CN104670125B - 总线信号感应器 - Google Patents
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Abstract
一种总线信号感应器，用于实现汽车车况信息和运行状态信息的读取，包括：外壳，与汽车通信总线贴合，用于固定总线信号感应器的位置以保证信号拾取的质量；信号接收模块，位于所述外壳内，用于采用电磁感应的方式拾取汽车通信总线的信号；信号处理模块，位于所述外壳内且与所述信号接收模块连接，用于将所述信号接收模块拾取的信号进行处理；信号输出模块，与所述信号处理模块连接，用于将所述信号处理模块处理后的信号输出给外接的后端系统；电源，与所述信号接收模块和信号处理模块连接，用于给所述信号接收模块和信号处理模块提供稳定的电压。本发明无需占用汽车通信节点数且安全系数高。
Description
技术领域
本发明涉及汽车通信信号采集领域，特别是涉及一种总线信号感应器。
背景技术
近年来随着汽车产业迅速发展以及车联网的兴起，实时准确获知汽车车况和运行状态成为一种趋势。于是，各种集成了OBD(On Board Diagnostics，车载自动诊断系统)应运而生。
然而，目前市场上带有OBD的汽车实时读取车况信息的方式主要有两种：一种是通过OBD诊断口；另一种是直接在汽车通信上接线。当安装的OBD出现故障时，会造成车辆误报故障，甚至使通信数据出现异常，汽车不能正常运行。另外，为了保证汽车通信系统的可靠性，在汽车总线协议中规定了总线中接入的通信节点数，即通信节点数有限，而上述两种方式都占用了汽车的通信节点数，且加重了总线的负载，安全系数低。
发明内容
基于此，有必要提供一种无需占用汽车通信节点数且安全系数高的总线信号感应器。
一种总线信号感应器，用于实现汽车车况信息和运行状态信息的读取，包括：
外壳，与汽车通信总线贴合，用于固定总线信号感应器的位置以保证信号拾取的质量；
信号接收模块，位于所述外壳内，用于采用电磁感应的方式拾取汽车通信总线的信号；
信号处理模块，位于所述外壳内且与所述信号接收模块连接，用于将所述信号接收模块拾取的信号进行处理；
信号输出模块，与所述信号处理模块连接，用于将所述信号处理模块处理后的信号输出给外接的后端系统；
电源，与所述信号接收模块和信号处理模块连接，用于给所述信号接收模块和信号处理模块提供稳定的电压。
在其中一个实施例中，所述信号接收模块包括感应天线，所述感应天线靠近汽车通信总线设置。
在其中一个实施例中，所述感应天线的数量为1根以上。
在其中一个实施例中，所述感应天线的数量为两根，包括第一感应天线和第二感应天线。
在其中一个实施例中，所述感应天线为PCB铜片。
在其中一个实施例中，所述信号处理模块包括依次连接的输入滤波单元和信号放大单元；所述输入滤波单元用于将所述信号接收模块拾取的信号进行滤波，所述信号放大单元用于将滤波后的信号进行放大处理。
在其中一个实施例中，所述输入滤波单元为RLC滤波电路，包括信号输入端、限流电阻、滤波电感及输入滤波电容，所述信号输入端与所述信号接收模块连接，所述限流电阻串联在所述信号输入端与所述滤波电感的输入端之间，所述输入滤波电容连接在所述滤波电感的输出端。
在其中一个实施例中，所述信号放大单元包括信号放大芯片，所述信号处理模块还包括输出滤波单元，所述输出滤波单元连接在电源与所述信号放大芯片之间，用于实现对放大后的信号进行二次滤波。
在其中一个实施例中，所述信号处理模块还包括连接在所述输入滤波单元输出端的保护单元，所述保护单元包括三个二极管组，用于防止过大的浪涌信号而对所述信号放大单元造成损坏。
在其中一个实施例中，所述信号输出模块包括数字电平转换单元，所述数字电平转换单元用于将放大处理后的信号进行电平转换。
上述总线信号感应器，通过将外壳与汽车通信总线贴合来保证信号接收模块在进行信号拾取时的质量，拾取的信号经信号处理模块处理后从信号输出模块输出给外接的后端系统，信号接收模块利用电磁感应的方式拾取通信总线的信号，这样不会占用汽车通信节点数；另外，因没有直接与通信总线连接，在一定程度上减轻了通信总线的负载，避免了一些不安全的因素，安全系数高。
附图说明
图1为一实施中总线信号感应器的模块图；
图2为图1所示实施例中信号处理模块的原理图。
具体实施方式
请参照图1，为一实施中总线信号感应器的模块图。
该总线信号感应器用于实现汽车车况信息和运行状态信息的读取，包括外壳110、信号接收模块120、信号处理模块130、信号输出模块140以及电源150。其中，信号接收模块120、信号处理模块130、信号输出模块140以及电源150均设于外壳110内。
外壳100与汽车通信总线贴合，用于固定总线信号感应器的位置以保证信号拾取的质量。具体地，外壳100包括上盖部分和下盖部分，通过将上盖部分和下盖部分压住汽车通信总线，使整个总线信号感应器与所述汽车通信总线密贴。
信号接收模块120位于外壳100内，用于采用电磁感应的方式拾取汽车通信总线的信号。具体地，信号接收模块120为感应天线。在本实施例中，所述感应天线为PCB铜片，PCB铜片的形状、大小可以根据需要设计，PCB铜片紧贴通信总线以感应总线信号。所述感应天线为两根，分别为第一感应天线和第二感应天线。可以理解，在其他实施例中，可以根据实际需要，任意设置所述感应天线的数量。
当通信总线上有总线信号时，就会产生一个变化的磁场，从而在所述第一感应天线和第二感应天线中产生电势，从而实现读取总线信号的目的。
信号处理模块130与信号接收模块120连接，用于将信号接收模块120拾取的信号进行处理。信号处理模块130包括依次连接的输入滤波单元和信号放大单元。所述输入滤波单元用于将信号接收模块120拾取的信号进行滤波，所述信号放大单元用于将滤波后的信号进行放大处理。
具体请结合图2，为图1所示实施例中信号处理模块的原理图。
所述输入滤波单元为RLC滤波电路，包括信号输入端、限流电阻(R1、R2)、滤波电感L1及输入滤波电容(C1～C4)，所述信号输入端与信号接收模块120连接，限流电阻(R1、R2)串联在所述信号输入端与滤波电感L1之间。在本实施例中，信号接收模块120包括第一感应天线和第二感应天线，因此所述输入端也有两个，限流电阻R1和限流电阻R2分别串联在两个信号输入端。输入滤波电容C1和输入滤波电容C2依次连接在滤波电感L1的第一输出端与地之间，输入滤波电容C3、输入滤波电容C4依次连接在滤波电感L1的第二输出端与地之间，滤波电感L1的第二输出端与所述信号放大单元的输入端连接。滤波电感L1用于高频滤波，输入滤波电容(C1～C4)用于中低频滤波，这样就可以实现对信号的整体滤波。
所述信号放大单元包括信号放大芯片U1，信号处理模块130还包括输出滤波单元，所述输出滤波单元连接在电源与信号放大芯片U1之间，用于实现对放大后的信号进行二次滤波。具体地，所述输出滤波单元包括输出滤波电容C6、滤波电阻R3，输出滤波电容C6的正极与电源VCC连接，输出滤波电容C6的负极与滤波电阻R3的一端连接，滤波电阻R3的另一端与信号放大芯片U1的输出端连接。
进一步地，在本实施例中，信号处理模块还包括连接在所述输入滤波单元输出端的保护单元，所述保护单元包括三个二极管组(Q1～Q3)，用于防止过大的浪涌信号而对所述信号放大单元造成损坏。二极管组Q1与滤波电感L1的第一输出端连接，二极管组Q2与滤波电感L1的第二输出端连接，二极管组Q3连接在输入滤波电容C3和输入滤波电容C4之间，并通过输入滤波电容C1与滤波电感L1的第一输出端连接。
请结合图1和图2对上述总线信号感应器的原理进行说明。
外壳110的上盖部分和下盖部分压住汽车通信总线，使外壳110与汽车通信总线贴合，这样可以保证信号接收模块120中的第一感应天线和第二感应天线紧靠通信总线，当通信总线上有总线信号时，就会产生一个变化的磁场，从而在所述第一感应天线和第二感应天线中产生电势，从而实现拾取总线信号目的。拾取后的信号分别通过限流电阻R1和限流电阻R2进入滤波电感L1和输入滤波电容进行整体滤波，滤波后的信号再经过信号放大芯片进行放大，放大后的信号经输出滤波单元滤波后再输出至外接的后端系统中。
上述总线信号感应器，通过将外壳与汽车通信总线贴合来保证信号接收模块在进行信号拾取时的质量，拾取的信号经信号处理模块处理后从信号输出模块输出给外接的后端系统，信号接收模块利用电磁感应的方式拾取通信总线的信号，这样不会占用汽车通信节点数；另外，因没有直接与通信总线连接，在一定程度上减轻了通信总线的负载，避免了一些不安全的因素，安全系数高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种总线信号感应器，用于实现汽车车况信息和运行状态信息的读取，其特征在于，包括：
外壳，与汽车通信总线贴合，用于固定总线信号感应器的位置以保证信号拾取的质量；所述外壳包括上盖部分和下盖部分，通过将上盖部分和下盖部分压住汽车通信总线，使整个所述总线信号感应器与所述汽车通信总线密贴；
信号接收模块，位于所述外壳内，用于采用电磁感应的方式拾取汽车通信总线的信号；所述信号接收模块包括感应天线，所述感应天线靠近汽车通信总线设置；所述感应天线用于在所述通信总线上有信号后产生电势，以实现读取总线信号的目的；
信号处理模块，位于所述外壳内且与所述信号接收模块连接，用于将所述信号接收模块拾取的信号进行处理；
信号输出模块，位于所述外壳内且与所述信号处理模块连接，用于将所述信号处理模块处理后的信号输出给外接的后端系统；
电源，位于所述外壳内且与所述信号接收模块和信号处理模块连接，用于给所述信号接收模块和信号处理模块提供稳定的电压。
2.根据权利要求1所述的总线信号感应器，其特征在于，所述感应天线的数量为1根以上。
3.根据权利要求2所述的总线信号感应器，其特征在于，所述感应天线的数量为两根，包括第一感应天线和第二感应天线。
4.根据权利要求1所述的总线信号感应器，其特征在于，所述感应天线为PCB铜片。
5.根据权利要求1所述的总线信号感应器，其特征在于，所述信号处理模块包括依次连接的输入滤波单元和信号放大单元；所述输入滤波单元用于将所述信号接收模块拾取的信号进行滤波，所述信号放大单元用于将滤波后的信号进行放大处理。
6.根据权利要求5所述的总线信号感应器，其特征在于，所述输入滤波单元为RLC滤波电路，包括信号输入端、限流电阻、滤波电感及输入滤波电容，所述信号输入端与所述信号接收模块连接，所述限流电阻串联在所述信号输入端与所述滤波电感的输入端之间，所述输入滤波电容连接在所述滤波电感的输出端。
7.根据权利要求6所述的总线信号感应器，其特征在于，所述信号放大单元包括信号放大芯片，所述信号处理模块还包括输出滤波单元，所述输出滤波单元连接在电源与所述信号放大芯片之间，用于实现对放大后的信号进行二次滤波。
8.根据权利要求5所述的总线信号感应器，其特征在于，所述信号处理模块还包括连接在所述输入滤波单元输出端的保护单元，所述保护单元包括三个二极管组，用于防止过大的浪涌信号而对所述信号放大单元造成损坏。
9.根据权利要求1所述的总线信号感应器，其特征在于，所述信号输出模块包括数字电平转换单元，所述数字电平转换单元用于将放大处理后的信号进行电平转换。
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