一种车辆状态检测系统

专利摘要:
本实用新型适用于车辆检测技术领域，提供了一种车辆状态检测系统，包括驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱、驾驶室采集器、三四桥采集器和信号总线；所述信号总线为双CAN总线，所述驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱、驾驶室采集器及三四桥采集器均连接所述双CAN总线；所述驾驶室采集器还连接有液压传感单元以及一二桥传感单元。借此，本实用新型可以通过CAN总线将各类信息数据传输给驾驶员信息终端进行显示；通过数据记录仪记录底盘和上装的重要参数和故障信息，便于分析处理，从而进一步提高装备的信息化水平，提升装备的性能。
公开号:CN214335550U
申请号:CN202120495521.4U
申请日:2021-03-08
公开日:2021-10-01
发明作者:刘飞
申请人:Wuxi Laibona Electronic Technology Co ltd；
IPC主号:G05B23-02

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及车辆状态检测技术领域，尤其涉及一种车辆状态检测系统。
[n0002] 车辆状态检测是现有的车辆必备的功能之一；其通过各类传感器进行信息采集处理，车辆或相关驾驶人员可根据相关的数据来采取相关措施，以保证车辆安全，因此，如何高效的采集及处理数据是车辆状态检测系统不断优化的重要指标。
[n0003] 针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种车辆状态检测系统，其可以方便的采集数据并提高装备的信息化水平。
[n0004] 为了实现上述目的，本实用新型提供一种车辆状态检测系统，包括驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱、驾驶室采集器、三四桥采集器和信号总线；
[n0005] 所述信号总线为双CAN总线，所述驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱、驾驶室采集器及三四桥采集器均连接所述双CAN总线；
[n0006] 所述驾驶室采集器还连接有液压传感单元以及一二桥传感单元。
[n0007] 根据本实用新型的车辆状态检测系统，所述三四桥采集器连接有三桥传感单元和四桥传感单元。
[n0008] 根据本实用新型的车辆状态检测系统，所述驾驶员信息终端、数据记录仪和智能配电箱安装在驾驶室内部，所述驾驶室采集器和三四桥采集器安装在车厢内部。
[n0009] 根据本实用新型的车辆状态检测系统，所述系统还包括倒车辅助系统，其包括控制盒、摄像头及雷达，所述控制盒通信连接所述驾驶员采集器。
[n0010] 根据本实用新型的车辆状态检测系统，所述驾驶员信息终端包括电源板、综合处理板、显示屏组件、按键总成、连接器和壳体。
[n0011] 根据本实用新型的车辆状态检测系统，所述综合处理板包括：
[n0012] 图像处理模块，用于负责图形算法的实现和LCD显示屏的驱动；
[n0013] 数据接口处理模块，用于实现总线数据的接收和处理功能。
[n0014] 根据本实用新型的车辆状态检测系统，所述数据记录仪包括MCU单元、ARM核心板、电源单元、USB读卡器模块、SD卡、连接器和盒体。
[n0015] 根据本实用新型的车辆状态检测系统，每个MCU单元内部集成2路CAN控制器，分别接收2路CAN数据，并负责处理CAN数据包。
[n0016] 根据本实用新型的车辆状态检测系统，所述采集器主包括微控制器单元、电源单元、通信单元、数据采集单元、连接器和壳体。
[n0017] 根据本实用新型的车辆状态检测系统，所述电源单元包括入口保护电路，其具有自恢复保险丝F1和TVS管，用于实现浪涌保护。
[n0018] 本实用新型适用于车辆检测技术领域，提供了一种车辆状态检测系统，包括驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱、驾驶室采集器、三四桥采集器和信号总线；所述信号总线为双CAN总线，所述驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱、驾驶室采集器及三四桥采集器均连接所述双CAN总线；所述驾驶室采集器还连接有液压传感单元以及一二桥传感单元。借此，本实用新型可以通过CAN总线将各类信息数据传输给驾驶员信息终端进行显示；通过数据记录仪记录底盘和上装的重要参数和故障信息，便于分析处理，从而进一步提高装备的信息化水平，提升装备的性能。
[n0019] 图1是本实用新型的系统结构示意图；
[n0020] 图2是本实用新型的驾驶员信息终端结构示意图；
[n0021] 图3是本实用新型的显示屏组件结构图；
[n0022] 图4是本实用新型的数据记录仪原理结构图；
[n0023] 图5是本实用新型的采集器原理结构图；
[n0024] 图6是本实用新型的采集器的电源单元的入口电路图；
[n0025] 图7是本实用新型的采集器的电源单元的电源保护电路图；
[n0026] 图8是本实用新型的采集器的CAN总线接口原理图；
[n0027] 图9是本实用新型的输入端口功能框图；
[n0028] 图10是本实用新型的采集器的模拟信号调理电路图。
[n0029] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[n0030] 参见图1，本实用新型提供了一种车辆状态检测系统，其部件主要由驾驶员信息终端、智能配电箱、数据记录仪、驾驶室采集器和三四桥采集器和总线电缆等组成。为提高系统可靠性，系统采用双CAN总线通讯，完成数据的传输和共享。
[n0031] 状态监测系统分部件在底盘上的安装。其中驾驶员信息终端、数据记录仪和智能配电箱安装在驾驶室内部，驾驶室采集器和三四桥采集器安装在车厢内部。所述驾驶室采集器还连接有液压传感单元以及一二桥传感单元。所述三四桥采集器连接有三桥传感单元和四桥传感单元。
[n0032] 该系统主要用于完成以下功能：传动系统和行走系统中重要部件状态信息的采集与传输；车辆状态参数、故障信息、报警信息、总线状态等信息的显示；传动系统和行走系统重要参数的存储。
[n0033] 驾驶员信息终端从CAN总线接收底盘的状态参数和故障信息，经逻辑运算后，通过虚拟仪表的形式进行显示；当有报警发生时，通过声光的形式进行报警；通过按键操纵，向采集器发送测试命令，判断信号测量通道工作是否正常。
[n0034] 驾驶员信息终端主要由电源板、综合处理板、显示屏组件、按键总成、连接器和壳体等组成，如图2所示。电源板主要完成供电电源的调制及转换，将外部输入的+24V电源经滤波调制处理后，向信息终端其他部件提供二次电源供电。综合处理板采用MCU+DSP+FPGA的架构进行设计。MCU主要完成CAN接口通信、按键信息采集、亮度调节以及除雾控制；DSP主要完成图形处理及图形界面生成；FPGA主要完成对LCD显示屏的驱动。按键总成主要由按键、背光源、亚克力键冒以及硅胶衬底组成，具备防水功能。
[n0035] 本实用新型的驾驶员信息终端的综合处理板主要由图形图像处理模块和数据接口处理模块组成。图形图像处理模块负责图形算法的实现和LCD显示屏的驱动，数据接口处理模块负责总线数据的接收和处理等功能。
[n0036] 本实用新型的显示屏组件由显示屏、导电玻璃和加热薄膜等组成。结合图3，液晶显示屏采用10.4寸LCD屏，控制IO接口包括使能和亮度调节；显示屏前端安装丝网导电玻璃，用于电磁屏蔽；同时安装温控加热薄膜，用于除雾加热。
[n0037] 一实施例中，数据记录仪的原理结构如图4所示，数据记录仪从4路CAN总线接收数据，并将数据按照给定的格式存储在大容量SD卡中；系统的校准时钟由GPS提供，时间戳由内部高精度时钟产生；存储的数据可以通过高速USB接口上传到上位机中，便于分析处理。
[n0038] 数据记录仪主要由MCU单元、ARM核心板、电源单元、USB读卡器模块、SD卡、连接器和盒体等组成。每个MCU单元内部集成2路CAN控制器，分别接收2路CAN数据，并负责处理CAN数据包。ARM核心板运行Linux内核系统，ARM核心板在本地存储器中建立文件系统，通过SPI总线读取32位MCU处理过的数据包，并且保存到SD卡中。USB连接PC机时，设备USB读卡器获取SD卡操作权，实现PC机操作存储器。电源单元负责备份电池的充放电和整套系统供电。
[n0039] 设备外接的4路CAN由2个32位MCU分别接收，MCU在接收到的数据包上追加10us精度的时间戳，时间戳的校准由GPS提供。ARM核心板通过SPI总线分别读取2个MCU接收到的CAN数据包，并保存到本地存储器中，存储器采用TF/SD卡，可根据实际数据量选择不同容量的TF/SD卡，目前市场常用大容量有128G，当本地存储器数据存满时，按先进先出的原则覆盖旧文件。当PC机通过USB接口连接设备时，设备USB读卡器模块实现U盘功能，PC机可以方便的操作本地存储器。如果外接电源发生异常断电，由内部备份电池供电，完成数据保存和系统正常关机，确保数据的安全和完整性。
[n0040] 本实用新型的采集器主要用于采集车速、里程、压力、温度等车辆的状态参数，并通过CAN总线发送给驾驶员信息终端及数据记录仪进行显示及存储；当接收到驾驶员信息终端发送的测试命令后，将输入信号切换到内部基准信号，通过测量基准信号判断采集通道是否工作正常；实时完成传感器供电接口电路的短路/断路故障检测及保护，故障信息通过CAN总线传送给驾驶员信息终端显示。
[n0041] 为提高系统的“三化”水平，便于维修保障，各采集器采用相同的硬件方案。采集器主要由微控制器单元、电源单元、通信单元、数据采集单元、连接器和壳体等组成，如图5所示。微控制器单元主要用于完成数据采集、数据管理、总线通讯等任务。电源单元用于向系统各元件提供+3.3V、+5V和+12V的工作电源，具有入口过压、反接、浪涌等保护功能。通信单元中，共设计三路CAN总线接口，其中CAN1/2实现与驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱之间的数据通信；CAN4实现与发动机及变速箱之间的数据通信。数据采集单元用于测量模拟量、数字量和频率量信号，在设计时，设计传感器供电电源故障检测和保护电路，当传感器发生短路、断路等故障时，及时进行保护并通过CAN总线发送提示信息，提醒操纵人员进行维修保养。
[n0042] 采集器的电源单元用于实现电压转换，将车载电瓶提供的+28V电源，转化为主控制板所需的+5V工作电源。此外，还需要在电源入口端增加电源的防反接、浪涌及尖峰电压抑制设计。电源单元由入口保护电路和电压变换电路两部分组成，如图6和图7。
[n0043] 在入口保护电路中，自恢复保险丝F1和TVS管D1用于实现浪涌保护。二极管D1用于实现反接保护。电压检测芯片MAX6495与场效应管IRFP2907实现过压保护。MAX6495是一款电压监控芯片，当检测到入口电压高于设定值时，关断场效应管Q1，从而切断后续电源电路，达到过压保护。电压变换电路将+28V电压变换为+5V电压，电压变换用LM2576芯片实现，LM2576是一款效率极高的电源芯片，可提供3A的负载电流，最大工作电压可达+57V。电感L2、L4，电容E3、E4、C4、C5、C6等组成的滤波电路，可以消除电压纹波，给系统提供干净的工作电源。
[n0044] 图8是本实用新型的采集器的CAN总线的接口原理图。XC2287内部只含有CAN控制器，需要外部CAN驱动器才能完成CAN总线通讯。为提高系统的可靠性及模块化程度，CAN驱动器选用集成模块CTM1050T。CTM1050T是一款带隔离的高速CAN收发器芯片，该芯片内部集成了所有必需的CAN隔离及CAN收发器件。该模块符合ISO11898标准，通讯速率最高达1Mbps，隔离电压达DC 2500V，电磁辐射(EME)极低，电磁抗干扰(EMI)性极高，至少可连接110个节点。在电感B82793和TVS管ESD5V0L2BT等器件的保护下，该CAN总线接口完全适应恶劣的车载应用环境。
[n0045] 图9是采集器的输入端口功能结构图，由于采集器需要监测多种类型的模拟输入量，在输入端口电路设计上，充分考虑输入通道的复用性，每1路输入端口都设计了3种不同的转换匹配电路，可以过设置扩展控制逻辑，选择电流、电阻或电压型输入信号量的匹配电路，实现将输入的3种信号量统一转换为电压量，经信号调理电路处理后，再接入处理器的ADC通道后得到相应的输入量值，实现对电压、电流或电阻型输入量的监测。其模拟信号调理电路如图10所示，为了防止输入信号被后级电路拉低，输入信号先经过运放后进行缓冲，以降低内部电路对外部输入信号的影响。最后再通过隔离芯片进行隔离，使输入输出完全隔离。输入端接了一个下拉电阻使输入在开路的情况下被拉成0V，以防止运放在无输入情况有一个随机的电压输出。输入端进行了RC滤波，并做了ESD保护设计。
[n0046] 综上所述，本实用新型适用于车辆检测技术领域，提供了一种车辆状态检测系统，包括驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱、驾驶室采集器、三四桥采集器和信号总线；所述信号总线为双CAN总线，所述驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱、驾驶室采集器及三四桥采集器均连接所述双CAN总线；所述驾驶室采集器还连接有液压传感单元以及一二桥传感单元。借此，本实用新型可以通过CAN总线将各类信息数据传输给驾驶员信息终端进行显示；通过数据记录仪记录底盘和上装的重要参数和故障信息，便于分析处理，从而进一步提高装备的信息化水平，提升装备的性能。
[n0047] 当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种车辆状态检测系统，其特征在于，包括驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱、驾驶室采集器、三四桥采集器和信号总线；
所述信号总线为双CAN总线，所述驾驶员信息终端、数据记录仪、智能配电箱、驾驶室采集器及三四桥采集器均连接所述双CAN总线；
所述驾驶室采集器还连接有液压传感单元以及一二桥传感单元。
[0002] 2.根据权利要求1所述的车辆状态检测系统，其特征在于，所述三四桥采集器连接有三桥传感单元和四桥传感单元。
[0003] 3.根据权利要求2所述的车辆状态检测系统，其特征在于，所述驾驶员信息终端、数据记录仪和智能配电箱安装在驾驶室内部，所述驾驶室采集器和三四桥采集器安装在车厢内部。
[0004] 4.根据权利要求2所述的车辆状态检测系统，其特征在于，所述系统还包括倒车辅助系统，其包括控制盒、摄像头及雷达，所述控制盒通信连接所述驾驶员采集器。
[0005] 5.根据权利要求1所述的车辆状态检测系统，其特征在于，所述驾驶员信息终端包括电源板、综合处理板、显示屏组件、按键总成、连接器和壳体。
[0006] 6.根据权利要求5所述的车辆状态检测系统，其特征在于，所述综合处理板包括：
图像处理模块，用于负责图形算法的实现和LCD显示屏的驱动；
数据接口处理模块，用于实现总线数据的接收和处理功能。
[0007] 7.根据权利要求1所述的车辆状态检测系统，其特征在于，所述数据记录仪包括MCU单元、ARM核心板、电源单元、USB读卡器模块、SD卡、连接器和盒体。
[0008] 8.根据权利要求1所述的车辆状态检测系统，其特征在于，每个MCU单元内部集成2路CAN控制器，分别接收2路CAN数据，并负责处理CAN数据包。
[0009] 9.根据权利要求1所述的车辆状态检测系统，其特征在于，所述采集器主包括微控制器单元、电源单元、通信单元、数据采集单元、连接器和壳体。
[0010] 10.根据权利要求9所述的车辆状态检测系统，其特征在于，所述电源单元包括入口保护电路，其具有自恢复保险丝F1和TVS管，用于实现浪涌保护。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120495521.4U|CN214335550U|2021-03-08|2021-03-08|一种车辆状态检测系统|CN202120495521.4U| CN214335550U|2021-03-08|2021-03-08|一种车辆状态检测系统|