CN105022353A - 基于智能穿戴设备的车辆信息系统与信息交换方法 - Google Patents

Abstract

一种基于智能穿戴设备的车辆信息系统及信息交换方法，其特征在于，包括一个与发动机电控系统相关联的电子控制单元，至少一个智能穿戴设备，所述电子控制单元包括无线收发器，通过所述无线收发器与智能穿戴设备通讯。其优点在于，发动机电控系统就能够与智能穿戴设备通过无线方式进行信息交换，人与车辆之间的信息交换就可以摆脱车辆信息系统专有的操作方式，人对车辆的操控也就更加自由方便，减少因为操作信息系统而可能对车辆操控的影响，提高车辆行驶安全性。

Description

基于智能穿戴设备的车辆信息系统与信息交换方法

技术领域

本发明属于车辆和动力机械信息技术领域，具体涉及车辆和动力机械信息传递、车辆和动力机械控制和故障诊断。

背景技术

当今社会，车辆和动力机械与人类生活息息相关。随着设备承载信息系统的不断增加和日益复杂，人与设备之间的信息交换越发重要。

就目前与人密不可分的车辆而言，当前人与车辆之间进行信息交流的主要平台还是车载信息系统本身，例如，一键启动系统，仪表盘故障显示系统等。车辆原有的信息系统在使用方面存在诸多的不便，这些不便源于其固有的缺点：不可移动、升级困难和维修成本高等。

随着智能穿戴技术的日益成熟和成本的下降，已经成为一个人与外界进行信息传递的重要平台。在人与车辆之间的信息交换，智能穿戴设备具有很高的商业价值。

目前，缺乏一种结构完整和涵盖面广的基于智能穿戴设备的车辆信息交换系统。发明专利申请《具有车辆智能钥匙功能的手表》（申请号：201110403666.8）公开了一种可穿戴的智能钥匙具体结构，其主要特征是一个计时手表的电子升级版，并非具有载入APP应用软件的现代智能穿戴设备，也不具备智能穿戴设备的通讯功能。

发明内容

本发明针对上述问题，之目的在于提供一种基于智能穿戴设备的、结构完整和涵盖面广的车辆和动力机械信息交换系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案： 

以基于智能穿戴设备的车辆信息系统为例，其特征在于，包括一个与发动机电控系统相关联的电子控制单元，至少一个智能穿戴设备，所述电子控制单元包括无线收发器，通过所述无线收发器与智能穿戴设备通讯。

根据上述技术方案，发动机电控系统就能够与智能穿戴设备通过无线方式进行信息交换，人与车辆之间的信息交换就可以摆脱车辆信息系统原有固定不变的操作方式，人对车辆的操控也就更加自由方便，避免信息操作干扰驾驶操控，提高车辆行驶安全性。另一方面，因为智能穿戴设备具有可以不断升级的、更加完整的信息处理和交换功能以及操作界面，例如可以方便地接入互联网，所以整个车辆信息系统就与现代先进的信息系统融入在一起，信息交换设备可以不断向上和纵向延伸，例如向手机，平板电脑，远程信息系统终端等方向延伸，从而形成一个基于智能穿戴设备的、结构完整和涵盖面广的车辆信息交换系统。

下列技术方案，对本发明做了进一步的优化或限定。

所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统，包括一部与所述智能穿戴设备通讯的智能手机，所述智能穿戴设备包括一个智能手表，或者一个智能眼镜，或者一个智能头盔。

智能穿戴设备常见的有智能手表和智能眼镜等，由于能耗和界面等限制，作为信息传递手段有其局限性。现代的智能手机信息处理功能更为强大，作为一种移动信息终端，与智能穿戴设备联合使用可形成互补。上述技术方案所带来的好处在于，提供了一种利用智能穿戴设备近距离与手机和发动机电控系统相关联的电子控制单元进行无线通讯，手机可以运行更为复杂的APP软件，例如所述APP可以形成一个虚拟仪表盘，实时显示车辆信息，例如发动机转速、车速、燃油消耗等信息，手机同时可以与远程终端通讯，实现远程车辆信息监控，防盗跟踪，故障诊断和其他车辆信息管理。

本发明所述无线收发器包括一个基于蓝牙协议的模块或者（和）一个 基于wifi 协议的模块.

根据上述技术方案，所述智能穿戴设备除了可以通过蓝牙协议单独与电子控制单元通讯，还可以同时与手机一起形成三方通讯，一种优选的三方通讯方案是所述智能穿戴设备包括一个一拖二或者一拖多的蓝牙模块。另一种智能穿戴设备与电子控制单元形成双方通讯，或者可以同时与手机一起形成三方通讯的方案是通过WIFI协议形成一个局域网络来实现。

进一步，本发明所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统，还包括一个音响设备，音响设备可与所述智能穿戴设备直接连接，也可以通过电子控制单元之无线收发模块与所述智能穿戴设备连接。

根据上述技术方案，可通过所述智能穿戴设备控制一个音响设备，从而能够利用所述音响设备播放储存在智能穿戴设备或者手机中的语音资料，或者同时通过手机屏幕播放影像资料。所述音响设备可以是一种大功率的扬声器，也可以是小功率的耳机。

本发明的技术方案还包括基于智能穿戴设备的车辆信息系统的信息交换方法，其特征在于，包括电子控制单元向所述智能穿戴设备上传车辆信息的步骤；包括设立身份验证和取消身份验证功能的步骤，以及电子控制单元验证来自所述智能穿戴设备身份的步骤。

根据上述技术方案，所述电子控制单元就能够把自己管控的任何数据传输到所述智能穿戴设备上，或者通过智能设备传递给手机，这些信息包括但不限于车辆的速度、发动机转速、发动机温度、机油信息、车辆故障信息或者代码、车辆的排放数据、车辆的燃油消耗等信息，尤其是可以通过车辆故障代码触发智能穿戴设备或者手机中的语音模块，智能穿戴设备或者手机可以执行播放这些语音模块，语音模块的内容可以是与故障相关的任何信息，其中包括维修指南，与此同时，智能穿戴设备或者手机换可以存储和图文显示这些故障信息。

智能穿戴设备与电子控制单元之无线收发模块之间连接时，可以设立或者取消安全密码。在智能穿戴设备与电子控制单元之间的无线通讯连接成功之前或后，电子控制单元是否能够进入执行与发动机电控单元相关的指令的工作状态，例如启动发动机，取决于其本身储存的身份识别状态。身份识别状态分为设定和解除两种，身份识别设定状态可以通过智能穿戴设备进行改变，改变时需要输入身份识别密码或者来自更高层次的管理授权，更高层次的管理授权主要用于密码丢失时重新设定密码，车辆调试和维修，车辆丢失处理等。当身份识别状态为解除状态时，电子控制单元可以无条件地执行与发动机电控单元相关联的工作指令；当身份识别状态为解除状态时，则需要智能穿戴设备与电子控制单元之间的无线通讯连接成功以及身份验证通过后，电子控制单元才可以执行与发动机电控单元相关联的工作指令。

上述设立身份识别的目的是为了防止盗用车辆或者盗取信息，取消身份识别的目的是为了节省无线通讯连接所需要的时间。设定或者取消身份识别，需要输入密码才能完成。

进一步本发明的车辆信息系统的信息交换方法，还包括选择正常驾驶和经济驾驶模式的步骤。

根据上述技术方案，车辆用户可以通过智能穿戴设备，非常方便地选择车辆的驾驶模式，在希望节约燃油成本时，选择经济驾驶模式，在经济驾驶模式下，发动机电控系统将控制发动机以最节省燃油消耗的方式运行，甚至不惜牺牲一些动力性能，例如将发动机空燃比控制在理论当量比或者偏稀状态，哪怕是在油门全开的全负荷工况。还有比如降低自动变速箱从低档位向高档位的换挡切换的临界转速，等等。

本发明所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统的信息交换方法，还可以包括以下步骤：

A）驾驶员向智能穿戴设备发出启动或停止发动机的指令；

B）智能穿戴设备向电子控制单元下传启动或停止发动机的指令；

C）电子控制单元发出启动或停止发动机的指令。

根据上述技术方案，车辆驾驶员在离开车辆有限距离的条件下，通过智能穿戴设备可以启动或停止发动机，例如在智能穿戴设备上通过按键或触屏启动或停止发动机，通过语音识别启动或停止发动机。该有限距离为无线收发模块的有效工作距离。

上述方案可以直接推广到以内燃机为动力的其他产品，例如固定或移动式发电机，工程机械，包括但不限于推土机、挖掘机和水泥浇筑设备等，可应用与如此诸类产品的基于智能穿戴设备之车辆信息系统，具有完全一致的拓扑结构，均属于本发明之保护范围。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统实施例之一。

图2为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统实施例之二。

图3为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统实施例之三。

图4为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统实施例之四。

图5为本发明提供的为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统之应用例示意图之一。

图6为本发明提供的为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统之应用例示意图之二。

图7为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统之逻辑示意图。

图8为本发明提供的为本发明提供的智能设备的车辆信息系统用于排放监测之逻辑示意图。

具体实施例

如图1所示，为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统实施例之一，包括一个电子控制单元2，一个无线收发器5，至少一个通过所述无线收发器5与电子控制单元2近距离无线通讯的智能穿戴设备7，一个受电子控制单元2控制的发动机电控系统8，该电控系统8包括点火驱动1、电机控制器3和启动电机4，所述电机控制器3为一个继电器，所述启动电机4可以是一般的直流电机，也可以是ISG（起发一体化电机）。电控系统8是一台发动机及车辆（图中未示出）的电控系统。所述无线收发器5可以为一个蓝牙模块5，该蓝牙模块5可以包含于所述电子控制单元2内，亦可为一独立模块。

智能穿戴设备7载入有应用软件，图1示例的智能穿戴设备是一个智能手表、一个智能眼镜等。智能穿戴设备7可以包含有语音系统7a。智能穿戴设备7可通过无线信号6接收来自电子控制单元2的反馈信息，并经过语音系统7a将所获信息以提示形式传达或者以图文形式反映至操作人员。

智能穿戴设备7之工作界面包括有设立身份验证和取消身份验证选项。电子控制单元2是否接受来自智能穿戴设备7或者其它方式的指令开始工作（例如启动发动机），要取决于其本身储存的身份识别状态。在没有设定身份识别的情况下，则可以无条件接受启动工作的指令，否则需要通过身份识别验证后方能开始工作。本系统设定身份识别方式的目的是为了防止盗用车辆或者盗取信息，取消身份识别的目的是为了节省无线通讯连接所需要的时间。身份识别设定状态可以通过智能穿戴设备7进行改变，改变时需要输入身份识别密码或者来自更高层次的管理授权，更高层次的管理授权主要用于密码丢失时重新设定密码，车辆调试和维修，车辆丢失处理等。

此外，智能穿戴设备7之界面还包括有车辆正常驾驶和经济驾驶选项，车辆用户可以通过智能穿戴设备7非常方便地选择车辆的驾驶模式。若使用者在希望节约燃油成本时，可以选择经济驾驶模式，在经济驾驶模式下，发动机电控系统8将控制发动机以最节省燃油消耗的方式运行，甚至不惜牺牲一些动力性能。例如，将发动机空燃比控制在理论当量比或者偏稀状态。还有比如降低自动变速箱从低档位向高档位的换挡切换的临界转速等。

图1所示车辆信息系统其工作过程举例如下：

所述智能穿戴设备7接收到用户的启动指令后，将启动车辆的信号通过无线收发器5传输给电子控制单元2，进而向发动机电控系统8发出指令，电机控制器3使启动电机4工作。同时，点火驱动装置1等接收到指令后开始工作，使车辆启动。电子控制单元2接收、存储车辆运行参数以及排放等信息，通过无线收发器5返回给智能穿戴设备7，若车辆在运行过程中出现问题，智能设备7可启动语音系统7a将信息更直接的反馈给操作员，等待下一步处理。

图2为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统实施例之二，一个电子控制单元2，一个受电子控制单元2控制的发动机电控系统8，一个无线收发器5，一个通过所述无线收发器5与电子控制单元2通讯的智能穿戴设备7，所述智能穿戴设备7为一个智能头盔，一个无线移动设备10。所述智能穿戴设备7除了可以通过蓝牙协议单独与电子控制单元2通讯，还可以同时与所述无线移动设备10一起形成三方通讯，该三方通讯方案可以是所述智能穿戴设备7包括一个一拖二的蓝牙模块，也可以是一个一拖多的蓝牙模块。所述无线收发器5为一个包含于电子控制单元2的蓝牙模块5。所述发动机电控系统8包括电子控制单元2、点火驱动1、电机控制器3、启动发电一起化的ISG电机4，油门执行器11以及喷油器12等。所述无线移动设备10可以是一部智能手机。

图2所示信息系统其工作过程与图1系统所述大致相同，其不同点在于：因为形成了一个三方无线交互网络，所以信息流动步骤多一些。所述电子控制单元2接收来自智能穿戴设备7的启动信号后，控制ISG以启动电机模式拖动发动机（图中未示出）转动，同时控制点火和喷油系统工作使发动机启动工作，并将发动机及车辆（图中未示出）运行参数等信息通过无线收发器5返回给智能穿戴设备7，智能穿戴设备7进一步将所得信息传输至无线移动设备10，操作人员可通过该无线移动设备10查看发动机及车辆各个参数信息（包括但不限于车辆的速度、发动机转速、发动机温度、机油信息、车辆故障信息或者代码、车辆的排放数据、车辆的燃油消耗等信息），并能在第一时间调整车辆状态。若车辆在运行过程中出现故障，智能穿戴设备7或者手机10可以执行播放这些语音模块7a，语音模块7a的内容可以是与故障相关的任何信息，其中包括维修指南。与此同时，智能穿戴设备7或者手机10还可以存储和图文显示这些故障信息。

图3所示为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统实施例之三。与图1和图2之区别在于：图3所述电子控制单元2为发动机电控单元ECU，连接的无线收发器5为wifi网络通信模块，通过智能设备7的wifi网络通信功能，可以使智能设备7与发动机ECU2和无线移动设备10形成一个无线交互网络。 

图3所示信息系统其工作过程与图2属实系统所述相同。

图4为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统实施例之四，包含如图1或2或3所示车辆信息系统，此外，本系统还可包括音响设备17，移动数据交换中心15和远程服务终端16。音响设备17通过无线蓝牙装置5与智能穿戴设备7连接，该音响设备17包含一个可以播音的喇叭18，可以是一种大功率的扬声器，也可以是小功率的耳机，可将车辆状况进行广播告知操作人员。智能手机10通过移动数据交换中心15无线连接到远程服务终端16，当电控发动机或搭载该电控发动机的车辆（图4中均未示出）遇到意外状况时可申请远程协助或及时获得救助。

图5所示，为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统之应用例示意图之一，其工作步骤逻辑框图如图7所示。图中所示车辆为一辆摩托车9。如图5及图7所示，操作人员将车辆启动请求信号通过音频信号或屏幕操作的形式传递到智能穿戴设备7（步骤100），智能设备7将各信息（包括身份识别信息、模式信息等）（如步骤102和101）及操作指令通过无线收发器5传输给发动机ECU 2（步骤117），ECU 2控制并启动发动机（步骤106）。如启动身份验证功能，则须输入验证码（步骤102），并进行身份识别（步骤118），若通过则进行指令传输，如不通过则进行循环，此后发动机ECU 2处于等待执行状态（步骤117），发动机启动后，发动机ECU 2将车辆状态的各运行参数传送给智能穿戴设备7（步骤107），智能穿戴设备7判断是否主动连接至无线移动设备10（如手机）（步骤108），若连接则将数据传送给无线移动设备10。ECU 2进一步判断车辆是否正常工作（步骤115），当车辆出现故障时，上传故障代码并触发语音模块（步骤109），智能穿戴设备7将显示并语音播报故障，操作人员若需更高层次的管理授权或帮助，可通过无线移动设备10请求远程服务（步骤113），通过移动数据交换中心15连接至远程服务终端16（步骤112），进行远程协助或监测（主要包括密码丢失时重新设定密码，车辆调试和维修，车辆丢失处理等），结束后返回发动机参数显示界面（步骤111）。在此过程中，各参数信息可通过智能设备7或者无线移动设备10自带语音系统7a提示，或者通过音响设备17进行播报，该功能可根据操作人员需求选择性使用。

图6所示为本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统之应用例示意图之二，是将本发明用于车辆尾气排放处理系统（选择性还原催化后处理系统SCR或柴油机排烟过滤器再生喷射计量系统DDS）或监测工程，所述无线收发器5包含与车辆发动机的排放后处理控制单元（ACU）20上，所述移动交互中心15通过无线网络6连接至排放监测中心21，可实时监测车辆排放状况，并及时采取相应措施。

图6所示应用例的工作步骤逻辑框图如图8所示，车辆在运行过程中，所述智能穿戴设备7与后处理控制单元（ACU）20对接（步骤100），蓝牙模块5集成在后处理控制单元（ACU）20中，发动机控制单元2与后处理控制单元（ACU）20通过车上的数据总线连接通信，发动机及车辆（图6中未示出）运行数据以及排放数据通过后处理控制单元（ACU）20上传至智能穿戴设备10（步骤201），智能穿戴设备10判断是否出现排放装置或车辆故障（步骤202），若是则上传故障代码并触发语音模块（步骤203），智能穿戴设备显示并语音播报故障（步骤204）。进一步判断是否需要远程协助（步骤205），若是，则连接远程服务终端（步骤206），并上传数据（步骤207），服务结束后退出协助（步骤208），并返回车辆运行控制界面。当然也可以在步骤204后强制性直接连接远程服务终端（步骤206），适用于需要强制对排放系统故障车辆进行实时监督的场合。

本发明提供的基于智能穿戴设备的车辆信息系统与信息交换方法以及其它基于本发明精神实质的进一步的方案，包括以内燃机为动力的其他产品，例如固定或移动式发电机，工程机械，包括但不限于推土机、挖掘机和水泥浇筑设备等，均属本发明公开和保护的范围之内。

Claims (12)

1.基于智能穿戴设备的车辆信息系统，其特征在于，包括一个与发动机电控系统相关联的电子控制单元，至少一个智能穿戴设备，所述电子控制单元包括无线收发器，通过所述无线收发器与智能穿戴设备通讯。

2.如权利要求1所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统，其特征在于，包括一部与所述智能穿戴设备通讯的智能手机。

3.如权利要求1或者2所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统，其特征在于，所述智能穿戴设备包括一个智能手表。

4.如权利要求1或者2所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统，其特征在于，所述智能穿戴设备包括一个智能眼镜。

5.如权利要求1或者2所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统，其特征在于，所述智能穿戴设备包括一个智能头盔。

6.如权利要求1-5之一项所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统，其特征在于，所述无线收发器包括一个蓝牙模块。

7.如权利要求1-6之一项所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统，其特征在于，所述无线收发器包括一个wifi模块。

8.如权利要求6或7所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统，其特征在于，包括一个音响设备，音响设备与所述智能穿戴设备连接。

9.基于智能穿戴设备的车辆信息系统的信息交换方法，其特征在于，包括电子控制单元向所述智能穿戴设备上传车辆信息的步骤。

10.如权利要求9所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统的信息交换方法，其特征在于，包括设立身份验证和取消身份验证功能的步骤，电子控制单元验证来自所述智能穿戴设备身份的步骤。

11.如权利要求10所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统的信息交换方法，其特征在于，包括选择正常驾驶和经济驾驶模式的步骤。

12.如权利要求10或者11所述的基于智能穿戴设备的车辆信息系统的信息交换方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、驾驶员向智能穿戴设备发出启动或停止发动机的指令，

b、智能穿戴设备向电子控制单元下传启动或停止发动机的指令，

c、电子控制单元发出启动或停止发动机的指令。