專利名稱：一種電動汽車實時監(jiān)控終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車運行狀態(tài)監(jiān)控裝置，具體涉及一種電動汽車實時行駛狀態(tài)監(jiān)控終端。
背景技術：
國家863計劃電動汽車重大專項對電動汽車發(fā)展起到重大推動作用。為了提高電 動汽車的動力性能和續(xù)駛里程，比能量高、比功率大、使用壽命長、安全性能好的電池是動 力電池研究的重點。但由于種種原因，動力電池技術一直未有質的突破。因此，動力電池技 術研究將有助于電池在使用中發(fā)揮最大效能，大大提高電動汽車的行駛性能。目前電動汽車大量的運行數(shù)據需要人工進行記錄，費時費力，而且不能實時監(jiān)控， 出現(xiàn)故障不能及時報警，并且維修人員不能迅速了解汽車的運行參數(shù)，診斷故障緩慢，使電 動汽車的運行受到影響。

實用新型內容為解決現(xiàn)有技術中電動車運行狀態(tài)不同實現(xiàn)實時監(jiān)控的問題，本實用新型提供一 種能夠實時監(jiān)控電動汽車的關鍵參數(shù)和運行數(shù)據并通過GPRS發(fā)送給遠程監(jiān)控主機的監(jiān)控 終端。具體方案如下一種電動汽車實時監(jiān)控終端，包括控制模塊、和控制模塊連接的GPS 模塊、電源模塊，其特征在于，控制模塊連接有存儲模塊、時鐘模塊、監(jiān)控模塊、CAN總線模 塊、人機交互模塊、無線通信模塊、以太網通信模塊、USB模塊及音頻處理模塊。本實用新型的另一優(yōu)選方式所述存儲模塊包括NAND FLASH存儲器和NOR FLASH 存儲器，并通過驅動電路與控制模塊連接。本實用新型的另一優(yōu)選方式所述電源模塊包括輸出不同電壓的多個DC-DC轉換器。本實用新型的另一優(yōu)選方式所述CAN總線模塊包括CAN總線接口芯片和CAN總 線控制器，CAN總線控制器外接有晶體振蕩器。本實用新型的另一優(yōu)選方式所述監(jiān)控模塊包括監(jiān)控器、CMOS監(jiān)控電路、安全鎖 和定時器。本實用新型的另一優(yōu)選方式所述人機交互模塊包括IXD顯示器和觸摸屏。本實用新型的另一優(yōu)選方式USB模塊包括USB device和USB host。本實用新型提供的無線實時監(jiān)控終端，可以全面、實時獲取電動汽車的運行參數(shù)， 包括動力蓄電池運行參數(shù)、電動機運行參數(shù)、車輛方位等，為研究電動汽車工作性能、尤其 是動力蓄電池運行狀態(tài)提供第一手翔實的數(shù)據，為進一步分析和改進電動汽車技術提供了 原始數(shù)據，并可將運行參數(shù)保存在計算機中，供進一步離線分析使用，該終端還能夠對電動 汽車進行實時定位跟蹤，獲取電動汽車的運行位置、運行速度和運行方向等參數(shù)。
圖1本實用新型各部件連接示意圖具體實施方式
為了使電動車的運行更加經濟和高效，能夠實時監(jiān)控電動汽車的關鍵參數(shù)和運行 數(shù)據，監(jiān)控終端采集電動車行駛過程中大量的數(shù)據信息，通過GPRS將采集到的數(shù)據發(fā)送給 遠程控制主機，遠程控制主機將接收到的程序進行統(tǒng)計、 比較、分析、列表，實現(xiàn)對被監(jiān)控車 輛的精確定位、跟蹤和數(shù)據分析。如圖1所示，本實用新型的控制模塊連接有GPS模塊、電源模塊、存儲模塊、時鐘管 理模塊、監(jiān)控模塊、CAN總線模塊、人機交互模塊、無線通信模塊、以太網通信模塊、USB模塊 及音頻處理模塊。在監(jiān)控終端的軟件開發(fā)中，遵循模塊化的設計思想，將整個監(jiān)控軟件分解 為若干個子模塊，如GPS定位模塊、CAN總線模塊、GPRS通信模塊等。同時，還采用多線程、狀 態(tài)機等編程技術，具有友好的操作界面，上電后顯示常用參數(shù)，可以設置程序運行參數(shù)，如 CAN速率、數(shù)據發(fā)送周期等。監(jiān)控終端的軟件采用Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)。Windows CE 是一個開放式的、可裁剪的、32位的實時嵌入式操作系統(tǒng)。它具有內核體積小、穩(wěn)定性好、實 時性高等特點。它強大的中斷和線程調度機制及內核操作系統(tǒng)服務保證它為一個硬實時的 操作系統(tǒng)，能夠滿足不同設備對于時間關鍵性任務的時間和性能要求。Microsoft Windows CE是一個緊湊、高效和可擴展的操作系統(tǒng)，適用于各種嵌入系統(tǒng)和產品。它擁有多線程、多 任務、確定性的實時、完全搶先式優(yōu)先級的操作系統(tǒng)環(huán)境，專門面向只有有限資源的硬件系 統(tǒng)。同時，它的模塊化設計方式使得系統(tǒng)開發(fā)人員和應用開發(fā)人員能夠為多種多樣的產品 來定制它。下面分別介紹每個模塊的功能及連接方式控制模塊為嵌入式控制器，采有型號為NHPXA270C5C520的XSCALE系列嵌入式 控制器，是監(jiān)控終端的核心，具有豐富的接口資源，以實現(xiàn)對整個車載監(jiān)控終端的控制和調度。存儲模塊以嵌入式控制器為核心，配以2片型號為MT48LC32M16A2的SDRAM同步 動態(tài)隨機存取存儲器、型號為28F256P30的NOR FLASH和型號為K9F1G08U0B-PIB0的NAND FLASH的存儲器，通過驅動電路與嵌入式控制器連接，構成監(jiān)控終端的處理中心，處理中心 控制監(jiān)控終端各個部件協(xié)調一致地工作，進行算術和邏輯運算，存儲各種控制信息，維持各 種控制狀態(tài)。電源模塊電源模塊包括型號為TPS65020的DC-DC轉換器、型號為TPS62200的 DC-DC轉換器、型號為LM25576的DC-DC轉換器，電源模塊使用車載的12V或24V蓄電池作為 輸入，對車載蓄電池電源進行整流、濾波等處理，為各模塊芯片所需的直流電壓，電源模塊 電連接監(jiān)控終端的其他模塊，為其他模塊提供電源，其中LM25576用于將輸入的12V或24V 電壓轉換為5V和3. 6V電壓，TPS65020用于輸出3. 3V、1. 44V、1. 3V禾口 1. IV電壓，TPS62200 用于輸出1.8V電壓。時鐘管理模塊為監(jiān)控終端的控制模塊提供13MHz的外部時鐘信號。監(jiān)控模塊采用型號為MAX706SE的多功能監(jiān)控器，是一組CMOS監(jiān)控電路，用于監(jiān) 控電源電壓和嵌入式控制器的工作狀態(tài)，監(jiān)控電路在上電、掉電或者電源電壓出現(xiàn)異常的情況下向控制器提供復位信號，監(jiān)控電路還提供安全鎖(看門狗)、定時器和人工復位等功能。CAN總線模塊作為電動汽車CAN總線網絡上的一個節(jié)點，包括CAN總線接口芯片 和CAN總線控制器，用于接收動力蓄電池的運行參數(shù)，CAN總線信號CANH和CANL經過CAN 總線收發(fā)器CTM8251AT之后，CAN總線信號被送入CAN總線控制器MCP2510，CAN總線控制 器通過SPI總線與嵌入式控制器NHPXA270C5C520進行數(shù)據交換，MCP2510需要外接一個 12MHz的晶體振蕩器以保證正常工作。GPS模塊采用型號為LEA-5A，通過串口與嵌入式控制器連接，GPS模塊通過GPS 有源天線接收全球定位衛(wèi)星的GPS報文，并進行實時分解，GPS接收模塊通過RS232串行總 線與嵌入式控制器NHPXA270C5C520的串口連接，RS232串行總線包括RXl和TXl兩根信號 線，分別與GPS定位模塊的TX、RX數(shù)據線接口連接。人機交互模塊包括IXD顯示模塊和觸摸屏控制模塊兩部分，通過IXD接口和觸 摸屏接口與嵌入式控制器連接，其中IXD顯示屏選用LQ043T1DG03液晶顯示器，IXD直接與 NHPXA270C5C520控制器的LCD控制器連接并進行交互，觸摸屏模塊通過TSYM、TSYP、TSXM和 TSXP等信號線與觸摸屏控制器UCB1400BE連接，UCB1400BE通過SDAT_IN、SDAT_0UT、BIT_ CLK, SYNC、nRESET、IRQOUT 信號線與 NHPXA270C5C520 連接。無線通信模塊包括GSM/GPRS模塊，通過串口與嵌入式控制器連接，GSM/GPRS 模塊采用 SIM300D，SIM300D 通過串 口 與 NHPXA270C5C520 連接，SIM300D 通過 SIMDATA、 SIMCLK, SIMRST, SIMPRESENCE、SIMVDD等通過SIM卡卡座與SIM卡連接，SIM卡卡座還與起 保護作用的TVS管連接，SIM300D是一套集成于SMT模組中完整的三頻GSM/GPRS解決方案， 使用工業(yè)標準界面，具有GSM/GPRS功能，而且體積小和功耗低。音頻處理模塊通過麥克實現(xiàn)音頻信號輸入，通過揚聲器實現(xiàn)音頻信號輸出，話筒 的輸入端通過MICP和MICN連接到音頻編碼解碼芯片UCB1400BE，UCB1400BE連接到嵌入式 控制器；UCB1400BE的輸出信號通過LINE_0UT_L和LINE_0UT_R連接到放大器LM4906，經放 大后連接揚聲器實現(xiàn)聲音輸出，音頻處理模塊的輸出信號與一塊功放芯片連接，功放芯片 與揚聲器連接，音頻處理模塊還作為觸摸屏控制器與觸摸屏連接。USB模塊分為USB device和USB host兩部分，既可以作為主設備，也可以作為 從設備，USB device和USB host的信號線都與NHPXA270C5C520的USB控制器連接，并且 每一根信號線都通過PRTR5V0U2X做靜電防護。以太網通信模塊AX88796B為控制核心，支持10/100Mb/S自適應的介質訪問層 MAC和物理層收發(fā)器PHY以及8KX 16位的SRAM，執(zhí)行基于IEEE802. 3/IEEE802. 3u局域網 標準的10Mb/s和100Mb/s以太網控制功能。以上各功能模塊分布于兩塊PCB板上，其中嵌入式控制器、存儲模塊、電源模塊、 時鐘管理模塊、監(jiān)控模塊、CAN總線模塊、人機交互模塊、以太網通信模塊、USB模塊及音頻 處理模塊分布在一塊6層板上；GPS模塊、無線通信模塊分布在一塊2層板上。
權利要求一種電動汽車實時監(jiān)控終端，包括控制模塊、和控制模塊連接的GPS模塊、電源模塊，其特征在于，控制模塊連接有存儲模塊、時鐘模塊、監(jiān)控模塊、CAN總線模塊、人機交互模塊、無線通信模塊、以太網通信模塊、USB模塊及音頻處理模塊。
2.如權利要求1所述的監(jiān)控終端，其特征在于，所述存儲模塊包括NANDFLASH存儲器和 NOR FLASH存儲器，并通過驅動電路與控制模塊連接。
3.如權利要求1所述的監(jiān)控終端，其特征在于，所述電源模塊包括輸出不同電壓的多 個DC-DC轉換器。
4.如權利要求1所述的監(jiān)控終端，其特征在于，所述CAN總線模塊包括CAN總線接口芯 片和CAN總線控制器，CAN總線控制器外接有晶體振蕩器。
5.如權利要求1所述的監(jiān)控終端，其特征在于，所述監(jiān)控模塊包括監(jiān)控器、CMOS監(jiān)控電 路、安全鎖和定時器。
6.如權利要求1所述的監(jiān)控終端，其特征在于，所述人機交互模塊包括IXD顯示器和觸摸屏。
7.如權利要求1所述的監(jiān)控終端，其特征在于，USB模塊包括USBdevice和USB host。
專利摘要本實用新型涉及一種電動汽車實時監(jiān)控終端，具體涉及一種電動汽車實時運行狀態(tài)監(jiān)控終端。包括控制模塊、和控制模塊連接的GPS模塊、電源模塊，其特征在于，控制模塊連接有存儲模塊、時鐘模塊、監(jiān)控模塊、CAN總線模塊、人機交互模塊、無線通信模塊、以太網通信模塊、USB模塊及音頻處理模塊。本實用新型可以全面、實時獲取電動汽車的運行參數(shù)，為研究電動汽車工作性能、尤其是動力蓄電池運行狀態(tài)提供第一手翔實的數(shù)據，為進一步分析和改進電動汽車技術提供了原始數(shù)據，并可將運行參數(shù)保存在計算機中，供進一步離線分析使用，該終端還能夠對電動汽車進行實時定位跟蹤，獲取電動汽車的運行位置、運行速度和運行方向等參數(shù)。
文檔編號G05B19/048GK201569905SQ20092027758
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權日2009年12月23日
發(fā)明者楊天林 申請人:中國電力科學研究院