，简称OBD；CAN的中文名称：控制器局域网络，英文全称Controller AreaNetwork，简称CAN)、视频USB数据接口和语音信息数据接口，其中：

高速率功能控制器，采用ARM(英文全称：Advanced RISC Machines)公司的芯片，其型号为LM3S5749，为32位处理器，速率50MHz，配有集成CAN总线接口，支持CAN2.0A和CAN2.0通讯协议，传输速率1Mps。该功能控制器上的OBD/CAN总线逻辑功能接口与设置在所述汽车上对应的OBD/CAN总线接头相连，以此，获取行驶车辆动态实时信息(车况的检测数据信息)，再由该功能控制器诊断软件模块完成相关信息的处理(参阅图5)。该功能控制器主要用于获取所述车辆的动态实时信息并对该信息进行处理后，通过GPRS数据传输模块发送至所述的远程汽车诊断服务系统或者LCD显示终端；

OBD/CAN总线逻辑功能接口采用高速CAN隔离收发器构成电路，所用芯片型号为CTM1050，其主要功能将功能控制器的逻辑电平(串行接口)转换成CAN总线的差分电平，且具有DC2500V的隔离功能及ESD保护作用，该OBD/CAN总线逻辑功能接口通过与车辆上相对应的汽车OBD/CAN测试接头连接，获取行驶车辆动态检测数据信息，经由所述的功能控制器调用诊断软件模块完成信息处理后，作如下处理：若行驶车辆确已出现故障，及时通过LCD显示模块向驾驶员明确显示故障，并提供帮助信息，预防事故发生；若驾驶员认为需要寻找汽车专业维修工程师帮助，可以通过该汽车行驶动态诊断故障警示装置，启动GPRS数据传输模块经GPRS网络与远程汽车诊断服务系统通讯连接；

GPRS数据传输模块，通过RS232端口(中文全称：数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准)与功能控制器的数据传输接口相连，将汽车行驶动态诊断故障警示装置采集到的信息通过GPRS/3G通讯网络与远程汽车诊断服务系统连接，实现车辆与远程汽车诊断服务系统之间的收发信息的传输；

GPS地理位置采集模块，通过车载GPS导航仪(GPS的中文名称：全球定位系统，英文全称：Global Positioning System，简称：GPS)，获取行驶车辆所在地理位置信息，其通过RS232接口与功能控制器相连；

视频/语音信息采集触发器、视频信息采集摄像装置和语音信息拾音器，获取行驶车辆发生事故时收集到的图像、视频和语音信息，当车辆发生交通事故时，在汽车上所安装的震动撞击传感器或者安全气囊动作感应器发出信号，该信号通过视频/语音信息采集触发器向功能控制器发出中断请求，与此同时，视频/语音信息采集软件功能模块启动视频信息采集摄像装置和语音信息拾音器，对发生事故车辆的车内和车外状况，进行3-5分钟拍摄和录音，并将该视频和语音信息数据保存在存储器中，以备事后相关部门查用(如交通管理部门、保险公司或上级主管部门)；

如图8所示，视频/语音信息采集触发器依次包括由震动撞击传感器或安全气囊动作产生触发信号，经阻抗匹配及衰减电路、前置放大、整形电路与功能控制器相连；

如图4、6所示，视频信息采集摄像装置通过USB数据总线接口与功能控制器相连，其采用数字摄像头和1/5英寸CMOS传感器，其视频格式为CIF352 x 288，所用芯片型号为SPCA561A；

如图4、7所示，语音信息拾音器通过语音信息数据接口与功能控制器相连，语音信息数据接口依次包括阻抗匹配电路，线性放大器，模数转换器，通过地址/数据总线，该模数转换器直接与所述功能控制器连接，通过阻抗匹配电路与所述音频拾音器连接；

存储器，采用SD卡，选择SPI数据传输模式，传输速率CLASS 2，通过SPI接口与功能控制器相连。主要储存来自于高速率功能控制器、GPS地理位置采集模块、视频信息采集摄像装置和语音信息拾音器获取或处理的图像、文字、视频及语音信息。

LCD显示模块，与功能控制器相接，显示车辆已存在的故障内容和向驾驶人员提供的指导或帮助信息。

本发明集群汽车诊断信息平台的工作过程如下：

通常，功能控制器处于待机状态，以下述三种方式启动时，功能控制器进入工作状态：

第一，定时启动

内部定时器唤醒，每隔一定的时间通过GPS模块采集地理位置信息，并存储在存储器中。

第二，CAN总线唤醒启动

当汽车发动机每次发动时或车辆行驶中会启动CAN总线进入测试操作和车辆行驶参数(驾驶时间表、车速、行驶里程、制动状况、转向灯状况、发动机状态等数据)采集。具体流程如图9所示，当功能控制器进入CAN总线操作启动后，调用CAN总线测试诊断功能软件，首先完成CAN总线通讯连接初始化，然后向汽车电控单元ECU(英文全称：Electronic Control Unit，中文名称：电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”)发送通讯连接报文数据帧，检测是否收到汽车ECU应答报文，若收到报文帧则判断应答是否正确，(若未收到应答，则检查是否超时，决定是否继续等待，或再重发通讯连接报文，由通讯连接记数至继续通讯连接，若为“是”则返回向汽车电控单元ECU发送通讯连接报文数据帧，若为“否”则显示“无法建立通讯连接”)，当判定应答报文正确，向汽车ECU发送测试报文帧，当接收到ECU发回的测试数据报文后，完成差错校验，若报文帧正确则保存入数据存储并进行数据库查询，故障判断，在汽车LCD上显示测试结果，当测试诊断结果，车辆确实出现故障，则向驾驶员显示汽车故障内容，提醒小心驾驶，提供相应的帮助信息。

当驾驶员希望获得更多的帮助与指导时，可以在触摸显示屏上按GPRS键，功能控制器，跳转进入GPRS数据传输程序软件运行，具体如图10所示，开始GPRS数据传输初始化，然后向远程汽车诊断服务系统发送测试数据报文(故障内容检测数据)，当接收到远程汽车诊断服务系统的应答报文后，首先进行报文帖差错校验，若报文有错，可请求重发！，若报文正确则完成报文存储，并显示应答报文，提醒驾驶员阅读！能依据报文中汽车故障的具体内容，帮助驾驶员提高故障处理能力。最大程度地预防事故发生，并依据车辆上的GPS提供的地理位置，快速、准确地指导驾驶员去附近的汽车维修站检修。

第三，突发事件启动

当车辆遭遇严重交通事故时，由安装在车辆上的震动撞击传感器信号或安全气囊动作信号作为触发信号，启动功能控制器跳转到视频/语音信息采集程序软件运作操作，启动视频信息采集摄像装置进行实时录像，并将图像数字信息存入存储器，同时启动语音信息采集器进行录音，将语音数字信息存入存储器，对遭遇严重交通事故车辆的车内、车外状况进行3-5分钟(按安装时设置)的实时录像和录音，供公安交通管理部门以及保险部门对交通事故进行评定和事故鉴定时，提供了事故现场科学、准确的图像和语音信息证据。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各元器件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元器件来替换。

Claims (9)

1.一种集群汽车诊断信息平台，其包括汽车行驶动态诊断故障警示装置，GPRS/3G通讯网络、远程汽车诊断服务系统，其特征在于：所述的汽车行驶动态诊断故障警示装置通过GPRS/3G通讯网络与远程汽车诊断服务系统通讯连接；所述的汽车行驶动态诊断故障警示装置，包括功能控制器和分别与所述的功能控制器相连接的GPRS数据传输模块，LCD显示模块，GPS地理位置采集模块，视频/语音信息采集触发器，存储器；所述的功能控制器还与OBD/CAN总线逻辑功能接口，视频USB数据接口，语音信息数据接口相连接。

2.根据权利要求1所述的集群汽车诊断信息平台，其特征在于：所述OBD/CAN总线逻辑功能接口与汽车OBD/CAN总线接口连接，所述的OBD/CAN总线逻辑功能接口由CAN总线隔离电路收发器构成，将功能控制器的串行口逻辑电平变换成CAN总线的差分电平相匹配并与汽车OBD/CAN测试接口相连接。

3.根据权利要求1所述的集群汽车诊断信息平台，其特征在于：所述视频USB数据接口与视频信息采集摄像装置相连接，所述视频信息采集摄像装置依次包括摄像镜头，视频图象信息传感器，图象信息处理器电路，并通过USB控制电路与功能控制器的USB总线D⁺，D^-相连接。

4.根据权利要求1所述的集群汽车诊断信息平台，其特征在于：所述语音信息数据接口与语音信息拾音器相连，所述的语音信息数据接口依次包括阻抗匹配电路，线性放大器，模数转换器，并通过地址/数据总线，控制总线，该模数转换器直接与功能控制器连接，通过阻抗匹配电路与所述的语音信息拾音器连接。

5.根据权利要求1所述的集群汽车诊断信息平台，其特征在于：所述的视频/语音信息采集触发器依次包括由震动撞击传感器或安全气囊动作产生出触发信号，经阻抗匹配及衰减电路，前置放大，整形电路与功能控制器连接。

6.根据权利要求1所述的集群汽车诊断信息平台，其特征在于：所述存储器采用2GB-SD卡作为汽车行驶参数，故障信息及视频信息语音信息的存储单元，采用SPI通讯模式，速率CLASS 2。

7.根据权利要求1所述的集群汽车诊断信息平台，其特征在于：所述的汽车行驶动态诊断故障警示装置固定安装在车辆上。

8.根据权利要求1所述的集群汽车诊断信息平台，其特征在于：所述的功能控制器采用ARM公司的芯片，其型号为LM3S5749。

9.根据权利要求1所述的集群汽车诊断信息平台，其特征在于：所述的OBD/CAN总线逻辑功能接口采用高速CAN隔离收发器构成电路，所用芯片型号为CTM1050。

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