專利名稱：混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)。具體的說(shuō)，包括有 數(shù)據(jù)的采集與分析、車輛實(shí)時(shí)工況顯示、故障診斷及聲光報(bào)警、GPS(Global Positioning System)定位、USB讀取與存儲(chǔ)等功能。
背景技術(shù)：
車載信息系統(tǒng)是一種新型的汽車電子設(shè)備。目前國(guó)外一些知名的汽車生產(chǎn)廠商在 這方面已經(jīng)做了多年的研究，形成了產(chǎn)品。車載信息系統(tǒng)主要包括汽車導(dǎo)航、車輛故障診斷 及報(bào)警、儀表顯示等功能。汽車導(dǎo)航是通過(guò)GPS全球定位系統(tǒng)來(lái)確定車輛的位置，無(wú)論用戶 在世界上的任何角落，都能及時(shí)和連續(xù)的定位，根據(jù)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，只要輸入起點(diǎn)和終點(diǎn)，導(dǎo) 航會(huì)自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)線路，即使駕駛員在陌生的城市，一樣可以方便的到達(dá)目的地。故障診斷 及報(bào)警是主控制器通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果來(lái)判斷是哪個(gè)模塊出現(xiàn)故 障，并進(jìn)行報(bào)警，故障診斷方便維修人員進(jìn)行快速、正確的修理。儀表顯示是通過(guò)汽車內(nèi)的 傳感器對(duì)各個(gè)部分的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量并傳至主控制器，主控制器控制顯示器顯示檢測(cè)到的車 況數(shù)據(jù)，替代傳統(tǒng)儀表的所有功能。但是國(guó)內(nèi)外對(duì)于混合動(dòng)力殘疾人摩托車的車載信息系統(tǒng)研究很少。傳統(tǒng)的摩托車 都是采用單一的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣污染和電動(dòng)機(jī)的續(xù)駛里 程短等缺點(diǎn)，混合動(dòng)力摩托車將會(huì)取代傳統(tǒng)的燃油摩托車或電動(dòng)摩托車。混合動(dòng)力摩托車 采用液化石油氣(Liquefied Petroleum feis，簡(jiǎn)稱LPG)發(fā)動(dòng)機(jī)和前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，LGP燃料 相對(duì)于汽油來(lái)說(shuō)，具有尾氣排放量低、有害排放物的毒性比燃用汽油低等優(yōu)點(diǎn)?；旌蟿?dòng)力摩 托車需要檢測(cè)實(shí)時(shí)的車況數(shù)據(jù)以選擇最合適的驅(qū)動(dòng)方式，所以，混合動(dòng)力摩托車車載信息 系統(tǒng)的研究尤為重要，該系統(tǒng)可以解決車況數(shù)據(jù)的采集與分析，以決定車輛的驅(qū)動(dòng)方式，同 時(shí)還可以提供導(dǎo)航信息等功能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是通過(guò)提供一種混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)，以克服 上述背景技術(shù)的不足，使其具有性能可靠、控制智能等特點(diǎn)。本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的一種混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)，包括:MCU控制單元、車速檢測(cè)傳感 器、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器、溫度檢測(cè)傳感器、電池電壓電流檢測(cè)傳感器；MCU控制單元與GPS 接收器、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、外部存儲(chǔ)裝置、聲光報(bào)警模塊、CAN通信模塊、485通信模塊、RS232串 口、CAN通信模塊分別進(jìn)行電連接；RS232串口與顯示和輸入控制信號(hào)接收的觸摸屏連接；USB讀取與存儲(chǔ)模塊及具備車內(nèi)數(shù)據(jù)顯示和輸入控制信號(hào)接收的觸摸屏連接；具 備車內(nèi)數(shù)據(jù)顯示和輸入控制信號(hào)接收的觸摸屏(14)包括有通過(guò)RS232串口(1 與MCU控 制單元連接；GPS接收器包括有將車輛的位置信息傳至MCU控制單元，MCU控制單元綜合地圖數(shù)
3據(jù)庫(kù)、車速檢測(cè)傳感器將車輛的位置通過(guò)RS232串口，由觸摸屏顯示；CAN通信模塊包括有MCU控制單元內(nèi)部集成的CAN控制器，與CAN控制器連接的進(jìn) 行光電隔離的光電耦合器，與光電耦合器相連的CAN收發(fā)器以及與CAN收發(fā)器相連的車內(nèi) CAN總線；485通信模塊包括有與MCU控制單元連接的進(jìn)行光電隔離的光電耦合器，與光電 耦合器相連的485收發(fā)器以及與485收發(fā)器相連的車內(nèi)485總線。USB讀取與存儲(chǔ)模塊包括有對(duì)U盤、存儲(chǔ)卡等外部支持USB接口的存儲(chǔ)設(shè)備，可以 實(shí)現(xiàn)對(duì)外部存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)的讀取，同時(shí)將內(nèi)部采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)設(shè)備。車內(nèi)電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)以及電池組的實(shí)時(shí)工況通過(guò)觸摸屏顯示。實(shí)時(shí)工況包括，實(shí)現(xiàn) 啟動(dòng)、低負(fù)荷、中等負(fù)荷、大負(fù)荷、制動(dòng)的顯示。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)和有益效果一種混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)，增加了車載信息系統(tǒng)觸摸屏驅(qū)動(dòng)程 序，通過(guò)MCU控制單元對(duì)GPS接收器數(shù)據(jù)的讀取，結(jié)合地圖數(shù)據(jù)庫(kù)將車輛的位置信息在觸摸 屏上顯示；通過(guò)車載信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)工況顯示模塊，使得駕駛員及時(shí)掌握車況，更好的駕駛車 輛；通過(guò)車載信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)故障診斷報(bào)警模塊，可以更方便、準(zhǔn)確的對(duì)車輛進(jìn)行維修；通過(guò) 車況數(shù)據(jù)采集與分析模塊，并完成數(shù)據(jù)分析的算法及程序設(shè)計(jì)；通過(guò)車載信息系統(tǒng)與車內(nèi) CAN總線通信模塊并完成其軟件設(shè)計(jì)；通過(guò)車載信息系統(tǒng)485總線通信模塊并完成其軟件 設(shè)計(jì)；通過(guò)車載信息系統(tǒng)的USB讀取與存儲(chǔ)模塊并完成其軟件設(shè)計(jì)，使得MCU控制單元能直 接通過(guò)USB與U盤、存儲(chǔ)卡等存儲(chǔ)設(shè)備通信。

圖1是本實(shí)用新型的總體模塊框圖；圖2為本車載信息系統(tǒng)的主界面。其中部件編號(hào)說(shuō)明如下1為MCU控制單元，2為車速檢測(cè)傳感器，3為電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器，4為溫度檢測(cè) 傳感器，5為電池電壓電流檢測(cè)傳感器，6為GPS (Global Positioning System)接收器，7為 地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，8為外部存儲(chǔ)裝置，9為聲光報(bào)警模塊，10為CAN通信模塊，11為485通信模塊， 12為RS232串口，13為USB讀取與存儲(chǔ)模塊，14為具備車內(nèi)數(shù)據(jù)顯示和輸入控制信號(hào)接收 的觸摸屏，15為CAN控制器，16為光電耦合器，17為CAN收發(fā)器，18為車內(nèi)CAN總線，19為 485收發(fā)器，20為車內(nèi)485總線；
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖，說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
如圖1所示MCU是整個(gè)車載信息系統(tǒng)的控制核心，通過(guò)RS232串口控制觸摸屏顯 示相關(guān)內(nèi)容；GPS接收器將接收到的車輛位置信號(hào)發(fā)送給MCU，MCU結(jié)合地圖數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)位置 信號(hào)進(jìn)行處理，并將車輛位置顯示在觸摸屏上；車速傳感器、電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、電壓電流傳 感器將測(cè)量的數(shù)據(jù)傳給MCU，MCU對(duì)采集的車況數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，通過(guò)RS232將車況信 息顯示在觸摸屏上，同時(shí)對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行故障診斷，如果發(fā)現(xiàn)故障，則啟動(dòng)聲光報(bào)警模塊， 并在觸摸屏上顯示故障模塊，方便維修；MCU通過(guò)內(nèi)部集成的CAN控制器連接至用于光電隔離的光電耦合器，光電耦合器與CAN數(shù)據(jù)收發(fā)器連接，通過(guò)CAN收發(fā)器與車內(nèi)CAN總線進(jìn)行 數(shù)據(jù)交互；MCU可以通過(guò)USB讀取U盤、存儲(chǔ)卡等外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)可以將采集到的 所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于外部U盤，實(shí)現(xiàn)“黑匣子”功能具體工作原理如下1.觸摸屏設(shè)計(jì)了專門的觸摸屏驅(qū)動(dòng)電路并加上控制器，只要通過(guò)RS232串口發(fā) 送相應(yīng)的指令就可對(duì)觸摸屏進(jìn)行相應(yīng)的操作，包括顯示圖片、漢字以及動(dòng)畫(huà)等。觸摸屏在初 始化時(shí)，內(nèi)部控制器自動(dòng)設(shè)置默認(rèn)的字體和背景顏色，將波特率設(shè)置為9600bp/s，如果需要 更改，在觸摸屏初始化時(shí)，通過(guò)RS232串口向觸摸屏發(fā)送相應(yīng)的指令即可，操作方便，不需 要使用人員具有任何硬件知識(shí)。驅(qū)動(dòng)電路中包括64MB的flash，可提前將需要顯示的圖片 存儲(chǔ)于flash中，只要通過(guò)主MCU控制單元發(fā)送相應(yīng)的圖片編號(hào)指令就可以調(diào)用圖片。2. GPS 接收器=GPS (Global Positioning System)是美國(guó)于 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始 研制的新一代全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。可實(shí)現(xiàn)全球、全天候、實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位功能，為用戶提供高 精度位置、速度和時(shí)間等七維信息。GPS定位器主要包括天線、信號(hào)識(shí)別與處理、數(shù)據(jù)控制 和電源等單元。GPS接收器將計(jì)算之后的位置信號(hào)傳送給MCU控制單元。MCU控制單元將 處理好的位置信號(hào)在觸摸屏上標(biāo)定。3.數(shù)據(jù)采集與分析硬件電路中包括車速傳感器、電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、 電壓電流傳感器，車速傳感器測(cè)量車輪的轉(zhuǎn)速，電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，溫度傳 感器測(cè)量電池組的溫度，電壓電流傳感器測(cè)量電池組的電壓電流。MCU控制單元將采集的數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理與分析，將車況信息在觸摸屏上顯示。4.工況實(shí)時(shí)顯示MCU控制單元根據(jù)采集的信號(hào)判斷車輛的工況，并將工況及運(yùn) 行狀態(tài)在觸摸屏上顯示。如圖1所示，當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，由電池組給電機(jī)供 電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行在啟動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)車輛低負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)不工作，由電池組給電機(jī)供電， 電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行在低負(fù)荷狀態(tài)；當(dāng)車輛中等負(fù)荷時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，電機(jī)工作在發(fā)電 狀態(tài)，給電池組充電；當(dāng)車輛大負(fù)荷時(shí)，電池組給電機(jī)供電，由電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)車輛； 當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，同時(shí)電機(jī)發(fā)電給電池組充電。5.故障診斷及聲光報(bào)警MCU控制單元時(shí)刻對(duì)車內(nèi)的車況信息進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)測(cè) 量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)診斷到故障時(shí)，MCU控制單元會(huì)發(fā)出警報(bào)聲并點(diǎn)亮LED燈，同時(shí)在觸 摸屏上顯示出系統(tǒng)故障的位置和詳細(xì)情況，方便維修人員進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的修理。6. USB讀取與存儲(chǔ)模塊硬件電路采用USB接口芯片ch375來(lái)實(shí)現(xiàn)。讀取支持USB 接口的外部存儲(chǔ)設(shè)備，并將內(nèi)容顯示在觸摸屏上，可以方便的瀏覽外部存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)的數(shù)據(jù) 資料；同時(shí)，可以將車載信息系統(tǒng)測(cè)量的所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部設(shè)備上，當(dāng)車輛由于不可力抗 的因素而發(fā)生毀滅性損毀后，公安及相關(guān)部門可以根據(jù)外部存儲(chǔ)設(shè)備里面的內(nèi)容分析車輛 毀滅前的行駛狀態(tài)和數(shù)據(jù)，方便偵查工作的進(jìn)行。
權(quán)利要求1.一種混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)，包括MCU控制單元(1)、車速檢測(cè)傳感 器(2)、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器(3)、溫度檢測(cè)傳感器(4)、電池電壓電流檢測(cè)傳感器(5)；其特 征在于所述的MCU控制單元⑴與GPS接收器(6)、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)(7)、外部存儲(chǔ)裝置(8)、 聲光報(bào)警模塊(9)、CAN通信模塊(10)、485通信模塊(11)、RS232串口(12)、CAN通信模塊 (10)分別進(jìn)行電連接；所述的RS232串口(12)與顯示和輸入控制信號(hào)接收的觸摸屏(14) 連接；USB讀取與存儲(chǔ)模塊(13)及具備車內(nèi)數(shù)據(jù)顯示和輸入控制信號(hào)接收的觸摸屏(14)連 接；所述的具備車內(nèi)數(shù)據(jù)顯示和輸入控制信號(hào)接收的觸摸屏(14)通過(guò)RS232串口(12)與 MCU控制單元(1)連接；所述的GPS接收器(6)將車輛的位置信息傳至MCU控制單元(1)，MCU控制單元(1)綜 合地圖數(shù)據(jù)庫(kù)(7)、車速檢測(cè)電路(2)將車輛的位置通過(guò)RS232串口(12)，由觸摸屏(14) 顯不；所述的CAN通信模塊包括有MCU控制單元(1)內(nèi)部集成的CAN控制器(15)，與CAN控 制器(15)連接的進(jìn)行光電隔離的光電耦合器(16)，與光電耦合器(16)相連的CAN收發(fā)器 (17)以及與CAN收發(fā)器(17)相連的車內(nèi)CAN總線(18)；所述的485通信模塊包括與MCU控制單元(1)連接的進(jìn)行光電隔離的光電耦合器 (16)，與光電耦合器(16)相連的485收發(fā)器(19)以及與485收發(fā)器(19)相連的車內(nèi)485 總線(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)，其特征在于所述的 USB讀取與存儲(chǔ)模塊(14)包括有對(duì)U盤、存儲(chǔ)卡等外部支持USB接口的存儲(chǔ)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn) 對(duì)外部存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)的讀取，同時(shí)將內(nèi)部采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)，其特征在于車內(nèi)電 動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)以及電池組的實(shí)時(shí)工況通過(guò)觸摸屏(14)顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)，其特征在于，車內(nèi)數(shù) 據(jù)采集與分析包括有采集車速檢測(cè)傳感器(2)、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器(3)、溫度檢測(cè)傳感 器(4)、電池電壓電流檢測(cè)傳感器(5)的數(shù)據(jù)并用MCU控制單元(1)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將采 集的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果通過(guò)具備車內(nèi)數(shù)據(jù)顯示和輸入控制信號(hào)接收的觸摸屏(14)顯示，并 根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)，其特征在于，所述的 MCU控制單元(1)，對(duì)車內(nèi)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果根據(jù)分析結(jié)果判斷有故障，則在觸摸 屏(14)顯示，并啟動(dòng)聲光報(bào)警模塊。
專利摘要一種混合動(dòng)力殘疾人摩托車車載信息系統(tǒng)，包括MCU控制單元、車速檢測(cè)傳感器、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器、溫度檢測(cè)傳感器、電池電壓電流檢測(cè)傳感器；MCU控制單元與GPS接收器、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、外部存儲(chǔ)裝置、聲光報(bào)警模塊、CAN通信模塊、485通信模塊、RS232串口、CAN通信模塊分別進(jìn)行電連接；RS232串口與觸摸屏連接；USB讀取與存儲(chǔ)模塊及具備車內(nèi)數(shù)據(jù)顯示和輸入控制信號(hào)接收的觸摸屏；GPS接收器包括有將車輛的位置信息傳至MCU控制單元，MCU控制單元綜合地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、車速檢測(cè)傳感器將車輛的位置通過(guò)RS232串口，通過(guò)觸摸屏顯示；通過(guò)車載信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)工況顯示模塊，使得駕駛員及時(shí)掌握車況，通過(guò)車載信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)故障診斷報(bào)警模塊，方便、準(zhǔn)確的對(duì)車輛進(jìn)行維修。
文檔編號(hào)B60R16/023GK201882012SQ20102059878
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者馮能蓮, 周大森, 唐艷榮, 賓洋, 彭劍坤, 雍加望 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)