CN211969350U - 一种车载设备的监测装置及车载设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种车载设备的监测装置及车载设备，该监测装置包括：采样电阻，采样电阻的一端连接车载设备的电源，另一端与处理单元连接；采集单元，采集单元的输入端与采样电阻的两端分别连接，输出端与处理单元连接，被配置为实时采集采样电阻两端的电压；处理单元，被配置为根据采样电阻两端的电压确定车载设备的工作电流。本公开在车载设备电源和实际实现车载设备功能的处理单元之间设置一采样电阻，通过实时测量采样电阻两端的电压值，作为车载设备工作电流的确定依据，供用户及时知悉车载设备的工作状态，在车载设备处于异常工作状态时及时进行处理，防止车载设备的异常耗电对车辆电瓶造成损耗。
Description
技术领域
本公开涉及车载设备监控领域，特别涉及一种车载设备的监测装置及车载设备。
背景技术
现在车辆上常通过后装配车载电子设备以实现各种拓展功能，例如在车辆上安装行车记录仪以记录车辆行驶途中的影像及声音等相关资讯，还可安装车辆报警装置以防止车辆被盗或被破坏。但是，现有的车载设备通常需搭接车辆的车载电瓶进行供电，其在正常工作时的功耗大多在1安(A)以内，当车辆熄火时，正常的车载设备会降低自己身的功耗，多数控制在20毫安(mA)以内，若车载设备处于异常工作状态，在车辆熄火后会以1A的功耗持续耗电，以电瓶容量为50安时(Ah)为例，理论上来说50小时左右即可将电瓶电量耗尽，即需要对车辆电瓶进行充电，若上述异常工作状态持续出现，对车辆电瓶损耗则增加，会加快电瓶老化的速度，缩短电瓶的使用寿命。
在现有技术中无法实现对车载设备的工作电流进行实时监测，只能在发现车辆电瓶耗电过快后通过其他手段进行故障排除，无法直接定位出车载设备的异常工作状态。
实用新型内容
本公开实施例的目的在于提供一种车载设备的监测装置及车载设备，以解决现有技术中无法实现对车载设备的工作电流进行实时监测以定位其异常工作状态的问题。
为了解决上述技术问题，本公开的实施例采用了如下技术方案：一种车载设备的监测装置，包括：采样电阻，所述采样电阻的一端连接车载设备的电源，另一端与处理单元连接；采集单元，所述采集单元的输入端与所述采样电阻的两端分别连接，输出端与所述处理单元连接，被配置为实时采集所述采样电阻两端的电压；所述处理单元，被配置为根据所述采样电阻两端的电压确定所述车载设备的工作电流。
进一步，所述采样电阻的阻值误差小于或等于1％。
进一步，所述采样电阻的阻值小于或等于1欧姆。
进一步，所述采集单元为模数转换器。
进一步，所述采集单元的第一输入端与第一保护电阻的一端连接，所述第一保护电阻的另一端与所述采样电阻的一端连接，所述采集单元的第二输入端与第二保护电阻的一端连接，所述第二保护电阻的另一端与所述采样电阻的另一端连接。
进一步，所述处理单元，还配配置为，在所述工作电流大于所述车载设备的额定电流的情况下，关闭所述车载设备的电源。
进一步，还包括：转换电路，所述转换电路的一端与车辆电源连接，另一端与所述车载设备的电源连接，被配置为将所述车辆电源的输出电压转换为所述车载设备的电源的额定电压。
进一步，所述转换电路至少包括：直流降压器，所述直流降压器的一端与车辆电源连接，另一端与所述车载设备的电源连接。
进一步，所述处理单元，还配配置为，在所述工作电流大于所述车载设备的额定电流的情况下，控制所述转换电路停止输出。
本公开实施例还公开了一种车载设备，其至少包括上述的监测装置。
本公开实施例的有益效果在于：在车载设备电源和实际实现车载设备功能的处理单元之间设置一采样电阻，通过实时测量采样电阻两端的电压值，作为车载设备工作电流的确定依据，供用户及时知悉车载设备的工作状态，在车载设备处于异常工作状态时及时进行处理，防止车载设备的异常耗电对车辆电瓶造成损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开第一实施例中车载设备的监测装置的结构示意图；
图2为本公开第一实施例中车辆电瓶与车载设备电源之间的连接示意图；
图3为本公开第一实施例中车载设备的监测装置的另一种结构示意图。
具体实施方式
此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。
应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本公开的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
本公开的第一实施例提供了一种车载设备的监测装置，主要应用在如行车记录仪等装配在车辆上的车载设备上，应当了解的是，车载设备的工作状态主要包括以下三种：正常工作状态，用以表征在车辆正常使用时，车载设备以额定功率工作的状态，此时车载设备的额定工作电流通常为1A；低功耗状态，用以保证车辆在熄火后，车载设备以较低功耗工作的状态，此时车载设备的额定工作电流可能只有十几毫安；异常工作状态，用以表征车载设备的工作电流大于额定工作电流的工作状态。
车载设备的监测装置的装置结构示意图如图1所示，主要包括车载设备的电源10、采样电阻20、采集单元30以及处理单元40。其中，车载设备的电源10与车辆的电瓶(图1中未示出)连接以为车载设备供电，通常情况下，车辆电瓶的供电电压为12V，车载设备的电源10的额定输入电压则在5V以内，因此在车辆电瓶和车载设备的电源10之间设置有转换电路，如图2所示，车辆电瓶100(即车辆的电源)的输出端连接转换电路50，12V的电压经转换电路50后输出为4.2V的电压作为车载设备的电源10的输入，防止因输入电压过大使车载设备过载造成故障。
本实施例中车载设备的电源10输入的4.2V电压经过采样电阻20之后转换为VBAT，为处理单元40以及车载设备的其他元件进行供电，流经采样电阻20的电流即为车载设备的工作电流。为了保证在不同的车载设备中采集到的数据的一致性，采样电阻20优选使用阻值误差小于或等于1％的高精度电阻，使输入的电压在一致的情况下，采集到的电压和最终计算出的工作电流的误差也在1％以内。进一步地，为了保证引入采样电阻后不会给车载设备本身带来额外的功耗增加，可以选用阻值小于或等于1欧姆的采样电阻20，在本实施例中优选选用0.1欧姆或0.056欧姆的高精度电阻，根据功耗计算公式W＝I2*R，当流经采样电阻20的电流为1A时，该部分电路带来的功耗增加在0.05W以内，相比车载设备整机的功耗基本可以忽略不计。
采集单元30被配置为实时采集采样电阻20两端电压，其输入端与采样电阻20的两端分别连接，输出端与处理单元40连接，用以将采集到的电压值输出至处理单元40已进行进一步处理。在本实施例中，采集单元30可以使用模数转换器(ADC，Analog to DigitalConverter)，在使用过程中以预设频率采集采样电阻20两端的电压值，将其由模拟信号转化为数字信号后，输出至处理单元40进行处理。进一步地，如图3所示，采集单元30的第一输入端与第一保护电阻301的一端连接，第一保护电阻301的另一端与采样电阻20的一端连接，采集单元30的第二输入端与第二保护电阻302的一端连接，第二保护电阻302的另一端与采样电阻20的另一端连接，以对监测装置进行保护，或者将第一保护电阻301和第二保护电阻302替换成抗干扰元件，以提升监测装置的抗干扰能力。
本实施例中的处理单元40可以直接使用车载设备的片上系统(SOC，System onChip)，也可使用单独的处理芯片或处理器，只要能实现接收数字信号形式的电压值并进行后续车载设备的工作电流计算即可。本实施例中优选使用车载设备的SOC作为处理单元40使用，在保证计算能力的情况下，还可进一步实现后续的控制，例如，为了实现车辆电瓶的保护，在处理单元40计算确定出车载设备的工作电流后，检测其工作电流与车载设备正常工作时的额定电流之间的大小，在工作电流大于额定电流时，可以通过关闭车载设备的电源来防止车辆电瓶的电量过多消耗，尤其是在车辆已经熄火的情况下，车载设备此时的额定电流可能只有十几毫安，若其实时监测到的工作电流为1安，则工作电流远大于额定电流，需要处理单元40关闭车载设备的电源来防止车辆电瓶的电量过多消耗，以免造成电瓶加快老化。
进一步地，在实际使用时，转换电路50中至少包括一直流降压器(DC/DC，也可称为高压(低压)直流电源变换为低压(高压)直流电源)，直流降压器的一端与车辆电源连接，另一端与车载设备的电源10连接，用以将车辆电瓶输出的12V电压转换为车载设备额定输入的4.2V电压。应当了解的是，使用直流降压器进行高压与低压之间的转换只是本实施例中提出的一种优选实施方式，在实际使用时可根据实际情况选择其他器件或其他形式的转换电路，只要能实现高压与低压之间的转换即可，本实施例不进行限制。在转换电路50中至少包括直流降压器的情况下，处理单元40在检测到工作电流大于车载设备的额定电流的情况下，可下发控制指令，控制直流降压器停止输出，通过关断DCDC输出的方式保护车辆电瓶，防止车辆电瓶的电量过多消耗，以免造成电瓶加快老化。
本实施例在车载设备电源和实际实现车载设备功能的处理单元之间设置一采样电阻20，通过实时测量采样电阻20两端的电压值，作为车载设备工作电流的确定依据，供用户及时知悉车载设备的工作状态，在车载设备处于异常工作状态时及时进行处理，防止车载设备的异常耗电对车辆电瓶造成损耗。
为了方便用户对车载设备工作状态的实时监控，在车载设备的检测装置中还可安装显示单元、通信单元、报警单元等其他功能单元。例如，在监测装置安装有显示单元、通信单元和报警单元时，若处理单元检测出当前工作电流大于额定电流，则可判定车载设备当前处于异常工作状态，此时处理单元可关闭电源输入，并同时在显示单元上向用户展示相应的报警信息，通过报警单元以声音或警示灯闪烁的方式，提醒用户当前车载设备工作电流过大，可能对车辆电瓶造成影响，提示用户及时更换或维修车载设备；在用户未处于驾驶车辆的状态，例如夜间将车辆停放在停车位后，安装在车辆上的行车记录仪依旧处于工作状态，此时通过显示单元或报警单元提示用户，会由于用户不在车上无法及时获取报警信息，此时可通过通信单元将报警信息发送至用户预先设置连接的移动终端上，使用户即便不在车辆上，也能及时获取车载设备异常的工作状态，实现对车载设备的及时更换或维修。
本公开的第二实施例提供了一种车载设备，其可以为行车记录仪、车载导航、车辆报警系统等各类装配在车辆上设备，为车辆和车主提供更多更方便的行车功能。应当了解的是，车载设备的工作状态主要包括以下三种：正常工作状态，用以表征在车辆正常使用时，车载设备以额定功率工作的状态，此时车载设备的额定工作电流通常为1A；低功耗状态，用以保证车辆在熄火后，车载设备以较低功耗工作的状态，此时车载设备的额定工作电流可能只有十几毫安；异常工作状态，用以表征车载设备的工作电流大于额定工作电流的工作状态。
现有的车载设备通常需搭接车辆的车载电瓶进行供电，其在正常工作时的功耗大多在1安以内，当车辆熄火时，正常的车载设备会降低自己身的功耗，多数控制在20毫安以内，若车载设备处于异常工作状态，在车辆熄火后会以1A的功耗持续耗电，以电瓶容量为50安时为例，理论上来说50小时左右即可将电瓶电量耗尽，即需要对车辆电瓶进行充电，若上述异常工作状态持续出现，对车辆电瓶损耗则增加，会加快电瓶老化的速度，缩短电瓶的使用寿命。
因此在本实施例中的车载设备上，除了原设备中实现各个功能所需的器件以外，还至少安装有本公开第一实施例中所提供的检测装置，即在车载设备电源和实际实现车载设备功能的处理单元之间设置的采样电阻，通过实时测量采样电阻两端的电压值，作为车载设备工作电流的确定依据，供用户及时知悉车载设备的工作状态，在车载设备处于异常工作状态时及时进行处理，防止车载设备的异常耗电对车辆电瓶造成损耗。
具体地，为了保证在不同的车载设备中采集到的数据的一致性，采样电阻优选使用阻值误差小于或等于1％的高精度电阻，使输入的电压在一致的情况下，采集到的电压和最终计算出的工作电流的误差也在1％以内。进一步地，为了保证引入采样电阻后不会给车载设备本身带来额外的功耗增加，可以选用阻值小于或等于1欧姆的采样电阻，在本实施例中优选选用0.1欧姆或0.056欧姆的高精度电阻，根据功耗计算公式W＝I2*R，当流经采样电阻的电流为1A时，该部分电路带来的功耗增加在0.05W以内，相比车载设备整机的功耗基本可以忽略不计。
采集单元被配置为实时采集采样电阻两端电压，其输入端与采样电阻的两端分别连接，输出端与处理单元连接，用以将采集到的电压值输出至处理单元已进行进一步处理。在本实施例中，采集单元可以使用模数转换器，在使用过程中以预设频率采集采样电阻两端的电压值，将其由模拟信号转化为数字信号后，输出至处理单元进行处理。
本实施例中的处理单元可以直接使用车载设备的SOC，也可使用单独的处理芯片或处理器，只要能实现接收数字信号形式的电压值并进行后续车载设备的工作电流计算即可。本实施例中优选使用车载设备的SOC作为处理单元使用，在保证计算能力的情况下，还可进一步实现后续的控制，例如，为了实现车辆电瓶的保护，在处理单元计算确定出车载设备的工作电流后，检测其工作电流与车载设备正常工作时的额定电流之间的大小，在工作电流大于额定电流时，可以通过关闭车载设备的电源来防止车辆电瓶的电量过多消耗，尤其是在车辆已经熄火的情况下，车载设备此时的额定电流可能只有十几毫安，若其实时监测到的工作电流为1安，则工作电流远大于额定电流，需要处理单元关闭车载设备的电源来防止车辆电瓶的电量过多消耗，以免造成电瓶加快老化。
进一步地，在实际使用时，转换电路中至少包括一直流降压器DCDC，直流降压器的一端与车辆电源连接，另一端与车载设备的电源连接，用以将车辆电瓶输出的12V电压转换为车载设备额定输入的4.2V电压。应当了解的是，使用直流降压器进行高压与低压之间的转换只是本实施例中提出的一种优选实施方式，在实际使用时可根据实际情况选择其他器件或其他形式的转换电路，只要能实现高压与低压之间的转换即可，本实施例不进行限制。在转换电路中至少包括直流降压器的情况下，处理单元在检测到工作电流大于车载设备的额定电流的情况下，可下发控制指令，控制直流降压器停止输出，通过关断DCDC输出的方式保护车辆电瓶，防止车辆电瓶的电量过多消耗，以免造成电瓶加快老化。
为了方便用户对车载设备工作状态的实时监控，在车载设备中还可安装显示单元、通信单元、报警单元等其他功能单元。例如，在车载设备安装有显示单元、通信单元和报警单元时，若处理单元检测出当前工作电流大于额定电流，则可判定车载设备当前处于异常工作状态，此时处理单元可关闭电源输入，并同时在显示单元上向用户展示相应的报警信息，通过报警单元以声音或警示灯闪烁的方式，提醒用户当前车载设备工作电流过大，可能对车辆电瓶造成影响，提示用户及时更换或维修车载设备；在用户未处于驾驶车辆的状态，例如夜间将车辆停放在停车位后，安装在车辆上的行车记录仪依旧处于工作状态，此时通过显示单元或报警单元提示用户，会由于用户不在车上无法及时获取报警信息，此时可通过通信单元将报警信息发送至用户预先设置连接的移动终端上，使用户即便不在车辆上，也能及时获取车载设备异常的工作状态，实现对车载设备的及时更换或维修。
以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种车载设备的监测装置，其特征在于，包括：
采样电阻，所述采样电阻的一端连接车载设备的电源，另一端与处理单元连接；
采集单元，所述采集单元的输入端与所述采样电阻的两端分别连接，输出端与所述处理单元连接，被配置为实时采集所述采样电阻两端的电压；
所述处理单元，被配置为根据所述采样电阻两端的电压确定所述车载设备的工作电流。
2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述采样电阻的阻值误差小于或等于1％。
3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述采样电阻的阻值小于或等于1欧姆。
4.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述采集单元为模数转换器。
5.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述采集单元的第一输入端与第一保护电阻的一端连接，所述第一保护电阻的另一端与所述采样电阻的一端连接，所述采集单元的第二输入端与第二保护电阻的一端连接，所述第二保护电阻的另一端与所述采样电阻的另一端连接。
6.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述处理单元，还配配置为，在所述工作电流大于所述车载设备的额定电流的情况下，关闭所述车载设备的电源。
7.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，还包括：
转换电路，所述转换电路的一端与车辆电源连接，另一端与所述车载设备的电源连接，被配置为将所述车辆电源的输出电压转换为所述车载设备的电源的额定电压。
8.根据权利要求7所述的监测装置，其特征在于，所述转换电路至少包括：直流降压器，所述直流降压器的一端与车辆电源连接，另一端与所述车载设备的电源连接。
9.根据权利要求8所述的监测装置，其特征在于，所述处理单元，还配配置为，在所述工作电流大于所述车载设备的额定电流的情况下，控制所述转换电路停止输出。
10.一种车载设备，其特征在于，至少包括如权利要求1至9中任一项所述的监测装置。
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