[發(fā)明專利]一種適用于車輛的整車無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

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• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111127856A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海林
• 申請（專利權(quán)）人: 王海林
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;G08C19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公布了一種適用于車輛的整車無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使用當前較為先進的ZigBee協(xié)議棧作為通訊協(xié)議，使用CC2530作為ZigBee無線數(shù)傳模塊，通過搭建星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，使用一個CC2530作為系統(tǒng)協(xié)調(diào)器，其余CC2530作為終端節(jié)點，所有終端節(jié)點分別與STM32微處理器連接，STM32分別連接油門踏板傳感器、制動踏板傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角編碼器、懸架位移傳感器、輪速編碼器、質(zhì)心陀螺儀、激光測距儀、散熱水路流量計及熱電偶、懸架應(yīng)變片，搭建整車無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于車輛的整車無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，尤其適用于大學(xué)生方程式賽車上。

背景技術(shù)

以往整車通訊是基于CAN總線協(xié)議對整車上的傳感器數(shù)據(jù)進行采集并經(jīng)CAN總線進行傳輸。

根據(jù)新聞報道：在CAN的發(fā)源地德國，2005年汽車拋錨事故中有35％是電子裝置引起的。車內(nèi)通信有兩個最基本的要求：一是數(shù)據(jù)內(nèi)容正確；二是通信及時，序列一致。對這兩點，CAN總線中均有所設(shè)計，但仍存在著不一致性、不可預(yù)測性、信道出錯堵塞等漏洞，尤其是在FSAE賽事中，雙電機甚至四電機已成為未來發(fā)展的趨勢，同時電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)龐大，整車共用一個CAN網(wǎng)絡(luò)對于總線要求較為苛刻，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集延遲及信道出錯堵塞等嚴重問題。同時，由于CAN總線的存在增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，帶來維修上的不便，不利于賽車的輕量化。

發(fā)明內(nèi)容

針對傳統(tǒng)CAN總線通訊協(xié)議存在的以上不足，本發(fā)明的目的是：提供一種響應(yīng)快、運行平穩(wěn)、性價比高、控制簡便、參數(shù)配置調(diào)整簡單、數(shù)據(jù)輸出及處理操作性強、安裝維護方便、壽命及安全性高、線束少的整車無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有CAN總線通訊協(xié)議的不足，主要發(fā)明內(nèi)容區(qū)別于以往汽車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的如下：

本新型采用無線收發(fā)模塊作為數(shù)據(jù)傳輸中繼，使用國家民用頻段作為數(shù)據(jù)傳輸媒介，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。

本新型發(fā)明通過一個CC2530無線模塊作為無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，采用地址輪詢方式接收各個同傳感器連接的終端節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)。

本新型發(fā)明在數(shù)據(jù)采集的STM32單片機處加入數(shù)據(jù)壓縮算法，以減低無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢摀?dān)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省?/p>

本新型發(fā)明可根據(jù)被測試對象需要，選配或者更換相關(guān)無線模塊完成無線網(wǎng)絡(luò)運行參數(shù)變更；作為數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，可根據(jù)實際需要加裝相關(guān)設(shè)備，讓使用者有機會和條件為車輛的改進及外部設(shè)備的再次操作進行集成，進行多種應(yīng)用工況下的數(shù)據(jù)采集與傳輸。

本新型發(fā)明采用的整車控制器由微處理器STM32、SD卡儲存模塊、CAN通訊模塊、JATG調(diào)試模塊、串口通信模塊、電源及保護模塊構(gòu)成。

本發(fā)明采用的無線模塊是美國德州儀器TI公司CC2530芯片，該芯片是理想的ZigBee專業(yè)應(yīng)用，結(jié)合了一個完全集成的、高性能的RF收發(fā)器與一個8051微處理器，8KB的RAM，32/64/128/256KB內(nèi)存，以及其他強大的支持功能和外設(shè)。

本系統(tǒng)由電子硬件部件與軟件部分構(gòu)成，采用傳感器數(shù)據(jù)先有STM32單片機進行采集，然后再由連接在單片機上的CC2530模塊進行數(shù)據(jù)發(fā)送，數(shù)據(jù)由協(xié)調(diào)器收集整合后再發(fā)送給通過與整車控制器相連的終端節(jié)點，實現(xiàn)整車數(shù)據(jù)的無線采集，再通過整車控制器的邏輯判斷，將控制數(shù)據(jù)經(jīng)CAN總線發(fā)送，再通過執(zhí)行器件進行接收，實現(xiàn)對賽車的控制，通過labview編寫的上位機實時接收無線模塊的數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對賽車的實時監(jiān)控，同時可以根據(jù)從模塊地址監(jiān)控各個從模塊的工作狀態(tài)，快速找出故障模塊，減小調(diào)試維修的周期。

作為本發(fā)明的進一步改進，可以考慮使用多傳感器數(shù)據(jù)融合算法對各個傳感器數(shù)據(jù)加以綜合，采用計算機技術(shù)對其分析，消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾，加以互補，降低其不確定性，提高系統(tǒng)決策、規(guī)劃、反應(yīng)的快速性和正確性，使系統(tǒng)獲得更充分的信息。