專利名稱：一種多功能智能車聯(lián)網終端及其實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能交通技術領域，具體涉及一種多功能智能車聯(lián)網終端及其實現(xiàn)方法。
背景技術：
現(xiàn)有的車載衛(wèi)星通信產品，其主要功能是完成對車輛的位置、速度、方向等信息的采集以及與車輛之間的通訊，在油量的信息和車輛運動狀態(tài)的獲取方面，需要另外通過用連接線連接傳感器到終端，安裝難度大，成本較高、數(shù)據(jù)可靠性低，并且，不具備對車輛情況的自動診斷功能。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種多功能智能車聯(lián)網終端及其實現(xiàn)方法，集衛(wèi)星定位系 統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、車載自診斷系統(tǒng)及三軸加速度傳感器為一體；并且，根據(jù)汽車的性能及駕駛員在行駛中可能遇到的駕駛問題、人與車的管理、汽車故障、安全因素等，本發(fā)明集監(jiān)控調度、油耗管理、里程管理、故障診斷、實時路況采集、事故檢測、自動休眠、遠程升級等功能于一身。本發(fā)明包括硬件和軟件兩部分。硬件包括由上蓋、下蓋、OBDII連接器、USB插槽、指示燈、PCB電路板、1X10排母、排針連接器、FLASH儲存系統(tǒng)模塊、OBD系統(tǒng)模塊、通信系統(tǒng)模塊、MCU微控制器、三軸加速度傳感器、衛(wèi)星定位系統(tǒng)模塊、通信天線和衛(wèi)星定位天線構成，上蓋和下蓋構成殼體，上蓋表面設置有指示燈，指示出終端設備當前的工作狀態(tài)，下蓋側面設置有USB插槽，連接終端設備與PC機，OBDII連接器設置在殼體頂端，連接汽車內的OBDII接口 ；殼體內部設置有PCB電路板、MCU單片機、1X10排母、衛(wèi)星定位系統(tǒng)模塊、排針連接器、通信系統(tǒng)模塊、FLASH儲存系統(tǒng)模塊、OBD系統(tǒng)模塊、三軸加速度傳感器、通信天線和衛(wèi)星定位天線。軟件部分由操作系統(tǒng)層、驅動層及應用程序層構成。操作系統(tǒng)使用嵌入式實時操作系統(tǒng)，負責系統(tǒng)各個任務之間的調度、管理和通訊；驅動層主要完成對各模塊的配置、讀寫和啟動等操作；應用程序層則通過調用驅動層的接口函數(shù)來實現(xiàn)不同的功能。本發(fā)明通過與成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)、智能手機相結合，可實現(xiàn)監(jiān)控調度、油耗管理、里程管理、故障診斷、實時路況采集、事故檢測、駕駛行為優(yōu)化、自動休眠、遠程升級等功倉泛。本發(fā)明的實現(xiàn)方法及功能為
A、監(jiān)控調度
終端中的GPS模塊可精確獲取車輛實時經緯度信息，通過成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，能準確得到車輛當前的位置、速度、方向等信息，實現(xiàn)對車輛的實時監(jiān)控功能，同時這些信息將自動保存在系統(tǒng)后臺，在用戶需要時進行查看，及時分析異常，查找原因。功能大幅提高車輛管理效率，保證統(tǒng)計數(shù)據(jù)的準確有效性，及時掌握車輛運行狀況，為突發(fā)事件和車輛的各種管理工作提供決策依據(jù)。B、油耗管理
對于轎車、輕卡、小型貨車、小型客車等車型，利用OBDII標準協(xié)議接口采集VSS(速度)、MAF (空氣流量計)或MAP (進氣氣管絕對壓力)獲得MPG (每加侖行駛的英里數(shù))并計算得到油耗數(shù)據(jù)；對于重型車輛，根據(jù)SAE J1939協(xié)議通過CAN總線直接取得儀表油量與油耗數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)上傳至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，由服務系統(tǒng)進行統(tǒng)計運算生成圖表數(shù)據(jù)，方便管理者對車輛油量與油耗信息的查看。功能車主可以通過平臺或智能手機查詢車輛的綜合油耗，匹配每輛車的最 佳油耗曲線，節(jié)約油耗開支。C、里程管理
對于轎車、輕卡、小型貨車、小型客車等車型，利用OBDII標準協(xié)議接口采集VSS (速度)計算得到里程數(shù)據(jù)；對于重型車輛，根據(jù)SAE J1939協(xié)議通過CAN總線直接取得儀表里程數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)上傳至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，由服務系統(tǒng)進行統(tǒng)計運算生成圖表數(shù)據(jù)，方便管理者對車輛行駛里程信息的查看。功能通過成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)記錄并查詢車輛有效行駛里程，停車時間，怠速時間，夜間行駛時間及里程相關數(shù)據(jù)，提供多種報表查詢。D、故障診斷
對于轎車、輕卡、小型貨車、小型客車等車型，利用OBDII標準協(xié)議獲取車輛自診斷信息和診斷故障碼；對于重型車輛，根據(jù)SAE J1939協(xié)議通過CAN總線獲取車輛核心設備的運行參數(shù)，并利用車載衛(wèi)星通訊系統(tǒng)將車輛的身份代碼、故障碼、核心設備參數(shù)及所在位置等信息自動上傳至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)這些信息將指令發(fā)送至用戶智能手機。功能車主或駕駛人可以通過智能手機獲取故障信息，及時通知駕駛員做維修保養(yǎng)，提升資產利用率以及駕駛安全性。E、實時路況采集
內置的GPS模塊實時采集車輛當前的經緯度、速度、方向等數(shù)據(jù)以及通過OBD標準接口協(xié)議或J1939CAN總線數(shù)據(jù)，獲取的汽車儀表的速度數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)每隔很短的時間間隔將被發(fā)送至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)依據(jù)這些數(shù)據(jù)通過計算得到汽車當前所屬路段的實時路況信息。功能通過對大批量的數(shù)據(jù)的計算，可精確的得到每條道路的實時路況信息，一旦發(fā)生交通擁擠等情況，可將這些信息提供給駕駛員以供行車參考。F、事故檢測
內置的三軸加速度傳感器可精確測得車輛運行狀態(tài)，當汽車發(fā)生碰撞、側翻等狀況時，平臺通過智能手機會發(fā)出報警信息，可自動啟動E-Call (緊急救援)或B-Call (路邊救援)服務流程，使駕駛人第一時間得到救援。同時，也可為查找事故發(fā)生原因和調查事故責任提供依據(jù)。G、駕駛行為優(yōu)化
內置的三軸加速度傳感器可精確測得車輛運行過程中在上下、前后、左右方向的加速度值的變化，當汽車在某一方向的加速度值的變化超出正常范圍，終端將自動進行計算判斷車輛是否發(fā)生急加速、急減速、急剎車、急轉彎等不良行為，平臺通過智能手機會發(fā)出報警信息，降低車輛事故率。H、自動休眠
可通過在成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)上對終端進行自動休眠時間設置，當車輛熄火時長達到該時間時，終端將自動進入休眠狀態(tài)，進入省電模式。I、遠程升級
終端在出廠時首次程序燒錄成功后，可通過成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)實現(xiàn)遠程升級的功能，可使程序實時更新。本發(fā)明的優(yōu)點在于集監(jiān)控調度、油耗管理、里程管理、故障診斷、實時路況采集、事故檢測、駕駛行為優(yōu)化、自動休眠、遠程升級等多種功能于一身，即插即用，無需安裝，體積小、成本低、適用于所有符合OBDII標準協(xié)議或SEA J1939協(xié)議的車型，利于推廣。
圖I是本發(fā)明的整體結構示意 圖2是本發(fā)明的各部件分解狀態(tài)結構示意 圖3是本發(fā)明的電路原理方塊示意 圖4是本發(fā)明的軟件架構 圖5是本發(fā)明的軟件流程圖。圖中I是上蓋，2是下蓋，3是OBDII連接器，4是USB插槽，5是指示燈，6是PCB電路板，7是1X10排母，8是排針連接器，9是FLASH儲存系統(tǒng)模塊，10是OBD系統(tǒng)模塊，11是通信系統(tǒng)模塊，12是MCU微控制器，13是三軸加速度傳感器，14是衛(wèi)星定位系統(tǒng)模塊，15是通信天線，16是衛(wèi)星定位天線。
具體實施例方式下面結合附圖以最佳實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明
本發(fā)明包括硬件和軟件兩部分。硬件由上蓋(I)、下蓋(2)、OBDII連接器(3)、USB插槽(4)、指示燈(5)、PCB電路板(6 )、IX10排母(7 )、排針連接器(8 )、FLASH儲存系統(tǒng)模塊(9 )、OBD系統(tǒng)模塊(10)、通信系統(tǒng)模塊(11)、MCU單片機(12 )、三軸加速度傳感器(13)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)模塊(14 )、通信天線
(15)和衛(wèi)星定位天線(16)構成，上蓋(I)和下蓋(2)構成殼體，上蓋(I)表面設置有指示燈
(5)，指示出終端設備當前的工作狀態(tài)，下蓋(2)側面設置有USB插槽(4)，連接終端設備與PC機，OBDII連接器(3)設置在殼體頂端，連接汽車內的OBDII接口 ；殼體內部設置有PCB電路板(6)、MCU微控制器(12)、1X10排母(7)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)模塊(14)、排針連接器(8)、通信系統(tǒng)模塊(11)、FLASH儲存系統(tǒng)模塊(9 )、OBD系統(tǒng)模塊(10 )、三軸加速度傳感器(13 )、通信天線(15)和衛(wèi)星定位天線(16)。軟件部分由操作系統(tǒng)層、驅動層及應用程序層構成。操作系統(tǒng)使用嵌入式實時操作系統(tǒng)，負責系統(tǒng)各個任務之間的調度、管理和通訊；驅動層主要完成對各模塊的配置、讀寫和啟動等操作；應用程序層則通過調用驅動層的接口函數(shù)來實現(xiàn)不同的功能。本發(fā)明通過與成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)、智能手機相結合，可實現(xiàn)監(jiān)控調度、油耗管理、里程管理、故障診斷、實時路況采集、事故檢測、駕駛行為優(yōu)化、自動休眠、遠程升級等多種功能。本發(fā)明的實現(xiàn)方法及功能為
A、監(jiān)控調度
終端中的GPS模塊可精確獲取車輛實時經緯度信息，通過成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，能準確得到車輛當前的位置、速度、方向等信息，實現(xiàn)對車輛的實時監(jiān)控功能，同時這些信息將自動保存在系統(tǒng)后臺，在用戶需要時進行查看，及時分析異常，查找原因。功能大幅提高車輛管理效率，保證統(tǒng)計 數(shù)據(jù)的準確有效性，及時掌握車輛運行狀況，為突發(fā)事件和車輛的各種管理工作提供決策依據(jù)。B、油耗管理
對于轎車、輕卡、小型貨車、小型客車等車型，利用OBDII標準協(xié)議接口采集VSS(速度)、MAF (空氣流量計)或MAP (進氣氣管絕對壓力)獲得MPG (每加侖行駛的英里數(shù))并計算得到油耗數(shù)據(jù)；對于重型車輛，根據(jù)SAE J1939協(xié)議通過CAN總線直接取得儀表油量與油耗數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)上傳至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，由服務系統(tǒng)進行統(tǒng)計運算生成圖表數(shù)據(jù)，方便管理者對車輛油量與油耗信息的查看。功能車主可以通過平臺或智能手機查詢車輛的綜合油耗，匹配每輛車的最佳油耗曲線，節(jié)約油耗開支。C、里程管理
對于轎車、輕卡、小型貨車、小型客車等車型，利用OBDII標準協(xié)議接口采集VSS (速度)計算得到里程數(shù)據(jù)；對于重型車輛，根據(jù)SAE J1939協(xié)議通過CAN總線直接取得儀表里程數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)上傳至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，由服務系統(tǒng)進行統(tǒng)計運算生成圖表數(shù)據(jù)，方便管理者對車輛行駛里程信息的查看。功能通過成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)記錄并查詢車輛有效行駛里程，停車時間，怠速時間，夜間行駛時間及里程相關數(shù)據(jù)，提供多種報表查詢。D、故障診斷
對于轎車、輕卡、小型貨車、小型客車等車型，利用OBDII標準協(xié)議接口獲取車輛自診斷信息和診斷故障代碼；對于重型車輛，根據(jù)SAE J1939協(xié)議通過CAN總線獲取車輛核心設備的運行參數(shù)及故障代碼；當檢測到車輛故障碼時，將故障碼信息及所在位置信息自動上傳至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，由服務系統(tǒng)解釋故障碼表示信息與處理方法，解釋信息可以發(fā)送至用戶手機。功能車主或駕駛人可以通過智能手機獲取故障信息，及時通知駕駛員做維修保養(yǎng)，提升資產利用率以及駕駛安全性。E、實時路況采集
內置的GPS模塊實時采集車輛當前的經緯度、速度、方向等數(shù)據(jù)以及通過CAN總線獲取的汽車儀表的速度數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)每隔很短的時間間隔將被發(fā)送至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)依據(jù)這些數(shù)據(jù)通過計算得到汽車當前所屬路段的實時路況信肩、O功能通過對大批量的數(shù)據(jù)的計算，可精確的得到每條道路的實時路況信息，一旦發(fā)生交通擁擠等情況，可將這些信息提供給駕駛員以供行車參考。F、事故檢測內置的三軸加速度傳感器可精確測得車輛運行狀態(tài)，當汽車發(fā)生碰撞、側翻等狀況時，平臺通過智能手機會發(fā)出報警信息，可自動啟動E-Call (緊急救援)或B-Call (路邊救援)服務流程，使駕駛人第一時間得到救援。同時，也可為查找事故發(fā)生原因和調查事故責任提供依據(jù)。G、駕駛行為優(yōu)化
內置的三軸加速度傳感器可精確測得車輛運行過程中在上下、前后、左右方向的加速度值的變化，當汽車在某一方向的加速度值的變化超出正常范圍，終端將自動進行計算判斷車輛是否發(fā)生急加速、急減速、急剎車、急轉彎等不良行為，平臺通過智能手機會發(fā)出報警信息，降低車輛事故率。H、自動休眠
可通過在成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)上對終端進行自動休眠時間設置，當車輛熄火時長達到該時間時，終端將自動進入休眠狀態(tài)，進入省電模式。 I、遠程升級
終端在出廠時首次程序燒錄成功后，可通過成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)實現(xiàn)遠程升級的功能，可使程序實時更新。
權利要求
1.一種多功能智能車聯(lián)網終端，其特征在于它由硬件和軟件兩部分構成，硬件部分由上蓋(I)、下蓋(2)、OBDII連接器(3)、USB插槽(4)、指示燈(5)、PCB電路板(6)、1X10排母(7 )、排針連接器(8 )、FLASH儲存系統(tǒng)模塊(9 )、OBD系統(tǒng)模塊(10 )、通信系統(tǒng)模塊(11)、MCU單片機(12)、三軸加速度傳感器(13)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)模塊(14)、通信天線(15)和衛(wèi)星定位天線(16 )構成，上蓋(I)和下蓋(2 )構成殼體，上蓋(I)表面設置有指示燈(5 )，指示出終端設備當前的工作狀態(tài)，下蓋(2)側面設置有USB插槽(4)，連接終端設備與PC機，OBDII連接器(3)設置在殼體頂端，連接汽車內的OBDII接口 ；殼體內部設置有PCB電路板(6)、MCU微控制器(12)、1X10排母(7)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)模塊(14)、排針連接器(8)、通信系統(tǒng)模塊(11)、FLASH儲存系統(tǒng)模塊(9 )、OBD系統(tǒng)模塊(10 )、三軸加速度傳感器(13 )、通信天線(15 )和衛(wèi)星定位天線(16) ;FLASH儲存系統(tǒng)模塊(9)、通信系統(tǒng)模塊(11)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)模塊(14)、OBD系統(tǒng)模塊(10)、三軸加速度傳感器(13)分別與MCU微控制器(12)串聯(lián)，殼體內各個電子元器件通過串口、總線或接口連接到MCU微控制器(12)上，MCU單片機(12)完成對各個電子元器件采集到的數(shù)據(jù)的處理；軟件部分由操作系統(tǒng)層、驅動層及應用程序層構成，操作系統(tǒng)使用嵌入式實時操作系統(tǒng)，負責系統(tǒng)各個任務之間的調度、管理和通訊；驅動層主要完成對各模塊的配置、讀寫和啟動等操作；應用程序層則通過調用驅動層的接口函數(shù)來實現(xiàn)不同的功能。
2.一種多功能智能車聯(lián)網終端的實現(xiàn)方法，其特征在于它包括以下方法 A、監(jiān)控調度 終端中的GPS模塊可精確獲取車輛實時經緯度信息，通過成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，能準確得到車輛當前的位置、速度、方向等信息，實現(xiàn)對車輛的實時監(jiān)控功能，同時這些信息將自動保存在系統(tǒng)后臺，在用戶需要時進行查看，及時分析異常，查找原因； B、油耗管理 對于轎車、輕卡、小型貨車、小型客車等車型，利用OBDII標準協(xié)議接口采集VSS(速度)、MAF (空氣流量計)或MAP (進氣氣管絕對壓力)獲得MPG (每加侖行駛的英里數(shù))并計算得到油耗數(shù)據(jù)；對于重型車輛，根據(jù)SAE J1939協(xié)議通過CAN總線直接取得儀表油量與油耗數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)上傳至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，由服務系統(tǒng)進行統(tǒng)計運算生成圖表數(shù)據(jù)，方便管理者對車輛油量與油耗信息的查看； C、里程管理 對于轎車、輕卡、小型貨車、小型客車等車型，利用OBDII標準協(xié)議接口采集VSS (速度)計算得到里程數(shù)據(jù)；對于重型車輛，根據(jù)SAE J1939協(xié)議通過CAN總線直接取得儀表里程數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)上傳至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，方便管理者對車輛行駛里程信息的查看； D、故障診斷 對于轎車、輕卡、小型貨車、小型客車等車型，利用OBDII標準協(xié)議接口獲取車輛自診斷信息和診斷故障代碼；對于重型車輛，根據(jù)SAE J1939協(xié)議通過CAN總線獲取車輛核心設備的運行參數(shù)，并利用車載衛(wèi)星通訊系統(tǒng)將車輛的身份代碼、故障碼、核心設備參數(shù)及所在位置等信息自動上傳至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)這些信息將指令發(fā)送至用戶智能手機； E、實時路況采集 內置的GPS模塊實時采集車輛當前的經緯度、速度、方向等數(shù)據(jù)以及通過CAN總線獲取的汽車儀表的速度數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)每隔很短的時間間隔將被發(fā)送至成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)，成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)依據(jù)這些數(shù)據(jù)通過計算得到汽車當前所屬路段的實時路況信息； F、事故檢測 內置的三軸 加速度傳感器可精確測得車輛運行狀態(tài)，當汽車發(fā)生碰撞、側翻等狀況時，平臺通過智能手機會發(fā)出報警信息，可自動啟動E-Call (緊急救援)或B-Call (路邊救援)服務流程，使駕駛人第一時間得到救援，同時，也可為查找事故發(fā)生原因和調查事故責任提供依據(jù)； G、駕駛行為優(yōu)化 內置的三軸加速度傳感器可精確測得車輛運行過程中在上下、前后、左右方向的加速度值的變化，當汽車在某一方向的加速度值的變化超出正常范圍，終端將自動進行計算判斷車輛是否發(fā)生急加速、急減速、急剎車、急轉彎等不良行為，平臺通過智能手機會發(fā)出報警信息，降低車輛事故率； H、自動休眠 可通過在成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)上對終端進行自動休眠時間設置，當車輛熄火時長達到該時間時，終端將自動進入休眠狀態(tài)，進入省電模式； I、遠程升級 終端在出廠時首次程序燒錄成功后，可通過成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)實現(xiàn)遠程升級的功能，可使程序實時更新。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多功能智能車聯(lián)網終端及其實現(xiàn)方法?，F(xiàn)有的車載衛(wèi)星通信產品不具備對車輛情況的自動診斷功能。本發(fā)明包括硬件和軟件，硬件由上蓋、下蓋、衛(wèi)星定位系統(tǒng)模塊、通信天線和衛(wèi)星定位天線等構成。軟件由操作系統(tǒng)層、驅動層及應用程序層構成，操作系統(tǒng)使用嵌入式實時操作系統(tǒng)，負責系統(tǒng)各個任務之間的調度、管理和通訊；驅動層主要完成對各模塊的配置、讀寫和啟動等操作；應用程序層則通過調用驅動層的接口函數(shù)來實現(xiàn)不同的功能。通過與成e行車聯(lián)網服務系統(tǒng)、智能手機相結合，實現(xiàn)監(jiān)控調度、油耗管理、里程管理、故障診斷、實時路況采集、事故檢測、駕駛行為優(yōu)化、自動休眠、遠程升級等功能，安裝方便，使用簡單，體積小、成本低。
文檔編號H04W84/18GK102710762SQ20121016628
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月26日 優(yōu)先權日2012年5月26日
發(fā)明者向春, 曹丹, 李永江, 李鵬, 薛鍔峰 申請人:深圳市成為智能交通系統(tǒng)有限公司