CN111147570A - 一种基于物联网的汽车出租管理系统及其方法 - Google Patents

一种基于物联网的汽车出租管理系统及其方法 Download PDF

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Abstract

一种基于物联网的汽车出租管理系统，包括车辆传感器模块，车辆传感器模块包括用于检测发动机进气量的空气流量传感器，空气流量传感器设置于汽车发动机的进气管中，空气流量传感器通过信号线连接到ECU，ECU可获取发动机进气量参数；本发明利用32位高性能MCU通过OBDII接口协议与汽车ECU进行通讯和传感器数据获取如发动机转速、空燃比、怠速等多项参数，MCU模块获取到传感器数据后进行数据处理和数据转发。数据将通过NB‑IOT无线网络模块将数据发送到云服务平台上。云服务平台可以对NB‑IOT模块发送的数据进行大数据分析，司机可以通过移动终端设备对服务器进行数据查看和分析。管理人员可以对车辆进行管理、实时位置获取、故障预报等操作。

Description

一种基于物联网的汽车出租管理系统及其方法
技术领域
本发明涉及车辆管理领域，尤其涉及一种基于物联网的汽车出租管理系统。
背景技术
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。物联网化已经成为行业发展的必要趋势，物联网一般为无线网，在物联网上，每个人都可以应用设备与互联网进行连接，实现信息的互动。中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、也可以对家庭设备、汽车进行远程操作，以及位置获取、防止物品被盗等各种应用。
车联网是指车与车、车与路、车与人、车与传感器设备的交互，实现车辆与公众网络通信的动态移动通信系统。它可以通过车与车、车与人、车与路互联互通实现信息共享，收集车辆、道路和环境的信息，并在信息网络平台上对多源采集的信息进行加工、计算、共享和安全发布，根据不同的功能需求对车辆进行有效的引导与监管，以及提供专业的多媒体与移动互联网应用服务。
汽车出租行业是个特殊的流动性行业，人员结构复杂，但是汽车出租行业近年来体现出低迷状况，其中的一个原因便是汽车出租行业没能跟上社会的发展。在汽车出租行业普遍存在着车辆设备滞后，车辆还是比较旧款的的车子，车辆设备科技含量较低，设备不够配套，行业管理成本较高的情况。
发明内容
本发明所解决的问题是提供了一种基于物联网的汽车出租管理系统，本发明所述系统通过云服务平台可以对NB-IOT模块发送的数据进行大数据分析车辆各项参数是否正常，方便向司机做出提醒和租车公司的车辆管理。
一种基于物联网的汽车出租管理系统，包括有车辆传感器模块、车载终端控制器和云服务平台；
所述车辆传感器模块用于检测车辆参数；所述车辆传感器模块连接有ECU，所述ECU通过OBD接口连接有车载终端控制器；所述ECU用于获取所述车辆传感器模块检测到的车辆参数，并将其发送到所述车载终端控制器；
所述车载终端控制器包括有数据传输模块、MCU模块、语音模块、NB-IOT模块；所述数据传输模块用于传送所述车辆参数至所述MCU模块；所述MCU模块用于将车辆参数数据通过所述NB-IOT模块上传到所述云服务平台；还用于接收所述云服务平台发出的指令并控制所述语音模块做出警报；
所述语音模块用于在参数异常时做出警报；所述NB-IOT模块用于所述MCU模块与云服务平台之间的数据传输；
所述云服务平台用于接收MCU模块上传的车辆参数并储存，分析上传的车辆参数是否异常，在异常的情况下通过所述NB-IOT模块向所述MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出警报；
所述云服务平台还用于根据连续若干笔订单上传的车辆参数分析车辆正常磨损或人为损坏。
上述技术方案中，更进一步的是，所述传感器模块包括用于检测发动机进气量的空气流量传感器、用于检测进气歧管真空度的进气压力传感器、用于检测节气门开度的节气门位置传感器、用于检测油箱油量的油量传感器、用于检测曲轴位置及发动机转速的曲轴位置传感器、用于检测尾气中氧含量的氧传感器、用于检测发动机水温的水温传感器。设置有多种传感器可以检测到车辆的多项参数指标，反应车辆状况更加全面，方便租车公司对车辆的管理。
上述技术方案中，更进一步的是，数据传输模块包括K线模块、L线模块和CAN总线模块。两种总线目的是提高本发明对不同汽车的兼容性。
上述技术方案中，更进一步的是，所述车载终端控制器还包括电源模块，所述电源模块用于给所述MCU模块、语音模块、NB-IOT模块供电。
上述技术方案中，更进一步的是，所述MCU模块是指32位的MCU。采用32为的MCU，提高响应和计算速率，提高效率。
一种如所述基于物联网的汽车出租管理系统的方法，包括以下几个步骤：
步骤1：所述车辆传感器模块实时监测车辆参数，所述ECU获取所述车辆参数，所述ECU通过OBDII协议与所述车载终端控制器连接，所述MCU模块通过数据传输模块获取车辆参数，并通过所述NB-IOT模块将所述车辆参数上传到所述云服务平台，形成车辆参数数据库；
步骤2：工作人员根据不同的车型设定每项参数的正常参数区间；
步骤3：在车辆出租的时候，所述MCU模块通过NB-IOT模块将ECU获取的车辆参数上传到云服务平台；
步骤4：所述云服务平台分析判定，若上传的车辆参数在正常参数区间内，则判定车辆此项参数正常；若上传的车辆参数在正常参数区间外，则判定车辆此项参数异常，再通过所述NB-IOT模块向MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出第一警报；
步骤5：在每次订单结束时，所述云服务平台将当前订单的各项参数储存，与上一次订单的各项参数进行对比，若参数变化小于的磨损指标，则所述云服务平台判定为正常磨损，若参数变化大于的磨损指标，则所述云服务平台判定为人为损坏通过所述NB-IOT模块向MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出第二警报。
上述技术方案中，更进一步的是，所述车辆参数包括发动机进气量、进气歧管真空度、节气门开度、发动机转速、尾气中氧含量、发动机水温、油箱油量。
上述技术方案中，更进一步的是，所述正常参数区间、磨损指标可由管理人员设置。适应于不同的车型，更加方便管理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明利用32位高性能MCU通过OBDII接口协议与汽车ECU进行通讯和传感器数据获取如发动机转速、空燃比、怠速等多项参数，MCU模块获取到传感器数据后进行数据处理和数据转发。数据将通过NB-IOT无线网络模块将数据发送到云服务平台上。云服务平台可以对NB-IOT模块发送的数据进行大数据分析，司机可以通过移动终端设备对服务器进行数据查看和分析。管理人员可以对车辆进行管理、实时位置获取、故障预报等操作。云平台可以通过访问LBS的API接口对汽车所处的道路信息和车辆实时运行信息进行路径规划，减少车辆通过拥堵道路，最终通过NB-IOT无线网络模块反馈到终端控制系统，终端控制系统通过语音播放来进行人机交互提示司机相应信息，实现更加智慧、快速、高效的导航功能。当发动机的某些参数异常时车载终端控制器能实时通过NB-IOT无线网络模块向服务器进行异常报警和通过语音播放对司机进行故障提醒，管理人员能提前对车辆进行维修和保养从而减少车辆在道路上发生事故。
2、同时通过当前订单的参数与上一订单的参数的变化情况，分析得到车辆的参数离开正常参数区间的原因是正常磨损还是人为损坏，减少租车公司的财产损失。
附图说明
图1为本发明所述基于物联网的汽车出租管理系统的系统框图。
图2为本发明所述基于物联网的汽车出租管理系统的车载终端控制器系统框图。
图3为本发明所述基于物联网的汽车出租管理系统的云服务平台系统框图。
图4为本发明所述基于物联网的汽车出租管理系统的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述。
如图1—4所示，一种基于物联网的汽车出租管理系统，包括车辆传感器模块，车辆传感器模块包括用于检测发动机进气量的空气流量传感器，空气流量传感器设置于汽车发动机的进气管中，空气流量传感器通过信号线连接到ECU，ECU可获取发动机进气量参数；
包括用于检测进气歧管真空度的进气压力传感器，进气压力传感器设置于进气歧管中，进气压力传感器通过信号线连接到ECU，ECU可获取进气歧管真空度参数；
包括用于检测节气门开度的节气门位置传感器，节气门位置传感器设置于节气门体上，节气门位置传感器通过信号线连接到ECU，ECU可获取节气门开度；
包括用于检测油箱油量的油量传感器，油量传感器设置于油箱内，油量传感器通过信号线连接到ECU，ECU可获取油箱油量；
包括用于检测曲轴位置及发动机转速的曲轴位置传感器，曲轴位置传感器设置于曲轴前端（皮带轮处）曲轴后端靠近大飞轮处或曲轴中间，曲轴位置传感器通过信号线连接到ECU，ECU可获取曲轴位置及发动机转速；
包括用于检测尾气中氧含量的氧传感器，氧传感器设置于尾气管中，氧传感器通过信号线连接到ECU，ECU可获取尾气中氧含量；
包括用于检测发动机水温的水温传感器，水温传感器设置于发动机水箱里，水温传感器通过信号线连接到ECU，ECU可获取发动机水温。
车辆传感器模块中的传感器检测到车辆参数，ECU通过信号线获取到车辆参数。
在ECU 上连接有车载终端控制器，车载终端控制器包括OBD接口，OBD接口与ECU通过OBDII协议进行信息传输，OBD接口通过K线模块、L线模块和CAN线模块连接有MCU模块，本实施例中，MCU模块是指32位高性能的stm32，在MCU上设置有语音模块，语音模块是指扬声器，用于向驾驶员做出提醒；还在MCU模块上搭载有NB-IOT模块，本实施例中NB-IOT模块是指850MHz的WH-NB73-B5SA，其内置有SIM卡和天线；NB-IOT模块是用来车载终端控制器与云服务平台之间的数据传输。
云服务平台是一种简单高效、安全可靠、处理能力可弹性伸缩的计算服务。其管理方式比物理服务器更简单高效。无需提前购买硬件，即可迅速创建或释放任意多台云服务平台。云服务平台中储存有大量车辆参数，从而形成车辆参数数据库，车辆参数的来源是通过互联网向各汽车维修服务网站获取车辆发生故障时各种传感器的信息，或从本系统的中车辆传感器模块中获取的车辆参数；
车辆参数是以每个订单为一个单元进行车辆参数储存，在数据储存领域已经是成熟的技术，本实施例中不再累述。
本发明所述系统还包括移动终端，移动终端是指手机应用程序，在手机应用程序上可由管理人员查看车辆参数。
管理人员可以根据数据库中的不同车型的参数划定各项参数的正常参数区间，在车辆出租的时候，MCU模块通过NB-IOT模块将ECU获取的各项参数上传到云服务平台上，如果上传的参数值始终在管理人员划定的正常参数区间内，则云服务平台判定此参数正常，车辆状况正常；若上传的参数值在管理人员划定的正常参数区间之外，则云服务平台判定此参数异常，车辆状况异常，在异常的情况下，云服务平台通过NB-IOT模块向MCU模块发送指令，MCU模块控制语音模块做出第一警报（第一警报声音），提醒驾驶人员车辆出现损坏，同时云服务平台通过互联网向移动终端发送第一警报（第一警报声音），车辆出现损坏。
每个车辆传感器模块与车辆的车牌一一对应，每个MCU上搭载的NB-IOT模块上的IMEI码对应车辆的车牌，以方便查询车辆车况。
云服务平台还能够将异常信息实时推送到管理人员的移动终端，管理人员可以在线实时查看车辆运行状况。云服务平台还能接收NB-IOT模块上报的汽车位置信息（汽车位置信息来自于ECU自带的定位系统），云服务平台通过访问LBS API进行最优路径的选择，然后服务器将最优路径信息传输到车载终端控制器。车载终端控制器将通过语音进行导航信息的播报来提示司机。
管理人员还可根据数据库中的不同车型的参数划定不同磨损指标，在每次订单结束时，所述云服务平台将当前订单的各项参数储存，与上一次订单的各项参数进行对比，若参数变化小于的磨损指标，则所述云服务平台判定为正常磨损，若参数变化大于的磨损指标，则所述云服务平台判定为人为损坏通过所述NB-IOT模块向MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出第二警报（第二警报声）；
磨损指标是指：在上一个订单中，参数正常的情况下，二在当前订单中在高于或低于正常参数区间一定值时，为人为损坏；反之为正常磨损。
针对不同车型的参数异常报警和人为损坏报警，我们给出以下实施例：
实施例1：
本实施例的车型为2005年款的桑塔纳；
管理人员设定的各项正常参数区间如下：
发动机进气量：2.0--4.0g/s；
进气歧管真空度：64--71kPa；
节气门开度：2--5度；
发动机转速：小于3000rpm；
尾气中氧含量：小于2%；
发动机水温：小于100℃；
油箱油量：大于20%；
MCU模块通过NB-IOT模块将ECU获取的各项参数上传到云服务平台上，如果上传的参数值始终在管理人员划定的正常参数区间内，则云服务平台判定此参数正常，车辆状况正常；若上传的参数值在管理人员划定的正常参数区间之外，则云服务平台判定此参数异常，车辆状况异常，在异常的情况下，云服务平台通过NB-IOT模块向MCU模块发送指令，MCU模块控制语音模块做出第一警报（第一警报声音），提醒驾驶人员车辆出现损坏，同时云服务平台通过互联网向移动终端发送第一警报（第一警报声音），车辆出现损坏。
当然，油量不可考虑，油量是用来向驾驶人员进行提醒该加油。
磨损指标：
发动机进气量：小于1.0或大于6.0g/s；
进气歧管真空度：小于50或大于80kPa；
节气门开度：小于1或大于7度；
发动机转速：小于1000rpm或大于5000rpm；车速抬不起来；
尾气中氧含量：大于5%；
发动机水温：小于80℃；
在每次订单结束时，所述云服务平台将当前订单的各项参数储存，与上一次订单的各项参数进行对比，若参数变化小于的磨损指标，则所述云服务平台判定为正常磨损，若参数变化大于的磨损指标，则所述云服务平台判定为人为损坏通过所述NB-IOT模块向MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出第二警报（第二警报声）。
实施例2：
本实施例的车型为2004年款的佳美；
管理人员设定的各项正常参数区间如下：
发动机进气量：3.0--4.0g/s；
进气歧管真空度：74--80kPa；
节气门开度：2.3—6.0度；
发动机转速：小于4000rpm；
尾气中氧含量：小于3%；
发动机水温：小于96℃；
油箱油量：大于20%；
MCU模块通过NB-IOT模块将ECU获取的各项参数上传到云服务平台上，如果上传的参数值始终在管理人员划定的正常参数区间内，则云服务平台判定此参数正常，车辆状况正常；若上传的参数值在管理人员划定的正常参数区间之外，则云服务平台判定此参数异常，车辆状况异常，在异常的情况下，云服务平台通过NB-IOT模块向MCU模块发送指令，MCU模块控制语音模块做出第一警报（第一警报声音），提醒驾驶人员车辆出现损坏，同时云服务平台通过互联网向移动终端发送第一警报（第一警报声音），车辆出现损坏。
当然，油量不可考虑，油量是用来向驾驶人员进行提醒该加油。
磨损指标：
发动机进气量：小于1.0或大于6.0g/s；
进气歧管真空度：小于50或大于90kPa；
节气门开度：小于1或大于7度；
发动机转速：小于1000rpm或大于5000rpm；车速抬不起来；
尾气中氧含量：大于5%；
发动机水温：小于80℃；
在每次订单结束时，所述云服务平台将当前订单的各项参数储存，与上一次订单的各项参数进行对比，若参数变化小于的磨损指标，则所述云服务平台判定为正常磨损，若参数变化大于的磨损指标，则所述云服务平台判定为人为损坏通过所述NB-IOT模块向MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出第二警报（第二警报声）。
实施例3：
本实施例的车型为2007年款的思域；
管理人员设定的各项正常参数区间如下：
发动机进气量：3.0--4.0g/s；
进气歧管真空度：74--82kPa；
节气门开度：2.3—6.0度；
发动机转速：小于4000rpm；
尾气中氧含量：小于3%；
发动机水温：小于96℃；
油箱油量：大于20%；
MCU模块通过NB-IOT模块将ECU获取的各项参数上传到云服务平台上，如果上传的参数值始终在管理人员划定的正常参数区间内，则云服务平台判定此参数正常，车辆状况正常；若上传的参数值在管理人员划定的正常参数区间之外，则云服务平台判定此参数异常，车辆状况异常，在异常的情况下，云服务平台通过NB-IOT模块向MCU模块发送指令，MCU模块控制语音模块做出第一警报（第一警报声音），提醒驾驶人员车辆出现损坏，同时云服务平台通过互联网向移动终端发送第一警报（第一警报声音），车辆出现损坏。
当然，油量不可考虑，油量是用来向驾驶人员进行提醒该加油。
磨损指标：
发动机进气量：小于1.0或大于6.0g/s；
进气歧管真空度：小于50或大于90kPa；
节气门开度：小于1或大于7度；
发动机转速：小于1000rpm或大于5000rpm；车速抬不起来；
尾气中氧含量：大于5%；
发动机水温：小于80℃；
在每次订单结束时，所述云服务平台将当前订单的各项参数储存，与上一次订单的各项参数进行对比，若参数变化小于的磨损指标，则所述云服务平台判定为正常磨损，若参数变化大于的磨损指标，则所述云服务平台判定为人为损坏通过所述NB-IOT模块向MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出第二警报（第二警报声）。
实施例4：
本实施例的车型为2005年款的雅阁；
管理人员设定的各项正常参数区间如下：
发动机进气量：3.0--4.0g/s；
进气歧管真空度：74--82kPa；
节气门开度：3—6.0度；
发动机转速：小于3000rpm；
尾气中氧含量：小于2%；
发动机水温：小于100℃；
油箱油量：大于20%；
MCU模块通过NB-IOT模块将ECU获取的各项参数上传到云服务平台上，如果上传的参数值始终在管理人员划定的正常参数区间内，则云服务平台判定此参数正常，车辆状况正常；若上传的参数值在管理人员划定的正常参数区间之外，则云服务平台判定此参数异常，车辆状况异常，在异常的情况下，云服务平台通过NB-IOT模块向MCU模块发送指令，MCU模块控制语音模块做出第一警报（第一警报声音），提醒驾驶人员车辆出现损坏，同时云服务平台通过互联网向移动终端发送第一警报（第一警报声音），车辆出现损坏。
当然，油量不可考虑，油量是用来向驾驶人员进行提醒该加油。
磨损指标：
发动机进气量：小于1.0或大于6.0g/s；
进气歧管真空度：小于50或大于90kPa；
节气门开度：小于1或大于7度；
发动机转速：小于1000rpm或大于5000rpm；车速抬不起来；
尾气中氧含量：大于5%；
发动机水温：小于80℃；
在每次订单结束时，所述云服务平台将当前订单的各项参数储存，与上一次订单的各项参数进行对比，若参数变化小于的磨损指标，则所述云服务平台判定为正常磨损，若参数变化大于的磨损指标，则所述云服务平台判定为人为损坏通过所述NB-IOT模块向MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出第二警报（第二警报声）。
可以理解的是，本说明书中未详细阐述的部分均属于现有技术。
本发明不限于上述实施例，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思作出其他相应的改变或替换，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的汽车出租管理系统，其特征在于，包括有车辆传感器模块、车载终端控制器和云服务平台；
所述车辆传感器模块用于检测车辆参数；所述车辆传感器模块连接有ECU，所述ECU通过OBD接口连接有车载终端控制器；所述ECU用于获取所述车辆传感器模块检测到的车辆参数，并将其发送到所述车载终端控制器；
所述车载终端控制器包括有数据传输模块、MCU模块、语音模块、NB-IOT模块；所述数据传输模块用于传送所述车辆参数至所述MCU模块；所述MCU模块用于将车辆参数数据通过所述NB-IOT模块上传到所述云服务平台；还用于接收所述云服务平台发出的指令并控制所述语音模块做出警报；
所述语音模块用于在参数异常时做出警报；所述NB-IOT模块用于所述MCU模块与云服务平台之间的数据传输；
所述云服务平台用于接收MCU模块上传的车辆参数并储存，分析上传的车辆参数是否异常，在异常的情况下通过所述NB-IOT模块向所述MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出警报；
所述云服务平台还用于根据连续若干笔订单上传的车辆参数分析车辆正常磨损或人为损坏。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的汽车出租管理系统，其特征在于，所述传感器模块包括用于检测发动机进气量的空气流量传感器、用于检测进气歧管真空度的进气压力传感器、用于检测节气门开度的节气门位置传感器、用于检测油箱油量的油量传感器、用于检测曲轴位置及发动机转速的曲轴位置传感器、用于检测尾气中氧含量的氧传感器、用于检测发动机水温的水温传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的汽车出租管理系统，其特征在于，数据传输模块包括K线模块、L线模块和CAN总线模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的汽车出租管理系统，其特征在于，所述车载终端控制器还包括电源模块，所述电源模块用于给所述MCU模块、语音模块、NB-IOT模块供电。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的汽车出租管理系统，其特征在于，所述MCU模块是指32位的MCU。
6.一种如权利要求1所述基于物联网的汽车出租管理系统的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤1：所述车辆传感器模块实时监测车辆参数，所述ECU获取所述车辆参数，所述ECU通过OBDII协议与所述车载终端控制器连接，所述MCU模块通过数据传输模块获取车辆参数，并通过所述NB-IOT模块将所述车辆参数上传到所述云服务平台，形成车辆参数数据库；
步骤2：工作人员根据不同的车型设定每项参数的正常参数区间；
步骤3：在车辆出租的时候，所述MCU模块通过NB-IOT模块将ECU获取的车辆参数上传到云服务平台；
步骤4：所述云服务平台分析判定，若上传的车辆参数在正常参数区间内，则判定车辆此项参数正常；若上传的车辆参数在正常参数区间外，则判定车辆此项参数异常，再通过所述NB-IOT模块向MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出第一警报；
步骤5：在每次订单结束时，所述云服务平台将当前订单的各项参数储存，与上一次订单的各项参数进行对比，若参数变化小于的磨损指标，则所述云服务平台判定为正常磨损，若参数变化大于的磨损指标，则所述云服务平台判定为人为损坏通过所述NB-IOT模块向MCU模块发送指令，所述MCU模块控制所述语音模块做出第二警报。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的汽车出租管理系统的方法，其特征在于，所述车辆参数包括发动机进气量、进气歧管真空度、节气门开度、发动机转速、尾气中氧含量、发动机水温、油箱油量。
8.根据权利要求6所述的基于物联网的汽车出租管理系统的方法，其特征在于，所述正常参数区间、磨损指标可由管理人员设置。
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