CN111885540A - 一种基于nb-iot的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于NB‑IOT的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统，包括：用户终端、车载终端、控制机构和车辆本体，用户终端和车载终端均与控制机构连接，车载终端中设有NB‑IOT无线通信模块、基于Cortex‑M内核的微处理器模块、GPS北斗导航双模定位模块、OBD诊断检测模块、CAN通信模块、摄像头以及电源供电系统模块，控制机构中设有OBD监测终端模块、远程监测云平台服务器模块和NB‑IOT通信组件，本发明中实现车载智能终端与远程云平台服务器之间的通信控制功能，实现了车内、车与人、车与服务平台的全方位网络连接，缓解交通环境拥堵，提高道路环境安全。

Description

一种基于NB-IOT的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平 台系统
技术领域
本发明属于通信技术领域，特别涉及一种基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统。
背景技术
随着我国汽车工业的高速发展，汽车产量和销量都在快速的上升，导致市区内车流日益升高，同时用户对自身车辆排放系统的远程监测和故障诊断需求逐年递增。而传统的车辆状态监测一般都是单片机再加上蓝牙或者WIFI模块进行设计的，采用的都是短距离无线通信技术，以至于在数据传输方面不能做到远距离云平台进行数据通信管理，另外在处理复杂数据和分析数据方面不能做到实时和高效，因而现有的车辆状态监测技术还有待于改进。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统，其结构简单，设计合理，易于生产，自动化程度高，实现车载智能终端与远程云平台服务器之间的通信控制功能，从而实现了车内、车与人、车与服务平台的全方位网络连接，缓解交通环境拥堵，提高道路环境安全，达到优化城市系统资源的目的。
技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种基于NB-IOT的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统，包括：用户终端、车载终端、控制机构和车辆本体，所述用户终端和车载终端均与控制机构连接，其中，所述车载终端中设有NB-IOT无线通信模块、基于Cortex-M内核的微处理器模块、GPS北斗导航双模定位模块、 OBD诊断检测模块、CAN通信模块、摄像头以及电源供电系统模块，所述NB-IOT无线通信模块与电信或者移动基站连接，所述GPS北斗导航双模定位模块、 OBD诊断检测模块、CAN通信模块、摄像头以及电源供电系统模块均与基于Cortex-M内核的微处理器模块的上的GPI0引脚连接，所述车辆本体通过OBD接口通信与OBD诊断检测模块连接，所述车辆本体通过CAN总线通信与CAN通信模块连接；
所述控制机构中设有OBD 监测终端模块、远程监测云平台服务器模块和NB-IOT通信组件，所述NB-IOT通信组件和OBD 监测终端模块均与远程监测云平台服务器模块连接，所述Cortex-M内核的微处理器模块通过NB-IOT无线通信模块与远程监测云平台服务器模块连接。
其中，所述用户终端中设有PC机、智能手机或平板电脑，所述PC机、智能手机或平板电脑通过Internet网或者4G /5G网络与远程监测云平台服务器模块连接。
此外，所述NB-IOT无线通信模块中设有NB-IOT通信卡，所述NB-IOT通信卡与电信或移动基站连接。
进一步的，所述摄像头采用USB摄像头。
本发明中所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统中的工作方法，具体的工作方法如下： 1）：首先车载终端上的NB-IOT无线通信模块，通过自身携带的NB-IOT通信卡连接电信或者移动基站；
2）：NB-IOT通信卡与电信或者移动基站连接好后，通过UDP协议或者 Coap协议网络连接电信或者移动云平台；
3）：用户在云平台上注册或新增一个车载终端设备账号；
4）：用户终端通过PC端或者手机端通过Internet网或者4G /5G网络登录云平台之后，通过云平台上的车载终端设备账号，可以远程实现对车辆的数据采集和控制；
5）：再工作过程中，车载终端对车辆的数据进行采集，并将采集的数据通过NB-IOT无线通信模块将所有采集数据上传至云平台；
6）：用户终端中的PC端或者手机端通过云平台上将车辆数据获取并进行实时显示；
7）：然后用户根据获取的数据对车辆进行控制，即用户通过PC端或者手机端通过云平台发送各种控制命令，用户通过PC端或者手机端发送指令，发送至车载终端上的NB-IOT无线通信模块，然后通过基于Cortex-M内核的微处理器模块进行数据处理，解析转换为控制信号，然后通过与基于Cortex-M内核的微处理器模块相连的对应功能模块发送至车辆对应的总线对车辆进行控制即可。
本发明中所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统中的工作方法，具体的工作方法如下：方法步骤5中车载终端对车辆的数据进行采集的具体方式如下： 车载终端通过OBD诊断检测模块连接GPIO引脚，实现当前车辆的油耗、时速、车况、发动机转速等数据采集；
USB摄像头连接GPIO引脚，对车内视频数据采集，接着通过视频采集处理功能组件进行数据处理；
GPS北斗导航双模定位模块连接GPIO引脚采集当前位置的经纬度数据；
上述采集的数据均通过NB-IOT无线通信模块将所有采集数据上传至云平台，最后PC端或者手机端通过云平台上将车辆数据获取并进行实时显示，包括车辆的油耗、时速、车况、发动机转速等数据，还有视频数据、车辆定位的经纬度数据。 本发明中所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统中的工作方法，具体的工作方法如下：步骤7中用户根据获取的数据对车辆进行控制的具体方式如下： 1）：车载终端通过NB-IOT无线通信模块连接电信或者移动基站之后，登录云平台；
2）：PC端或者手机端通过internet或者4G/5G方式连接云平台；
3）：PC端或者手机端通过internet或者4G/5G方式连接云平台之后，发出控制车辆的命令信息，传输至NB-IOT无线通信模块；
4）：车载终端的微处理器通过串口连接NB-IOT无线通信模块收到控制命令信息之后，进行数据解析和处理；
5）：数据处理完成之后，发送至CAN通信模块，最后通过车辆内CAN总线进行车辆的灯光控制或者车窗控制。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
1、本发明所述的一种基于NB-IOT的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统，将智能交通中车联网通信技术、窄带物联网(NB-IOT)无线通信技术、云平台通信技术以及车辆信息采集控制的基本流程结合起来，实现车联网与云端通信技术融入传统车辆信息采集控制系统当中，提升了车辆数据采集和运行控制处理水平，使得车辆的采集控制朝着智能化方向发展。
2、本发明中实现车载智能终端与远程云平台服务器之间的通信控制功能，从而实现了车内、车与人、车与服务平台的全方位网络连接，缓解交通环境拥堵，提高道路环境安全，达到优化城市系统资源的目的。
附图说明
图1为本发明中基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统工作流程图；
图2为本发明中各部件的电气连接图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图所示的一种基于NB-IOT的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统，包括：用户终端、车载终端、控制机构和车辆本体，所述用户终端和车载终端均与控制机构连接，其中，所述车载终端中设有NB-IOT无线通信模块、基于Cortex-M内核的微处理器模块、GPS北斗导航双模定位模块、 OBD诊断检测模块、CAN通信模块、摄像头以及电源供电系统模块，所述NB-IOT无线通信模块与电信或者移动基站连接，所述GPS北斗导航双模定位模块、 OBD诊断检测模块、CAN通信模块、摄像头以及电源供电系统模块均与基于Cortex-M内核的微处理器模块的上的GPI0引脚连接，所述车辆本体通过OBD接口通信与OBD诊断检测模块连接，所述车辆本体通过CAN总线通信与CAN通信模块连接；
所述控制机构中设有OBD 监测终端模块、远程监测云平台服务器模块和NB-IOT通信组件，所述NB-IOT通信组件和OBD 监测终端模块均与远程监测云平台服务器模块连接，所述Cortex-M内核的微处理器模块通过NB-IOT无线通信模块与远程监测云平台服务器模块连接。
本实施例中所述用户终端中设有PC机、智能手机或平板电脑，所述PC机、智能手机或平板电脑通过Internet网或者4G /5G网络与远程监测云平台服务器模块连接。
本实施例中所述NB-IOT无线通信模块中设有NB-IOT通信卡，所述NB-IOT通信卡与电信或移动基站连接。
本实施例中所述摄像头采用USB摄像头。
实施例2
如图所示的一种基于NB-IOT的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统，包括：用户终端、车载终端、控制机构和车辆本体，所述用户终端和车载终端均与控制机构连接，其中，所述车载终端中设有NB-IOT无线通信模块、基于Cortex-M内核的微处理器模块、GPS北斗导航双模定位模块、 OBD诊断检测模块、CAN通信模块、摄像头以及电源供电系统模块，所述NB-IOT无线通信模块与电信或者移动基站连接，所述GPS北斗导航双模定位模块、OBD诊断检测模块、CAN通信模块、摄像头以及电源供电系统模块均与基于Cortex-M内核的微处理器模块的上的GPI0引脚连接，所述车辆本体通过OBD接口通信与OBD诊断检测模块连接，所述车辆本体通过CAN总线通信与CAN通信模块连接；
所述控制机构中设有OBD 监测终端模块、远程监测云平台服务器模块和NB-IOT通信组件，所述NB-IOT通信组件和OBD 监测终端模块均与远程监测云平台服务器模块连接，所述Cortex-M内核的微处理器模块通过NB-IOT无线通信模块与远程监测云平台服务器模块连接。
本实施例中所述用户终端中设有PC机、智能手机或平板电脑，所述PC机、智能手机或平板电脑通过Internet网或者4G /5G网络与远程监测云平台服务器模块连接。
本实施例中所述NB-IOT无线通信模块中设有NB-IOT通信卡，所述NB-IOT通信卡与电信或移动基站连接。
本实施例中所述摄像头采用USB摄像头。
本实施例中所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统中的工作方法，具体的工作方法如下： 1）：首先车载终端上的NB-IOT无线通信模块，通过自身携带的NB-IOT通信卡连接电信或者移动基站；
2）：NB-IOT通信卡与电信或者移动基站连接好后，通过UDP协议或者 Coap协议网络连接电信或者移动云平台；
3）：用户在云平台上注册或新增一个车载终端设备账号；
4）：用户终端通过PC端或者手机端通过Internet网或者4G /5G网络登录云平台之后，通过云平台上的车载终端设备账号，可以远程实现对车辆的数据采集和控制；
5）：再工作过程中，车载终端对车辆的数据进行采集，并将采集的数据通过NB-IOT无线通信模块将所有采集数据上传至云平台；
6）：用户终端中的PC端或者手机端通过云平台上将车辆数据获取并进行实时显示；
7）：然后用户根据获取的数据对车辆进行控制，即用户通过PC端或者手机端通过云平台发送各种控制命令，用户通过PC端或者手机端发送指令，发送至车载终端上的NB-IOT无线通信模块，然后通过基于Cortex-M内核的微处理器模块进行数据处理，解析转换为控制信号，然后通过与基于Cortex-M内核的微处理器模块相连的对应功能模块发送至车辆对应的总线对车辆进行控制即可。
本实施例中所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统中的工作方法，具体的工作方法如下：方法步骤5中车载终端对车辆的数据进行采集的具体方式如下： 车载终端通过OBD诊断检测模块连接GPIO引脚，实现当前车辆的油耗、时速、车况、发动机转速等数据采集；
USB摄像头连接GPIO引脚，对车内视频数据采集，接着通过视频采集处理功能组件进行数据处理；
GPS北斗导航双模定位模块连接GPIO引脚采集当前位置的经纬度数据；
上述采集的数据均通过NB-IOT无线通信模块将所有采集数据上传至云平台，最后PC端或者手机端通过云平台上将车辆数据获取并进行实时显示，包括车辆的油耗、时速、车况、发动机转速等数据，还有视频数据、车辆定位的经纬度数据。 本实施例中所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统中的工作方法，具体的工作方法如下：步骤7中用户根据获取的数据对车辆进行控制的具体方式如下： 1）：车载终端通过NB-IOT无线通信模块连接电信或者移动基站之后，登录云平台；
2）：PC端或者手机端通过internet或者4G/5G方式连接云平台；
3）：PC端或者手机端通过internet或者4G/5G方式连接云平台之后，发出控制车辆的命令信息，传输至NB-IOT无线通信模块；
4）：车载终端的微处理器通过串口连接NB-IOT无线通信模块收到控制命令信息之后，进行数据解析和处理；
5）：数据处理完成之后，发送至CAN通信模块，最后通过车辆内CAN总线进行车辆的灯光控制或者车窗控制。
本实施例中摄像头对车内的视频数据采集，接着通过视频采集处理功能组件进行数据处理，处理后的通过NB-IOT无线通信模块将所有采集数据上传至云平台，云平台根据接收到的数据后，根据车内的人数或者是车内是否有紧急情况，安排车辆从特殊通道快速通行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于NB-IOT的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统，其特征在于：包括：用户终端、车载终端、控制机构和车辆本体，所述用户终端和车载终端均与控制机构连接，其中，所述车载终端中设有NB-IOT无线通信模块、基于Cortex-M内核的微处理器模块、GPS北斗导航双模定位模块、 OBD诊断检测模块、CAN通信模块、摄像头以及电源供电系统模块，所述NB-IOT无线通信模块与电信或者移动基站连接，所述GPS北斗导航双模定位模块、 OBD诊断检测模块、CAN通信模块、摄像头以及电源供电系统模块均与基于Cortex-M内核的微处理器模块的上的GPI0引脚连接，所述车辆本体通过OBD接口通信与OBD诊断检测模块连接，所述车辆本体通过CAN总线通信与CAN通信模块连接；
所述控制机构中设有OBD 监测终端模块、远程监测云平台服务器模块和NB-IOT通信组件，所述NB-IOT通信组件和OBD 监测终端模块均与远程监测云平台服务器模块连接，所述Cortex-M内核的微处理器模块通过NB-IOT无线通信模块与远程监测云平台服务器模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统，其特征在于：所述用户终端中设有PC机、智能手机或平板电脑，所述PC机、智能手机或平板电脑通过Internet网或者4G /5G网络与远程监测云平台服务器模块连接。
3.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统，其特征在于：所述NB-IOT无线通信模块中设有NB-IOT通信卡，所述NB-IOT通信卡与电信或移动基站连接。
4.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统，其特征在于：所述摄像头采用USB摄像头。
5.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统中的工作方法，其特征在于：具体的工作方法如下： 1）：首先车载终端上的NB-IOT无线通信模块，通过自身携带的NB-IOT通信卡连接电信或者移动基站；
2）：NB-IOT通信卡与电信或者移动基站连接好后，通过UDP协议或者 Coap协议网络连接电信或者移动云平台；
3）：用户在云平台上注册或新增一个车载终端设备账号；
4）：用户终端通过PC端或者手机端通过Internet网或者4G /5G网络登录云平台之后，通过云平台上的车载终端设备账号，可以远程实现对车辆的数据采集和控制；
5）：再工作过程中，车载终端对车辆的数据进行采集，并将采集的数据通过NB-IOT无线通信模块将所有采集数据上传至云平台；
6）：用户终端中的PC端或者手机端通过云平台上将车辆数据获取并进行实时显示；
7）：然后用户根据获取的数据对车辆进行控制，即用户通过PC端或者手机端通过云平台发送各种控制命令，用户通过PC端或者手机端发送指令，发送至车载终端上的NB-IOT无线通信模块，然后通过基于Cortex-M内核的微处理器模块进行数据处理，解析转换为控制信号，然后通过与基于Cortex-M内核的微处理器模块相连的对应功能模块发送至车辆对应的总线对车辆进行控制即可。
6.根据权利要求5所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统中的工作方法，其特征在于：具体的工作方法如下：方法步骤5中车载终端对车辆的数据进行采集的具体方式如下： 车载终端通过OBD诊断检测模块连接GPIO引脚，实现当前车辆的油耗、时速、车况、发动机转速等数据采集；
USB摄像头连接GPIO引脚，对车内视频数据采集，接着通过视频采集处理功能组件进行数据处理；
GPS北斗导航双模定位模块连接GPIO引脚采集当前位置的经纬度数据；
上述采集的数据均通过NB-IOT无线通信模块将所有采集数据上传至云平台，最后PC端或者手机端通过云平台上将车辆数据获取并进行实时显示，包括车辆的油耗、时速、车况、发动机转速等数据，还有视频数据、车辆定位的经纬度数据。
7.根据权利要求5所述的基于NB-IOT通信方式的智能交通车辆诊断监控与云端数据服务平台系统中的工作方法，其特征在于：具体的工作方法如下：步骤7中用户根据获取的数据对车辆进行控制的具体方式如下： 1）：车载终端通过NB-IOT无线通信模块连接电信或者移动基站之后，登录云平台；
2）：PC端或者手机端通过internet或者4G/5G方式连接云平台；
3）：PC端或者手机端通过internet或者4G/5G方式连接云平台之后，发出控制车辆的命令信息，传输至NB-IOT无线通信模块；
4）：车载终端的微处理器通过串口连接NB-IOT无线通信模块收到控制命令信息之后，进行数据解析和处理；
5）：数据处理完成之后，发送至CAN通信模块，最后通过车辆内CAN总线进行车辆的灯光控制或者车窗控制。
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