CN102402219A - 基于can总线和gprs通讯的汽车信息在线采集监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置，包括车载监测器、GPRS网络、服务器、用户终端、数据库，所述的车载监测器通过GPRS网络与服务器连接，所述的服务器通过Internet与用户终端连接，所述的服务器与数据库连接。与现有技术相比，本发明具有解决了实时本地数据传输和远程传输的难题，既能保证通讯质量又能保证实时在线自动监测等优点。

Description

基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种汽车信息采集检测技术，尤其是涉及一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置及方法。

背景技术

现有的对汽车信息采集和故障检测都是到汽车4S店及专业维修店，通过维修人员利用专业的检测仪器，在OBD(On-Board Diagnostics)接口上读取ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元的故障代码与信息，此类检测都是在汽车出现故障以后才进行的，对于使用汽车的车主并不能够提前预知和预防故障，有些故障一旦出现就会造成不能挽回的经济损失甚至危及人身安全。这种事后处理的方式最大的缺点就是不能预知和预防事件的发生，不能把故障消灭于萌芽状态，更无法挽回由此造成的经济损失甚至人身伤害。

目前大部分家用商用轿车，都配备有OBD车载自动诊断系统的接口，OBD是一个非常复杂的自我诊断系统，OBD系统不仅有的我诊断(自动探测传惑器的故障)功能，而且能够判断影响发动机性能一类问题的故障，如在碳氢化合物排放检测、发动机状态检测、轮胎气压安全检测、仪表盘故障检测等都有突出表现。根据空燃比下降(空气泵供应的空气缺乏或类似问题造成的)和发动机缺火的信息，能够帮助车主判断汽车健康状况和环保性能的好坏。

综上所述，现有的技术使用了OBD在线诊断系统，缺点是只有在车子停下来送到专业的4S店才能诊断，往往车主会忽略一些安全隐患，直到“出事”以后才去维修，给个人和社会都带来不安全因素。对于排放和环保相关的参数，车主更加不注意，任其扩大，对空气环境造成很大危害。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置，其特征在于，包括车载监测器、GPRS网络、服务器、用户终端、数据库，所述的车载监测器通过GPRS网络与服务器连接，所述的服务器通过Internet与用户终端连接，所述的服务器与数据库连接。

所述的车载监测器包括ECU、CAN总线、CAN总线与SPI转换器、SPI总线、故障检测模块、GPRS模块、碰撞与震动检测模块、GPS模块，所述的ECU通过CAN总线与CAN总线与SPI转换器连接，所述的CAN总线与SPI转换器通过SPI总线与故障检测模块连接，所述的故障检测模块分别与碰撞与震动检测模块、GPS模块、GPRS模块连接，所述的GPRS模块通过GPRS网络与服务器连接。

所述的用户终端与服务器之间采用客户端/服务器模式。

所述的用户终端与服务器之间采用浏览器/服务器模式。

所述的CAN总线与SPI转换器包括CAN转SPI芯片、光电隔离芯片、电源转换芯片、电源，所述的CAN转SPI芯片分别与光电隔离芯片、电源转换芯片、SPI总线连接，所述的光电隔离芯片分别与电源转换芯片、CAN总线连接，所述的电源分别电源转换芯片、CAN总线连接。

所述的CAN转SPI芯片可以为MICROCHIP公司的MCP2515，也可以为PHILIPS半导体公司的TJA1050。

所述的碰撞与震动检测模块包括碰撞传感器、震动传感器、处理器，所述的处理器分别与碰撞传感器、震动传感器、故障检测模块连接。

一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)故障检测模块启动；

2)初始化CAN总线与SPI转换器，并判断初始化是否成功，若为是，执行步骤3)，若为否，继续执行步骤2)；

3)故障检测模块检测ECU的CAN总线通讯波特率；

4)判断通讯波特率是否为500K，若为是，执行步骤7)，若为否，执行步骤5)；

5)将CAN总线与SPI转换器的通讯波特率设定为20K；

6)检测ECU的CAN总线通讯波特率，判断该通讯波特率是否为20K，若为是，执行步骤7)，若为否，返回步骤2)；

7)故障检测模块进入检测模式，并控制GPRS模块与服务器进行连接；

8)判断是否已经连接上，若为是，执行步骤10)，若为否，执行步骤9)；

9)判断未连接上的次数是否小于设定的值，若为是，返回步骤7)，若为否，返回步骤2)；

10)故障检测模块按照设定的检测周期采集ECU与碰撞与震动检测模块中的数据，与其中标准参数进行比较计算，判断是否存在故障，若为是，执行步骤11)，若为否，继续执行步骤10)；

11)故障检测模块将故障信息进行本地存储后通过GPRS模块发送到服务器中，并返回步骤10)。

所述的步骤9)中的设定的值可以为10。

与现有技术相比，本发明采用CAN总线与GPRS通讯相结合的应用方式，解决了实时本地数据传输和远程传输的难题，既能保证通讯质量又能保证实时在线自动监测，可以实现运动中对车辆各部分功能单元监控的目的，更加及时准确的提醒车主，防患于未然，因此意义重大。

使用了本发明后，就会大大减少安全隐患和环境污染的发生。

附图说明

图1为本发明的硬件结构示意图；

图2为本发明的CAN总线与SPI转换器的结构示意图；

图3为本发明的碰撞与震动检测模块的结构示意图；

图4为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置，包括车载监测器1、GPRS网络、服务器2、用户终端3、数据库4，所述的车载监测器1通过GPRS网络与服务器2连接，所述的服务器2通过Internet与用户终端3连接，所述的服务器2与数据库4连接。

所述的车载监测器1包括ECU 11、CAN总线、CAN总线与SPI转换器12、SPI总线、故障检测模块13、GPRS模块14、碰撞与震动检测模块16、GPS模块15，所述的ECU 11通过CAN总线与CAN总线与SPI转换器12连接，所述的CAN总线与SPI转换器12通过SPI总线与故障检测模块13连接，所述的故障检测模块13分别与碰撞与震动检测模块16、GPS模块15、GPRS模块14连接，所述的GPRS模块14通过GPRS网络与服务器2连接。

如图2所示，所述的CAN总线与SPI转换器12包括CAN转SPI芯片121、光电隔离芯片122、电源转换芯片123、电源，所述的CAN转SPI芯片121分别与光电隔离芯片122、电源转换芯片123、SPI总线连接，所述的光电隔离芯片122分别与电源转换芯片123、CAN总线连接，所述的电源分别电源转换芯片123、CAN总线连接。

如图3所示，所述的碰撞与震动检测模块16包括碰撞传感器162、震动传感器163、处理器161，所述的处理器161分别与碰撞传感器162、震动传感器163、故障检测模块连接。

如图4所示，一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测方法，包括以下步骤：

1)故障检测模块13启动；

2)初始化CAN总线与SPI转换器12，并判断初始化是否成功，若为是，执行步骤3)，若为否，继续执行步骤2)；

3)故障检测模块13检测ECU 11的CAN总线通讯波特率；

4)判断通讯波特率是否为500K，若为是，执行步骤7)，若为否，执行步骤5)；

5)将CAN总线与SPI转换器的通讯波特率设定为20K；

6)检测ECU 11的CAN总线通讯波特率，判断该通讯波特率是否为20K，若为是，执行步骤7)，若为否，返回步骤2)；

7)故障检测模块13进入检测模式，并控制GPRS模块14与服务器2进行连接；

8)判断是否已经连接上，若为是，执行步骤10)，若为否，执行步骤9)；

9)判断未连接上的次数是否小于10，若为是，返回步骤7)，若为否，返回步骤2)；

10)故障检测模块13按照设定的检测周期采集ECU 11与碰撞与震动检测模块16中的数据，与其中标准参数进行比较计算，判断是否存在故障，若为是，执行步骤11)，若为否，继续执行步骤10)；

11)故障检测模块13将故障信息进行本地存储后通过GPRS模块14发送到服务器2中，并返回步骤10)。

CAN总线与SPI转换器12的主要功能：负责建立OBD接口的CANbus-SPI信号与故障检测模块13主机间的通信连接，本转换器与故障检测模块间的数据传输采用SPI(Serial Peripheral interface)的方式，既串行外设接口；

本转换器是连接ECU 11与故障检测模块13的关键部分。

故障检测模块13：故障检测模块13与ECU11的通讯协议符合排放相关的协议ISO11765，同时负责协议解析，信息分类，信息存储及控制GPRS通讯传输等工作。

GPRS模块14：此模块提供GPRS网络通讯功能，使用此模块可以将数据以GPRS网络通讯的形式发送到远端的数据中心，是实现远程故障监控的基础模块；

碰撞与震动检测模块16：此模块在车辆发生碰撞和剧烈震动时，可以提供信号供故障检测模块检测，是判断碰撞和震动的传感器电路模块。

GPS模块15：使用此模块，能够将车辆的实时位置信息GPS(Global PositioningSystem)通过故障检测模块13和GPRS模块14传输到数据中心，为车辆提供定位服务，此数据结合GIS地图既可以获取实时位置信息，提供找车、导航等服务；

数据库4：保存对应车辆的基本信息和故障数据，查询和统计、打印输出功能等；

用户终端3：实时显示车辆基本信息。

服务器2：添加和修改用户信息、分组、权限等功能；相关服务支持软件，根据故障提供相应的短信提示、电话告知提醒、客户检修记录查询、维修预约等功能，为车主及维修部分提供单据工作。

本发明采用客户端/服务器(Client/Server)和浏览器/服务器(Browser/Server)相结合的模式，用户可以灵活使用系统信息。用户通过客户端软件与服务器网络连接，通过C/S模式实现本地实时查看车辆故障等基本信息，通过B/S模式实现远程登录系统，通过WEB界面进行数据查询、统计等操作；这两种模式可以满足用户的不同需求，同时提高了系统运行的可靠性，降低了系统数据处理对网络的压力。

Claims (9)

1.一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置，其特征在于，包括车载监测器、GPRS网络、服务器、用户终端、数据库，所述的车载监测器通过GPRS网络与服务器连接，所述的服务器通过Internet与用户终端连接，所述的服务器与数据库连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置，其特征在于，所述的车载监测器包括ECU、CAN总线、CAN总线与SPI转换器、SPI总线、故障检测模块、GPRS模块、碰撞与震动检测模块、GPS模块，所述的ECU通过CAN总线与CAN总线与SPI转换器连接，所述的CAN总线与SPI转换器通过SPI总线与故障检测模块连接，所述的故障检测模块分别与碰撞与震动检测模块、GPS模块、GPRS模块连接，所述的GPRS模块通过GPRS网络与服务器连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置，其特征在于，所述的用户终端与服务器之间采用客户端/服务器模式。

4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置，其特征在于，所述的用户终端与服务器之间采用浏览器/服务器模式。

5.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置，其特征在于，所述的CAN总线与SPI转换器包括CAN转SPI芯片、光电隔离芯片、电源转换芯片、电源，所述的CAN转SPI芯片分别与光电隔离芯片、电源转换芯片、SPI总线连接，所述的光电隔离芯片分别与电源转换芯片、CAN总线连接，所述的电源分别电源转换芯片、CAN总线连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置，其特征在于，所述的CAN转SPI芯片可以为MICROCHIP公司的MCP2515，也可以为PHILIPS半导体公司的TJA1050。

7.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测装置，其特征在于，所述的碰撞与震动检测模块包括碰撞传感器、震动传感器、处理器，所述的处理器分别与碰撞传感器、震动传感器、故障检测模块连接。

8.一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)故障检测模块启动；

2)初始化CAN总线与SPI转换器，并判断初始化是否成功，若为是，执行步骤3)，若为否，继续执行步骤2)；

3)故障检测模块检测ECU的CAN总线通讯波特率；

4)判断通讯波特率是否为500K，若为是，执行步骤7)，若为否，执行步骤5)；

5)将CAN总线与SPI转换器的通讯波特率设定为20K；

6)检测ECU的CAN总线通讯波特率，判断该通讯波特率是否为20K，若为是，执行步骤7)，若为否，返回步骤2)；

7)故障检测模块进入检测模式，并控制GPRS模块与服务器进行连接；

8)判断是否已经连接上，若为是，执行步骤10)，若为否，执行步骤9)；

9)判断未连接上的次数是否小于设定的值，若为是，返回步骤7)，若为否，返回步骤2)；

10)故障检测模块按照设定的检测周期采集ECU与碰撞与震动检测模块中的数据，与其中标准参数进行比较计算，判断是否存在故障，若为是，执行步骤11)，若为否，继续执行步骤10)；

11)故障检测模块将故障信息进行本地存储后通过GPRS模块发送到服务器中，并返回步骤10)。

9.根据权利要求7所述的一种基于CAN总线和GPRS通讯的汽车信息在线采集监测方法，其特征在于，所述的步骤9)中的设定的值可以为10。

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