CN109489973A - 一种车辆变速器大数据监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆变速器大数据监测系统，利用中央处理器、温度传感器、信号处理电路、压力传感器、无线传输器、图像采集装置、图像处理装置、控制装置、Zigbee模块、用户手机、显示装置、存储装置、太阳能电池板、整流稳压电路以及蓄电池，能够对变速器内部润滑油的温度信号以及压力信号进行监测，并将测得信号传输至显示装置、存储装置以及用户手机，使用户能够实时获取变速器信息，以实现对变速器的实时监测，还能够根据监测到的变速器内部润滑油的压力信号自动控制发动机运行状态，该智能系统还能够使用图像采集装置对变速器的图像信息进行采集，以使用户能更加全面、准确获知变压器的状态信息。

Description

一种车辆变速器大数据监测系统

技术领域

本发明涉及智能监测领域，尤其涉及一种车辆变速器大数据监测系统。

背景技术

随着人民生活水平提高，对车辆品质要求越来越高，追求换挡品质、舒适性，自动档车型成了人们首选，不用随时想着手动去换挡，操作简单、便捷。

人们对变速器的认知不深，变速器是需要维护保养的，使用到一定公里数，根据车辆的驾驶情况，需要更换密封垫片、变速器油等重要部件。

变速器在使用过程中会出现漏油现象，造成这种情况有可能是磕碰变速器变形导致，或者密封垫片老化、破损，变速器安装于车辆底盘下方，大多数司机在使用过程中不会注意到，如果变速器齿轮等硬件没有了油的润滑，会造成变速器齿轮各个硬件不可逆的损坏，不仅给车主造成巨大经济损失，甚至给正在驾驶的司机或者乘坐人员带来安全隐患。

因此，需要一种系统能够解决此类问题以避免不必要的损失和伤害。

发明内容

因此，为了解决上述问题，本发明提供一种车辆变速器大数据监测系统，利用中央处理器、温度传感器、信号处理电路、压力传感器、无线传输器、图像采集装置、图像处理装置、控制装置、Zigbee模块、用户手机、显示装置、存储装置、太阳能电池板、整流稳压电路以及蓄电池，能够对变速器内部润滑油的温度信号以及压力信号进行监测，并将测得信号传输至显示装置、存储装置以及用户手机，使用户能够实时获取变速器信息，以实现对变速器的实时监测，本发明提供的车辆变速器大数据监测系统，能够根据监测到的变速器内部润滑油的压力信号自动控制发动机运行状态，本发明提供的车辆变速器大数据监测系统，还能够使用图像采集装置对变速器的图像信息进行采集，以使用户能更加全面、准确获知变压器的状态信息。

根据本发明的一种车辆变速器大数据监测系统，其包括中央处理器、温度传感器、信号处理电路、压力传感器、无线传输器、图像采集装置、图像处理装置、控制装置、Zigbee模块、用户手机、显示装置、存储装置、太阳能电池板、整流稳压电路以及蓄电池。

其中，温度传感器的输出端与第一信号处理电路的输入端连接，压力传感器的输出端与中央处理器的输入端连接，图像采集装置的输出端与图像处理装置的输入端连接，信号处理电路的输出端与中央处理器的A/D端口连接，图像处理装置的输出端与中央处理器的串口通讯端口连接，中央处理器的I/O端口与控制端口的输入端连接，无线传输器的输出端与显示装置的输入端连接，无线传输器的输入端和存储装置的输入端均与中央处理器的串口通讯端口连接，中央处理器与Zigbee模块双向通讯连接，Zigbee模块与用户手机双向通讯连接，温度传感器用于检测变速器内部润滑油的温度信号，压力传感器用于检测变速器内部润滑油的压力信号，图像采集装置用于采集变速器的图像信息，太阳能电池板的输出端与整流稳压电路的输入端连接，整流稳压电路的输出端与蓄电池的输入端连接，整流稳压电路的输出端与中央处理器的输入端连接。

优选的是，温度传感器用于采集变速器内部润滑油的温度信号，将采集的温度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至信号处理电路，V1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，温度传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与中央处理器的A/D端口连接。

优选的是，所述信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R14、电容C1-C5以及三极管T1-T4；

其中，温度传感器的输出端与电阻R1的一端并联后与三极管T1的基极连接，电阻R14的一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R1与电阻R14的另一端并联后与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C5的一端与集成运放A1的输出端连接，电容C5的另一端与电阻R14的一端并联后与集成运放A1的反相输入端连接，三极管T1的集电极与+15V直流电源连接，电容C1的一端接地，电容C2的另一端与电阻R2的一端并联后与三极管T2的基极连接，电阻R2的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R3的一端与三极管T2的基极连接，电阻R3的另一端与-15V直流电源连接，电阻R4的一端与三极管T2的发射极连接，电阻R4的另一端与-15V直流电源连接，电阻R5的一端与滑动变阻器R6的一端连接，电阻R5的另一端接地，滑动变阻器R6的另一端与电阻R7的一端并联后分别与三极管T3的发射极、电阻R7的一端和电阻R12的一端连接，电阻R7的一端与-15V直流电源连接，电阻R12的另一端与电阻R13的一端并联后与集成运放A2的输出端连接，电阻R13的另一端与电容C3的一端并联后与集成运放A1的同相输入端连接，电阻C3的另一端接地，电阻R8的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R8的一端还与三极管T4的集电极连接，电阻R8的另一端与-15V直流电源连接，电阻R9的一端与+15V直流电源连接，电阻R9的一端还与三极管T1的集电极连接，电阻R9的另一端与三极管T4的基极连接，电阻R9的另一端还与三极管T3的集电极连接，电阻R10与电容C2并联后的一端与+15V直流电源连接，电阻R10与电容C2并联后的一端还与三极管T1的集电极连接，电阻R10与电容C2并联后的另一端还与三极管T4的发射极连接，三极管T1的发射极与三极管T3的基极连接，三极管T1的发射极还与三极管T2的集电极连接，电阻R11的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R11的另一端接地。

优选的是，信号滤波单元包括电阻R15-R21、电容C6-C7以及集成运放A3-A5；

其中，所述信号放大单元的输出端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与电阻R17的一端并联后与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R16的一端接地，电阻R16的另一端与电阻R21并联后与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端并联后与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端与电容C6的一端并联后与集成运放A4的反相输入端连接，电容C6的另一端与集成运放A4的输出端并联后与电阻R19的一端连接，集成运放A4的同相输入端接地，电阻R19的另一端与电容C7的一端并联后与集成运放A5的反相输入端连接，集成运放A5的同相输入端接地，电容C7的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R20的一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R20的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R21的一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接，集成运放A5的输出端与中央处理器的A/D端口连接，信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至中央处理器的A/D端口。

优选的是，图像处理装置包括图像去噪模块、图像平滑模块以及图像增强模块；

其中，图像采集装置的输出端与图像去噪模块的输入端连接，图像去噪模块的输出端与图像平滑模块的输入端连接，图像平滑模块的输出端与图像增强模块的输入端连接，图像增强模块的输出端与中央处理器的输入端连接；

图像采集装置采集变速器的图像信息，并将图像信息传输至图像处理装置，将图像采集装置传输至图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，图像去噪模块对图像f(x,y)进行图像去噪处理，图像经过去噪处理后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

，

图像平滑模块对上述图像p(x,y)进行平滑处理，经过图像平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的，

图像增强模块对上述图像h(x,y) 进行图像增强处理，经过图像增强处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，

，

图像处理装置将图像u(x,y)传输至中央处理器。

优选的是，Zigbee模块包括数据加密单元、数据传输单元以及数据解密单元；

其中，用户手机与Zigbee模块双向通讯，中央处理器与Zigbee模块双向通讯，在用户手机传输数据至中央处理器时，用户手机将数据传输至数据加密单元，数据加密单元将数据传输至数据传输单元，数据传输单元将加密后的数据传输至数据解密单元，数据解密单元对加密后的数据进行解密后传输至中央处理器，在中央处理器传输数据至用户手机时，中央处理器将数据传输至数据加密单元，数据加密单元将数据传输至数据传输单元，数据传输单元将加密后的数据传输至数据解密单元，数据解密单元对加密后的数据进行解密后传输至用户手机。

优选的是，温度传感器将检测到的变速器内部润滑油的温度信号传输至信号处理电路，信号处理电路对接收到的温度信号进行信号处理后传输至中央处理器，压力传感器将检测到的变速器内部润滑油的压力信号传输至中央处理器，图像采集装置采集变速器的图像信息，并将图像信息传输至图像处理装置，图像处理装置将处理后的图像信息传输至中央处理器，中央处理器将接收到的温度信号、压力信号以及图像信息通过无线传输器传输至显示装置进行显示，中央处理器将接收到的温度信号、压力信号以及图像信息传输至存储装置进行存储，中央处理器将接收到的温度信号、压力信号以及图像信息通过Zigbee模块传输至用户手机，当变速器内部润滑油的压力信号监测值在1.1MPa~1.5 MPa范围内，控制装置判断出变速器内部润滑油的压力信号处于正常状态，不采取任何措施，当变速器内部润滑油的压力信号监测值在0.4MPa~1.1MPa或1.5MPa~1.9MPa范围内，控制装置判断出变速器内部润滑油的压力较低或较高，则控制装置控制发动机转速，进而限制车辆速度，当变速器内部润滑油的压力信号监测值小于0.4MPa或大于1.5 MPa，控制装置判断出变速器内部润滑油的压力过低或过高，则控制装置停止向发动机供油，进而禁止车辆行驶。

优选的是，温度传感器为非接触型温度传感器。

优选的是，压力传感器为石英压力传感器。

优选的是，图像采集装置为CCD图像传感器，存储装置包括一数据读取接口，数据读取接口为USB接口。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明提供的车辆变速器大数据监测系统，利用中央处理器、温度传感器、信号处理电路、压力传感器、无线传输器、图像采集装置、图像处理装置、控制装置、Zigbee模块、用户手机、显示装置、存储装置、太阳能电池板、整流稳压电路以及蓄电池，能够对变速器内部润滑油的温度信号以及压力信号进行监测，并将测得信号传输至显示装置、存储装置以及用户手机，使用户能够实时获取变速器信息，以实现对变速器的实时监测，本发明提供的车辆变速器大数据监测系统，能够根据监测到的变速器内部润滑油的压力信号自动控制发动机运行状态，本发明提供的车辆变速器大数据监测系统，还能够使用图像采集装置对变速器的图像信息进行采集，以使用户能更加全面、准确获知变压器的状态信息；

（2）本发明提供的车辆变速器大数据监测系统，其中的图像处理装置对采集的图像分别进行图像去噪、图像平滑、图像增强处理，可高效、快速的提取图像采集装置的图像信息，可提高对变速器的图像信息的辨识精度，有效地减少误判情况发生。

附图说明

图1为本发明的一种车辆变速器大数据监测系统的示意图；

图2为本发明的信号处理电路的电路图；

图3为本发明的图像处理装置的示意图；

图4为在用户手机传输数据至中央处理器时Zigbee模块的示意图；

图5为在中央处理器传输数据至用户手机时Zigbee模块的示意图。

附图标记：

1-中央处理器；2-温度传感器；3-信号处理电路；4-压力传感器；5-无线传输器；6-图像采集装置；7-图像处理装置；8-控制装置；9-Zigbee模块；10-用户手机；11-显示装置；12-存储装置；13-太阳能电池板；14-整流稳压电路；15-蓄电池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的车辆变速器大数据监测系统进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的一种车辆变速器大数据监测系统，车辆变速器大数据监测系统包括中央处理器1、温度传感器2、信号处理电路3、压力传感器4、无线传输器5、图像采集装置6、图像处理装置7、控制装置8、Zigbee模块9、用户手机10、显示装置11、存储装置12、太阳能电池板13、整流稳压电路14以及蓄电池15。

其中，温度传感器2的输出端与信号处理电路3的输入端连接，压力传感器4的输出端与中央处理器1的输入端连接，图像采集装置6的输出端与图像处理装置7的输入端连接，信号处理电路3的输出端与中央处理器1的A/D端口连接，图像处理装置7的输出端与中央处理器1的串口通讯端口连接，中央处理器1的I/O端口与控制端口8的输入端连接，无线传输器5的输出端与显示装置11的输入端连接，无线传输器5的输入端和存储装置12的输入端均与中央处理器1的串口通讯端口连接，中央处理器1与Zigbee模块9双向通讯连接，Zigbee模块9与用户手机10双向通讯连接，温度传感器2用于检测变速器内部润滑油的温度信号，压力传感器4用于检测变速器内部润滑油的压力信号，图像采集装置6用于采集变速器的图像信息，太阳能电池板13的输出端与整流稳压电路14的输入端连接，整流稳压电路14的输出端与蓄电池的输入端连接，整流稳压电路15的输出端与中央处理器1的输入端连接。

上述实施方式中，利用中央处理器1、温度传感器2、信号处理电路3、压力传感器4、无线传输器5、图像采集装置6、图像处理装置7、控制装置8、Zigbee模块9、用户手机10、显示装置11、存储装置12、太阳能电池板13、整流稳压电路14以及蓄电池15，能够对变速器内部润滑油的温度信号以及压力信号进行监测，并将测得信号传输至显示装置11、存储装置12以及用户手机10，使用户能够实时获取变速器信息，以实现对变速器的实时监测，并根据监测到的变速器内部润滑油的压力信号自动控制发动机运行状态，同时使用图像采集装置6对变速器的图像信息进行采集，以使用户能更加全面、准确获知变压器的状态信息。

太阳能电池板13收集太阳光能，经过整流稳压电路14转换为低压直流电存储于蓄电池15中，蓄电池15给中央处理器1供电，采用太阳能电池板13结合蓄电池15的形式为中央处理器1供电，符合节能环保和生态可持续发展的要求，提高了能源利用率，也降低了成本，且使用蓄电池15单独为中央处理器1供电，即使车载蓄电池断电，也能保证车辆变速器大数据监测系统正常运行。

上述实施方式中，压力传感器4与变速器相连以监测变速器内部润滑油的压力信号，中央处理器1接收到压力信号后，将压力信号传输至控制装置8，控制装置8根据接收到的变速器内部润滑油的压力信号判断变速器是否需要保养，且控制装置8根据接收到的变速器内部润滑油的压力信号控制发动机是否运行。

上述实施方式中，压力传感器4还可采用安装在变速器外部的方式进行测试，通过开槽引流方式监测变速器内部润滑油的压力信号，且将压力传感器4固定在稳定的装置内，以保证监测数据的准确性。

在变速器上设置压力传感器4，压力传感器4对变速器内的润滑油压力信号进行实时监测，从而实现了控制装置8对变速器的监控，再通过控制装置8控制发动机的转速和车辆的行驶状态，提醒司机对车辆及时保养，避免了发动机硬件造成不可逆的损坏，且保证人员安全。

温度传感器2对变速器内的润滑油温度信号进行实时监测，中央处理器1将温度信号传输至控制装置8，从而实现了控制装置8对变速器的监控，再通过控制装置8控制发动机的转速和车辆的行驶状态，提醒司机对车辆及时保养，避免了发动机硬件造成不可逆的损坏，且保证人员安全。

上述实施方式中，采用两组数据（温度数据和压力数据）能够提高控制装置8判断的精度，避免误报误判的情况。

上述实施方式中，显示装置11和存储装置12设置于车内，用户在驾驶车辆的同时能够及时获知变速器的状态信息，即使用户不在车内，还能够通过随身携带的用户手机10知晓变速器的状态信息。

作为上述的进一步优先，如图2所示，温度传感器2用于采集变速器内部润滑油的温度信号，将采集的温度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至信号处理电路3，V1为经过信号处理电路3处理后的电压信号，信号处理电路3包括信号放大单元和信号滤波单元，温度传感器2的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与所述中央处理器1的A/D端口连接。

具体地，信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R14、电容C1-C5以及三极管T1-T4；

其中，温度传感器2的输出端与电阻R1的一端并联后与三极管T1的基极连接，电阻R14的一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R1与电阻R14的另一端并联后与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C5的一端与集成运放A1的输出端连接，电容C5的另一端与电阻R14的一端并联后与集成运放A1的反相输入端连接，三极管T1的集电极与+15V直流电源连接，电容C1的一端接地，电容C2的另一端与电阻R2的一端并联后与三极管T2的基极连接，电阻R2的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R3的一端与三极管T2的基极连接，电阻R3的另一端与-15V直流电源连接，电阻R4的一端与三极管T2的发射极连接，电阻R4的另一端与-15V直流电源连接，电阻R5的一端与滑动变阻器R6的一端连接，电阻R5的另一端接地，滑动变阻器R6的另一端与电阻R7的一端并联后分别与三极管T3的发射极、电阻R7的一端和电阻R12的一端连接，电阻R7的一端与-15V直流电源连接，电阻R12的另一端与电阻R13的一端并联后与集成运放A2的输出端连接，电阻R13的另一端与电容C3的一端并联后与集成运放A1的同相输入端连接，电阻C3的另一端接地，电阻R8的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R8的一端还与三极管T4的集电极连接，电阻R8的另一端与-15V直流电源连接，电阻R9的一端与+15V直流电源连接，电阻R9的一端还与三极管T1的集电极连接，电阻R9的另一端与三极管T4的基极连接，电阻R9的另一端还与三极管T3的集电极连接，电阻R10与电容C2并联后的一端与+15V直流电源连接，电阻R10与电容C2并联后的一端还与三极管T1的集电极连接，电阻R10与电容C2并联后的另一端还与三极管T4的发射极连接，三极管T1的发射极与三极管T3的基极连接，三极管T1的发射极还与三极管T2的集电极连接，电阻R11的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R11的另一端接地。

具体地，信号滤波单元包括电阻R15-R21、电容C6-C7以及集成运放A3-A5；

其中，信号放大单元的输出端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与电阻R17的一端并联后与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R16的一端接地，电阻R16的另一端与电阻R21并联后与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端并联后与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端与电容C6的一端并联后与集成运放A4的反相输入端连接，电容C6的另一端与集成运放A4的输出端并联后与电阻R19的一端连接，集成运放A4的同相输入端接地，电阻R19的另一端与电容C7的一端并联后与集成运放A5的反相输入端连接，集成运放A5的同相输入端接地，电容C7的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R20的一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R20的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R21的一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接，集成运放A5的输出端与中央处理器1的A/D端口连接，信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至中央处理器1的A/D端口。

上述实施方式中，信号处理电路的噪声在40nV以内，漂移为0.5μV/℃，集成运放A1为LT1010低漂移放大器，集成运放A2为LT1012高速放大器，集成运放A3、A4和A5均为LT1097运放，由于集成运放A1的直流偏移与漂移并不会影响电路的整体偏移，从而使得电路有着极低的偏移和漂移。

电阻R1的阻值为10MΩ，电阻R2的阻值为10KΩ，电阻R3的阻值为2kΩ，电阻R4的阻值为300Ω，电阻R5的阻值为50Ω， R6为1KΩ滑动变阻器，电阻R7的阻值为5.6KΩ，电阻R8的阻值为3KΩ，电阻R9的阻值为1KΩ，电阻R10的阻值为470Ω，电阻R11的阻值为10KΩ，电阻R12的阻值为1KΩ，电阻R13的阻值为10MΩ，电阻R14的阻值为1KΩ，电阻R15的阻值为1.7KΩ，电阻R16的阻值为4.7KΩ，电阻R17的阻值为10KΩ，电阻R18的阻值为5KΩ，电阻R19的阻值为1KΩ，电阻R20的阻值为5KΩ，电阻R21的阻值为5KΩ，电容C1的电容值为100pF，电容C2的电容值为10pF，电容C3的电容值为100pF，电容C4的电容值为100pF，电容C5的电容值为20pF，电容C6的电容值为220pF，电容C7的电容值为470pF。

由于温度传感器2采集的信号为微弱的电压信号，因而信号放大单元通过电阻R1-R14、电容C1-C5、三极管T1-T4以及集成运放A1-A2对温度传感器2输出的电压V0进行放大处理，其中，信号放大单元的放大增益通过滑动变阻器R6进行调节，然后再使用电阻R15-R21，电容C6-C7以及集成运放A3-A5对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了温度检测的精度。

作为上述的进一步优先，如图3所示，图像处理装置7包括图像去噪模块、图像平滑模块以及图像增强模块；

其中，图像采集装置6的输出端与图像去噪模块的输入端连接，图像去噪模块的输出端与图像平滑模块的输入端连接，图像平滑模块的输出端与图像增强模块的输入端连接，图像增强模块的输出端与中央处理器1的输入端连接；

图像采集装置6采集变速器的图像信息，并将图像信息传输至图像处理装置7，将图像采集装置6传输至图像处理装置7的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，图像去噪模块对图像f(x,y)进行图像去噪处理，图像经过去噪处理后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

，

图像平滑模块对上述图像p(x,y)进行平滑处理，经过图像平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的，用户根据调节值，以调节图像p(x,y)至最佳状态。

图像增强模块对上述图像h(x,y) 进行图像增强处理，经过图像增强处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，

，

图像处理装置7将图像u(x,y)传输至中央处理器1。

上述实施方式中，图像处理装置7对采集的图像分别进行图像去噪、图像平滑、图像增强处理，可高效、快速的提取图像采集装置6的图像信息，可提高对变速器的图像信息的辨识精度，有效地减少误判情况发生。

作为上述的进一步优先，如图4-5所示，Zigbee模块9包括数据加密单元、数据传输单元以及数据解密单元；

其中，用户手机与Zigbee模块9双向通讯，中央处理器1与Zigbee模块9双向通讯，在用户手机10传输数据至中央处理器1时，用户手机10将数据传输至数据加密单元，数据加密单元将数据传输至数据传输单元，数据传输单元将加密后的数据传输至数据解密单元，数据解密单元对加密后的数据进行解密后传输至中央处理器1，在中央处理器1传输数据至用户手机10时，中央处理器1将数据传输至数据加密单元，数据加密单元将数据传输至数据传输单元，数据传输单元将加密后的数据传输至数据解密单元，数据解密单元对加密后的数据进行解密后传输至用户手机10。

具体地，温度传感器2为非接触型温度传感器。

具体地，压力传感器4为石英压力传感器。

上述实施方式中，在对变速器内部润滑油的压力测量中，需要能够经受得起高温（几百摄氏度以上）和高压力（几百个大气压），因此半导体式压力传感器难以胜任，需要改用石英压力传感器。石英具有稳定性高、牢固、感温特性优良、线性良好、滞后性能小等优点。

具体地，图像采集装置6为CCD图像传感器，存储装置12包括一数据读取接口，数据读取接口为USB接口，用户能够通过该USB接口读取存储装置12内存储的数据，以便用户对变速器的状态进行研究、分析。

具体地，温度传感器2将检测到的变速器内部润滑油的温度信号传输至信号处理电路3，信号处理电路3对接收到的温度信号进行信号处理后传输至中央处理器1，压力传感器4将检测到的变速器内部润滑油的压力信号传输至中央处理器1，图像采集装置6采集变速器的图像信息，并将图像信息传输至图像处理装置7，图像处理装置7将处理后的图像信息传输至中央处理器1，中央处理器1将接收到的温度信号、压力信号以及图像信息通过无线传输器5传输至显示装置11进行显示，中央处理器1将接收到的温度信号、压力信号以及图像信息传输至存储装置12进行存储，中央处理器1将接收到的温度信号、压力信号以及图像信息通过Zigbee模块9传输至用户手机10。

当变速器内部润滑油的压力信号监测值在1.1MPa~1.5 MPa范围内，控制装置8判断出变速器内部润滑油的压力信号处于正常状态，不采取任何措施，当变速器内部润滑油的压力信号监测值在0.4MPa~1.1MPa或1.5 MPa~1.9MPa范围内，控制装置8判断出变速器内部润滑油的压力较低或较高，则控制装置8控制发动机转速，进而限制车辆速度，当变速器内部润滑油的压力信号监测值小于0.4MPa或大于1.9 MPa，控制装置8判断出变速器内部润滑油的压力过低或过高，则控制装置8停止向发动机供油，进而禁止车辆行驶。

当变速器内部润滑油的温度信号监测值在80℃~100℃范围内，控制装置8判断出变速器内部润滑油的温度信号处于正常状态，不采取任何措施，当变速器内部润滑油的温度信号监测值大于100℃，控制装置8判断出变速器内部润滑油的温度过高，则控制装置8控制发动机转速，进而限制车辆速度，当变速器内部润滑油的温度信号监测值小于80℃，控制装置8判断出变速器内部润滑油的温度过低，则控制装置8停止向发动机供油，进而禁止车辆行驶。

本发明提供的车辆变速器大数据监测系统还包括一大数据模块，大数据模块内保存有变速器正常作业时的变速器内部润滑油的压力数据和变速器内部润滑油的温度数据，中央处理器1将接收到的变速器内部润滑油的压力数据和变速器内部润滑油的温度数据与大数据模块中存储的变速器内部润滑油的压力数据和变速器内部润滑油的温度数据进行比较以获知待测变速器的状态是否正常。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种车辆变速器大数据监测系统，其特征在于，所述车辆变速器大数据监测系统包括中央处理器（1）、温度传感器（2）、信号处理电路（3）、压力传感器（4）、无线传输器（5）、图像采集装置（6）、图像处理装置（7）、控制装置（8）、Zigbee模块（9）、用户手机（10）、显示装置（11）、存储装置（12）、太阳能电池板（13）、整流稳压电路（14）以及蓄电池（15）；

其中，所述温度传感器（2）的输出端与所述信号处理电路（3）的输入端连接，所述压力传感器（4）的输出端与所述中央处理器（1）的输入端连接，所述图像采集装置（6）的输出端与所述图像处理装置（7）的输入端连接，所述信号处理电路（3）的输出端与所述中央处理器（1）的A/D端口连接，所述图像处理装置（7）的输出端与所述中央处理器（1）的串口通讯端口连接，所述中央处理器（1）的I/O端口与所述控制端口（8）的输入端连接，所述无线传输器（5）的输出端与所述显示装置（11）的输入端连接，所述无线传输器（5）的输入端和所述存储装置（12）的输入端均与所述中央处理器（1）的串口通讯端口连接，所述中央处理器（1）与所述Zigbee模块（9）双向通讯连接，所述Zigbee模块（9）与所述用户手机（10）双向通讯连接，所述温度传感器（2）用于检测变速器内部润滑油的温度信号，所述压力传感器（4）用于检测变速器内部润滑油的压力信号，所述图像采集装置（6）用于采集变速器的图像信息，所述太阳能电池板（13）的输出端与所述整流稳压电路（14）的输入端连接，所述整流稳压电路（14）的输出端与所述蓄电池的输入端连接，所述整流稳压电路（15）的输出端与所述中央处理器（1）的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的车辆变速器大数据监测系统，其特征在于，所述温度传感器（2）用于采集变速器内部润滑油的温度信号，将采集的温度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至所述信号处理电路（3），V1为经过所述信号处理电路（3）处理后的电压信号，所述信号处理电路（3）包括信号放大单元和信号滤波单元，所述温度传感器（2）的输出端与所述信号放大单元的输入端连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接，所述信号滤波单元的输出端与所述中央处理器（1）的A/D端口连接。

3.根据权利要求2所述的车辆变速器大数据监测系统，其特征在于，所述信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R14、电容C1-C5以及三极管T1-T4；

其中，所述温度传感器（2）的输出端与电阻R1的一端并联后与三极管T1的基极连接，电阻R14的一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R1与电阻R14的另一端并联后与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C5的一端与集成运放A1的输出端连接，电容C5的另一端与电阻R14的一端并联后与集成运放A1的反相输入端连接，三极管T1的集电极与+15V直流电源连接，电容C1的一端接地，电容C2的另一端与电阻R2的一端并联后与三极管T2的基极连接，电阻R2的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R3的一端与三极管T2的基极连接，电阻R3的另一端与-15V直流电源连接，电阻R4的一端与三极管T2的发射极连接，电阻R4的另一端与-15V直流电源连接，电阻R5的一端与滑动变阻器R6的一端连接，电阻R5的另一端接地，滑动变阻器R6的另一端与电阻R7的一端并联后分别与三极管T3的发射极、电阻R7的一端和电阻R12的一端连接，电阻R7的一端与-15V直流电源连接，电阻R12的另一端与电阻R13的一端并联后与集成运放A2的输出端连接，电阻R13的另一端与电容C3的一端并联后与集成运放A1的同相输入端连接，电阻C3的另一端接地，电阻R8的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R8的一端还与三极管T4的集电极连接，电阻R8的另一端与-15V直流电源连接，电阻R9的一端与+15V直流电源连接，电阻R9的一端还与三极管T1的集电极连接，电阻R9的另一端与三极管T4的基极连接，电阻R9的另一端还与三极管T3的集电极连接，电阻R10与电容C2并联后的一端与+15V直流电源连接，电阻R10与电容C2并联后的一端还与三极管T1的集电极连接，电阻R10与电容C2并联后的另一端还与三极管T4的发射极连接，三极管T1的发射极与三极管T3的基极连接，三极管T1的发射极还与三极管T2的集电极连接，电阻R11的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R11的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的车辆变速器大数据监测系统，其特征在于，所述信号滤波单元包括电阻R15-R21、电容C6-C7以及集成运放A3-A5；

其中，所述信号放大单元的输出端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与电阻R17的一端并联后与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R16的一端接地，电阻R16的另一端与电阻R21并联后与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端并联后与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端与电容C6的一端并联后与集成运放A4的反相输入端连接，电容C6的另一端与集成运放A4的输出端并联后与电阻R19的一端连接，集成运放A4的同相输入端接地，电阻R19的另一端与电容C7的一端并联后与集成运放A5的反相输入端连接，集成运放A5的同相输入端接地，电容C7的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R20的一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R20的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R21的一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接，集成运放A5的输出端与所述中央处理器（1）的A/D端口连接，所述信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至所述所述中央处理器（1）的A/D端口。

5.根据权利要求1所述的车辆变速器大数据监测系统，其特征在于，所述图像处理装置（7）包括图像去噪模块、图像平滑模块以及图像增强模块；

其中，所述图像采集装置（6）的输出端与所述图像去噪模块的输入端连接，所述图像去噪模块的输出端与所述图像平滑模块的输入端连接，所述图像平滑模块的输出端与所述图像增强模块的输入端连接，所述图像增强模块的输出端与所述中央处理器（1）的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的车辆变速器大数据监测系统，其特征在于，所述图像采集装置（6）采集变速器的图像信息，并将图像信息传输至所述图像处理装置（7），将所述图像采集装置（6）传输至所述图像处理装置（7）的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，所述图像去噪模块对图像f(x,y)进行图像去噪处理，图像经过去噪处理后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

。

7.根据权利要求6所述的车辆变速器大数据监测系统，其特征在于，所述图像平滑模块对上述图像p(x,y)进行平滑处理，经过图像平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

8.根据权利要求7所述的车辆变速器大数据监测系统，其特征在于，所述图像增强模块对上述图像h(x,y) 进行图像增强处理，经过图像增强处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，

，

所述图像处理装置（7）将图像u(x,y)传输至所述中央处理器（1）。

9.根据权利要求1所述的车辆变速器大数据监测系统，其特征在于，所述Zigbee模块（9）包括数据加密单元、数据传输单元以及数据解密单元；

其中，所述用户手机与所述Zigbee模块（9）双向通讯，所述中央处理器（1）与所述Zigbee模块（9）双向通讯，在所述用户手机（10）传输数据至所述中央处理器（1）时，所述用户手机（10）将数据传输至所述数据加密单元，所述数据加密单元将数据传输至所述数据传输单元，所述数据传输单元将加密后的数据传输至所述数据解密单元，所述数据解密单元对加密后的数据进行解密后传输至所述中央处理器（1），在所述中央处理器（1）传输数据至所述用户手机（10）时，所述中央处理器（1）将数据传输至所述数据加密单元，所述数据加密单元将数据传输至所述数据传输单元，所述数据传输单元将加密后的数据传输至所述数据解密单元，所述数据解密单元对加密后的数据进行解密后传输至所述用户手机（10）。

10.根据权利要求1所述的车辆变速器大数据监测系统，其特征在于，所述温度传感器（2）将检测到的变速器内部润滑油的温度信号传输至所述信号处理电路（3），所述信号处理电路（3）对接收到的温度信号进行信号处理后传输至所述中央处理器（1），所述压力传感器（4）将检测到的变速器内部润滑油的压力信号传输至所述中央处理器（1），所述图像采集装置（6）采集变速器的图像信息，并将图像信息传输至所述图像处理装置（7），所述图像处理装置（7）将处理后的图像信息传输至所述中央处理器（1），所述中央处理器（1）将接收到的温度信号、压力信号以及图像信息通过无线传输器（5）传输至所述显示装置（11）进行显示，所述中央处理器（1）将接收到的温度信号、压力信号以及图像信息传输至所述存储装置（12）进行存储，所述中央处理器（1）将接收到的温度信号、压力信号以及图像信息通过所述Zigbee模块（9）传输至所述用户手机（10），当变速器内部润滑油的压力信号监测值在1.1MPa~1.5 MPa范围内，所述控制装置（8）判断出变速器内部润滑油的压力信号处于正常状态，不采取任何措施，当变速器内部润滑油的压力信号监测值在0.4MPa~1.1MPa或1.5MPa~1.9MPa范围内，所述控制装置（8）判断出变速器内部润滑油的压力较低或较高，则所述控制装置（8）控制发动机转速，进而限制车辆速度，当变速器内部润滑油的压力信号监测值小于0.4MPa或大于1.5 MPa，所述控制装置（8）判断出变速器内部润滑油的压力过低或过高，则所述控制装置（8）停止向发动机供油，进而禁止车辆行驶。