CN116674388A - 一种基于车载传感器的车辆监测分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，属于车辆检测领域，涉及传感器数据处理技术，包括传感器模组、控制器以及处理器；通过在车辆上设定温度以及振动检测的相关传感器，并实时获取对应的振动数值以及温度数值，同时将获取得到的振动数值进行发送分析处理，首先对比，将检测到的温度数值以及振动数值与阈值进行对比，当温度数据或振动数据超过阈值数据时，表示车辆存在一定的问题，实时进行报警；当温度数据或振动数据均没有超过阈值数据时，进行实时数据分析，设定检测脱控值，通过检测脱控值的大小来判定车辆的运行状态，进行一个故障前的报警提醒，可以及早发现、报警和处理一切可能引发故障的危险因素。
Description
技术领域
本发明属于车辆检测领域，涉及传感器数据处理技术，具体是一种基于车载传感器的车辆监测分析系统。
背景技术
车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、车辆振动、各种介质的温度等，转化成电信号输给计算机，以便车辆处于最佳工作状态。现有的新能源车辆采用新能源电池作为驱动，在车辆运动过程中且新能源电池进行电力输送过程中，线路的接头处会产热，且车辆振动比较大时，新能源电池也会有发热冒烟的危险情况发生。
现有的车辆运行状态监测，大多是单一数据的处理比较，仅限于单一检测数据，超过即报警，没有对于正常数据的一个分析，从多数据融合的角度去综合判定车辆的运行状态，存在车辆报警因素比较单一且不能提前预测故障的问题。
为此，本发明提出一种基于车载传感器的车辆监测分析系统。
发明内容
本申请的目的是提供一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，解决现有技术中车辆报警因素比较单一且不能提前预测故障的问题。
为实现上述目的，本申请提供了一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，包括传感器模组、控制器以及处理器；
所述传感器模组包括若干用于检测车辆运行状态参数的传感器，其中的车辆运行状态参数包括车辆振动数据以及车辆新能源电池部位的温度数据；
所述传感器模组用于将所采集到的车辆运行状态参数发送至所述处理器；
所述处理器用于对接收到的车辆运行状态参数进行数据处理；
设定振动阈值以及温度阈值；分别将振动数据Fi、温度数据Tj与振动阈值以及温度阈值比较，当存在振动数据Fi、温度数据Tj超过振动阈值以及温度阈值时，处理器发送报警信息至控制器；其中的i/j分别表示振动传感器或者温度传感器的编号，且i/j均为正整数，i=1,2……n; j=1,2……m;
当振动数据Fi、温度数据Tj均在振动阈值以及温度阈值以内时，处理器发送势分信号至控制器；控制器反馈分析信号至处理器；
处理器利用计算公式计算检测脱控值TK，其中检测脱控值TK的计算方式为：
式中的为检测脱控值的修正因子，且/>；/>为振动数据标准值，/>为温度数据标准值；
处理器设定能控趋值，并将能控趋值与检测脱控值TK进行比较；
当能控趋值＜检测脱控值TK时，处理器发送提醒信号至控制器。
优选地，所述传感器模组内包含若干个振动传感器、若干个温度传感器或者若干个振动温度一体化传感器，其中的振动传感器分别布设在车辆的周围以及新能源电池部位，实时检测车辆振动数据；其中的温度传感器安装在车辆新能源电池部位。
优选地，所述振动温度一体化传感器由电源模块、温度检测模块、振动检测模块、MCU和通信模组组成；
电源模块用于将车载9~36V电源转换成其它各模块需要的电压和电流；
温度检测模块用于温度信号的采集与转换；
MCU负责获取温度和振动信息，通过通信模组将温度数据和振动数据传输到处理器。
优选地，温度检测模块采用模拟输出的温度芯片+ADC，或采用直接数字接口的温度芯片。
优选地，振动检测模块采用电压输出压电式加速度传感器配合恒流源获取振动加速度信息，或采用数字输出的加速度芯片。
优选地，所述处理器对接收到的车辆运行状态参数进行数据处理的过程包括以下步骤：
步骤一：处理器设定振动阈值以及温度阈值；处理器将所接收到的车辆运行状态参数进行分别标记，将振动数据分别标记为Fi，将温度数据分别标记为Tj，其中的i/j分别表示振动传感器或者温度传感器的编号，且i/j均为正整数，i=1,2……n; j=1,2……m;
步骤二：处理器分别将振动数据Fi与振动阈值进行比较，当存在振动数据Fi超过振动阈值时，处理器发送报警信息至控制器；
当没有任一振动数据Fi超过振动阈值时，处理器发送势分信号至控制器；
处理器分别将温度数据Tj与温度阈值进行比较，当存在温度数据Tj超过温度阈值时，处理器发送报警信息至控制器；
当没有任一温度数据Tj超过温度阈值时，处理器发送势分信号至控制器；
步骤三：控制器接收到报警信息后，连接报警装置进行监测报警，同时语音播报超出阈值的传感器的编号。
优选地，其中的报警信息包括报警信号以及超过振动阈值或温度阈值的传感器的编号信息。
优选地，当能控趋值≥检测脱控值TK时，处理器发送正常信号至控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在车辆上设定温度以及振动检测的相关传感器，并实时获取对应的振动数值以及温度数值，同时将获取得到的振动数值进行发送分析处理，首先对比，将检测到的温度数值以及振动数值与阈值进行对比，当温度数据或振动数据超过阈值数据时，表示车辆存在一定的问题，实时进行报警；
当温度数据或振动数据均没有超过阈值数据时，进行实时数据分析，设定检测脱控值，通过检测脱控值的大小来判定车辆的运行状态，进行一个故障前的报警提醒，可以及早发现、报警和处理一切可能引发故障的危险因素。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于车载传感器的车辆监测分析系统的结构框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
具体请参照图1，一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，包括电源模块、传感器模组、控制器以及处理器；
其中的，所述传感器模组包括若干用于检测车辆运行状态参数的传感器，其中的车辆运行状态参数包括车辆振动数据以及车辆新能源电池部位的温度数据；
需要进行说明的是，车辆振动数据为车辆在运行过程中，车辆整体的振动数据以及车辆新能源电池部位的振动；
其中的，所述传感器模组内包含若干个振动传感器、若干个温度传感器或者若干个振动温度一体化传感器，其中的振动传感器分别布设在车辆的周围以及车辆新能源电池部位，实时检测车辆振动数据；其中的温度传感器安装在车辆新能源电池部位；
本申请中，所述振动温度一体化传感器由电源模块、温度检测模块、振动检测模块、MCU和通信模组组成；
电源模块用于将车载9~36V电源转换成其它各模块需要的电压和电流；
温度检测模块用于温度信号的采集与转换；
MCU负责获取温度和振动信息，通过通信模组将温度数据和振动数据传输到处理器；
温度检测模块可以采用模拟输出的温度芯片+ADC，也可以采用直接数字接口的温度芯片，优选数字接口的温度芯片，电路复杂度变低，可以缩减PCB面积。
振动检测模块可以采用电压输出压电式加速度传感器配合恒流源获取振动加速度信息，也可以采用数字输出的加速度芯片，优选数字输出的加速度芯片，可以减小电路复杂程度，缩减PCB面积。
通信模组优先采用蜂窝通信的4G LTE模组，也可以使用wifi、蓝牙、lora、zeegbe等模组，采用蜂窝通信模组的优势是通过基站可以将采集的温度数据和振动数据传输到处理器，进一步进行分析和处理。
进一步的优化可以采用open MCU的通信模组，取消独立的MCU，通信模组的MCU不仅处理通信相关的协议栈，还直接从温度检测模块及振动检测模块获取温度和振动信息。
显然，当同一部位既需要振动数据又需要温度数据时，使用振动温度一体化传感器，这样既可以采集温度数据又可以采集到车辆振动数据；
需要说明的是，本申请中还包括电源模块，所述电源模块可以为车载电源，也可以为独立电源模块；所述电源模块用于为传感器模组、控制器以及处理器进行供电；
其中，在供电时，考虑到传感器模组、控制器以及处理器对电压的需求不同，故电源模块内置电压转换单元，可以将电压转换为直流或交流或者220V、10 V、5 V的电压值；
所述传感器模组将所采集到的车辆运行状态参数发送至所述处理器，所述处理器用于对接收到的车辆运行状态参数进行数据处理；
其中，所述处理器还连接有服务器，其中的服务器可以为云端服务器也可以为本地服务器，所述服务器用于对接收到的车辆运行状态参数进行数据存储；
其中，所述处理器对接收到的车辆运行状态参数进行数据处理的过程包括以下步骤：
步骤一：处理器设定振动阈值以及温度阈值；处理器将所接收到的车辆运行状态参数进行分别标记，将振动数据分别标记为Fi，将温度数据分别标记为Tj，其中的i/j分别表示振动传感器或者温度传感器的编号，且i/j均为正整数，i=1,2……n; j=1,2……m;
步骤二：处理器分别将振动数据Fi与振动阈值进行比较，当存在振动数据Fi超过振动阈值时，处理器发送报警信息至控制器；
当没有任一振动数据Fi超过振动阈值时，处理器发送势分信号至控制器；
处理器分别将温度数据Tj与温度阈值进行比较，当存在温度数据Tj超过温度阈值时，处理器发送报警信息至控制器；
当没有任一温度数据Tj超过温度阈值时，处理器发送势分信号至控制器；
需要进行说明的是，其中的报警信息包括报警信号以及超过振动阈值或温度阈值的传感器的编号信息；
步骤三：控制器接收到报警信息后，连接报警装置进行监测报警，同时语音播报超出阈值的传感器的编号；
当控制器接收到的信号为势分信号后，控制器反馈分析信号至处理器；
步骤四：当处理器接收到分析信号后，处理器利用计算公式计算检测脱控值TK，其中检测脱控值TK的计算方式为：
式中的为检测脱控值的修正因子，且/>；/>为振动数据标准值，/>为温度数据标准值；
步骤五：处理器设定能控趋值，并将能控趋值与检测脱控值TK进行比较；
当能控趋值≥检测脱控值TK时，处理器发送正常信号至控制器，表示车辆运行时的振动数据以及温度数据是正常的；
当能控趋值＜检测脱控值TK时，处理器发送提醒信号至控制器，表示车辆运行时的振动数据以及温度数据存在异常，但是没有达到振动阈值以及温度阈值，存在一个变坏的发展趋势；
步骤六：当控制器接收到提醒信号后，连接报警装置进行监测数据提醒，同时语音“数据异常需注意”类似的提醒语音；
本实施例提出的一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，通过在车辆上设定温度以及振动检测的相关传感器，并实时获取对应的振动数值以及温度数值，同时将获取得到的振动数值进行发送分析处理，首先对比，将检测到的温度数值以及振动数值与阈值进行对比，当温度数据或振动数据超过阈值数据时，表示车辆存在一定的问题，实时进行报警；
当温度数据或振动数据均没有超过阈值数据时，进行实时数据分析，设定检测脱控值，通过检测脱控值的大小来判定车辆的运行状态，进行一个故障前的报警提醒，可以及早发现、报警和处理一切可能引发故障的危险因素。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，其特征在于，包括传感器模组、控制器以及处理器；
所述传感器模组包括若干用于检测车辆运行状态参数的传感器，其中的车辆运行状态参数包括车辆振动数据以及车辆新能源电池部位的温度数据；
所述传感器模组用于将所采集到的车辆运行状态参数发送至所述处理器；
所述处理器用于对接收到的车辆运行状态参数进行数据处理；
设定振动阈值以及温度阈值；分别将振动数据Fi、温度数据Tj与振动阈值以及温度阈值比较，当存在振动数据Fi、温度数据Tj超过振动阈值以及温度阈值时，处理器发送报警信息至控制器；其中的i/j分别表示振动传感器或者温度传感器的编号，且i/j均为正整数，i=1,2……n; j=1,2……m;
当振动数据Fi、温度数据Tj均在振动阈值以及温度阈值以内时，处理器发送势分信号至控制器；控制器反馈分析信号至处理器；
处理器利用计算公式计算检测脱控值TK，其中检测脱控值TK的计算方式为：
式中的/>为检测脱控值的修正因子，且/>；/>为振动数据标准值，/>为温度数据标准值；
处理器设定能控趋值，并将能控趋值与检测脱控值TK进行比较；
当能控趋值＜检测脱控值TK时，处理器发送提醒信号至控制器。
2.如权利要求1所述的一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，其特征在于，所述传感器模组内包含若干个振动传感器、若干个温度传感器或者若干个振动温度一体化传感器，其中的振动传感器分别布设在车辆的周围以及新能源电池部位，实时检测车辆振动数据；其中的温度传感器安装在车辆新能源电池部位。
3.如权利要求2所述的一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，其特征在于，所述振动温度一体化传感器由电源模块、温度检测模块、振动检测模块、MCU和通信模组组成；
电源模块用于将车载9~36V电源转换成其它各模块需要的电压和电流；
温度检测模块用于温度信号的采集与转换；
MCU负责获取温度和振动信息，通过通信模组将温度数据和振动数据传输到处理器。
4.如权利要求3所述的一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，其特征在于，温度检测模块采用模拟输出的温度芯片+ADC，或采用直接数字接口的温度芯片。
5.如权利要求3所述的一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，其特征在于，振动检测模块采用电压输出压电式加速度传感器配合恒流源获取振动加速度信息，或采用数字输出的加速度芯片。
6.如权利要求1所述的一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，其特征在于，所述处理器对接收到的车辆运行状态参数进行数据处理的过程包括以下步骤：
步骤一：处理器设定振动阈值以及温度阈值；处理器将所接收到的车辆运行状态参数进行分别标记，将振动数据分别标记为Fi，将温度数据分别标记为Tj，其中的i/j分别表示振动传感器或者温度传感器的编号，且i/j均为正整数，i=1,2……n; j=1,2……m;
步骤二：处理器分别将振动数据Fi与振动阈值进行比较，当存在振动数据Fi超过振动阈值时，处理器发送报警信息至控制器；
当没有任一振动数据Fi超过振动阈值时，处理器发送势分信号至控制器；
处理器分别将温度数据Tj与温度阈值进行比较，当存在温度数据Tj超过温度阈值时，处理器发送报警信息至控制器；
当没有任一温度数据Tj超过温度阈值时，处理器发送势分信号至控制器；
步骤三：控制器接收到报警信息后，连接报警装置进行监测报警，同时语音播报超出阈值的传感器的编号。
7.如权利要求6所述的一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，其特征在于，其中的报警信息包括报警信号以及超过振动阈值或温度阈值的传感器的编号信息。
8.如权利要求1所述的一种基于车载传感器的车辆监测分析系统，其特征在于，当能控趋值≥检测脱控值TK时，处理器发送正常信号至控制器。
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| CN116674388B (zh) | 2023-10-03 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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