CN102710762A - 一种多功能智能车联网终端及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能智能车联网终端及其实现方法。现有的车载卫星通信产品不具备对车辆情况的自动诊断功能。本发明包括硬件和软件，硬件由上盖、下盖、卫星定位系统模块、通信天线和卫星定位天线等构成。软件由操作系统层、驱动层及应用程序层构成，操作系统使用嵌入式实时操作系统，负责系统各个任务之间的调度、管理和通讯；驱动层主要完成对各模块的配置、读写和启动等操作；应用程序层则通过调用驱动层的接口函数来实现不同的功能。通过与成e行车联网服务系统、智能手机相结合，实现监控调度、油耗管理、里程管理、故障诊断、实时路况采集、事故检测、驾驶行为优化、自动休眠、远程升级等功能，安装方便，使用简单，体积小、成本低。

Description

一种多功能智能车联网终端及其实现方法

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，具体涉及一种多功能智能车联网终端及其实现方法。 

背景技术

现有的车载卫星通信产品，其主要功能是完成对车辆的位置、速度、方向等信息的采集以及与车辆之间的通讯，在油量的信息和车辆运动状态的获取方面，需要另外通过用连接线连接传感器到终端，安装难度大，成本较高、数据可靠性低，并且，不具备对车辆情况的自动诊断功能。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能智能车联网终端及其实现方法，集卫星定位系统、无线通信系统、车载自诊断系统及三轴加速度传感器为一体；并且，根据汽车的性能及驾驶员在行驶中可能遇到的驾驶问题、人与车的管理、汽车故障、安全因素等，本发明集监控调度、油耗管理、里程管理、故障诊断、实时路况采集、事故检测、自动休眠、远程升级等功能于一身。 

本发明包括硬件和软件两部分。 

硬件包括由上盖、下盖、OBDII连接器、USB插槽、指示灯、PCB电路板、1X10排母、排针连接器、FLASH储存系统模块、OBD系统模块、通信系统模块、MCU微控制器、三轴加速度传感器、卫星定位系统模块、通信天线和卫星定位天线构成，上盖和下盖构成壳体，上盖表面设置有指示灯，指示出终端设备当前的工作状态，下盖侧面设置有USB插槽，连接终端设备与PC机，OBDII连接器设置在壳体顶端，连接汽车内的OBDII接口；壳体内部设置有PCB电路板、 MCU单片机、1X10排母、卫星定位系统模块、排针连接器、通信系统模块、FLASH储存系统模块、OBD系统模块、三轴加速度传感器、通信天线和卫星定位天线。 

软件部分由操作系统层、驱动层及应用程序层构成。操作系统使用嵌入式实时操作系统，负责系统各个任务之间的调度、管理和通讯；驱动层主要完成对各模块的配置、读写和启动等操作；应用程序层则通过调用驱动层的接口函数来实现不同的功能。 

本发明通过与成e行车联网服务系统、智能手机相结合，可实现监控调度、油耗管理、里程管理、故障诊断、实时路况采集、事故检测、驾驶行为优化、自动休眠、远程升级等功能。 

本发明的实现方法及功能为： 

A、监控调度：

终端中的GPS模块可精确获取车辆实时经纬度信息，通过成e行车联网服务系统，能准确得到车辆当前的位置、速度、方向等信息，实现对车辆的实时监控功能，同时这些信息将自动保存在系统后台，在用户需要时进行查看，及时分析异常，查找原因。

功能：大幅提高车辆管理效率，保证统计数据的准确有效性，及时掌握车辆运行状况，为突发事件和车辆的各种管理工作提供决策依据。 

B、油耗管理： 

对于轿车、轻卡、小型货车、小型客车等车型，利用OBDII标准协议接口采集VSS（速度）、MAF（空气流量计）或MAP（进气气管绝对压力）获得MPG（每加仑行驶的英里数）并计算得到油耗数据；对于重型车辆，根据SAE J1939协议通过CAN总线直接取得仪表油量与油耗数据，该数据上传至成e行车联网服务系统，由服务系统进行统计运算生成图表数据，方便管理者对车辆油量与油耗信息的查看。

功能：车主可以通过平台或智能手机查询车辆的综合油耗，匹配每辆车的最佳油耗曲线，节约油耗开支。 

C、里程管理： 

对于轿车、轻卡、小型货车、小型客车等车型，利用OBDII标准协议接口采集VSS（速度）计算得到里程数据；对于重型车辆，根据SAE J1939协议通过CAN总线直接取得仪表里程数据，该数据上传至成e行车联网服务系统，由服务系统进行统计运算生成图表数据，方便管理者对车辆行驶里程信息的查看。

功能：通过成e行车联网服务系统记录并查询车辆有效行驶里程，停车时间，怠速时间，夜间行驶时间及里程相关数据，提供多种报表查询。 

D、故障诊断： 

对于轿车、轻卡、小型货车、小型客车等车型，利用OBDII标准协议获取车辆自诊断信息和诊断故障码；对于重型车辆，根据SAE J1939协议通过CAN总线获取车辆核心设备的运行参数，并利用车载卫星通讯系统将车辆的身份代码、故障码、核心设备参数及所在位置等信息自动上传至成e行车联网服务系统，系统根据这些信息将指令发送至用户智能手机。

功能：车主或驾驶人可以通过智能手机获取故障信息，及时通知驾驶员做维修保养，提升资产利用率以及驾驶安全性。 

E、实时路况采集： 

内置的GPS模块实时采集车辆当前的经纬度、速度、方向等数据以及通过OBD标准接口协议或J1939CAN总线数据，获取的汽车仪表的速度数据，这些数据每隔很短的时间间隔将被发送至成ｅ行车联网服务系统，成ｅ行车联网服务系统依据这些数据通过计算得到汽车当前所属路段的实时路况信息。

功能：通过对大批量的数据的计算，可精确的得到每条道路的实时路况信息，一旦发生交通拥挤等情况，可将这些信息提供给驾驶员以供行车参考。 

F、事故检测： 

内置的三轴加速度传感器可精确测得车辆运行状态，当汽车发生碰撞、侧翻等状况时，平台通过智能手机会发出报警信息，可自动启动E-Call（紧急救援）或B-Call(路边救援)服务流程，使驾驶人第一时间得到救援。同时，也可为查找事故发生原因和调查事故责任提供依据。

G、驾驶行为优化： 

内置的三轴加速度传感器可精确测得车辆运行过程中在上下、前后、左右方向的加速度值的变化，当汽车在某一方向的加速度值的变化超出正常范围，终端将自动进行计算判断车辆是否发生急加速、急减速、急刹车、急转弯等不良行为，平台通过智能手机会发出报警信息，降低车辆事故率。

H、自动休眠： 

可通过在成ｅ行车联网服务系统上对终端进行自动休眠时间设置，当车辆熄火时长达到该时间时，终端将自动进入休眠状态，进入省电模式。

I、远程升级： 

终端在出厂时首次程序烧录成功后，可通过成ｅ行车联网服务系统实现远程升级的功能，可使程序实时更新。

本发明的优点在于集监控调度、油耗管理、里程管理、故障诊断、实时路况采集、事故检测、驾驶行为优化、自动休眠、远程升级等多种功能于一身，即插即用，无需安装，体积小、成本低、适用于所有符合OBDII标准协议或SEA J1939协议的车型，利于推广。 

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图； 

图2是本发明的各部件分解状态结构示意图；

图3是本发明的电路原理方块示意图；

图4是本发明的软件架构图；

图5是本发明的软件流程图。

图中1是上盖，2是下盖，3是OBDII连接器，4是USB插槽，5是指示灯，6是PCB电路板，7是1X10排母，8是排针连接器，9是FLASH储存系统模块，10是OBD系统模块，11是通信系统模块，12是MCU微控制器，13是三轴加速度传感器，14是卫星定位系统模块，15是通信天线，16是卫星定位天线。 

具体实施方式

下面结合附图以最佳实施例对本发明做进一步详细说明： 

本发明包括硬件和软件两部分。

硬件由上盖（1）、下盖（2）、OBDII连接器（3）、USB插槽（4）、指示灯（5）、PCB电路板（6）、1X10排母（7）、排针连接器（8）、FLASH储存系统模块（9）、OBD系统模块（10）、通信系统模块（11）、MCU单片机（12）、三轴加速度传感器（13）、卫星定位系统模块（14）、通信天线（15）和卫星定位天线（16）构成，上盖（1）和下盖（2）构成壳体，上盖（1）表面设置有指示灯（5），指示出终端设备当前的工作状态，下盖（2）侧面设置有USB插槽（4），连接终端设备与PC机，OBDII连接器（3）设置在壳体顶端，连接汽车内的OBDII接口；壳体内部设置有PCB电路板（6）、 MCU微控制器（12）、1X10排母（7）、卫星定位系统模块（14）、排针连接器（8）、通信系统模块（11）、FLASH储存系统模块（9）、OBD系统模块（10）、三轴加速度传感器（13）、通信天线（15）和卫星定位天线（16）。 

软件部分由操作系统层、驱动层及应用程序层构成。操作系统使用嵌入式实时操作系统，负责系统各个任务之间的调度、管理和通讯；驱动层主要完成对各模块的配置、读写和启动等操作；应用程序层则通过调用驱动层的接口函数来实现不同的功能。 

本发明通过与成e行车联网服务系统、智能手机相结合，可实现监控调度、油耗管理、里程管理、故障诊断、实时路况采集、事故检测、驾驶行为优化、自动休眠、远程升级等多种功能。 

本发明的实现方法及功能为： 

A、监控调度：

终端中的GPS模块可精确获取车辆实时经纬度信息，通过成e行车联网服务系统，能准确得到车辆当前的位置、速度、方向等信息，实现对车辆的实时监控功能，同时这些信息将自动保存在系统后台，在用户需要时进行查看，及时分析异常，查找原因。

功能：大幅提高车辆管理效率，保证统计数据的准确有效性，及时掌握车辆运行状况，为突发事件和车辆的各种管理工作提供决策依据。 

B、油耗管理： 

对于轿车、轻卡、小型货车、小型客车等车型，利用OBDII标准协议接口采集VSS（速度）、MAF（空气流量计）或MAP（进气气管绝对压力）获得MPG（每加仑行驶的英里数）并计算得到油耗数据；对于重型车辆，根据SAE J1939协议通过CAN总线直接取得仪表油量与油耗数据，该数据上传至成e行车联网服务系统，由服务系统进行统计运算生成图表数据，方便管理者对车辆油量与油耗信息的查看。

功能：车主可以通过平台或智能手机查询车辆的综合油耗，匹配每辆车的最佳油耗曲线，节约油耗开支。 

C、里程管理： 

对于轿车、轻卡、小型货车、小型客车等车型，利用OBDII标准协议接口采集VSS（速度）计算得到里程数据；对于重型车辆，根据SAE J1939协议通过CAN总线直接取得仪表里程数据，该数据上传至成e行车联网服务系统，由服务系统进行统计运算生成图表数据，方便管理者对车辆行驶里程信息的查看。

功能：通过成e行车联网服务系统记录并查询车辆有效行驶里程，停车时间，怠速时间，夜间行驶时间及里程相关数据，提供多种报表查询。 

D、故障诊断： 

对于轿车、轻卡、小型货车、小型客车等车型，利用OBDII标准协议接口获取车辆自诊断信息和诊断故障代码；对于重型车辆，根据SAE J1939协议通过CAN总线获取车辆核心设备的运行参数及故障代码；当检测到车辆故障码时，将故障码信息及所在位置信息自动上传至成e行车联网服务系统，由服务系统解释故障码表示信息与处理方法，解释信息可以发送至用户手机。

功能：车主或驾驶人可以通过智能手机获取故障信息，及时通知驾驶员做维修保养，提升资产利用率以及驾驶安全性。 

E、实时路况采集： 

内置的GPS模块实时采集车辆当前的经纬度、速度、方向等数据以及通过CAN总线获取的汽车仪表的速度数据，这些数据每隔很短的时间间隔将被发送至成ｅ行车联网服务系统，成ｅ行车联网服务系统依据这些数据通过计算得到汽车当前所属路段的实时路况信息。

功能：通过对大批量的数据的计算，可精确的得到每条道路的实时路况信息，一旦发生交通拥挤等情况，可将这些信息提供给驾驶员以供行车参考。 

F、事故检测： 

内置的三轴加速度传感器可精确测得车辆运行状态，当汽车发生碰撞、侧翻等状况时，平台通过智能手机会发出报警信息，可自动启动E-Call（紧急救援）或B-Call(路边救援)服务流程，使驾驶人第一时间得到救援。同时，也可为查找事故发生原因和调查事故责任提供依据。

G、驾驶行为优化： 

内置的三轴加速度传感器可精确测得车辆运行过程中在上下、前后、左右方向的加速度值的变化，当汽车在某一方向的加速度值的变化超出正常范围，终端将自动进行计算判断车辆是否发生急加速、急减速、急刹车、急转弯等不良行为，平台通过智能手机会发出报警信息，降低车辆事故率。

H、自动休眠： 

可通过在成ｅ行车联网服务系统上对终端进行自动休眠时间设置，当车辆熄火时长达到该时间时，终端将自动进入休眠状态，进入省电模式。

I、远程升级： 

终端在出厂时首次程序烧录成功后，可通过成ｅ行车联网服务系统实现远程升级的功能，可使程序实时更新。

Claims (2)

1.一种多功能智能车联网终端，其特征在于它由硬件和软件两部分构成，硬件部分由上盖（1）、下盖（2）、OBDII连接器（3）、USB插槽（4）、指示灯（5）、PCB电路板（6）、1X10排母（7）、排针连接器（8）、FLASH储存系统模块（9）、OBD系统模块（10）、通信系统模块（11）、MCU单片机（12）、三轴加速度传感器（13）、卫星定位系统模块（14）、通信天线（15）和卫星定位天线（16）构成，上盖（1）和下盖（2）构成壳体，上盖（1）表面设置有指示灯（5），指示出终端设备当前的工作状态，下盖（2）侧面设置有USB插槽（4），连接终端设备与PC机，OBDII连接器（3）设置在壳体顶端，连接汽车内的OBDII接口；壳体内部设置有PCB电路板（6）、 MCU微控制器（12）、1X10排母（7）、卫星定位系统模块（14）、排针连接器（8）、通信系统模块（11）、FLASH储存系统模块（9）、OBD系统模块（10）、三轴加速度传感器（13）、通信天线（15）和卫星定位天线（16）；FLASH储存系统模块（9）、通信系统模块（11）、卫星定位系统模块（14）、OBD系统模块（10）、三轴加速度传感器（13）分别与MCU微控制器（12）串联，壳体内各个电子元器件通过串口、总线或接口连接到MCU微控制器（12）上，MCU单片机（12）完成对各个电子元器件采集到的数据的处理；软件部分由操作系统层、驱动层及应用程序层构成，操作系统使用嵌入式实时操作系统，负责系统各个任务之间的调度、管理和通讯；驱动层主要完成对各模块的配置、读写和启动等操作；应用程序层则通过调用驱动层的接口函数来实现不同的功能。

2.一种多功能智能车联网终端的实现方法，其特征在于它包括以下方法：

A、监控调度：

终端中的GPS模块可精确获取车辆实时经纬度信息，通过成e行车联网服务系统，能准确得到车辆当前的位置、速度、方向等信息，实现对车辆的实时监控功能，同时这些信息将自动保存在系统后台，在用户需要时进行查看，及时分析异常，查找原因；

B、油耗管理：

对于轿车、轻卡、小型货车、小型客车等车型，利用OBDII标准协议接口采集VSS（速度）、MAF（空气流量计）或MAP（进气气管绝对压力）获得MPG（每加仑行驶的英里数）并计算得到油耗数据；对于重型车辆，根据SAE J1939协议通过CAN总线直接取得仪表油量与油耗数据，该数据上传至成e行车联网服务系统，由服务系统进行统计运算生成图表数据，方便管理者对车辆油量与油耗信息的查看；

C、里程管理：

对于轿车、轻卡、小型货车、小型客车等车型，利用OBDII标准协议接口采集VSS（速度）计算得到里程数据；对于重型车辆，根据SAE J1939协议通过CAN总线直接取得仪表里程数据，该数据上传至成e行车联网服务系统，方便管理者对车辆行驶里程信息的查看；

D、故障诊断：

对于轿车、轻卡、小型货车、小型客车等车型，利用OBDII标准协议接口获取车辆自诊断信息和诊断故障代码；对于重型车辆，根据SAE J1939协议通过CAN总线获取车辆核心设备的运行参数，并利用车载卫星通讯系统将车辆的身份代码、故障码、核心设备参数及所在位置等信息自动上传至成e行车联网服务系统，系统根据这些信息将指令发送至用户智能手机；

E、实时路况采集：

内置的GPS模块实时采集车辆当前的经纬度、速度、方向等数据以及通过CAN总线获取的汽车仪表的速度数据，这些数据每隔很短的时间间隔将被发送至成ｅ行车联网服务系统，成ｅ行车联网服务系统依据这些数据通过计算得到汽车当前所属路段的实时路况信息；

F、事故检测：

内置的三轴加速度传感器可精确测得车辆运行状态，当汽车发生碰撞、侧翻等状况时，平台通过智能手机会发出报警信息，可自动启动E-Call（紧急救援）或B-Call(路边救援)服务流程，使驾驶人第一时间得到救援，同时，也可为查找事故发生原因和调查事故责任提供依据；

G、驾驶行为优化：

内置的三轴加速度传感器可精确测得车辆运行过程中在上下、前后、左右方向的加速度值的变化，当汽车在某一方向的加速度值的变化超出正常范围，终端将自动进行计算判断车辆是否发生急加速、急减速、急刹车、急转弯等不良行为，平台通过智能手机会发出报警信息，降低车辆事故率；

H、自动休眠：

可通过在成ｅ行车联网服务系统上对终端进行自动休眠时间设置，当车辆熄火时长达到该时间时，终端将自动进入休眠状态，进入省电模式；

I、远程升级：

终端在出厂时首次程序烧录成功后，可通过成ｅ行车联网服务系统实现远程升级的功能，可使程序实时更新。

Images