CN111361423A - 一种基于gprs通信的电动车中控系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对现有电动车功能单一的弊端，公开了一种基于GPRS通信的电动车中控系统及控制方法，属于电动车中控技术领域，包括RS485总线通信电路、电源电路及GPRS通信电路。电源电路分别与RS485总线通信电路、GPRS通信电路电连接，用于给系统供电；RS485总线通信电路和GPRS通信电路双向电连接。通过RS485总线电路实现电动车内部各部件之间的互联，电动车的数据通过GPRS通信电路上传到具有数据分析处理的软件平台；GPRS通信电路接收软件平台的指令并下发到中控系统，中控系统再由RS485总线通讯电路将指令下发到电动车各部件。本发明提供了更智能更便捷的人机交互方式，可从远端查看、控制电动车。

Description

一种基于GPRS通信的电动车中控系统及控制方法
技术领域
本发明属于电动车中控技术领域，具体涉及一种基于GPRS通信的电动车中控系统及控制方法。
背景技术
在汽车保有量不断增加，交通堵塞日益严重的大环境下，电动车以其价格低廉、实用、轻便等优势，成为人们生活代步的重要交通工具。随着移动互联网信息化时代的到来，电动车功能单一越来越不能满足人们对智能化生活的渴望。一方面，人们希望出现智能化电动车，实现更便捷更直观的人机交互体验；另一方面，智能通讯方式的普及，人们希望能在远端读取电动车各部件信息并监控电动车。
发明内容
本发明针对现有技术中功能单一的弊端，提供一种基于GPRS通信的电动车中控系统及控制方法。
本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种基于GPRS通信的电动车中控系统，包括用于与电动车内部部件通信的RS485总线通信电路、用于给整个系统供电的电源电路、用于与软件平台无线通信的GPRS通信电路，所述电源电路分别与所述RS485总线通信电路、所述GPRS通信电路电连接；所述RS485总线通信电路和所述GPRS通信电路双向电连接，电动车内部部件包括BMS、仪表、控制器、充电器及报警器，软件平台与该中控系统配合使用，且具有数据分析处理功能。
作为优选，中控系统还包括用于定位电动车的北斗定位电路，所述北斗定位电路与所述电源电路和所述GPRS通信电路分别电连接。北斗定位电路能读取将车辆的经纬度数据，定位车辆位置。
作为优选，中控系统还包括用于检测车辆空间ZYZ轴加速度值的加速度计检测电路，所述加速度计检测电路与所述GPRS通信电路电连接。加速度计电路得出空间XYZ轴的加速度值，依据此值可计算车辆空间角度，从而判断电动车是否侧翻。
上述方案中电动车内部部件包括仪表、电池管理系统、控制器、充电器及报警器，中控系统将电动车内部部件通过RS485总线连接，连接方式较为简单，简化电动车内部线缆。上述方案需与专用的具有数据分析处理功能的软件平台配合使用。中控系统通过所述GPRS通信电路实现与软件平台数据交换。
作为优选，所述电源电路设有采用BUCK降压的电源芯片、用与电源隔离反激的耦合电感、用于输入电源过流保护的自恢复保险丝、用于输入电源防反保护的二极管、用于稳压到3.3V的稳压芯片、用于指示电路是否正常工作的发光二极管。BUCK降压是通过斩波实现电压变化，将高电压变为低电压。车辆内部的电池电压通常高于中控系统所需的电压，所以需要通过电源芯片降压，才能给整个系统供电。所述RS485总线通信电路设有用于信号隔离的光耦、TTL转485电平转换芯片。RS485的接收发送信号通过光耦隔离，保证RS485总线通信的准确率。 所述GPRS通信电路设有GPRS通信模组、ESIM卡及与板载天线。上述方案采用耦合电感将RS485的电源隔离，通过光耦将RS485的信号隔离，这样做保证数据传输的准确率。因为RS485总线连接的是电动车的内部部件，距离近，比采用RS485隔离器要性价比高。
一种基于GPRS通信的电动车中控系统的控制方法，包括以下步骤：
S1、所述中控系统通过所述RS485总线通信电路接收电动车的内部部件的数据。
S2、所述中控系统将电动车内部部件间的数据进行交换处理。
S3、所述中控系统通过所述GPRS通信电路将接收到的电动车内部部件的数据经由GPRS网络上传到软件平台。
S4、中控系统通过所述GPRS通信电路接收软件平台下发的指令。
S5、中控系统通过所述RS485总线通信电路将接收到的指令下发到电动车内部部件。
作为优选，所述北斗定位电路将经纬度数据发送给所述GPRS通信电路，所述GPRS通信电路将定位数据通过GPRS网络发送至软件平台，软件平台能依据此定位数据定位电动车具体位置。
作为优选，所述加速度计检测电路将空间XYZ轴加速度值传给所述GPRS通信电路，所述GPRS通信电路将该数据通过GPRS网络发送至软件平台，软件平台依据此值计算出产品空间角度，从而判断电动车是否侧翻。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、本发明通过GPRS网络利用软件平台资源实现中控数据交换功能。中控系统将电动车各部件的数据上传给软件平台，用户能通过软件平台读取到电动车的仪表、电池管理系统、控制器、充电器及报警器的数据，同时能通过软件平台对电动车下发电池充放电及充电器开始充电和结束充电等指令，满足用户从远端监控电动车的需求；2、本发明通过RS485总线通信的方式将电动车各部件之间互联，实现内部数据的交换，同时采用RS485总线常用的双绞线链接方式，简化电动车内部的线缆连接；3、用户通过软件平台定位电动车位置，方便找到或被盗后追回电动车；4、用户还能在远端监控电动车状态，查看是否侧翻。
附图说明
图1为基于GPRS通信的电动车中控系统原理框图；
图2为RS485总线通信电路原理图；
图3为电源电路原理图；
图4为GPRS通信电路原理图；
图5为北斗定位电路原理图；
图6为加速度计检测电路原理图；
图7为整体通讯示意图；
图中标记：1、RS485总线通信电路，2、电源电路，3、GPRS通信电路，4、北斗定位电路，5、加速度计检测电路。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐释本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
如图1所示，本实施例提供了一种基于GPRS通信的电动车中控系统的原理框图，包括用于与电动车内部部件通信的RS485总线通信电路1、用于给整个系统供电的电源电路2、用于与外部无线通信的GPRS通信电路3、用于定位电动车的北斗定位电路4及用于检测车辆空间ZYZ轴加速度值的加速度计检测电路5。所述电源电路2分别与所述RS485总线通信电路1、所述GPRS通信电路3及所述北斗定位电路4电连接，所述RS485总线通信电路1和所述GPRS通信电路3双向电连接，所述GPRS通信电路3分别与所述北斗定位电路4及所述加速度计检测电路5电连接。电动车内部部件包括仪表、电池管理系统、控制器、充电器及报警器，中控系统将电动车内部部件通过RS485总线连接，连接方式较为简单，简化电动车内部线缆。上述方案需与专用的具有数据分析处理功能的软件平台配合使用。中控系统通过所述GPRS通信电路3实现与软件平台数据交换。
如图2所示，所述RS485总线通信电路1包括用于信号隔离的光耦U1和U2、TTL转RS485电平转换芯片U7及用于防浪涌的TVS管。RS485总线输入信号485A和485B分别通过TVS管下拉到地，输入信号485A和485B之间并联一个TVS管。光耦U1的2脚接电平转换芯片U7的1脚，光耦U2的3脚接电平转换芯片U7的2脚和3脚。光耦U1的4脚和光耦U2的2脚分别接图4中GPRS模组U8的17和18脚。RS485总线的信号通过电平转换芯片转换成TTL电平的信号，通过光耦光电隔离后与所述GPRS通信电路3连接。
如图3所示， 所述电源电路2通过接插件P1的1脚和4脚外接电动车上的电池为整个系统提供外部输入电源。所述电源电路2采用buck降压方式通过电源芯片U3将外接电源降压至4V，给所述GPRS通信电路3供电；降压后通过稳压芯片U10将电源稳压至3.3V，给所述北斗定位电路4供电；所述电源电路2通过耦合电感L1隔离反激，再通过3.3V稳压芯片U9降压，给所述RS485总线通信电路1供电。所述电源电路2还设有电源指示灯，发光二极管及电阻串联在电源输出端及地，指示所述电源电路2是否工作正常。电源输入端串联自恢复保险丝F1、防反二极管D1，连接到电源芯片U3的1脚。耦合电感L1的1脚接在电源芯片U3的6脚，耦合电感L1的4脚为电源隔离反激后的输出脚。
如图4所示，所述GPRS通信电路3包括GPRS通信模组U8、ESIM卡及板载天线。板载天线接在GPRS通信模组U8的35脚，ESIM卡与GPRS通信模组U8连接。 所述GPRS通信电路3接收所述RS485总线通信电路1发送的数据，并将数据通过GPRS网络上传到软件平台；所述GPRS通信电路3接收软件平台下发的指令，并将指令传给所述RS485总线通信电路1。所述GPRS通信电路3接收所述北斗定位电路4上传的定位数据，并将数据上传至软件平台；所述GPRS通信电路3接收所述加速度计检测电路5上传的数据，并将数据上传至软件平台。
如图5所示，所述北斗定位电路4包括定位模组U15、天线J7及电平转换芯片U13和U14。所述北斗定位电路4通过定位模组及天线接收定位数据，并通过电平转化芯片将信号发送给所述GPRS通信电路3。
如图6所示，所述加速度计检测电路5包括加速度计芯片U16及电容。所述加速度计检测电路5将加速度计芯片得出的空间XYZ轴空间数据发送给所述GPRS通信电路3。
本实施例提供了一种基于GPRS通信的电动车中控系统的控制方法，如图7所示，中控系统通过RS485总线与电动车的BMS、仪表、控制器、充电器及报警器等各部件连接，所述RS485总线通信电路1接收各部件上传的信息，发送给所述GPRS通信电路3，再由GPRS网络上传到软件平台；同时，中控系统通过所述GPRS通信电路3接收软件平台下发的指令，通过所述RS485总线通信电路1，将指令下发到电动车各部件；通过GPRS网络，实现与软件平台之间的数据交换。具体控制方法距离如下：BMS将电池种类、电压、温度、循环次数、故障状态等数据发送给中控系统，中控系统再将需要显示的数据通过RS485总线发送给仪表进行显示，同时中控系统也将数据通过GPRS网络发送至软件平台；控制器将控制器种类、电压、电机霍尔数据、电动距离、温度、其他状态量发送给中控系统，中控系统处理如上；仪表将里程、速度、状态数据发送给中控，中控将数据通过GPRS网络发送至软件平台；充电器和报警器数据也做如上传输。软件平台将开始充电、关断充电、开始放电、关断放电、读取电池ID等指令通过GPRS网络发送给中控系统，中控系统通过RS485总线将指令发给充电器及BMS。所述北斗定位电路4将经纬度数据发送给所述GPRS通信电路3，所述GPRS通信电路3将定位数据通过GPRS网络发送至软件平台，软件平台能依据此定位数据定位电动车具体位置。所述加速度计检测电路5将空间XYZ轴加速度值传给所述GPRS通信电路3，所述GPRS通信电路3将该数据通过GPRS网络发送至软件平台，软件平台依据此值计算出产品空间角度，从而判断电动车是否侧翻。
文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种基于GPRS通信的电动车中控系统，其特征在于，包括用于与电动车内部部件通信的RS485总线通信电路（1）、用于给整个系统供电的电源电路（2）、用于与软件平台无线通信的GPRS通信电路（3），所述电源电路（2）分别与所述RS485总线通信电路（1）、所述GPRS通信电路（3）电连接；所述RS485总线通信电路（1）和所述GPRS通信电路（3）双向电连接，电动车内部部件包括BMS、仪表、控制器、充电器及报警器，软件平台与该中控系统配合使用，且具有数据分析处理功能。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS通信的电动车中控系统，其特征在于，还包括用于定位电动车的北斗定位电路（4），所述北斗定位电路（4）与所述电源电路（2）和所述GPRS通信电路（3）分别电连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于GPRS通信的电动车中控系统，其特征在于，还包括用于检测车辆空间ZYZ轴加速度值的加速度计检测电路（5），所述加速度计检测电路（5）与所述GPRS通信电路（3）电连接。
4.根据权利要求1所述的基于GPRS通信的电动车中控系统，其特征在于，所述电源电路（2）设有采用BUCK降压的电源芯片（U3）、用与电源隔离反激的耦合电感（L1）、用于输入电源过流保护的自恢复保险丝（F1）、用于稳压到3.3V的线性稳压芯片（U9、U10）、用于指示电路是否正常工作的发光二极管（D5）。
5.根据权利要求1所述的基于GPRS通信的电动车中控系统，其特征在于，所述RS485总线通信电路（1）设有用于信号隔离的光耦（U1、U2）、TTL转485电平转换芯片（U7）。
6.根据权利要求1所述的基于GPRS通信的电动车中控系统，其特征在于，所述GPRS通信电路（3）设有GPRS通信模组（U8）、ESIM卡及与板载天线。
7.一种基于GPRS通信的电动车中控系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、所述中控系统通过所述RS485总线通信电路（1）接收电动车的内部部件的数据；
S2、所述中控系统将电动车内部部件间的数据进行交换处理；
S3、所述中控系统通过所述GPRS通信电路（3）将接收到的电动车内部部件的数据经由GPRS网络上传到软件平台；
S4、中控系统通过所述GPRS通信电路（3）接收软件平台下发的指令；
S5、中控系统通过所述RS485总线通信电路（1）将接收到的指令下发到电动车内部部件。
8.根据权利要求7所述的基于GPRS通信的电动车中控系统的控制方法，其特征在于，所述北斗定位电路（4）将经纬度数据发送给所述GPRS通信电路（3），所述GPRS通信电路（3）将定位数据通过GPRS网络发送至软件平台，软件平台能依据此定位数据定位电动车具体位置。
9.根据权利要求7所述的基于GPRS通信的电动车中控系统的控制方法，其特征在于，所述加速度计检测电路（5）将空间XYZ轴加速度值传给所述GPRS通信电路（3），所述GPRS通信电路（3）将该数据通过GPRS网络发送至软件平台，软件平台依据此值计算出产品空间角度，从而判断电动车是否侧翻。
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