CN207623716U - 一种车联网的新能源汽车监控终端及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种车联网的新能源汽车监控终端及系统,监控终端包括主控芯片,所述主控芯片通过管脚电连接CAN总线收发器、3G网络通信模块、EMMC存储器、时钟电路模块、电源模块、GPS北斗定位模块、低功耗唤兴模块、过压保护电路;所述保护电路通过MOS管和三极管将高电平拉低,实现对电路的保护。本实用新型利用监控终端通过CAN总线实现对车辆数据的采集,能有效的对新能源车辆进行监控和提供整车的位置时间绝对信息,大大提高了车辆安全性和管理效率。支持手机APP控制和远程更新,同时提高了便携性;本实用新型利用一个MOS管和两个三极管,达到了保护电路的作用,相比传统电路,更具有可控性、安全性和便捷性。
Description
技术领域
本实用新型属于车联网技术领域,尤其是涉及一种新能源汽车监控终端及系统。
背景技术
随着经济的发展,汽车保有量不断增加,给我们的生活带来了极大的便利,同时也给我们带来了非常严重的能源危机和不可忽视的环境污染问题。因而新能源汽车的研发越来越受到关注。新能源汽车是指使用非常规车用燃料(或使用常规车用燃料但装载新型动力装置),具有新技术、新结构和先进技术原理的汽车。其中纯电动汽车(BEV)、混合动力电动汽车(HEV)和燃料电池电动汽车(FCEV)发展前景最为良好,也是目前国家大力推广的主要新能源车型。混合动力汽车和纯电动汽车技术发展已经较为成熟,处于研发和试生产阶段,车辆未定型之前难免有些技术缺陷,所以车辆远程监控系统对提高运营的可靠性并降低风险、状态评估、故障诊断是非常有必要的。
为了改善现在的交通运输状况以及更好的管理电动汽车的各方面性能,因此T-BOX的出现是汽车工业发展的必然产物。
发明内容
有鉴于此,本实用新型旨在提出一种车联网的新能源汽车监控终端系统,以提高车辆安全性和管理效率。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种车联网的新能源汽车监控终端,包括主控芯片,所述主控芯片通过管脚电连接CAN总线收发器、3G网络通信模块、EMMC存储器、时钟电路模块、电源模块、GPS北斗定位模块、低功耗唤醒模块、过压保护电路;所述过压保护电路通过MOS管和三极管将高电平拉低,实现对电路的保护。
进一步的,所述CAN通信模块采用汽车级的高速CAN收发器,完全符合 ISO11898标准低功耗模式,可通过总线唤醒,预留两路CAN接口,波特率可根据配置信息进行配置。
进一步的,所述过压保护电路包括二极管D1、稳压管D2、稳压管D3、 PNP型三极管Q2和NPN型三极管Q3,所述过压保护电路包括二极管D1、稳压管D2、稳压管D3、MOS管Q1、PNP型三极管Q2和NPN型三极管Q3,二极管D1正极连接电源正极,负极分别接电阻R15、电阻R12、PNP型三极管Q2 的放射极、稳压管D2的负极和MOS管Q1的源极,电阻R20一端连接电源,另一端接电容C42、电阻R21、稳压管D4,其中电容C42,电阻R21,稳压管 D4这个三个器件并联,并联后另一端接地,电阻R15与稳压管D3串联,稳压管D3的正极接NPN型三极管Q3的基极,NPN型三极管Q3放射极接地,电阻R19一端接NPN型三极管Q3的基极另一端接地,电阻R17一端接NPN型三极管Q3的集电极另一端接PNP型三极管Q2的基极,电阻R12一端接三极管Q2的放射极另一端接PNP型三极管Q2的基极,稳压管D2的正极接PNP 型三极管Q2的集电极,稳压管D2的负极接MOS管Q1的源极,电阻R13一端接地,另一端接稳压管D2的正极、PNP型三极管Q2的集电极和MOS管Q1 的栅极,MOS管Q1的漏极为输出电压。
进一步的,所述主控芯片采用STM32F407VE或者飞思卡尔的SPC5604B。
进一步的,所述3G网络通信模块型号为GL865/MU509,用于远程数据传输和OTA远程更新。
进一步的,所述GPS北斗定位模块型号为U-blox NEO-7/8M,用于提供车辆位置信息。
进一步的,所述CAN总线收发器采用型号为TJA1042的2路CAN总线收发器,满足T-BOX和车内网络通信传输,支持CAN唤醒。
相对于现有技术,本实用新型所述的一种车联网的新能源汽车监控终端具有以下优势:
(1)本实用新型利用监控终端通过CAN总线实现对车辆数据的采集,能有效的对新能源车辆进行监控和提供整车的位置时间绝对信息,大大提高了车辆安全性和管理效率。支持手机APP控制和远程更新,同时提高了便携性;
(2)本实用新型相比SD卡存储,利用EMMC的大存储空间,将采集到的数据暂时存放在EMMC里面防止信号不好时数据丢失;
(3)本实用新型利用一个MOS管和两个三极管,达到了保护电路的作用。相比传统电路,更具有可控性和安全性,同时还有不更换器件的便捷性。
本实用新型的另一目的在于提出一种车联网的新能源汽车监控终端系统,以提高车辆安全性和管理效率。
为了达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种车联网的新能源汽车监控系统,包括监控终端,所述监控终端通过 CAN总线连接汽车内的BCM、TCU变速箱,EMC发动机,EBS/ABS+ESC制动系统,VDR记录仪,以及IC表和门控制器,所述监控终端还通过3G网络连接后台服务器,所述后台服务器连接手机APP。
本实用新型所述的监控系统与上述监控终端的有益效果相同,在此不再赘述。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1为本实用新型实施例所述的一种车联网的新能源汽车监控终端硬件示意图;
图2为本实用新型实施例所述的一种车联网的新能源汽车监控终端功能框图;
图3为本实用新型实施例所述的一种车联网的新能源汽车监控终端系统中低端平台配置及应用场景示意图;
图4为本实用新型实施例所述的过压保护电路原理图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
本实用新型提供了一种基于车联网的新能源汽车监控终端,主要包括:STM32F407VE(优先考虑)或者飞思卡尔的SPC5604B作为主芯片;型号为 GL865/MU509的3G通讯模块,用于远程数据传输和OTA远程更新;GPS北斗定位模块型号为U-blox NEO-7/8M,提供车辆位置信息;三星的EMMC存储数据模块,参数及配置信息存储;文件系统;数据快速存储,能满足客户数据记录需求;车载终端内部存储的数据应具有可查阅性;不低于公共平台需要的最低上传频次的时间间隔将采集到的信息数据保存在内部存储介质中,满足至少7天的内部数据存储,具备内部存储数据的自动覆盖功能;型号为 TJA1042的2路CAN总线收发器,满足T-BOX和车内网络通信传输,能满足大多数要求,支持CAN唤醒;RTC时钟,为数据存储、传输提供时间标签,车载终端应在车辆发生异常情况下并导致车载终端与车辆主电源断开后可以独立运行,独立运行时长至少可以支撑车辆最后10分钟的数据上传至企业平台;以及可选配的WIFI模块和可充电的锂电池。除此之外,一般车型规划采用软件协议加密方式,根据具体情况,安全性要求高的车型,例如未来的自动驾驶车型,可以考虑采用硬件加密方式,从而保证了车辆信息的绝对安全性。
监控终端是新能源汽车监控系统的关键部分,监控终端根据上位机平台的配置信息进行配置,其根据配置信息采集车辆上CAN总线上的数据并将所采集数据进行加密打包通过3G网络透传至上位机平台,上位机平台将所接收到的数据进行解密、解析后显示至平台前台用于监控人员查看,监控终端所配置的EMMC存储其在无网络情况下的数据待有网络情况下补发至上位机平台;同时本实用新型的监控终端还带有远程更新自身代码的功能,并且还具备通过远程将代码通过断点续传技术下载到监控终端存储设备中通过UDS协议对支持本协议的其他设备进行程序更新的功能。
综上所述,监控终端具有的功能大致如下:
1、上传整车CAN总线数据
2、上传整车位置信息
3、为整车提供位置及绝对时间信息
4、通过用户手机连接Internet
5、远程诊断及远程软件刷写
6、能够实现E-CALL功能
7、支持手机蓝牙免提通话
图1示出了本实用新型新能源汽车监控终端硬件设计框图,如图1所示,新能源汽车监控系统硬件设计主要包括CAN通信模块、3G网络通信模块、 EMMC存储器、时钟电路模块、电源模块、GPS/北斗定位接收模块、低功耗唤醒模块、过压保护电路。下面对主要模块设计进行详细介绍。
CAN通信模块:CAN通信模块采用汽车级的高速CAN收发器,完全符合 ISO11898标准低功耗模式,可通过总线唤醒,预留两路CAN接口,波特率可根据配置信息进行配置。
3G网络通信模块:采用国际主流产品,根据不同需求及版本采用不同的通讯模块。
电源模块:满足9-36V输入,采用隔离的电源模块,解决通信、数据处理及无线发送的电源问题,确保数据的可靠传输,满足汽车电磁环境。
图2示出了本实用新型新能源汽车监控终端功能框图,如图2所示,新能源汽车监控终端功能包括数据采集、数据通信、数据存储、参数设置、实时时钟、休眠唤醒、GPS/北斗定位等功能,下面对这些功能进行详细介绍。
数据采集功能:主要通过CAN通信模块采集CAN总线上的诊断信息、车辆运行状态等数据,数据是监控的基础。
数据通信功能:通过2G/3G/4G模块把采集的数据发送到移动终端。
数据存储功能:在没有接入网络的情况下,CAN模块采集的数据要存储在 EMMC,在网络存在的情况下将数据从EMMC中补充发出。
参数设置功能:通过网络将配置信息下发至车载终端存储至其自带Flash 中。
时钟功能:车载终端实时给出时钟,和数据一起发送到移动终端或存储到EMMC中。
休眠唤醒:在新能源客车钥匙信号关闭情况下模块会进入休眠状态。
图3示出了本实用新型新能源汽车监控终端系统中低端平台配置及应用场景示意图,如图3所示,通过手机APP发送数据到服务后台,后台通过3G 网络可以将数据远程传输到T-BOX服务终端,从而提取车内部信息的具体数据。同时,用户可以通过CAN总线将T-BOX内的数据读出来,包括BCM,TCU 变速箱,EMC发动机,EBS/ABS+ESC制动系统,VDR记录仪,以及IC表和门控制器等内部的数据,遥控门禁系统RKE,通过车内网连接到无线资源管理RRM,可以间接接控制DCM门控制器,搭接在CAN总线上。
图4中是过压保护电路,D1是一个1N4007的二极管,D3和D2分别是33V 和7.5V的稳压管,Q2是一个PNP型三极管,Q3是一个NPN型三极管,Q1 是一个MOS管,其余部分是电容和电阻。POWER是外部电源的供电端,D1的主要作用是防止电源接反,起到人为误操作保护作用。正常情况下外部电源是12V,此时Q2发射极和基极之间有压降导通,MOS管Q1同时也导通,输出电压为12V,如果外部电压大于安全电压33V,稳压管D3会导通,Q3基极和放射极有压降导通,此时外部电源会连接到地。电流不会通过Q2、Q1,输出电压为0V.在不损耗器件的前提下,保护了电路。当外部电压减小到33V 电压之内时,稳压管D3不导通,电流正常通过Q2,D2,Q1等器件,正常输出12V。
本实用新型采用的过压保护电路可以有效的抑制人员误操作以及外部高电压产生的瞬间震荡,同时防止对供电模块以及电路过流造成短路。最重要的作用是防止烧毁芯片直接造成财产损失。传统过压保护是采用热熔保险,当电流过大直接熔断保险丝,但是也会有一瞬间的过流现象存在,而且烧毁保险之后得重新更换器件。本发明的电路当电压稍微超过安全电压,稳压管 D3导通,三极管Q3导通,直接拉低电平到地端,不存在过流的现象,百分百保证了电路的安全性。对于安全电压的阈值也有一定的可控性,稳压管D3 的稳压值可以根据实际需要更换合适的电压值,有很好的便捷性。相比传统电路,更具有可控性和安全性,同时还有不更换器件的便捷性。
本实用新型相比以往的存储方式是采用SD卡,不但存储空间小而且由于 SD卡体积较大造成整个模块的臃肿。EMMC的大存储空间和娇小的体积完美解决了这个难题,将采集到的数据暂时存放在EMMC里面防止信号不好时数据丢失,之后上传到服务器里面。
用户通过安装有软件终端的平台(手机APP、电脑、IPAD)发送具体的功能指令,该指令通过无线网络上传到服务器上进行认证,认证通过没问题之后,返回用户认证通过结果。当监控终端接收到指令时就会按照指示工作。例如,用户想远程给车开门,可以在手机APP上发送一个开门的指令,该指令立即上传的服务器进行验证,如果满足开门条件验证通过给用户反馈一个开门成功的信息。这样远程操作开门这一简单的动作就实现了。其他远程操作的功能如开关空调、开关窗户类似不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种车联网的新能源汽车监控终端,其特征在于:包括主控芯片,所述主控芯片通过管脚电连接CAN总线收发器、3G网络通信模块、EMMC存储器、时钟电路模块、电源模块、GPS北斗定位模块、低功耗唤醒模块、过压保护电路;所述过压保护电路通过MOS管和三极管将高电平拉低,实现对电路的保护。
2.根据权利要求1所述的一种车联网的新能源汽车监控终端,其特征在于:所述CAN通信模块采用汽车级的高速CAN收发器,完全符合ISO11898标准低功耗模式,可通过总线唤醒,预留两路CAN接口,波特率可根据配置信息进行配置。
3.根据权利要求1所述的一种车联网的新能源汽车监控终端,其特征在于:所述过压保护电路包括二极管D1、稳压管D2、稳压管D3、MOS管Q1、PNP型三极管Q2和NPN型三极管Q3,二极管D1正极连接电源正极,负极分别接电阻R15、电阻R12、PNP型三极管Q2的放射极、稳压管D2的负极和MOS管Q1的源极,电阻R20一端连接电源,另一端接电容C42、电阻R21、稳压管D4,其中电容C42,电阻R21,稳压管D4这个三个器件并联,并联后另一端接地,电阻R15与稳压管D3串联,稳压管D3的正极接NPN型三极管Q3的基极,NPN型三极管Q3放射极接地,电阻R19一端接NPN型三极管Q3的基极另一端接地,电阻R17一端接NPN型三极管Q3的集电极另一端接PNP型三极管Q2的基极,电阻R12一端接三极管Q2的放射极另一端接PNP型三极管Q2的基极,稳压管D2的正极接PNP型三极管Q2的集电极,稳压管D2的负极接MOS管Q1的源极,电阻R13一端接地,另一端接稳压管D2的正极、PNP型三极管Q2的集电极和MOS管Q1的栅极,MOS管Q1的漏极为输出电压。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种车联网的新能源汽车监控终端,其特征在于:所述主控芯片采用STM32F407VE或者飞思卡尔的SPC5604B。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种车联网的新能源汽车监控终端,其特征在于:所述3G网络通信模块型号为GL865/MU509,用于远程数据传输和OTA远程更新。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种车联网的新能源汽车监控终端,其特征在于:所述GPS北斗定位模块型号为U-blox NEO-7/8M,用于提供车辆位置信息。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种车联网的新能源汽车监控终端,其特征在于:所述CAN总线收发器采用型号为TJA1042的2路CAN总线收发器,满足T-BOX和车内网络通信传输,支持CAN唤醒。
8.一种车联网的新能源汽车监控系统,其特征在于:包括权利要求7所述的监控终端,所述监控终端通过CAN总线连接汽车内的BCM、TCU变速箱,EMC发动机,EBS/ABS+ESC制动系统,VDR记录仪,以及IC表和门控制器,所述监控终端还通过3G网络连接后台服务器,所述后台服务器连接手机APP。
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CN109765879A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-17 | 陈炳兰 | 一种新能源汽车的远程监控系统 |
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