CN103231656A - 一种基于物联网的车辆仪表 - Google Patents

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张冬华
高明成
陈辉
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的车辆仪表，它包含信息处理模块、远程通讯模块和语音警示模块，其中信息处理模块具有CAN接口，能够精确检测车辆运行信息，并进行综合分析，配合步进电机、点阵式液晶屏和继电器等，通过图形、数字、中文、英文方式显示，能高精度地准确指示车辆的工作及故障状态；远程通讯模块能够将车辆运行及故障信息发送到物联网信息平台，并接受物联网信息平台上由服务机构及交管部门所提供的维护及实时路况信息；语音模块则根据信息处理模块的指令，完成故障信息、维护信息和实时路况信息的播报。

Description

一种基于物联网的车辆仪表
 
技术领域
本发明涉及一种车辆仪表，尤其是基于物联网的车辆仪表。
背景技术
车辆仪表系统要求能够准确地指示车辆的工作状态，并在车辆出现故障时能够准确地给出报警，从而避免对车辆造成损坏。目前，车辆仪表分为动磁式和数字式，动磁式仪表通过使用由变化的传感器阻值引起磁场强度变化，而导致指针旋转到不同角度的方式进行指示，其技术相对落后、精度低、报警功能不足且功耗大，已逐渐被数字化仪表所代替。数字式仪表的指示形式包括发光管条、液晶屏、步进电机等，这些仪表虽然具有较好的数据采集精度，能准确反映车辆的工作状态，但是由于缺乏远程数据通讯能力，不能将车辆的实时状态发送到信息处理平台以得到及时的指导帮助，同时由于缺少远程数据收发，不能及时显示实时交通和指导信息。
发明内容
本发明提供了一种基于物联网的车辆仪表，使用微处理器，配合步进电机、液晶屏、语音处理芯片和远程通讯模块，能够准确地指示车辆运行及故障状态，同时自动将车辆运行及故障信息实时远程发送到交管和服务信息处理平台，在接受到交管和服务信息平台的实时帮助和路况信息时，能够通过语音及显示的方式通知驾驶人员，从而实现高效安全便捷的驾驶。
本发明所采用的技术方案是：一种基于物联网的车辆仪表，包括电源、开关稳压电源、模拟传感器、开关信号部件、微处理器、隔离驱动电路、显示器件、语音芯片、通讯模块以及CAN总线接口；
所述开关稳压电源连接车辆电源，给仪表提供+5VDC的工作电源，电源具有过压过流保护，能够在8.5～36VDC供电情况下稳定工作，并能够承受-400～+630VDC的瞬间电压冲击；
所述微处理器包括A/D转换器、输入端口、输出端口、串行口以及电可改写存储器；
所述模拟传感器、开关信号部件、CAN总线接口分别与微处理器连接，通过模拟传感器、开关信号部件以及CAN总线接口向微处理器提供各种车辆运行信号，所述模拟传感器包括环境温度传感器、发动机冷却水温度、燃油油位和油温传感器等，所述开关信号部件包括油压开关信号线、预热开关信号线、制动开关信号线、转向开关信号线等，所述CAN总线接口能够基于SAE J1939协议收发CAN信息；
所述微处理器根据各种车辆运行信号进行逻辑和算术运算，计算出各种信号的实际数值，由微处理器的电可改写存储器记录部分运行信号的实际数值经微处理器的输出端口输出，并经隔离和驱动电路驱动显示器件完成车辆运行和故障状态显示；
所述微处理器的串行口与I2C串行数据总线连接，I2C串行数据总线连接与远程通讯模块连接，远程通讯模块向物联网远程发送车辆运行及故障信息，并接受物联网的远程维护和实时路况信息反馈给微处理器。
进一步地，所述模拟传感器经限流和滤波电路连接微处理器的A/D转换器；所述开关信号部件经光电隔离电路、开关量输入接口与微处理器的输入端口连接。
进一步地，所述微处理器还连接语音芯片，语音芯片根据微处理器的指令实时播报车辆故障信息和来自物联网的维护及路况信息，所述语音芯片的输出端连接蜂鸣器。
再进一步地，所述显示器件包括步进电机、发光管和液晶屏。
本发明的微处理器具有10位模数转换模块的A/D转换器，测量精度良好；微处理器内的电可改写存储器(E2PROM)单元可擦写百万次以上，数据保存能力可达到三十年以上，非常适合记录工作小时数据。该微处理器能够根据模拟传感器感应的车辆各种运行状况的模拟信息的输入以及开关信号部件的开关信号输入，实现对模拟传感器、开关信号部件的信号采集，对各输入信息进行综合逻辑分析和算术运算后，经隔离和驱动电路对步进电机、点阵式液晶屏、LED发光管驱动，精确显示车辆发动机的冷却水温度、燃油油位、发动机转速、车速里程、车辆运行及故障状态等信息；当出现故障时，微处理器会驱动液晶屏、LED发光管等进行警示，同时在点阵液晶屏上通过中英文显示的方式显示所出现的故障，并通过语音芯片驱动蜂鸣器进行语音警示，在必要时驱动继电器，以停止发动机运行；同时通过微处理器内的电可改写存储器(E2PROM)对速度、里程及工作小时等数据的断电保存。微处理器和远程控制模块（GSTARGS-94）之间采用I2C串行数据总线的方式交换数据，实现微处理器与远程信息平台的数据交换。
本发明的有益效果是以高性价比实现了现代化车辆仪表所要实现和完善的功能，能够精确地测量车辆的运行状态，并高精度地进行指示，还能够进行综合分析，实时给出报警以及故障远程传输，在得到远程指导信息后进行实时显示和语音提示，从而极大地提高了检修效率；在接收到远程信息平台所提供的交管、路况信息时也能够实时提示驾驶人员，进行安全避让；本发明在紧急状态下可以停止发动机运行，从而避免发动机损坏，提高发动机的使用寿命，同时也可以实现远程防盗功能。
附图说明
图1是本发明实施例的功能框图。
图中：电源1，开关稳压电源2，模拟传感器3，开关信号部件4，限流和滤波电路5，光电隔离电路6，开关量输入接口7，CAN总线接口8，微处理器9，A/D转换器10，输出端口11，输入端口12，串行口13，电可改写存储器14，隔离和驱动电路15，显示器件16，步行电机17，发光管18，液晶屏19，语音芯片20，蜂鸣器21，物联网22，远程通讯模块23，I2C串行数据总线24。
具体实施方式
图1所示的一种基于物联网的车辆仪表，包括电源1、开关稳压电源2、模拟传感器3、开关信号部件4、微处理器9、隔离驱动电路15、显示器件16、语音芯片20、通讯模块23以及CAN总线接口8；所述开关稳压电源2连接车辆电源，给仪表提供+5VDC的工作电源；所述微处理器9包括A/D转换器10、输入端口12、输出端口11、串行口13以及电可改写存储器14；所述模拟传感器3、开关信号部件4、CAN总线接口8分别与微处理器9连接，通过模拟传感器、开关信号部件以及CAN总线接口向微处理器提供各种车辆运行信号；所述微处理器根据各种车辆运行信号进行逻辑和算术运算，计算出各种信号的实际数值，由微处理器的电可改写存储器记录部分运行信号的实际数值经微处理器的输出端口输出，并经隔离和驱动电路驱动显示器件完成车辆运行和故障状态显示；所述微处理器的串行口13与I2C串行数据总线24连接，I2C串行数据总线连接与远程通讯模块23连接，远程通讯模块向物联网远程发送车辆运行及故障信息，并接受物联网的远程维护和实时路况信息反馈给微处理器。
模拟传感器3经限流和滤波电路5连接微处理器9的A/D转换器10；开关信号部件4经光电隔离电路6、开关量输入接口7与微处理器9的输入端口12连接；微处理器9还连接语音芯片20，语音芯片20根据微处理器9的指令实时播报车辆故障信息和来自物联网的维护及路况信息，所述语音芯片20的输出端连接蜂鸣器21；显示器件16包括步进电机17、发光管18和液晶屏19。
    1. 电源
由于在内燃车辆中，在内燃机工作时，车辆电气部件(包括仪表)所使用的电源来自于内燃机所带动的发电机，当车辆启动、加速或减速时，由于转速的波动会导致发电机输出的电压产生波动，有时会产生高达200V以上的尖峰脉冲电压，这些尖峰电压是导致电气部件损坏的主要原因。如何在低成本的情况下使得数字化仪表能够承受这种尖峰电压成为数字化仪表首先需要克服的问题。经过研究和大量的试验，本发明运用了耐压达到650V的可控硅作为前级保护器件，在出现尖峰电压时关断可控硅，并依靠后级电容放电维持系统工作，而当电压恢复正常时，可控硅将及时打开，从而保证了系统的不间断安全运行。
    另外为了降低功耗并避免电源器件因发热而损坏，本发明使用了自身功耗极低，转换功效达到80%以上的开关电源，从而不仅极大地节约了能源，还使得系统能够在能够承受尖峰电压的同时，在8.5～36VDC工作电压范围内正常工作。
2. 传感器件的测量
本发明使用了具有10位精度模数转换模块的微处理器，因此可以精确地测量模拟传感器、开关信号部件、CAN总线接口等所有信号，能精确显示车辆运行状态、故障分析，实现闭环控制。模拟传感器经限流和滤波电路与微处理器连接，可以提高系统的抗干扰能力和可靠性。
3. 开关信号的测量
由于车辆中的各种信号需要综合分析，才能确定车辆的全面状况，因此将车辆中的各种开关信号通过光电隔离电路隔离后经开关量输入接口输入到微处理器的输入接口。
    4. 微处理器的数据分析和记录功能
由于微处理器具有较强的数据和逻辑运算能力，可以根据所测量的传感器件的数字值和开关信号的位值进行数据和逻辑运算，从而得到车辆实际运行数据。本发明所使用的微处理器具有256字节EEPROM电可改写存储器，有极高的擦写寿命，实测可以达到7000万次以上，以每10秒纪录1次车辆运行状态数据也可以使用近30年。
5. 运行状态的显示
由于微处理器已经可以准确地测量各传感器信号，因此实现高精度指示是比较容易实现的，本发明使用步进电机、LED发光二极管和LCD液晶屏节能器件作为显示部件，并由与微处理器的输出端口连接的隔离和驱动电路驱动，可以极大地降低仪表的功耗，整个仪表的功耗只有不到3W的功耗。
6. 预警、报警和自动熄火控制
微处理器将分析车辆运行状态数据的变化趋势，在某项或某几项数据快速接近报警点，将提前以蜂鸣器每4秒鸣叫0.5秒的方式进行预警警示，同时相应的故障灯闪烁。当故障没有排除，使得数据达到报警点时，将以蜂鸣器每秒鸣叫0.5秒的方式进行报警警示，相应的故障灯闪烁，提示驾驶人员必须马上寻找适当的位置停车检修。此时根据各种故障的严重等级，启动不同时间的延时控制，在延时时间达到后，如果依然出现制动压力不足、发动机或变速箱过热、发动机缺油或变速箱缺油等故障，则微处理器将控制熄火部件自动停止发动机运转，以避免导致发动机等关键部件的损坏或伤及驾驶人员的人身安全。
    7. 远程通讯
微处理器的串行口与远程通讯模块GSTARGS-94之间设有I2C串行数据总线，使得信息交互速率达到1Mbit/s，实现信息远程交互的及时性，实现了车辆仪表与物联网信息平台的信息交换，同时为语音实时播报车辆提供了保障。
8.语音警示
微处理器直接连接BLI9080语音芯片，同时建立语音播放信息字库代码，由BLI9080语音芯片根据微处理器的指令驱动蜂鸣器进行语音故障警示、维护信息提醒以及实时路况信息的播报。

Claims (5)

1.一种基于物联网的车辆仪表，其特征是：包括电源、开关稳压电源、模拟传感器、开关信号部件、微处理器、隔离驱动电路、显示器件、语音芯片、通讯模块以及CAN总线接口；
所述开关稳压电源连接车辆电源，给仪表提供+5VDC的工作电源；
所述微处理器包括A/D转换器、输入端口、输出端口、串行口以及电可改写存储器；
所述模拟传感器、开关信号部件、CAN总线接口分别与微处理器连接，通过模拟传感器、开关信号部件以及CAN总线接口向微处理器提供各种车辆运行信号；
所述微处理器根据各种车辆运行信号进行逻辑和算术运算，计算出各种信号的实际数值，由微处理器的电可改写存储器记录部分运行信号的实际数值经微处理器的输出端口输出，并经隔离和驱动电路驱动显示器件完成车辆运行和故障状态显示；
所述微处理器的串行口与I2C串行数据总线连接，I2C串行数据总线连接与远程通讯模块连接，远程通讯模块向物联网远程发送车辆运行及故障信息，并接受物联网的远程维护和实时路况信息反馈给微处理器。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的车辆仪表，其特征是：所述模拟传感器经限流和滤波电路连接微处理器的A/D转换器。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的车辆仪表，其特征是：所述开关信号部件经光电隔离电路、开关量输入接口与微处理器的输入端口连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的车辆仪表，其特征是：所述微处理器还连接语音芯片，语音芯片根据微处理器的指令实时播报车辆故障信息和来自物联网的维护及路况信息，所述语音芯片的输出端连接蜂鸣器。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的车辆仪表，其特征是：所述显示器件包括步进电机、发光管和液晶屏。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105882418A (zh) * 2016-05-06 2016-08-24 浙江中科领航汽车电子有限公司 一种汽车仪表的蜂鸣器或语音提示系统
CN106042793A (zh) * 2016-07-26 2016-10-26 金龙联合汽车工业（苏州）有限公司 一种集成式胎压智能检测系统
CN107357254A (zh) * 2017-09-14 2017-11-17 盐城工学院 智能仪表装置及系统
CN107422722A (zh) * 2017-09-14 2017-12-01 盐城工学院 汽车智能仪表装置及系统
CN107458226A (zh) * 2017-09-14 2017-12-12 盐城工学院 车辆智能仪表装置及系统
CN110488794A (zh) * 2019-07-11 2019-11-22 深圳市元征科技股份有限公司 一种车辆故障处理方法、诊断设备及存储介质
CN111422289A (zh) * 2020-04-02 2020-07-17 重庆北斗捷安新能源科技有限公司 一种多功能布局显示的智能仪表
CN116442898A (zh) * 2022-11-03 2023-07-18 润芯微科技(江苏)有限公司 一种汽车音量的控制系统及其控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030164757A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-04 Toshiaki Hayashi Speedometer display and method for motor vehicles
CN2913314Y (zh) * 2006-03-30 2007-06-20 泰兴市华骋灯塑有限公司 内燃叉车组合仪表
CN201457084U (zh) * 2009-09-11 2010-05-12 株洲广汇科技工贸有限公司 一种汽车智能组合仪表
CN101823464A (zh) * 2010-04-23 2010-09-08 刘坤 车辆智能控制信息系统
JP2010533320A (ja) * 2007-06-19 2010-10-21 プジョー シトロエン オートモビル エス アー 自動車の運転者によるエコ運転の採用を支援する対話式方法及びこの方法を用いる車両
CN102025775A (zh) * 2010-10-29 2011-04-20 北京工业大学 一种物联网汽车的监控系统
CN202870609U (zh) * 2012-11-06 2013-04-10 云南省计算机软件技术开发研究中心 基于物联网技术的车载信息处理系统
CN203172447U (zh) * 2013-04-18 2013-09-04 江苏华骋科技有限公司 一种基于物联网的车辆仪表

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030164757A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-04 Toshiaki Hayashi Speedometer display and method for motor vehicles
CN2913314Y (zh) * 2006-03-30 2007-06-20 泰兴市华骋灯塑有限公司 内燃叉车组合仪表
JP2010533320A (ja) * 2007-06-19 2010-10-21 プジョー シトロエン オートモビル エス アー 自動車の運転者によるエコ運転の採用を支援する対話式方法及びこの方法を用いる車両
CN201457084U (zh) * 2009-09-11 2010-05-12 株洲广汇科技工贸有限公司 一种汽车智能组合仪表
CN101823464A (zh) * 2010-04-23 2010-09-08 刘坤 车辆智能控制信息系统
CN102025775A (zh) * 2010-10-29 2011-04-20 北京工业大学 一种物联网汽车的监控系统
CN202870609U (zh) * 2012-11-06 2013-04-10 云南省计算机软件技术开发研究中心 基于物联网技术的车载信息处理系统
CN203172447U (zh) * 2013-04-18 2013-09-04 江苏华骋科技有限公司 一种基于物联网的车辆仪表

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105882418A (zh) * 2016-05-06 2016-08-24 浙江中科领航汽车电子有限公司 一种汽车仪表的蜂鸣器或语音提示系统
CN106042793A (zh) * 2016-07-26 2016-10-26 金龙联合汽车工业（苏州）有限公司 一种集成式胎压智能检测系统
CN107357254A (zh) * 2017-09-14 2017-11-17 盐城工学院 智能仪表装置及系统
CN107422722A (zh) * 2017-09-14 2017-12-01 盐城工学院 汽车智能仪表装置及系统
CN107458226A (zh) * 2017-09-14 2017-12-12 盐城工学院 车辆智能仪表装置及系统
CN110488794A (zh) * 2019-07-11 2019-11-22 深圳市元征科技股份有限公司 一种车辆故障处理方法、诊断设备及存储介质
CN111422289A (zh) * 2020-04-02 2020-07-17 重庆北斗捷安新能源科技有限公司 一种多功能布局显示的智能仪表
CN116442898A (zh) * 2022-11-03 2023-07-18 润芯微科技(江苏)有限公司 一种汽车音量的控制系统及其控制方法
CN116442898B (zh) * 2022-11-03 2023-11-28 润芯微科技(江苏)有限公司 一种汽车音量的控制系统及其控制方法

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