CN110796761B - 基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统 - Google Patents
基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统,用于解决现有技术因车载设备采集传感器的硬件误差导致采集到的数据与真实值的误差较大的问题以及现有的数据存储设备无法对导出设备进行验证以及可以导出数据存储设备内所有的数据,致使安全性较低的问题,包括数据采集模块、交换模块、嵌入式CPU模块、数据统计模块、修正计算模块、车载显控模块、存储模块、接口采集模块、数据发送模块和后台终端;本发明通过对数据采集模块采集的数据进行修正,从而使采集到的数据更接近真实值,避免因数据采集传感器的硬件误差导致采集到的数据与真实值的误差较大;通过对用户的权限值进行计算,匹配到对应日期内的数据,确保导出数据的安全。
Description
技术领域
本发明涉及车载设备用数据采集技术领域,尤其涉及基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统。
背景技术
随着新材料、新技术、新工艺在汽车生产、制造过程中的运用,在汽车上电子技术的应用越来越广泛,汽车的电子化程度越来越高,特别是在汽车上应用微机后,汽车已进入了电控的时代。同时无线通信、自动控制、处理器及动态检测等技术的发展和成熟为车载信息系统的设计提供了技术支持。车载信息系统是一种新型的汽车电子设备,目前国外一些知名的汽车生产厂商在这方面已经做了多年的研究,形成了产品。车载信息系统主要包括汽车信息显示和故障诊断两大类。汽车信息显示是通过显示屏显示各种图形、图像信息,如:电子地图、汽车位置等。汽车故障诊断系统通过汽车内部的网络传输各个部件的故障信息,通过故障诊断接口对外部传输数据,专用的故障诊断仪器通过这个接口获得数据,对汽车整车进行检测,找出发生故障的位置和原因,并通过特定的符号显示出来告诉修理人员如何进行快速、正确的修理。
随着汽车技术的发展,由于车载功能越来越丰富,因此车载设备的数据采集量的准确度要求也越来越高;然而现有的数据采集系统因数据采集传感器的硬件误差导致采集到的数据与真实值的误差较大,以及车载数据存储设备无法对导出设备进行验证以及可以导出数据存储设备内所有的数据,致使安全性较低。
发明内容
本发明的目的在于提供基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统;本发明修正计算模块对车载设备的数据信息进行修正计算,利用公式获取得到车载设备修正数据;通过对数据采集模块采集的数据进行修正,从而使采集到的数据更接近真实值,避免因数据采集传感器的硬件误差导致采集到的数据与真实值的误差较大;通过对用户的权限值进行计算,匹配到对应日期内的数据,确保导出数据的安全。
本发明所要解决的技术问题为:
(1)如何对数据采集模块进行统计时长和发送次数,得到车载设备用传感器的修正系数,根据车载设备用传感器的修正系数得到车载设备数据修正值;解决了现有技术因车载设备采集传感器的硬件误差导致采集到的数据与真实值的误差较大的问题;
(2)如何通过用户的权限值进行计算,匹配到对应日期内的数据,确保导出数据的安全,解决了现有的数据存储设备无法对导出设备进行验证以及可以导出数据存储设备内所有的数据,致使安全性较低的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统,包括数据采集模块、交换模块、嵌入式CPU模块、数据统计模块、修正计算模块、车载显控模块、存储模块、接口采集模块、数据发送模块和后台终端;
所述数据采集模块用于采集车载设备的数据信息并将数据信息通过交换模块转换成数字信号并发送至嵌入式CPU模块;所述数据采集模块由若干个车载设备用传感器构成;所述交换模块包括若干个信号接口;若干个信号接口为CAN、网络、RS485、RS232、音频、视频、模拟和数字接口;所述数据统计模块用于统计若干个车载设备用传感器的通电时长和发送车载设备数据信息的次数;数据统计模块将通电时长和发送车载设备数据信息的次数发送至嵌入式CPU模块;嵌入式CPU模块将接收的通电时长和发送车载设备数据信息的次数以及车载设备的数据信息发送至修正计算模块,修正计算模块用于对车载设备的数据信息进行修正计算,具体计算步骤如下:
步骤一:设定车载设备用传感器标记为Ci,i=1、……、n;车载设备用传感器采集的数据信息记为UCi;设定车载设备用传感器的通电时长记为TCi;发送车载设备数据信息的次数标记为PCi;设定车载设备用传感器采集时的温度和湿度分别标记为WCi、SCi
步骤二:对车载设备用传感器采集的数据信息进行判断,设定对比最大阈值记为ACi,对比最小阈值记为BCi;
步骤三:当UCi>ACi,则车载设备用传感器的异常总次数增加一次;当UCi<BCi,则车载设备用传感器的异常总次数增加一次;统计车载设备用传感器的异常总次数,并标记为YCi;
步骤六:修正计算模块将车载设备修正数据发送至嵌入式CPU模块和车载显控模块;
所述嵌入式CPU模块接收到车载设备修正数据并发送至存储模块,存储模块对车载设备修正数据依照采集日期和车载设备修正数据的种类进行分类存储;所述车载显控模块接收到车载设备修正数据并进行显示。
所述接口采集模块用于对存储模块内的车载设备修正数据进行导出,具体导出步骤如下:
S1:用户通过手机终端与接口采集模块蓝牙连接;接口采集模块采集用户手机终端的IP地址并发至后台终端;同时用户通过手机终端向后台终端发送导出请求指令和手机终端的IP地址接收设备;接收设备为U盘、硬盘或邮箱;
S2:后台终端将接口采集模块采集手机终端的IP地址与手机终端向后台终端发送的IP地址进行匹配,当匹配成功后,后台终端获取手机终端IP地址对应的权限值;同时该手机终端的IP地址对应的导出总次数增加一次;
S3:后台终端根据权限值匹配到访问的对应的日期内的车载设备修正数据并将日期和车载设备修正数据对应的种类发送至用户的手机终端上;
S4:用户通过手机终端选择日期和对应的种类发送至后台终端;后台终端将选择日期和对应的种类发送至接口采集模块;接口采集模块根据接收到选择日期和对应的种类获取存储模块内该选择日期和对应的种类的车载设备修正数据并进行压缩,然后传输至用户对应的接收设备内,同时接收设备的导出总次数增加一次;
S5:当用户的接收设备为U盘或硬盘,则用户将U盘或硬盘通过USB与接口采集模块连接,接口采集模块将压缩后的车载设备修正数据通过USB输送至U盘或硬盘内;
S6:当用户的接收设备为邮箱,则接口采集模块将缩后的车载设备修正数据通过嵌入式CPU模块发送至数据发送模块;数据发送模块通过无线网络将压缩后的车载设备修正数据发送至邮箱内。
所述后台终端内还包括权限计算单元;权限计算单元用于对手机终端的IP地址计算权限值;具体计算步骤如下:
SS1:设定手机终端的IP地址记为Dj,j=1、……、n;手机终端的IP地址对应的导出总次数记为PDj;
SS2:统计导出总次数中第一次导出和最后一次导出车载设备修正数据的时长,并标记为TDj;
SS3:获取用户使用接收设备的导出总次数,并标记为QkDj;k=1、2、3;其中Q1Dj表示Dj对应的接收设备U盘的导出总次数;Q2Dj表示Dj对应的接收设备硬盘的导出总次数;Q3Dj表示Dj对应的接收设备邮箱的导出总次数;
SS4:利用公式WYDj=PDj*z1+TDj*z2+QkDj*z3获取得到手机终端的IP地址对应的权限值WYDj;其中z1、z2和z3均为预设比例系数。
S3中所述的后台终端根据权限值匹配到访问的对应的日期内的车载设备修正数据具体匹配过程如下:
a:设定车载设备记为Em,m=1、……、n;根据车载设备的重要度设定预设基础阈值并标记为ZEm;
b:当权限值小于基础阈值,则不能对该车载设备的车载设备数据修正值进行导出;当权限值大于基础阈值,则对权限值进行匹配日期;以系统当前日期为界限,设定系统当前日期往前的天数记为V;V=1、……、n;
c:当ZEm*V<WYDj<ZEm*(V+1),则该匹配到访问的对应的日期为系统当前日期及往前V天的日期。
所述数据发送模块用于将车载设备数据修正值发送至后台终端。
本发明的有益效果:
(1)本发明通过数据采集模块采集车载设备的数据信息并将数据信息通过交换模块转换成数字信号并发送至嵌入式CPU模块;数据统计模块将通电时长和发送车载设备数据信息的次数发送至嵌入式CPU模块;嵌入式CPU模块将接收的通电时长和发送车载设备数据信息的次数以及车载设备的数据信息发送至修正计算模块,修正计算模块对车载设备的数据信息进行修正计算,利用公式获取得到车载设备修正数据UZCi;通过对数据采集模块采集的数据进行修正,从而使采集到的数据更接近真实值,避免因数据采集传感器的硬件误差导致采集到的数据与真实值的误差较大;
(2)本发明通过接口采集模块对存储模块内的车载设备修正数据进行导出,用户通过手机终端与接口采集模块蓝牙连接;接口采集模块采集用户手机终端的IP地址并发至后台终端;同时用户通过手机终端向后台终端发送导出请求指令和手机终端的IP地址接收设备,后台终端将接口采集模块采集手机终端的IP地址与手机终端向后台终端发送的IP地址进行匹配,当匹配成功后,后台终端获取手机终端IP地址对应的权限值,后台终端根据权限值匹配到访问的对应的日期内的车载设备修正数据并将日期和车载设备修正数据对应的种类发送至用户的手机终端上;用户通过手机终端选择日期和对应的种类发送至后台终端;后台终端将选择日期和对应的种类发送至接口采集模块;接口采集模块根据接收到选择日期和对应的种类获取存储模块内该选择日期和对应的种类的车载设备修正数据并进行压缩,然后传输至用户对应的接收设备内;通过对用户的权限值进行计算,匹配到对应日期内的数据,确保导出数据的安全,避免现有的数据存储设备无法对导出设备进行验证以及可以导出数据存储设备内所有的数据,致使安全性较低。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统,包括数据采集模块、交换模块、嵌入式CPU模块、数据统计模块、修正计算模块、车载显控模块、存储模块、接口采集模块、数据发送模块和后台终端;
数据采集模块用于采集车载设备的数据信息并将数据信息通过交换模块转换成数字信号并发送至嵌入式CPU模块;数据采集模块由若干个车载设备用传感器构成;车载设备用传感器包括里程表传感器、水温传感器、温度传感器、机油压力传感器、转速传感器、机油温度传感器、气体浓度传感器等,但限于于此,用于对车载设备数据监测的传感器均为车载设备用传感器;交换模块包括若干个信号接口;若干个信号接口为CAN、网络、RS485、RS232、音频、视频、模拟和数字接口;数据统计模块用于统计若干个车载设备用传感器的通电时长和发送车载设备数据信息的次数;数据统计模块将通电时长和发送车载设备数据信息的次数发送至嵌入式CPU模块;嵌入式CPU模块将接收的通电时长和发送车载设备数据信息的次数以及车载设备的数据信息发送至修正计算模块,修正计算模块用于对车载设备的数据信息进行修正计算,具体计算步骤如下:
步骤一:设定车载设备用传感器标记为Ci,i=1、……、n;车载设备用传感器采集的数据信息记为UCi;设定车载设备用传感器的通电时长记为TCi;发送车载设备数据信息的次数标记为PCi;设定车载设备用传感器采集时的温度和湿度分别标记为WCi、SCi
步骤二:对车载设备用传感器采集的数据信息进行判断,设定对比最大阈值记为ACi,对比最小阈值记为BCi;
步骤三:当UCi>ACi,则车载设备用传感器的异常总次数增加一次;当UCi<BCi,则车载设备用传感器的异常总次数增加一次;统计车载设备用传感器的异常总次数,并标记为YCi;
步骤四:利用公式获取得到车载设备用传感器的修正系数λCi;其中K1Ci、K2Ci、K3Ci、K4Ci、K5Ci均为预设比例系数;μ为修正因子,取值为0.92721348;通过公式可得,通电时长越长,修正系数越小,湿度越大,修正系数越大,温度越接近二十六度,修正系数越大;异常总次数越大,修正系数越大,发送车载设备数据信息的次数越多,修正系数越大;
步骤六:修正计算模块将车载设备修正数据发送至嵌入式CPU模块和车载显控模块;
嵌入式CPU模块接收到车载设备修正数据并发送至存储模块,存储模块对车载设备修正数据依照采集日期和车载设备修正数据的种类进行分类存储;车载显控模块接收到车载设备修正数据并进行显示;
接口采集模块用于对存储模块内的车载设备修正数据进行导出,具体导出步骤如下:
S1:用户通过手机终端与接口采集模块蓝牙连接;接口采集模块采集用户手机终端的IP地址并发至后台终端;同时用户通过手机终端向后台终端发送导出请求指令和手机终端的IP地址接收设备;接收设备为U盘、硬盘或邮箱;
S2:后台终端将接口采集模块采集手机终端的IP地址与手机终端向后台终端发送的IP地址进行匹配,当匹配成功后,后台终端获取手机终端IP地址对应的权限值;同时该手机终端的IP地址对应的导出总次数增加一次;
S3:后台终端根据权限值匹配到访问的对应的日期内的车载设备修正数据并将日期和车载设备修正数据对应的种类发送至用户的手机终端上;
S4:用户通过手机终端选择日期和对应的种类发送至后台终端;后台终端将选择日期和对应的种类发送至接口采集模块;接口采集模块根据接收到选择日期和对应的种类获取存储模块内该选择日期和对应的种类的车载设备修正数据并进行压缩,然后传输至用户对应的接收设备内,同时接收设备的导出总次数增加一次;
S5:当用户的接收设备为U盘或硬盘,则用户将U盘或硬盘通过USB与接口采集模块连接,接口采集模块将压缩后的车载设备修正数据通过USB输送至U盘或硬盘内;
S6:当用户的接收设备为邮箱,则接口采集模块将缩后的车载设备修正数据通过嵌入式CPU模块发送至数据发送模块;数据发送模块通过无线网络将压缩后的车载设备修正数据发送至邮箱内。
后台终端内还包括权限计算单元;权限计算单元用于对手机终端的IP地址计算权限值;具体计算步骤如下:
SS1:设定手机终端的IP地址记为Dj,j=1、……、n;手机终端的IP地址对应的导出总次数记为PDj;
SS2:统计导出总次数中第一次导出和最后一次导出车载设备修正数据的时长,并标记为TDj;
SS3:获取用户使用接收设备的导出总次数,并标记为QkDj;k=1、2、3;其中Q1Dj表示Dj对应的接收设备U盘的导出总次数;Q2Dj表示Dj对应的接收设备硬盘的导出总次数;Q3Dj表示Dj对应的接收设备邮箱的导出总次数;
SS4:利用公式WYDj=PDj*z1+TDj*z2+QkDj*z3获取得到手机终端的IP地址对应的权限值WYDj;其中z1、z2和z3均为预设比例系数。
S3中的后台终端根据权限值匹配到访问的对应的日期内的车载设备修正数据具体匹配过程如下:
a:设定车载设备记为Em,m=1、……、n;根据车载设备的重要度设定预设基础阈值并标记为ZEm;
b:当权限值小于基础阈值,则不能对该车载设备的车载设备数据修正值进行导出;当权限值大于基础阈值,则对权限值进行匹配日期;以系统当前日期为界限,设定系统当前日期往前的天数记为V;V=1、……、n;
c:当ZEm*V<WYDj<ZEm*(V+1),则该匹配到访问的对应的日期为系统当前日期及往前V天的日期。
数据发送模块用于将车载设备数据修正值发送至后台终端。
本发明的工作原理:数据采集模块用于采集车载设备的数据信息并将数据信息通过交换模块转换成数字信号并发送至嵌入式CPU模块;数据统计模块将通电时长和发送车载设备数据信息的次数发送至嵌入式CPU模块;嵌入式CPU模块将接收的通电时长和发送车载设备数据信息的次数以及车载设备的数据信息发送至修正计算模块,修正计算模块用于对车载设备的数据信息进行修正计算,利用公式获取得到车载设备用传感器的修正系数λCi;利用公式获取得到车载设备修正数据UZCi;通过对数据采集模块采集的数据进行修正,从而使采集到的数据更接近真实值,避免因数据采集传感器的硬件误差导致采集到的数据与真实值的误差较大;接口采集模块用于对存储模块内的车载设备修正数据进行导出,用户通过手机终端与接口采集模块蓝牙连接;接口采集模块采集用户手机终端的IP地址并发至后台终端;同时用户通过手机终端向后台终端发送导出请求指令和手机终端的IP地址接收设备,后台终端将接口采集模块采集手机终端的IP地址与手机终端向后台终端发送的IP地址进行匹配,当匹配成功后,后台终端获取手机终端IP地址对应的权限值,后台终端根据权限值匹配到访问的对应的日期内的车载设备修正数据并将日期和车载设备修正数据对应的种类发送至用户的手机终端上;用户通过手机终端选择日期和对应的种类发送至后台终端;后台终端将选择日期和对应的种类发送至接口采集模块;接口采集模块根据接收到选择日期和对应的种类获取存储模块内该选择日期和对应的种类的车载设备修正数据并进行压缩,然后传输至用户对应的接收设备内;通过对用户的权限值进行计算,匹配到对应日期内的数据,确保导出数据的安全,避免现有的数据存储设备无法对导出设备进行验证以及可以导出数据存储设备内所有的数据,致使安全性较低。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统,其特征在于,包括数据采集模块、交换模块、嵌入式CPU模块、数据统计模块、修正计算模块、车载显控模块、存储模块、接口采集模块、数据发送模块和后台终端;
所述数据采集模块用于采集车载设备的数据信息并将数据信息通过交换模块转换成数字信号并发送至嵌入式CPU模块;所述数据采集模块由若干个车载设备用传感器构成;所述交换模块包括若干个信号接口;若干个信号接口为CAN、网络、RS485、RS232、音频、视频、模拟和数字接口;所述数据统计模块用于统计若干个车载设备用传感器的通电时长和发送车载设备数据信息的次数;数据统计模块将通电时长和发送车载设备数据信息的次数发送至嵌入式CPU模块;嵌入式CPU模块将接收的通电时长和发送车载设备数据信息的次数以及车载设备的数据信息发送至修正计算模块,修正计算模块用于对车载设备的数据信息进行修正计算,具体计算步骤如下:
步骤一:设定车载设备用传感器标记为Ci,i=1、……、n;车载设备用传感器采集的数据信息记为UCi;设定车载设备用传感器的通电时长记为TCi;发送车载设备数据信息的次数标记为PCi;设定车载设备用传感器采集时的温度和湿度分别标记为WCi、SCi
步骤二:对车载设备用传感器采集的数据信息进行判断,设定对比最大阈值记为ACi,对比最小阈值记为BCi;
步骤三:当UCi>ACi,则车载设备用传感器的异常总次数增加一次;当UCi<BCi,则车载设备用传感器的异常总次数增加一次;统计车载设备用传感器的异常总次数,并标记为YCi;
步骤六:修正计算模块将车载设备修正数据发送至嵌入式CPU模块和车载显控模块;
所述嵌入式CPU模块接收到车载设备修正数据并发送至存储模块,存储模块对车载设备修正数据依照采集日期和车载设备修正数据的种类进行分类存储;所述车载显控模块接收到车载设备修正数据并进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统,其特征在于,所述接口采集模块用于对存储模块内的车载设备修正数据进行导出,具体导出步骤如下:
S1:用户通过手机终端与接口采集模块蓝牙连接;接口采集模块采集用户手机终端的IP地址并发至后台终端;同时用户通过手机终端向后台终端发送导出请求指令和手机终端的IP地址接收设备;接收设备为U盘、硬盘或邮箱;
S2:后台终端将接口采集模块采集手机终端的IP地址与手机终端向后台终端发送的IP地址进行匹配,当匹配成功后,后台终端获取手机终端IP地址对应的权限值;同时该手机终端的IP地址对应的导出总次数增加一次;
S3:后台终端根据权限值匹配到访问的对应的日期内的车载设备修正数据并将日期和车载设备修正数据对应的种类发送至用户的手机终端上;
S4:用户通过手机终端选择日期和对应的种类发送至后台终端;后台终端将选择日期和对应的种类发送至接口采集模块;接口采集模块根据接收到选择日期和对应的种类获取存储模块内该选择日期和对应的种类的车载设备修正数据并进行压缩,然后传输至用户对应的接收设备内,同时接收设备的导出总次数增加一次;
S5:当用户的接收设备为U盘或硬盘,则用户将U盘或硬盘通过USB与接口采集模块连接,接口采集模块将压缩后的车载设备修正数据通过USB输送至U盘或硬盘内;
S6:当用户的接收设备为邮箱,则接口采集模块将压缩后的车载设备修正数据通过嵌入式CPU模块发送至数据发送模块;数据发送模块通过无线网络将压缩后的车载设备修正数据发送至邮箱内。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统,其特征在于,所述后台终端内还包括权限计算单元;权限计算单元用于对手机终端的IP地址计算权限值;具体计算步骤如下:
SS1:设定手机终端的IP地址记为Dj,j=1、……、n;手机终端的IP地址对应的导出总次数记为PDj;
SS2:统计导出总次数中第一次导出和最后一次导出车载设备修正数据的时长,并标记为TDj;
SS3:获取用户使用接收设备的导出总次数,并标记为QkDj;k=1、2、3;其中Q1Dj表示Dj对应的接收设备U盘的导出总次数;Q2Dj表示Dj对应的接收设备硬盘的导出总次数;Q3Dj表示Dj对应的接收设备邮箱的导出总次数;
SS4:利用公式WYDj=PDj*z1+TDj*z2+QkDj*z3获取得到手机终端的IP地址对应的权限值WYDj;其中z1、z2和z3均为预设比例系数。
4.根据权利要求2所述的基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统,其特征在于,S3中所述的后台终端根据权限值匹配到访问的对应的日期内的车载设备修正数据具体匹配过程如下:
a:设定车载设备记为Em,m=1、……、n;根据车载设备的重要度设定预设基础阈值并标记为ZEm;
b:当权限值小于基础阈值,则不能对该车载设备的车载设备数据修正值进行导出;当权限值大于基础阈值,则对权限值进行匹配日期;以系统当前日期为界限,设定系统当前日期往前的天数记为V;V=1、……、n;
c:当ZEm*V<WYDj<ZEm*(V+1),则该匹配到访问的对应的日期为系统当前日期及往前V天的日期。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的车载设备用数据采集系统,其特征在于,所述数据发送模块用于将车载设备数据修正值发送至后台终端。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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