CN111193781A - 一种车辆运行数据实时采集传输方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆运行数据实时采集传输方法及系统。该方法包括：通过车载智能终端收集分布在车身各处的N个传感器实时采集的车辆运行数据，通过TCP/IP协议上传到车辆管理平台；所述智能终端基于自身与车辆管理平台之间通过TCP/IP协议连续两次数据传输之间的时间间隔，合理设置缓存对采集的车辆运行数据进行拆分，将拆分出的数据部分一次传输上传所述车辆管理平台。平台对接收到的数据进行解压缩解包操作后进行展示。本发明提供的方案兼顾了数据传输的效率以及车辆运行数据传输的实时性要求，能够适应以较高采样率采集工业车辆数据场合，为工程人员通过平台远程分析车辆运行状态提供便利。

Description

一种车辆运行数据实时采集传输方法及系统
技术领域
本发明提供的方案涉及车辆运行监控领域，具体涉及一种车辆运行数据实时采集传输方法及系统。
背景技术
随着物流行业规模的不断扩大，工业车辆的需求量也随之不断增加。但随之而来面临的问题也越来越多，如何对企业日益庞大的车辆进行行之有效的监控，维护车辆健康状况，实时分析车辆运行状态，成为了行业日益关注的重点。得益于通信技术的普及与发展、物联网技术与传统工业的结合越来越紧密，工业车联网平台因此应运而生，远程车辆的监控、资产的维护、数据的分析目前已经成为可能。
现有的技术方案，一般是安装在工业车辆上的数据采集模块通过CAN通讯网络对工业车辆的车身数据进行采集，并依次将数据填充要发送的数据通道内，在等待数据填充完毕后，通过TCP/IP协议向远程服务器发送；数据发送完毕后、等待数据再次填充完毕后以开始下一次发送。
上电后采集车辆运行数据，并向指定好的服务器平台发起IP连接请求。服务器端事先创建完毕socket套接字，绑定在平台上的特定端口后，开始对该端口进行监听，并实时响应连接请求。数据采集模块通过CAN通讯网络对工业车辆的车身数据进行采集，并依次将数据填充要发送的数据通道内。等待数据填充完毕后，通过TCP/IP协议向远程服务器发送。发送完毕后，等待数据再次填充完毕后，开始下一次发送。由于基于TCP/IP协议进行数据传输时，数据采集模块和服务器之间每次数据传输完成之后需要进行确认，以及数据采集模块和服务器性能以及两者距离的限制，导致相邻两次数据传输之间的时间间隔在秒级。如果一次传输大量的采集数据，由于数据采集模块准备好如此大量的采集数据需要较长时间，这样服务器在一次传输后接收的数据存在比较大的迟滞，不符合实时性的要求。由于以上原因现有的车辆运行数据采集系统无法及时反应出车辆的当前的情况，工程人员通过平台远程分析车辆运行状态较为困难。
发明内容
针对传统方案存在的上述不足，本发明提供了一种车辆运行数据实时采集传输方法，该方法通过车载智能终端收集分布在车身各处的N个传感器实时采集的车辆运行数据，通过TCP/IP协议上传到车辆管理平台；其中、所述智能终端和所述N个传感器之间采用CAN总线进行数据传输；其根据自身与所述车辆管理平台之间通过TCP/IP协议进行两次数据传输的间隔时间内所述分布在车身各处的N个传感器实时采集的车辆运行数据的数据量来设置用于缓存所述N个传感器实时采集的车辆运行数据的缓存空间；利用该缓存空间对需要传输的车辆运行数据进行拆分，当该缓存空间中存储的数据达到预设的拆分量时对其中的数据进行压缩打包，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。
进一步地、所述智能终端的上述功能可以实现为：开辟N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，每块缓存空间的大小根据对应传感器采集数据的类型和所述智能终端的采样率设置为在所述传输间隔时间填满。当所有N个缓存空间填满时，所述智能终端对按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包，将打包好的数据通过TCP/IP协议一次传输到所述车辆管理平台；清空所述N个缓存空间进行下一轮传感器数据的接收。或者、所述智能终端的上述功能也可以实现为：开辟N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，每块缓存空间的大小在能够容纳所述传输间隔时间内对应传感器获取的数据。所述智能终端设置计时器用于在开始接收传感器数据时进行启动计时，达到所述传输间隔时间后产生中断信号进入中断处理程序；中断处理程序实现为：重置所述计时器，按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包后清空所述N个缓存空间进行下一轮传感器数据的接收，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。每个传感器在CAN总线上的设备标识ID事先约定用于标识该传感器是该车身上的哪一处的哪个传感器。这样所述智能终端就可以通过每个传感器在CAN总线上的设备标识ID来识别获取的数据应该存储在哪个缓存空间中。
进一步地，所述智能终端还结合多线程技术，通过创建多个线程，每个线程都实现上述智能终端采集、传输车辆运行数据的方法，并且在其中一个线程接收完数据进行压缩打包期间，由另一个线程继续接收采集的车辆运行数据，以尽量避免发送给车辆管理平台的数据中遗漏部分车辆运行数据。
相应地，本发明还提供一种车辆运行数据实时采集传输系统。该系统包括车载智能终端、分布在车身各处的N个传感器、以及车辆监控平台；其中、所述智能终端和所述N个传感器之间采用CAN总线进行数据传输，其根据自身与所述车辆管理平台之间通过TCP/IP协议进行两次数据传输的间隔时间，以及该智能终端每秒钟通过所述分布在车身各处的N个传感器实时采集的车辆运行数据的数据量来设置用于缓存所述N个传感器实时采集的车辆运行数据的缓存空间；利用该缓存空间对需要传输的车辆运行数据进行拆分，当该缓存空间中存储的数据达到预设的拆分量时对其中的数据进行压缩打包，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。上述车辆运行数据实时采集传输系统中各部分功能的具体实现与上述车辆运行数据实时采集传输方法中对应部分的细节相同。
附图说明
图1为本发明提供的车辆运行数据实时采集传输方法中智能终端处理数据的流程图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案以及有益效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种车辆运行数据实时采集传输方法，通过车载智能终端收集分布在车身各处的N个传感器实时采集的车辆运行数据，通过TCP/IP协议上传到车辆管理平台；其中、所述智能终端处理数据的流程如图1所示：根据自身与所述车辆管理平台之间通过TCP/IP协议进行两次数据传输的间隔时间内所述分布在车身各处的N个传感器实时采集的车辆运行数据的数据量来设置用于缓存所述N个传感器实时采集的车辆运行数据的缓存空间；利用该缓存空间对需要传输的车辆运行数据进行拆分，当该缓存空间中存储的数据达到预设的拆分量时对其中的数据进行压缩打包，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。此外、所述将打包好的数据通过一次传输到所述车辆管理平台之前，智能终端还确定是否存在之前未及时发送的数据包，如有、则将所述之前未及时发送的数据包和所述打包好的数据通过一次传输一并发送的所述车辆管理平台。
本发明提供的技术方案通过将采集的车辆运行数据根据采集模块与车辆管理平台之间的传输间隔时间进行合理拆分，将拆分后的数据压缩打包后一次传输到车辆管理平台，在无法克服智能终端与车辆管理平台数据传输时间间隔的基础上兼顾了数据传输的效率和实时性。
实施例1
本发明提供一个实施例中，所述智能终端的功能具体实现为：开辟N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，每块缓存空间的大小根据对应传感器采集数据的类型和所述智能终端的采样率设置为在所述传输间隔时间填满；当所有N个缓存空间填满时，所述智能终端对按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包，将打包好的数据通过TCP/IP协议一次传输到所述车辆管理平台；清空所述N个缓存空间进行下一轮传感器数据的接收。所述智能终端和所述N个传感器之间采用CAN总线进行数据传输，每个传感器在CAN总线上的设备标识ID约定用于标识该传感器是该车身上的哪一处的哪个传感器。所述智能终端通过获取到的每一项车辆运行数据对应的设备标识ID来识别该项数据来自该车身上的哪一处的哪个传感器，进而将该项数据填入到相应的缓存空间。
为了保证尽量多的获取车辆运行数据，使车辆管理平台能够获取尽量多的车辆运行细节，设置所述智能终端采用多线程方式来获取车身各处的N个传感器实时采集车辆运行数据。例如所述车载智能终端的功能可以具体实现为：所述智能终端创建两个并行的线程，每个线程都开辟所述N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，线程之间通过互斥锁进行同步；获取所述互斥锁的线程接收所述N个传感器采集的数据,以便填入该线程的所述N个缓存空间中；当该线程的N个缓存空间填满时，释放所述互斥锁以便另一线程继续接收所述N个传感器采集的数据，并按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包后，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台；清空所述N个缓存空间，并请求所述互斥锁以进行下一轮数据接收。这样通过开设多个并发线程，实现对车辆运行数据近似不间断的采集获取，从能得到更多车辆运行的细节信息，有利于工程人员通过平台分析车辆运行状态。
实施例2
在本发明提供另一个实施例中，所述智能终端的功能具体实现为：开辟N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，每块缓存空间的大小在能够容纳所述传输间隔时间内对应传感器获取的数据；所述智能终端设置计时器用于在开始接收传感器数据时进行启动计时，达到所述传输间隔时间后产生中断信号进入中断处理程序，中断处理程序实现为：重置所述计时器，按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包后清空所述N个缓存空间进行下一轮传感器数据的接收，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。所述智能终端和所述N个传感器之间采用CAN总线进行数据传输，每个传感器在CAN总线上的设备标识ID约定用于标识该传感器是该车身上的哪一处的哪个传感器。所述智能终端通过获取到的每一项车辆运行数据对应的设备标识ID来识别该项数据来自该车身上的哪一处的哪个传感器，进而将该项数据填入到相应的缓存空间。本实施例利用计时器来触发对缓存数据的压缩打包，这样可以放宽对所述N个缓存空间的大小要求。
同样，可以设置所述智能终端采用多线程方式来获取车身各处的N个传感器实时采集车辆运行数据。具体可以实现为：所述智能终端创建两个并行的线程，每个线程都开辟所述N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，线程之间通过互斥锁进行同步；获取所述互斥锁的线程启动所述计时器，同时接收所述N个传感器采集的数据以便填入该线程的所述N个缓存空间中；当计时达到所述传输间隔时间后产生中断信号进入中断处理程序，中断处理程序实现为：重置所述计时器，释放所述互斥锁，按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包后清空所述N个缓存空间后请求所述互斥锁，并将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。
此外，为了保证采集数据的准确性和一致性，对于以上两个实施例，所述智能终端在将获取的采集数据填入所述N个缓存空间，具体可以实现为：对获取的采集数据进行过滤以剔除不符合实际要求的数据，然后对过滤后的数据识别来自车身上哪一个传感器以填入相应的缓存空间；当所有N个缓存空间填满后对每个缓存空间中的数据进行校验、将无效值/错误值替换为其在该缓存空间中前一个数据/后一个数据。车辆管理平台在接收到智能终端上传的工业车辆运行时的数据，对数据进行解压缩解包处理。车辆管理平台的服务器在缓存空间内，将同类的数据集合在服务器的同一个显示通道内，将各类数据一同在服务器平台的对应界面上做渲染显示。同时将所述各类数据存入到数据库内做持久化的保存，为历史数据的监控及回顾做数据支撑。
本发明提供的方案设置数据采集模块基于自身与车辆管理平台之间通过TCP/IP协议连续两次数据传输之间的时间间隔，合理设置缓存用于存储一次传输上传的数据量以兼顾数据传输效率和对车辆运行数据的实时性要求。

Claims (14)

1.一种车辆运行数据实时采集传输方法，其特征在于，通过车载智能终端收集分布在车身各处的N个传感器实时采集的车辆运行数据，通过TCP/IP协议上传到车辆管理平台；其中、所述智能终端和所述N个传感器之间采用CAN总线进行数据传输，其根据自身与所述车辆管理平台之间通过TCP/IP协议进行两次数据传输的间隔时间内所述分布在车身各处的N个传感器实时采集的车辆运行数据的数据量来设置用于缓存所述N个传感器实时采集的车辆运行数据的缓存空间；利用该缓存空间对需要传输的车辆运行数据进行拆分，当该缓存空间中存储的数据达到预设的拆分量时对其中的数据进行压缩打包，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述智能终端的功能具体实现为：开辟N个缓存空间、每块缓存空间用于按采集顺序存储车身上特定一个传感器采集的数据，每块缓存空间的大小根据对应传感器采集数据的类型和所述智能终端的采样率设置为在所述传输间隔时间填满；当所有N个缓存空间填满时，所述智能终端对按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包，将打包好的数据通过TCP/IP协议一次传输到所述车辆管理平台；清空所述N个缓存空间进行下一轮传感器数据的接收。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述智能终端的功能具体实现为：开辟N个缓存空间、每块缓存空间用于按采集顺序存储车身上特定一个传感器采集的数据，每块缓存空间的大小在能够容纳所述传输间隔时间内对应传感器获取的数据；所述智能终端设置计时器用于在开始接收传感器数据时进行启动计时，达到所述传输间隔时间后产生中断信号进入中断处理程序，中断处理程序实现为：重置所述计时器，按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包后清空所述N个缓存空间进行下一轮传感器数据的接收，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述智能终端采用多线程方式来获取车身各处的N个传感器实时采集车辆运行数据，具体实现为：所述智能终端创建两个并行的线程，每个线程都开辟所述N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，线程之间通过互斥锁进行同步；获取所述互斥锁的线程接收所述N个传感器采集的数据,以便填入该线程的所述N个缓存空间中；当该线程的N个缓存空间填满时，释放所述互斥锁以便另一线程继续接收所述N个传感器采集的数据，并按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包后，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台；清空所述N个缓存空间，并请求所述互斥锁以进行下一轮数据接收。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述智能终端采用多线程方式来获取车身各处的N个传感器实时采集车辆运行数据，具体实现为：所述智能终端创建两个并行的线程，每个线程都开辟所述N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，线程之间通过互斥锁进行同步；获取所述互斥锁的线程启动所述计时器，同时接收所述N个传感器采集的数据以便填入该线程的所述N个缓存空间中；当计时达到所述传输间隔时间后产生中断信号进入中断处理程序，中断处理程序实现为：重置所述计时器，释放所述互斥锁，按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包后清空所述N个缓存空间后请求所述互斥锁，并将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。
6.如权利要求2-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述智能终端在将获取的采集数据填入所述N个缓存空间，具体实现为：对获取的采集数据进行过滤以剔除不符合实际要求的数据，然后识别对过滤后的数据来自车身上哪一个传感器以填入相应的缓存空间；当所有N个缓存空间填满后对每个缓存空间中的数据进行校验、将无效值/错误值替换为其在该缓存空间中前一个数据/后一个数据。
7.如权利要求6所述的数据实时采集传输方法，其特征在于,每个所述传感器在CAN总线上的设备标识ID约定用于标识该传感器是该车身上的哪一处的哪个传感器；所述智能终端通过获取到的每一项车辆运行数据对应的设备标识ID来识别该项数据来自该车身上的哪一处的哪个传感器，进而将该项数据填入到相应的缓存空间。
8.一种车辆运行数据实时采集传输系统，其特征在于，该系统包括车载智能终端、分布在车身各处的N个传感器、以及车辆监控平台；其中、所述智能终端和所述N个传感器之间采用CAN总线进行数据传输，其根据自身与所述车辆管理平台之间通过TCP/IP协议进行两次数据传输的间隔时间，以及该智能终端每秒钟通过所述分布在车身各处的N个传感器实时采集的车辆运行数据的数据量来设置用于缓存所述N个传感器实时采集的车辆运行数据的缓存空间；利用该缓存空间对需要传输的车辆运行数据进行拆分，当该缓存空间中存储的数据达到预设的拆分量时对其中的数据进行压缩打包，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述智能终端的功能具体实现为：所述智能终端开辟N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，每块缓存空间的大小根据对应传感器采集数据的类型和所述智能终端的采样率设置为在所述传输间隔时间填满；当所有N个缓存空间填满时，所述智能终端对按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台；清空所述N个缓存空间进行下一轮传感器数据的接收。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述智能终端的功能具体实现为：所述智能终端开辟N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，每块缓存空间的大小在能够容纳所述传输间隔时间内对应传感器获取的数据；所述智能终端设置计时器用于在开始接收传感器数据时进行启动计时，达到所述传输间隔时间后产生中断信号进入中断处理程序，中断处理程序实现为：重置所述计时器，按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包后清空所述N个缓存空间进行下一轮传感器数据的接收，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述智能终端采用多线程方式来获取车身各处的N个传感器实时采集车辆运行数据，具体实现为：所述智能终端创建两个并行的线程，每个线程都开辟所述N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，线程之间通过互斥锁进行同步；获取所述互斥锁的线程接收所述N个传感器采集的数据，以便填入该线程的所述N个缓存空间中；当该线程的N个缓存空间填满时，释放所述互斥锁以便另一线程继续接收所述N个传感器采集的数据，并按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包后，将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台；清空所述N个缓存空间，并请求所述互斥锁以进行下一轮数据接收。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述智能终端采用多线程方式来获取车身各处的N个传感器实时采集车辆运行数据，具体实现为：所述智能终端创建两个并行的线程，每个线程都开辟所述N个缓存空间、每块缓存空间用于存储车身上特定一个传感器采集的数据，线程之间通过互斥锁进行同步；获取所述互斥锁的线程启动所述计时器，同时接收所述N个传感器采集的数据以便填入该线程的所述N个缓存空间中；当计时达到所述传输间隔时间后产生中断信号进入中断处理程序，中断处理程序实现为：重置所述计时器，释放所述互斥锁，按照预定的顺序对所述N个缓存空间的数据进行压缩打包后清空所述N个缓存空间后请求所述互斥锁，并将打包好的数据一次传输到所述车辆管理平台。
13.如权利要求9-12中任一项所述的系统，其特征在于，所述智能终端在将获取的采集数据填入所述N个缓存空间，具体实现为：对获取的采集数据进行过滤以剔除不符合实际要求的数据，然后识别对过滤后的数据来自车身上哪一个传感器以填入相应的缓存空间；当所有N个缓存空间填满后对每个缓存空间中的数据进行校验、将无效值/错误值替换为其在该缓存空间中前一个数据/后一个数据。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于,每个所述传感器在CAN总线上的设备标识ID约定用于标识该传感器是该车身上的哪一处的哪个传感器；所述智能终端通过获取到的每一项车辆运行数据对应的设备标识ID来识别该项数据来自该车身上的哪一处的哪个传感器，进而将该项数据填入到相应的缓存空间。
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