CN103297922A

CN103297922A - 一种电动车辆远程监控追踪装置

Info

Publication number: CN103297922A
Application number: CN2012100464685A
Authority: CN
Inventors: 何铁; 周文正; 王喜超; 何萍; 黄铁牛
Original assignee: SHANGHAI ZENITECH ELECTRONIC TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI ZENITECH ELECTRONIC TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明涉及一种电动车辆远程监控追踪装置，包括电源管理模块、数据通信模块、存储模块、北斗通信模块、陀螺仪、加速度计、MCU、第一接口管理电路、第二接口管理电路和CAN接口电路；所述的电源管理模块通过第一接口管理电路与车载电源连接，所述的CAN接口电路通过第一接口管理电路分别与车辆管理CAN总线、电池管理CAN总线连接，所述的电源管理模块分别与数据通信模块、MCU连接，所述的MCU分别与数据通信模块、存储模块、北斗通信模块、陀螺仪、加速度计、第一接口管理电路、第二接口管理电路、CAN接口电路连接。与现有技术相比，本发明具有全面有效在本机记录车辆设备工作状态、定位精度高等优点。

Description

一种电动车辆远程监控追踪装置

技术领域

本发明涉及一种车辆的监控追踪装置，尤其是涉及一种电动车辆远程监控追踪装置。

背景技术

相对普通燃油汽车，电动汽车具有能源效率高、环保等优势，是现代汽车发展的趋势之一；现有的车辆远程跟踪服务终端产品，通常采用GPS等卫星定位技术、GSM、CDMA、3G等通信技术和微处理器，主要产品的基本功能相当，都包括车辆定位，防盗防抢报警、车辆断油断电、显示调度信息等功能。

现有的产品技术状态如下：

1)主要用于车辆运行的管理服务；

2)通常的监控追踪器没有CAN总线，少数设备具有1路CAN总线接口，用于采集车辆本体等主要部件工作状态信息；

3)基本上使用GPS作为设备定位手段；

4)告警信号通常传给监控中心，本地通常无告警指示；

5)不能适应电动车辆的监控；

6)没有三轴加速度计运动模式判断；

7)无卫星定位盲区推算，在隧道等地下建筑中失去车辆位置。

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全面有效在本机记录车辆设备工作状态、定位精度高的电动车辆远程监控追踪装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动车辆远程监控追踪装置，其特征在于，包括电源管理模块、数据通信模块、存储模块、北斗通信模块、陀螺仪、加速度计、MCU、第一接口管理电路、第二接口管理电路和CAN接口电路；

所述的电源管理模块通过第一接口管理电路与车载电源连接，所述的CAN接口电路通过第一接口管理电路分别与车辆管理CAN总线、电池管理CAN总线连接，所述的电源管理模块分别与数据通信模块、MCU连接，所述的MCU分别与数据通信模块、存储模块、北斗通信模块、陀螺仪、加速度计、第一接口管理电路、第二接口管理电路、CAN接口电路连接。

所述的电源管理模块包括DC-DC转换电路、充电管理电路、电源切换电路、备用电池、第一LDO、第二LDO、第三LDO、第四LDO和北斗电源；

所述的DC-DC转换电路通过第一接口管理电路与车载电源连接，所述的DC-DC转换电路分别与充电管理电路、北斗电源连接，所述的充电管理电路分别与电源切换电路、备用电池连接，所述的电源切换电路与备用电池连接，所述的电源切换电路分别与第一LDO、第二LDO、第三LDO、第四LDO连接，所述的第一LDO、第二LDO分别与数据通信模块连接，所述的第三LDO、第四LDO分别与MCU连接。

所述的数据通信模块包括GSM芯片、GPS芯片、SIM卡、GPS天线和GSM天线，所述的GSM芯片与GSM天线连接，所述的GPS芯片与GPS天线连接。

所述的存储模块包括flash、铁电存储器、SD卡接口和SD卡，所述的SD卡接口和SD卡连接。

所述的北斗通信模块包括北斗接收机和北斗天线，所述的北斗接收机和北斗天线连接。

所述的MCU通过第一接口管理电路采集ACC信号、刹车信号、里程表信号、倒车信号，并通过第一接口管理电路输出控制信号。

所述的MCU通过第二接口管理电路采集报警按钮信号、空满载信号，并通过第二接口管理电路输出告警声音信号和告警指示信号。

所述的CAN接口电路包括两路总线，该两路总线通过第一接口管理电路分别与车辆管理CAN总线、电池管理CAN总线连接。

还包括扩展通信接口电路，所述的MCU通过扩展通信接口电路与外部数据终端连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)相对现有设备，增加了一路CAN总线接口，新增的接口满足ISO11898-2协议标准，用于电池组的信息采集，相对现有设备能全面有效在本机记录车辆设备工作状态，包括电池组工作状态；

2)在定位技术上，使用组合定位技术，除了支持GPS定位外，还支持北斗定位；

3)相对现有设备，支持基于陀螺仪与里程信号的航位推算技术，即使在卫星定位信号的盲区，在短时间内，也能连续准确定位，提高了监控与追踪的可靠性；

4)北斗定位模块以选装形式出现，产品自动检测北斗接收机是否安装；安装与否不需要修改追踪器设置。

5)实现电动车辆电池工作状态的远程上传，正常车辆工况数据按设定时间间隔上传一次至中心服务器，故障数据立刻传输；

6)在本地同时采用SD卡与内部Flash双重方式保留CAN总线数据，提高了记录数据安全度；

7)在电池组异常时，支持本地声光报警，及时通知驾驶员处置车辆情况；

8)使用MCU进行电源自动管理，包括供电电压的自动侦测和内外部电池自动切换的管理；

9)MCU与数据通信模块可以通过不同的接口，完成本地升级；

10)通过三轴加速度计提供运动检测模式，在车辆发生碰撞时，自动向中心告警；

11)内置备用电池，在设备外部供电损坏时，能及时报警。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的具体电路结构示意图。

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、图2所示，一种电动车辆远程监控追踪装置，包括电源管理模块1、数据通信模块2、存储模块3、北斗通信模块4、陀螺仪5、加速度计6、MCU8、第一接口管理电路9、第二接口管理电路10和CAN接口电路11；所述的电源管理模块1通过第一接口管理电路9与车载电源连接，所述的CAN接口电路11通过第一接口管理电路9分别与车辆管理CAN总线、电池管理CAN总线连接，所述的电源管理模块1分别与数据通信模块2、MCU8连接，所述的MCU8分别与数据通信模块2、存储模块3、北斗通信模块4、陀螺仪5、加速度计6、第一接口管理电路9、第二接口管理电路10、CAN接口电路11连接。

所述的电源管理模块1包括DC-DC转换电路101、充电管理电路102、电源切换电路103、备用电池104、第一LDO105、第二LDO106、第三LDO107、第四LDO108和北斗电源109；所述的DC-DC转换电路101通过第一接口管理电路9与车载电源连接，所述的DC-DC转换电路101分别与充电管理电路102、北斗电源109连接，所述的充电管理电路102分别与电源切换电路103、备用电池104连接，所述的电源切换电路103与备用电池104连接，所述的电源切换电路103分别与第一LDO105、第二LDO106、第三LDO107、第四LDO108连接，所述的第一第一LDO105、第二LDO106分别与数据通信模块2连接，所述的第三LDO107、第四LDO108分别与MCU8连接。

所述的数据通信模块2包括GSM芯片、GPS芯片、SIM卡、GPS天线和GSM天线，所述的GSM芯片与GSM天线连接，所述的GPS芯片与GPS天线连接。所述的存储模块包括flash31、铁电存储器32、SD卡接口33和SD卡34，所述的SD卡接口33和SD卡34连接。所述的北斗通信模块4包括北斗接收机41和北斗天线，所述的北斗接收机41和北斗天线连接。

所述的MCU8通过第一接口管理电路9采集ACC信号、刹车信号、里程表信号、倒车信号，并通过第一接口管理电路9输出控制信号。所述的MCU8通过第二接口管理电路10采集报警按钮信号、空满载信号，并通过第二接口管理电路10输出告警声音信号和告警指示信号。所述的CAN接口电路11包括两路总线，分别为第一CAN收发器111、第二CAN控制器112、第二CAN收发器113、第二CAN控制器114，分别通过第一接口管理电路9分别与车辆管理CAN总线、电池管理CAN总线连接。本发明还包括扩展通信接口电路7，所述的MCU8通过扩展通信接口电路7与外部数据终端连接。

本发明具有两路CAN总线车辆与电池组信息采集、GPS与北斗定位、短消息与移动公网数据通信、带备份电池、运动模式检测、报警上传与本地提示、移位报警、断油断电等多种功能；支持外部数据终端，支持不开机壳升级和远程OTA升级应用程序的能力。

本发明模块实现传统车辆追踪器功能外，发明特别之处在于：

1)强化了电动车辆的监控功能，设备上设置两路CAN总线接口，支持双路ISO11898-2协议标准CAN总线，能全面有效在本机记录车辆设备工作状态，包括电池组工作状态；

2)使用组合定位模式，除了支持GPS定位外，还支持北斗定位；

3)支持使用陀螺仪的卫星定位盲区时的连续定位；

4)电动车辆工况数据上传：正常车辆工况数据按设定时间间隔上传一次至中心服务器，故障数据立刻传输。

5)在本地同时采用SD卡与内部Flash双重方式保留CAN总线数据；

6)具有本地告警指示：支持本地声光报警，及时通知驾驶员处置车辆情况；

7)支持人工告警：出现紧急情况时，支持本地人工告警

8)MCU进行电源管理和防程序死机管理；

9)三轴加速度计提供运动模式告警，提供车辆意外时的告警；

具体实现如下：

1)DC-DC转换电路101使用TI公司DC-DC转换电路，将DC12V/24V车载电源转化5V电源供终端内部使用；

2)使用2个5V-3.0V LDO分别给数据通信模块2供电和其他外围电路供电；

3)MCU8采用Cortex M3 32位MCU，型号EFM32G380作为终端管理核心单片机，软件功能上包括，外部供电电压自动识别、适应，内外部电源切换管理，通信模块软件运行状态管理；CAN数据解析、记录、整理、发送；外部开关信号的采集，控制输出信号的实现；航位推算算法的实现等等；

4)数据通信模块2，该模块内含Si4904 GSM单芯片Jupiter F2 GPS模块，支持TCP/IP、UDP协议和短信，在Si4904中运行监控追踪器通信应用程序。

5)备用电池104采用3.7V，800mAh锂电池作为备份电池；

6)采用铁电存储器，Ramtron FM25CL64B-G作为快速采样数据保存，采用Flash存储器，Atmel AT25DF161-SH-T作为数据记录；

7)采用标准SD卡记录长时间的CAN数据；

8)采用UM220BD2/GPS模块用于北斗信号接收与解算；

9)采用EPSON XV8000CB陀螺仪，结合车辆里程信号，采用航位推算技术，实现卫星定位盲区时定位位置计算；

10)采用Freescales三轴加速度MMA8452QR1实现车辆运动状态的检测；

11)MCU的AD采样来检查外部车辆电池电压和锂电池电压，在车辆电池电压低时，关闭DC-DC电路，停止使用车辆电源；在检测到和锂电池电压低时关闭GPRS数据发送功能，延长锂电池工作时间。在外部车辆电池电压恢复正常时，恢复使用车辆电源。

12)扩展通信接口电路7：采用信号接口连接器连接外部数据终端或者PC，采用RS232电平与数据终端通信；

13)接口管理电路：硬件上采用双排4.2mm间距，14芯连接器一个和16芯连接器一个与外部信号、电源连接。

14)CAN接口电路：两路CAN总线，采用NXP TJA1051T/3接口芯片实现，分别连接车辆管理CAN总线和电池管理CAN总线，符合ISO11898-2协议；

15)留有镀金反接SMA射频插座，连接外接GPS天线；

16)留有镀金SMA射频插座，连接外接BD2天线；

17)留有镀镍SMA射频插座，连接外接GSM天线。

Claims

1.一种电动车辆远程监控追踪装置，其特征在于，包括电源管理模块、数据通信模块、存储模块、北斗通信模块、陀螺仪、加速度计、MCU、第一接口管理电路、第二接口管理电路和CAN接口电路；

2.根据权利要求1所述的一种电动车辆远程监控追踪装置，其特征在于，所述的电源管理模块包括DC-DC转换电路、充电管理电路、电源切换电路、备用电池、第一LDO、第二LDO、第三LDO、第四LDO和北斗电源；

3.根据权利要求1所述的一种电动车辆远程监控追踪装置，其特征在于，所述的数据通信模块包括GSM芯片、GPS芯片、SIM卡、GPS天线和GSM天线，所述的GSM芯片与GSM天线连接，所述的GPS芯片与GPS天线连接。

4.根据权利要求1所述的一种电动车辆远程监控追踪装置，其特征在于，所述的存储模块包括flash、铁电存储器、SD卡接口和SD卡，所述的SD卡接口和SD卡连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动车辆远程监控追踪装置，其特征在于，所述的北斗通信模块包括北斗接收机和北斗天线，所述的北斗接收机和北斗天线连接。

6.根据权利要求1所述的一种电动车辆远程监控追踪装置，其特征在于，所述的MCU通过第一接口管理电路采集ACC信号、刹车信号、里程表信号、倒车信号，并通过第一接口管理电路输出控制信号。

7.根据权利要求1所述的一种电动车辆远程监控追踪装置，其特征在于，所述的MCU通过第二接口管理电路采集报警按钮信号、空满载信号，并通过第二接口管理电路输出告警声音信号和告警指示信号。

8.根据权利要求1所述的一种电动车辆远程监控追踪装置，其特征在于，所述的CAN接口电路包括两路总线，该两路总线通过第一接口管理电路分别与车辆管理CAN总线、电池管理CAN总线连接。

9.根据权利要求1所述的一种电动车辆远程监控追踪装置，其特征在于，还包括扩展通信接口电路，所述的MCU通过扩展通信接口电路与外部数据终端连接。