基于物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)輸裝備數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體為一種運(yùn)輸裝備數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展和培育，我國(guó)車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)市場(chǎng)已進(jìn)入規(guī)模發(fā)展，市場(chǎng)主要集中在一些特殊行業(yè)對(duì)車輛的跟蹤定位，少有整合具有發(fā)動(dòng)機(jī)及車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障信息功能的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，而這些數(shù)據(jù)對(duì)售后服務(wù)和車輛管理意義重大，同時(shí)也可為制造廠提升產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)產(chǎn)品性能提供重要支持。
[0004]現(xiàn)有運(yùn)輸裝備類似的系統(tǒng)大多僅局限于導(dǎo)航定位及車載多媒體，處于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的初級(jí)階段。一個(gè)較完備的運(yùn)輸裝備物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該包括采集運(yùn)輸裝備運(yùn)行信息的運(yùn)輸裝備數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊、用戶終端及主服務(wù)器三個(gè)部分，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)輸裝備的運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)流、故障信息、所在位置等，并能夠根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)特定的遠(yuǎn)程控制功能，為裝備制造商提供了多樣本實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)使得制造企業(yè)得以不斷針對(duì)用戶實(shí)際需求改進(jìn)提升產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程售后服務(wù)提供重要工具，從而大大降低售后服務(wù)成本，也為裝備營(yíng)運(yùn)商提供動(dòng)態(tài)監(jiān)管的有效手段從而提高裝備營(yíng)運(yùn)效率及創(chuàng)造更多價(jià)值。其中數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊是關(guān)鍵部件，決定了物聯(lián)網(wǎng)信息量的大小。隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，不僅僅是長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸，各種短距離無(wú)線通訊技術(shù)也被用于數(shù)據(jù)采集及傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠兼容多種短距離通訊方式、不受運(yùn)輸設(shè)備和用戶終端種類限制的數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊，能夠?qū)⑦\(yùn)輸裝備的參數(shù)信息、位置信息通過(guò)WIF1、藍(lán)牙、NFC (近距離無(wú)線通訊技術(shù))的方式發(fā)送至移動(dòng)終端，并能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS或WIFI接入互聯(lián)網(wǎng)的方式發(fā)送至服務(wù)器端。
[0006]本發(fā)明所述的一種運(yùn)輸裝備數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊，包括主控制器模塊、通訊模塊、信號(hào)處理模塊、轉(zhuǎn)換模塊、存儲(chǔ)模塊。
[0007]其中，所述主控制器模塊包括微控制器MCU電路、電源接口電路和URAT通訊口。
[0008]其中，所述通訊模塊包括GPRS/GPS模塊、WIFI/藍(lán)牙/NFC模塊以及CAN通訊模塊。
[0009]其中，所述信號(hào)處理模塊包括模擬量輸入接口 Al、數(shù)字量(開(kāi)關(guān)量)輸入接口 D1、脈沖信號(hào)采集PI和開(kāi)關(guān)量輸出接口 DO，可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)采集和控制功能。
[0010]其中，所述轉(zhuǎn)換模塊包括電平轉(zhuǎn)換電路、USB通訊轉(zhuǎn)換芯片、片選芯片。所述電平轉(zhuǎn)換電路用于不同通訊電壓間電平轉(zhuǎn)換；所述USB通訊轉(zhuǎn)換芯片用于連接電腦USB 口和主控制器；所述片選芯片用于切換WIFI和GPRS的UART通訊口、藍(lán)牙和NFC的UART通訊口。
[0011]其中，所述存儲(chǔ)模塊包括SD卡卡槽及連接電路。
[0012]其中，所述主控制模塊的UART通訊口連接轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換模塊的片選芯片和電平轉(zhuǎn)換電路后，連接至通訊模塊的GPRS/GPS模塊，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換模塊的片選芯片連接至通訊模塊的WIFI/藍(lán)牙/NFC模塊；主控制器通過(guò)CAN通訊口連接至通訊模塊的CAN通訊模塊；主控制器通過(guò)并行通訊口連接至轉(zhuǎn)換模塊的USB通訊轉(zhuǎn)換芯片；主控制器通過(guò)模擬量采集引腳、通用I/O 口、輸入捕捉口連接至信號(hào)處理模塊；主控制器通過(guò)SPI通訊口連接至SD卡卡槽及其連接電路。
[0013]其中，所述信號(hào)處理模塊中，帶有脈沖調(diào)理的輸入接口 PI可將磁電式轉(zhuǎn)速傳感器脈沖信號(hào)調(diào)理整形成規(guī)則的方波信號(hào)，用于計(jì)算轉(zhuǎn)速；所述模擬量輸入接口 Al，用于采集溫度、壓力及剩余燃料等模擬量信號(hào)；所述數(shù)字量(開(kāi)關(guān)量)輸入接口 DI，用于監(jiān)測(cè)諸如箱門開(kāi)關(guān)等狀態(tài)信號(hào)；所述開(kāi)關(guān)量輸出接口 DO，用以驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈、繼電器等負(fù)載，可實(shí)施對(duì)裝備上某些裝置的控制，如必要時(shí)切斷燃料通路，鎖定裝備的位置。
[0014]其中，所述片選芯片作用為，主控制器模塊的2路UART通訊口連接轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)過(guò)2塊片選芯片選通連接至通訊模塊的共4路UART通訊口，其中I路連接至GPRS/GPS模塊、3路連接至WIFI/藍(lán)牙/NFC模塊。
[0015]其中，通訊模塊中所述CAN通訊模塊用于采集運(yùn)輸裝備CAN總線上的數(shù)據(jù)信息，配合主控制器內(nèi)軟件支持SAE J1939/IS011783、IS015031等協(xié)議，用于獲取發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)控制器狀態(tài)、故障診斷信息等。
[0016]其中，通訊模塊中所述WIFI/藍(lán)牙/NFC模塊，能夠通過(guò)接入相同WIFI熱點(diǎn)、WIFIDirect、藍(lán)牙、NFC其中任意通訊方式與用戶終端(包括手機(jī)和電腦)連接，并將獲取的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至用戶終端，最終顯示在界面上。
[0017]其中，所述存儲(chǔ)模塊能夠?qū)⑦\(yùn)行數(shù)據(jù)、位置信息等存儲(chǔ)在SD卡內(nèi)。
[0018]其中，所述轉(zhuǎn)換模塊連接電腦USB接口，可以實(shí)現(xiàn)初始化設(shè)置，恢復(fù)出廠設(shè)置，獲取SD卡內(nèi)數(shù)據(jù)等操作。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)輸裝備數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)輸裝備數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊功能框圖。
[0021]圖3為本發(fā)明用于運(yùn)輸裝備的數(shù)據(jù)采集及傳輸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)輸裝備數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊功能流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明目的、技術(shù)方案更加清晰，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明所述主控制器為包括MC9S08DZ60單片機(jī)及電源接口電路；所述GPRS/GPS模塊包括MD231單片機(jī)，集成GPRS通訊功能和GPS定位功能；所述WIFI/藍(lán)牙/NFC模塊包括BCM43341單片機(jī)，集成WIF1、藍(lán)牙4.0、NFC功能，支持2.4GHz/5GHz雙頻段WLAN，支持IEE 802.11 a/b/g/n WIFI標(biāo)準(zhǔn)；所述CAN通訊模塊包括SN65HVD251芯片；所述片選芯片包括CD4052，用于切換WIFI和GPRS的UART通訊口、藍(lán)牙和NFC的UART通訊口 ；所述電平轉(zhuǎn)換電路用于連接片選后通訊口和MD231單片機(jī)通訊口，將通訊電壓由+5V電壓轉(zhuǎn)換為+3.3V電壓；所述USB通訊轉(zhuǎn)換電路包括CH372芯片，用于連接電腦USB 口和主控制器；所述存儲(chǔ)模塊包括SD卡卡槽及連接電路，主控制器與SD卡通訊使用SPI通訊方式。
[0025]如圖3所示，其為本發(fā)明用于運(yùn)輸裝備的數(shù)據(jù)采集及傳輸結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明通常用于運(yùn)輸裝備上，其包括曲軸位置傳感器/車速傳感器A2等脈沖信號(hào)、燃料液位傳感器A3、冷卻水溫傳感器A4等模擬量信號(hào)、火災(zāi)報(bào)警器A5等數(shù)字量信號(hào)、熄火器/斷油閥A6等執(zhí)行器、用于顯示運(yùn)輸裝備狀態(tài)及控制輔機(jī)的操控顯示屏A7、運(yùn)輸裝備發(fā)動(dòng)機(jī)控制器AS、用戶持有終端手機(jī)A9/電腦AlO以及服務(wù)器AU。
[0026]如圖4所示，其為本發(fā)明運(yùn)輸裝備數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊功能流程圖，包括以下步驟:
S1:通過(guò)USB線連接數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊與電腦，對(duì)模塊進(jìn)行初始化設(shè)置，初始化設(shè)置包括以下內(nèi)容:
①設(shè)置是否使用GPRS網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送周期；
②設(shè)置