CN201035379Y

CN201035379Y - 汽车远程数据交换与智能控制装置

Info

Publication number: CN201035379Y
Application number: CNU2007200195931U
Authority: CN
Inventors: 于京诺; 苏子林; 梁桂航; 王亮申; 宋进桂; 吴凯; 赵万胜
Original assignee: Ludong University
Current assignee: Ludong University
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2017-03-23

Abstract

本实用新型涉及一种汽车远程数据交换与智能控制装置，属于通信和人工智能技术领域。汽车远程数据交换与智能控制装置，包括连接汽车控制网络的车载单元，车载单元通过GSM网与汽车维修中心的监控服务系统(包含通信网关)无线连接。车载单元安装在受控汽车上通过GSM网与监控服务系统通信；通信网关负责车载单元与监控服务系统的无线通信；监控服务系统是系统的核心，能够进行人机交互、智能故障诊断、遥控操作等。本装置具有对汽车进行故障报警、维护提示、远程遥控以及故障诊断等功能，可以为汽车用户提供多种快捷、方便和更加人性化的服务。

Description

汽车远程数据交换与智能控制装置

一、技术领域

本实用新型涉及一种汽车远程数据交换与智能控制装置，属于通信和人工智能技术领域。

二、背景技术

现代汽车普遍采用第二代车载诊断系统(OBD-II)。具有该系统的汽车电控系统发生故障时，自诊断系统可以诊断出故障并将故障信息存储在汽车电脑(ECU)中。汽车电脑诊断仪通过汽车电脑的通信协议可以与汽车电脑进行通信，可以读取故障信息以及数据流，并且可以对汽车电脑进行控制。例如专业生产汽车保修设备的美国SNAP-ON公司开发的汽车故障诊断模块、ABS测试模块、变速箱电脑控制系统测试模块、自动换档电子系统测试模块和自动换档电子系统测试模块等，可以直接接入个人电脑或笔记本电脑，而且具备中文处理的能力。这些高新技术在汽车维修中的应用，有力地促进汽车维修检测设备向数显化、自动化和智能化发展。但是，汽车电脑诊断仪必须通过数据线连接在汽车的诊断座上，当汽车发生故障时，只能回到汽车4S店或汽车维修中心进行诊断或等待救援。

国外已经出现高速公路车辆故障紧急支援系统。系统中的救援工程车带有检测设备、计算机网络和多媒体设备，救援工程车可以向远程故障诊断专家系统求助，可以互传图像信息进行专家会诊。这种系统也利用了无线通信、专家系统和汽车故障检测技术，但救援工程车必须到达故障车现场才能实施救援。

目前已出现利用蓝牙技术和远程信息控制单元实现汽车的诊断。基于蓝牙技术的用于远程访问诊断接口的架构，在这种架构中使用蓝牙联网协议为一个HTTP-CAN网关提供底层的传输(物理)媒介。借助运行在TCU(远程信息控制单元)上的嵌入式HTTP服务器的帮助，服务技术人员可以从启动蓝牙功能的便携式电脑的网络浏览器上来监视和控制INV上的各个节点。这个无线接口提供了方便的访问途径，从车底、发动机盖下或乘客厢内都可进行访问。由于蓝牙技术传输距离有限，无法进行远程诊断与控制。

汽车故障诊断专家系统已经成熟，主要的推理方法主要有规则推理、案例推理、模糊推理和人工神经网络推理。主要用于辅助人工决策，都需要人工启动，在推理过程中需要人的干预。

GSM通信产品已经成熟，并有很多远程监控和检测系统的成功案例，例如Siemens公司的TC35i无线通信模块和WAVECOM公司的WMO2-G1800。

三、发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够为客户提供实时远程诊断以及其他故障报警、维护提示、远程遥控等功能服务的汽车远程数据交换与智能控制装置。

本实用新型的汽车远程数据交换与智能控制装置，包括连接汽车控制网络的车载单元，车载单元通过GSM网与汽车维修中心的监控服务系统无线连接；

所述车载单元连接汽车控制网络，可以与汽车的发动机电脑、自动变速器电脑、ABS电脑、行车电脑等直接连接通信；

车载单元由控制单元分别与汽车控制网络通信模块、GSM通信模块连接组成，汽车控制网络通信模块采用嵌入式开发方式；

所述监控服务系统主要由负责监控服务系统与车载单元无线通信的通信服务器、进行知识和数据的存储以及决策控制所有功能实现的主服务器构成；

所述汽车维修中心的监控服务系统由通信服务器上的GSM通信网关通过全球数字移动电话系统GSM与车载单元的GSM通信模块连接通信，接收车辆故障及其它运行信息，并发送监控指令和显示信息；

所述通信网关包括两部分：一部分为安装在通信服务器上的GSM通信模块，另一部分为安装在客户端汽车上的GSM通信模块，通信网关负责监控服务系统与车载单元之间各种信息的双向转发。

汽车远程数据交换与智能控制装置面向汽车用户的服务功能有：

1)故障报警功能

所述车载单元通过诊断接口在汽车运行过程中实时与汽车控制网络连接通信，通过通信网关将代表故障信息的故障码连接传送到监控服务系统，监控服务系统对故障信息分析后，主动做出决策，通过通信网关将相应的处理信息连接传送回车载单元，车载单元连接输送至汽车控制网络，汽车控制网络改变汽车各系统电脑的参数。同时监控服务系统提出合理建议，将合理建议发送到车载单元，在液晶显示器(LCD)中显示合理建议，并发送短信息通知用户。

2)维护提示功能

所述监控服务系统与汽车维修中心管理信息系统接口连接，得到最近维护的时间、汽车的当前行驶里程，通过由车载单元通过通信网关连接传送至监控服务系统获得，监控服务系统判断是否应该维护，并在一定里程范围内通过通信网关连接传送至车载单元提前提醒用户，提醒方式有发送短信息和LCD显示两种。

3)远程遥控功能

在用户授权的情况下，用户的身份由车载单元通过通信网关连接传送至监控服务系统验证，通过后控制指令由监控服务系统通过通信网关连接传送至车载单元，车载单元连接输送至汽车控制网络，遥控实施熄火(断电、油路)，关闭或打开车门和对车灯、报警器等的控制；此功能主要用于特殊情况下，如用户将钥匙锁在车内，可以打开车门；在汽车失窃后，可在公安局人员的配合下，实施遥控熄火。

汽车远程数据交换与智能控制装置面向汽车维修中心的服务功能有：

1)汽车维修档案查询

在汽车到达维修中心，需要进行维修时，由监控服务系统与汽车维修中心管理信息系统接口连接，实现车辆信息的档案查询，接车人员可以查询该车辆的维护记录、修理记录及其他汽车维修档案信息，辅助接车人员进行初步故障判断；

2)智能故障诊断辅助功能

汽车在维修中心进行故障诊断时，由监控服务系统与汽车维修中心管理信息系统接口连接，监控服务系统的显示器提示故障原因和维修步骤，可以为维修工程师提供故障原因和维修提示，并提供该车维修资料的查询功能。

3)汽车性能跟踪功能

为了发现产品质量问题，改进设计，汽车生产厂家需要通过4S店对汽车质量进行跟踪，汽车的故障码以及各种运行数据由车载单元通过通信网关连接传送至监控服务系统，监控服务系统可以帮助4S店收集汽车的各种运行数据。

4)维修人员培训功能

汽车维修中心可以利用监控服务系统的智能故障诊断辅助功能，培训新的维修人员。

本实用新型汽车远程数据交换与智能控制装置的车载单元通过诊断接口连接汽车控制网络，可以与汽车上的电脑直接通信；汽车维修中心的监控服务系统通过GSM网络与车载单元通信接收车辆故障及其它运行信息，并发送监控指令。本实用新型能够远程实时提供指导驾驶员在故障出现时采取相应的措施，提示维护日期；并能够帮助维修人员尽快确定故障原因，了解维修历史信息；还可帮助汽车生产厂家跟踪产品的质量指标。本实用新型用于汽车4S店或汽车维修中心，能够为汽车用户提供更加人性化的维修服务支持。

本实用新型的汽车远程数据交换与智能控制装置为汽车用户提供多种便捷服务，降低汽车检测、控制和维护的成本。在用户发生故障后，可以实时调动维修中心的所有技术资源，自主决策并且主动回复用户，实现对汽车用户的远程指导和对汽车的实时控制，解决用户的后顾之忧。监控服务系统采用自主决策的主动分析推理方式，提高了远程故障诊断的准确性和可靠性。能够实时检测汽车的运行数据，及时通知车主维护汽车，为用户提供帮助。

四、附图说明

图1为本实用新型的总体结构连接示意图；

图2为监控服务系统的服务功能模块示意图。

五、具体实施方式

以下结合附图和具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。

图1为汽车远程数据交换与智能控制装置的总体结构连接示意图，包括车载单元和监控服务系统(包括通信网关)两部分。车载单元安装在汽车上，电源电压为12V。车载单元通过诊断接口连接汽车控制网络，可以与汽车上的电脑直接通信。汽车维修中心的监控服务系统通过GSM网络与车载单元通信接收车辆故障及其它运行信息，并发送监控指令。监控服务系统的通信服务器负责监控服务系统与车载单元的无线通信；主服务器主要进行知识和数据的存储，以及所有功能的实现。

车载单元安装在被监控的汽车上，通过GSM网络与监控服务系统进行双向的信息传输：将车辆的故障码和运行数据传送到监控服务系统，同时接收监控服务系统的监控指令和显示信息。监控指令主要有ECU参数设置指令、车门开关指令、遥控熄火指令、车灯控制指令、防盗报警指令和车载单元设置指令等。车载单元设置指令指对车载单元的某些参数进行设置的指令，主要有：故障报警电话号码、维修提醒电话号码和运行数据上传方式等。显示信息指显示在液晶显示器上，提醒驾驶员的文字信息。

车载单元主要由控制单元、汽车控制网络通信模块、GSM通信模块组成，并可外接按钮、备用电池和液晶显示器，其中按钮和液晶显示器通过RS232接口外接。车载单元的设计选择MicroChip公司的单片机PIC16F873。汽车控制网络通信模块针对某一型号的汽车，可以插入车载单元的双列直插式插座内。汽车控制网络通信模块采用嵌入式开发方式，公开其协议，委托汽车生产厂家开发，也可以根据SAE标准、ISO标准和OBD II标准自主开发。

通信网关主要负责监控服务系统与车载单元之间各种信息的双向转发。通信网关分为两部分：一部分安装在通信服务器上(COMM_SERVER)，另一部分安装在各个客户端上(COMM_CLIENT)。通信网关软件采用VC++实现；COMM_SERVER与COMM_CLIENT的通信采用WINSOCK组件。COMM_SERVER中有两个进程：PROCESS_GSM负责查询有效的短消息，并接收短消息，转化为统一格式，并暂存入短消息队列，等待COMM_CLIENT的查询；PROCESS_CLIENT用来监听COMM_CLILIENT的短消息查询命令，并以统一格式返回短消息信息，同时接收COMM_CLIENT发出的监控命令，并采用DDN专线或无线MODEM的通信协议，通过GSM网络向车载单元发送短消息。COMM_CLIENT设计成动态连接库(Dynamic Link Library)，主要有下列功能函数：1、判断是否有需要的短消息；2、接收短消息信息；3、发送短消息命令。

监控服务系统软件较多的涉及数据库和知识库的操作以及推理，而且是系统的主要人机接口。监控服务系统软件的开发工具选用PowerBuilder8.0。数据库管理系统经过论证采用MS SQLSERVER2000。

图2为监控服务系统的服务功能模块示意图。监控服务系统软件安装在维修中心的多个客户机，是整个系统的核心。它主要包括权限管理，智能故障诊断、汽车遥控、数据资料管理和系统管理等五个模块。

权限管理模块主要管理系统账号和密码，并就系统各种功能对账号进行授权。主要包括：(1)系统操作员信息管理，主要包括账号和密码的添加、删除和查询；(2)对账号的授权功能；(3)系统登录和权限认证；(4)系统的锁定。

智能故障诊断模块主要根据知识库，以及故障码和其他故障现象，进行故障诊断，提出处理建议。主要包括：(1)根据上传的故障码，确定可能的故障原因，提出合理的处理建议，进行必要的ECU参数设置；(2)根据各种现象，确定故障原因，提出合理的处理建议；(3)知识修改和一致性检查，人工神经网络算法建模；诊断知识库可由用户建造和维护，这样才能保证知识库内容具有广阔的覆盖面和较快的更新速度。(4)汽车维修资料的添加、删除、修改和查询。

汽车遥控模块主要用于特殊情况下对汽车进行遥控。主要功能有：(1)汽车用户管理功能，指账号和密码的添加、删除和修改功能。汽车用户在注册后，可以通过发送短信息实现密码的修改。(2)遥控打开和关闭车门功能：汽车用户发送固定格式的短信息，监控服务系统软件向车载单元发送打开和关闭车门指令。操作员可以查询此操作内容，但没有权限进行操作。(3)遥控熄火(停止喷油和点火)和对车灯、报警器的控制功能，同(2)。

数据资料管理功能主要包括常见的数据库初始化、数据导入和导出功能、报警信息维护、汽车维修资料备份、上传数据管理和统计等。这些都是对数据库的操作。

系统管理模块主要包括各种设置信息的管理、系统日志的管理、系统锁定和退出等。系统的设置信息包括：上传数据类型设置、上传数据时间间隔、上传数据上传条件、上传数据统计方式、打印机设置、工具条和状态条设置等。系统日志主要保存操作人员进行操作的任务名称、任务内容、时间和结果(是否成功)等信息。

Claims

1.汽车远程数据交换与智能控制装置，其特征在于包括连接汽车控制网络的车载单元，车载单元通过GSM网与汽车维修中心的监控服务系统无线连接。

2.按照权利要求1所述汽车远程数据交换与智能控制装置，其特征在于所述车载单元连接汽车控制网络，与汽车的发动机电脑、自动变速器电脑、ABS电脑、行车电脑连接通信。

3.按照权利要求1或2所述汽车远程数据交换与智能控制装置，其特征在于车载单元由控制单元分别与汽车控制网络通信模块、GSM通信模块连接组成，汽车控制网络通信模块采用嵌入式开发方式。

4.按照权利要求1所述汽车远程数据交换与智能控制装置，其特征在于所述监控服务系统由负责监控服务系统与车载单元无线通信的通信服务器、进行知识和数据的存储以及决策控制所有功能实现的主服务器构成。

5.按照权利要求1所述汽车远程数据交换与智能控制装置，其特征在于所述汽车维修中心的监控服务系统由通信网关通过全球数字移动电话系统(GSM)与车载单元的GSM通信模块连接通信。

6.按照权利要求5所述汽车远程数据交换与智能控制装置，其特征在于所述通信网关包括两部分：一部分为安装在通信服务器上的COMM_SERVER，另一部分为安装在汽车维修中心的局域网监控终端上的COMM_CLIENT，通信网关负责监控服务系统与车载单元之间各种信息的双向转发。

7.按照权利要求1所述汽车远程数据交换与智能控制装置，其特征在于

所述车载单元通过诊断接口在汽车运行过程中实时与汽车控制网络连接通信，通过通信网关将代表故障信息的故障码连接传送到监控服务系统，监控服务系统通过通信网关将相应的处理信息连接传送回车载单元，车载单元连接输送至汽车控制网络，汽车控制网络连接控制改变汽车各系统电脑的参数设置。

8.按照权利要求1所述汽车远程数据交换与智能控制装置，其特征在于

所述监控服务系统与汽车维修中心管理信息系统接口连接，得到最近维护的时间、汽车的当前行驶里程，并由车载单元通过通信网关连接传送至监控服务系统，监控服务系统通过通信网关连接传送维护提醒信息至车载单元。

9.按照权利要求1所述汽车远程数据交换与智能控制装置，其特征在于

由监控服务系统将用户身份验证通过后的控制指令通过通信网关连接传送至车载单元，车载单元连接输送至汽车控制网络，无线遥控连接实施熄火，关闭或打开车门和对车灯、报警器的控制。

10.按照权利要求1所述汽车远程数据交换与智能控制装置，其特征在于

由监控服务系统与汽车维修中心管理信息系统接口连接进行车辆信息的档案查询；

由监控服务系统与汽车维修中心管理信息系统接口连接进行故障原因和维修提示；

由车载单元将汽车的故障码以及各种运行数据通过通信网关连接传送至监控服务系统进行汽车各种运行数据的收集。