CN108990013A - 基于obd-ii和蓝牙的智能车载系统 - Google Patents

基于obd-ii和蓝牙的智能车载系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于OBD‑II和蓝牙的智能车载系统，包括数据模块、采集单元、App平台和远端服务器；数据模块为车辆上的车载OBD‑II接口；采集单元包含主控芯片、电源模块、蓝牙模块、CAN总线通信模块、K线通信模块、SAEJ1850总线通信模块和OBD‑II连接接口；App平台包括蓝牙模块、GPS模块、分析处理模块和数据库。本发明的采集单元通过OBD‑II连接接口与数据模块连接以获取车载OBD‑II系统中的行车数据和故障码，采集单元与App平台通过各自的蓝牙模块通信，App平台获取到采集单元发送来的行车数据和故障码后，一方面将数据保存在数据库并分析，另一方面将数据和GPS信息一同发送给云端服务器。云端服务器经大数据分析进而返回诊断结果、路况预警和路径规划等信息。

Description

基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统
技术领域
本发明涉及一种用于监控车辆实时行车信息并提供诊断结果及路况预警、导航规划等信息的智能车载系统，尤其是涉及一种基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统。
背景技术
“车联网”是近年来从“物联网”中衍生而来的新兴概念，通过结合车载诊断、通信、互联网、数据处理、云计算、大数据等多项技术，不仅能实现车辆故障诊断、车辆状态信息实时监控，还能实现对交通路况的获取，为车主提供驾驶行为的建议，计算最佳驾驶路线，为交管部门提供交通优化的数据平台。
OBD-II系统是自2007年开始我国强制要求大部分车型装配的车载系统，负责对所有出现在汽车发动机排放系统中与排放有关的部件和子系统进行检测，将故障码存储在存储器中。
外部车载系统要与OBD-II系统通信必须依靠车载总线技术。目前，CAN总线凭借其优越的仲裁机制、较高的通信速率和灵活可靠的通信方式等特性被广泛应用在的车载网络中。但如今市场上还存在较多基于K线的KWP2000协议的车型和部分基于SAEJ1850总线的车型，因此，目前市场需要兼容基于CAN、K和SAEJ1850三种不同总线协议的车载诊断系统。
目前出现的车载系统大部分只能将OBD-II中的故障码和实时车辆信息显示出来，并保存到内存中供专业维修人员通过PC和专业诊断软件来读取，车主只能通过维修人员才能对自己车子的故障进行了解，这使车主处于一种被动的地位。随着交通事故的频发、交通状况每况愈下，一方面，人们越来越渴望拥有一款能够提供车辆故障的及时诊断、用户行车习惯的纠正，对路况提供预警的车载系统，而不是仅仅停留在对车速和燃油量等的简单了解，另一方面，交管部门也希望通过一个数据平台为交通优化提供基础并对车辆进行监控。随着“车联网”思想的不断渗透以及OBD-III概念的提出，有关“车联网”的研究开始展开。
本发明利用CAN总线、K线和SAEJ1850总线技术连接车辆上内置的OBD-II系统提供了一种基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，克服了现有车载系统存在的局限性，满足了上述的市场需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述车载系统存在的局限性，克服现有技术的不足，提供一种基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，以解决如何将车载数据用易懂的可视化方式呈现给用户，并提供其诊断、路况提示和导航规划功能的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，包括数据模块、采集单元、App平台和云端服务器；
所述数据模块为车载OBD-II接口，是车辆上装配的OBD-II接口，可外接外设的OBD-II连接接口；
所述采集单元包括主控芯片、电源模块、蓝牙模块、OBD-II连接接口、CAN总线通信模块、K线通信模块和SAEJ1850总线通信模块，其中，电源模块、蓝牙模块、OBD-II连接接口、CAN总线通信模块、K线通信模块和SAEJ1850总线通信模块均与主控芯片相连；电源模块用于给主控芯片和其他模块供电，蓝牙模块用于与App平台进行通信，OBD-II连接接口用于与数据模块的车载OBD-II接口相连以获取车载OBD-II中存储的行车数据和故障码，CAN总线通信模块用于提供CAN总线通信所需的外设电路，K线通信模块用于提供K线通信所需的外设电路，SAEJ1850总线通信模块实现了PWM和VPM两种方式的总线通信；
所述App平台是基于Android的平台，包括蓝牙模块、GPS模块、数据库和分析处理模块，蓝牙模块用于与采集单元进行通信，GPS模块用于获取用户的地理信息，数据库用于存储从数据模块采集来的实时数据和故障码，分析处理模块用于对获取的数据进行分析，并将其处理成可视化信息。
进一步地，所述App平台发送OBD-II指令给采集单元，采集单元向数据模块请求对应数据，采集单元再将获取的行车数据和故障码返回给App平台存储在数据库，App平台一方面利用分析处理模块将数据处理成可视化信息显示给用户，另一方面将数据和GPS模块获取的地理信息上传给云端服务器，云端服务器经大数据分析返回诊断结果、路况预警和路径规划等信息。
进一步地，所述数据模块的车载OBD-II接口和采集单元的OBD-II连接接口均是16针标准的DLC插座，每个针脚的信号分配相同。
进一步地，所述采集单元的主控芯片为基于ARM Cortex-M3内核的32位微处理器LPC1549。
进一步地，所述采集单元的电源模块将汽车直流电压12V调节至5V电压，再将5V电压调节至3.3V电压。
进一步地，所述采集单元的蓝牙模块的蓝牙芯片为基于BLE技术的HM-13。
进一步地，所述采集单元的CAN总线通信模块采用ISO15765协议通信。
所述采集单元的K线通信模块采用KWP2000/ISO9141-2协议通信。
进一步地，所述App模块的数据库为SQLite数据库。
本发明供的基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，结合OBD-II的诊断技术、智能手机的蓝牙通信以及云端服务器的数据处理技术，打破了车载系统的局限性，具有以下优点和效果：
（1）于车主而言，该系统不仅为其提供了一个车辆诊断平台，还可给予其路径导航建议；
（2）于车辆维修人员而言，可通过该系统获取故障信息和维修依据；
（3）于交通监管部门而言，该系统是车辆监控平台，还提供了交通优化的数据基础。
附图说明
图1为本发明的结构原理框图；
图2为本发明的数据信息流传输示意图；
图中，1、数据模块，2、采集单元，21、主控芯片，22、电源模块，23、蓝牙模块，24、OBD-II连接接口，25、CAN总线通信模块，26、K线通信模块，27、SAEJ1850总线通信模块，3、App平台，31、蓝牙模块，32、GPS模块，33、数据库，34、分析处理模块，4、云端服务器。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示的一种基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，包括数据模块1、采集单元2、App平台3和云端服务器4。
所述数据模块1为车载OBD-II接口，是车辆上装配的OBD-II接口，可外接外设的OBD-II连接接口。
所述采集单元2包括主控芯片21、电源模块22、蓝牙模块23、OBD-II连接接口24、CAN总线通信模块25、K线通信模块26和SAEJ1850总线通信模块27，其中，电源模块22、蓝牙模块23、OBD-II连接接口24、CAN总线通信模块25、K线通信模块26和SAEJ1850总线通信模块27均与主控芯片相连；所述采集单元2各模块的特点如下：
1）主控芯片21为基于ARM Cortex-M3内核的32位微处理器LPC1549；
2）电源模块22用于给主控芯片21和其他模块供电，电源模块22与车载12V蓄电池连接，将汽车直流电压12V调节至5V电压，再将5V电压调节至3.3V电压。其中，5V电压用于给CAN总线通信模块25K线通信模块26和SAEJ1850总线通信模块27供电，并为LED模块（图中未标出）提供阳极电压；3.3V电压提供给主控芯片21使用并为蓝牙模块23供电。
3）蓝牙模块23用于与App平台3进行通信，该模块中的蓝牙芯片为基于BLE技术的HM-13。
4）OBD-II连接接口24用于与数据模块1的车载OBD-II接口相连以获取车载OBD-II中存储的行车数据和故障码。
5）CAN总线通信模块25用于提供CAN总线通信所需的外设电路，该模块中的CAN收发器为CAN收发芯片TJF1051T/3；为型号为1LPC1549的主控芯片21中的CAN控制器与双线CAN总线提供了一个接口，芯片通过TXD和RXD两个引脚和型号为1LPC1549的主控芯片21进行数据通信，通过CANL、CANH两个引脚分别和OBD-II连接接口24的CAN-L、CAN-H针脚连接实现CAN总线上的数据交换。
6）K线通信模块26用于提供K线通信所需的外设电路，该模块中的K线接口为接口芯片MC33660EFR2，芯片通过TX和RX引脚与主控芯片LPC1549进行数据通信，通过ISO引脚与OBD-II连接接口24的K线针脚连接实现K线通信。
所述App平台3是基于Android的平台，包括蓝牙模块31、GPS模块32、数据库33和分析处理模块34；蓝牙模块31用于与采集单元2中的蓝牙模块22连接以实现App平台3与采集单元2之间的通信；GPS模块32用于获取用户的地理信息；数据库33用于存储从数据模块1采集来的实时数据和故障码，分析处理模块34用于对获取的数据进行分析，并将其处理成可视化信息。
如图2所示，本发明的实现方法如下：
步骤①：App平台3向采集单元2发送标准的OBD指令；
步骤②：采集单元2将接收到的OBD指令进行CAN总线/K线/SAEJ1850总线的匹配，并进行协议解析，通过数据模块1中的车载OBD-II接口向车辆中装配的OBD-II系统发送请求，请求相应的数据；
步骤③：车辆中的OBD-II系统接收到请求后，将向采集单元2返回相应的故障码和实时行车信息（包括车速、转速、冷却液温度、电池电量、扭矩等）作为响应；
步骤④：采集单元2会将接收到的行车信息和故障码用蓝牙的通信方式发送给App平台3；
步骤⑤：App平台3会对行车信息和故障码进行存储和分析处理，将其解析处理成用户易懂的可视化信息显示，同时还会将行车信息、故障码以及GPS模块获取的地理信息上传至云端服务器4；
步骤⑥：云端服务器4会对所有接收到的上传信息进行大数据处理，进而向App平台3返回诊断结果及故障解决方案、路况提示和导航规划，App平台3将其显示给用户。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，其特征在于：包括数据模块（1）、采集单元（2）、App平台（3）和云端服务器（4）；
所述数据模块（1）为车载OBD-II接口，是车辆上装配的OBD-II接口，可外接外设的OBD-II连接接口；
所述采集单元（2）包括主控芯片（21）、电源模块（22）、蓝牙模块（23）、OBD-II连接接口（24）、CAN总线通信模块（25）、K线通信模块（26）和SAEJ1850总线通信模块（27），其中，电源模块（22）、蓝牙模块（23）、OBD-II连接接口（24）、CAN总线通信模块（25）、K线通信模块（26）和SAEJ1850总线通信模块（27）均与主控芯片相连；电源模块（22）用于给主控芯片和其他模块供电，蓝牙模块（23）用于与App平台（3）进行通信，OBD-II连接接口（24）用于与数据模块（1）的车载OBD-II接口相连以获取车载OBD-II中存储的行车数据和故障码，CAN总线通信模块（25）用于提供CAN总线通信所需的外设电路，K线通信模块（26）用于提供K线通信所需的外设电路，SAEJ1850总线通信模块（27）实现了PWM和VPM两种方式的总线通信；
所述App平台（3）是基于Android的平台，包括蓝牙模块（31）、GPS模块（32）、数据库（33）和分析处理模块（34），蓝牙模块（31）用于与采集单元（2）进行通信，GPS模块（32）用于获取用户的地理信息，数据库（33）用于存储从数据模块（1）采集来的实时数据和故障码，分析处理模块（34）用于对获取的数据进行分析，并将其处理成可视化信息。
2.根据权利要求1所述的基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，其特征在于：所述App平台（3）发送OBD-II指令给采集单元（2），采集单元（2）向数据模块（1）请求对应数据，采集单元（2）再将获取的行车数据和故障码返回给App平台（3）存储在数据库（33），App平台（3）一方面利用分析处理模块（34）将数据处理成可视化信息显示给用户，另一方面将数据和GPS模块（32）获取的地理信息上传给云端服务器（4），云端服务器经大数据分析返回诊断结果、路况预警和路径规划等信息。
3.根据权利要求1所述的基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，其特征在于：所述数据模块（1）的车载OBD-II接口和采集单元（2）的OBD-II连接接口（24）均是16针标准的DLC插座，每个针脚的信号分配相同。
4. 根据权利要求1所述的基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，其特征在于：所述采集单元（2）的主控芯片（21）为基于ARM Cortex-M3内核的32位微处理器LPC1549。
5.根据权利要求1所述的基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，其特征在于：所述采集单元（2）的电源模块（22）将汽车直流电压12V调节至5V电压，再将5V电压调节至3.3V电压。
6.根据权利要求1所述的基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，其特征在于：所述采集单元（2）的蓝牙模块（23）的蓝牙芯片为基于BLE技术的HM-13。
7.根据权利要求1所述的基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，其特征在于：所述采集单元（2）的CAN总线通信模块（25）采用ISO15765协议通信。
8.根据权利要求1所述的基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，其特征在于：所述采集单元（2）的K线通信模块（26）采用KWP2000/ISO9141-2协议通信。
9.根据权利要求1所述的基于OBD-II和蓝牙的智能车载系统，其特征在于：所述App模块（3）的数据库（33）为SQLite数据库。
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