CN217467530U - 汽车can总线信号采集终端和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种汽车CAN总线信号采集终端和系统。其中，采集终端包括：OBD接口、核心板卡、以太网单元、EC20通信模块和蓝牙收发器；所述OBD接口与所述核心板卡电连接，采集所述汽车的CAN总线信号并传输至核心板卡；所述核心板卡用于对采集到的CAN总线信号进行解析并传输至所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器中的至少之一；所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器分别与所述核心板卡电连接，分别通过以太网协议、远程无线通信协议和蓝牙协议将解析后的数据向外发送。本实施例通过OBD接口采集汽车CAN总线信号并向外发送，提供给外部设备进一步应用。

Description

汽车CAN总线信号采集终端和系统

技术领域

本实用新型实施例涉及车用数据采集技术领域，尤其涉及一种汽车CAN总线信号采集终端和系统。

背景技术

CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)是国际上应用最广泛的现场总线之一，可以组建通信网络，保证各个节点间的自由通信。通过提取CAN总线信号，能够解析出大量汽车运行数据。

现有技术中的CAN总线信号采集设备都是内嵌于汽车内部的，缺乏灵活的对外发送机制，难以对采集到的数据进行进一步利用。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种汽车CAN总线信号采集终端和系统，通过OBD接口采集汽车CAN总线信号并向外发送，提供给外部设备进一步应用。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种汽车CAN总线信号采集终端，包括：车载诊断系统OBD接口、核心板卡、以太网单元、EC20通信模块和蓝牙收发器；

所述OBD接口与所述核心板卡电连接，用于对外连接汽车的OBD接口，从而采集所述汽车的CAN总线信号并传输至核心板卡；

所述核心板卡用于对采集到的CAN总线信号进行解析并传输至所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器中的至少之一，接收所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器中的至少之一传输的外部控制指令并执行；

所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器分别与所述核心板卡电连接，分别通过以太网协议、远程无线通信协议和蓝牙协议将解析后的数据向外发送，接收所述控制指令并传输至所述核心板卡。

可选地，所述核心板卡包括：I.MX6芯片和同步动态随机存取内存，板载linux操作系统。

可选地，所述以太网单元包括：物理接口收发器和双网口；

所述物理接口收发器与所述核心板卡电连接，用于实现以太网物理层数据收发；

所述双网口与所述物理接口收发器电连接，用于实现以太网网络层数据收发；所述双网口包括局域网网口和广域网网口，分别用于实现局域网通信和广域网通信。

可选地，所述双网口用于连接上位机，所述上位机通过所述双网口和所述物理接口收发器与所述核心板卡交互信号。

可选地，所述EC20通信模块通过miniPcie接口与所述核心板卡电连接，所述EC20通信模块外接SIM卡、全球定位系统芯片和4G天线。

可选地，所述采集终端还包括：

陀螺仪，用于检测所述采集终端的当前状态；以及

LED灯，用于显示所述采集终端的运行状态。

可选地，所述采集终端还包括以下接口的至少之一：

USB接口、RS485总线接口、RS232总线接口和8路可扩展GPIO接口，分别用于连接适配的外部设备，以实现信号交互。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种汽车CAN总线信号采集系统，包括：上述汽车CAN总线信号采集终端，以及所述采集终端连接的汽车；

其中，所述采集终端的OBD接口与所述汽车的OBD接口连接，采集所述汽车的CAN总线信号。

可选地，所述采集系统还包括：上位机、无线远程设备、蓝牙设备中的至少之一；

其中，所述上位机、所述无线远程设备和所述蓝牙设备分别与所述采集终端的以太网单元、EC20通信模块和蓝牙收发器连接，用于接收所述采集终端解析后的数据并应用，向所述采集终端发送控制指令。

可选地，所述采集系统还包括：云服务器；

所述云服务器与所述上位机、无线远程设备、蓝牙设备中的至少之一可通信连接，通过所述上位机、无线远程设备、蓝牙设备中的至少之一接收所述解析后的数据并应用，并通过所述上位机、无线远程设备、蓝牙设备的至少之一向所述采集终端发送控制指令。

本实用新型提供的采集终端可以通过后装在汽车中，通过OBD接口采集汽车的CAN总线信号并通过网络传输到外部应用设备，为车辆诊断等提供实时精确的有效数据。在实际操作中，该终端直接连接到汽车OBD接口，方便快捷，易于操作。数据输出接口为以太网单元、EC20模块和蓝牙收发器，兼容了不同的通信协议，实现了外部应用设备的灵活接入，可根据实际条件选取合适的外部应用设备，减少了应用场景的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种整车CAN总线信号采集终端和采集系统的示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种整车CAN总线信号采集终端的外部结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供一种汽车CAN总线信号采集终端，适用于采集汽车CAN总线信号并解析的情况。图1包括了该采集终端的内部结构，图2显示了该采集终端的外部结构。结合图1和图2，该采集终端包括：OBD(On-Board Diagnostics，车载诊断系统)接口、核心板卡、以太网单元、EC20通信模块和蓝牙收发器。

所述OBD接口与所述核心板卡电连接，用于对外连接汽车的OBD接口，从而采集所述汽车的CAN总线信号并传输至核心板卡。

所述核心板卡用于对采集到的CAN总线信号进行解析并传输至所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器中的至少之一，接收所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器中的至少之一传输的外部控制指令并执行。可选地，所述控制指令用于控制采集终端工作或不工作。

可选地，所述核心板卡包括：I.MX6芯片(CORTEX-A7微处理器)和SDRAM(synchronous dynamic random access memory，同步动态随机存取)内存，板载linux操作系统。

具体的，核心板卡是基于恩智浦NXP公司的I.MX6芯片的板卡，板载linux操作系统，采用32位528Mhz的CORTEX-A7微处理器，具有256M的SDRAM内存。核心板卡统一调度采集终端各硬件协调工作，执行上位机的控制指令，解析CAN总线信号并交互解析后的数据。

其中，CAN总线信号解析是指，从OBD端口采集到的原始信号中提取出汽车的运行数据，例如将采集到的某一电平信号解析为具体的发动机转速等。解析的实现过程为现有技术，在此不再赘述。

所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器分别与所述核心板卡电连接，分别通过以太网协议、远程无线通信协议和蓝牙协议与外部通信，一方面将核心板卡解析后的数据向外发送，另一方面接收外部控制指令并传输至所述核心板卡。

具体的，不同的通信模块适配不同的设备。

在第一种实施方式中，以太网单元连接有上位机，采集终端与该上位机通过以太网协议(如传输控制协议)进行通信。核心板卡通过以太网单元将解析后的数据传输给上位机，上位机通过以太网单元向核心板卡发送控制指令。

可选地，所述以太网单元包括：物理接口收发器和双网口。所述物理接口收发器与所述核心板卡电连接，用于实现以太网物理层数据收发。物理接口收发器为PHY芯片，实现IEEE-802.3标准定义的物理层，包括介质独立接口子层、物理编码子层、物理介质附加子层和物理介质相关子层。所述双网口与所述物理接口收发器电连接，用于实现以太网网络层数据收发。所述双网口包括局域网网口和广域网网口。局域网网口用于实现局域网通信，IP(Internet Protocol，互联网协议)地址固定为例如192.168.1.100。广域网网口用于实现广域网通信，设置为动态主机配置协议自适应IP，自动分配IP地址。

在第二种实施方式中，EC20通信模块连接有无线远程设备，采集终端与该无线远程设备之间通过远程无线通信协议进行通信。核心板卡通过EC20通信模块将解析后的数据传输给无线远程设备，无线远程设备通过EC20通信模块向核心板卡发送控制指令。可选地，无线远程设备包括手机、平板电脑、其它手持设备等，本实施例不作具体限制。

可选地，EC20是移远通信公司推出的LTE Cat 4无线通信模块，能够实现3G网络与4G网络之间的无缝切换。所述EC20通信模块上设置有miniPcie接口，通过miniPcie接口与所述核心板卡交互信号。所述EC20通信模块还外接SIM(Subscriber IdentificationModule，用户识别)卡、全球定位系统芯片和4G天线，支持采集终端采集全球导航卫星系统定位信息以及对外4G无线通讯。

在第三种实施方式中，蓝牙收发器连接有蓝牙设备，采集终端与该蓝牙设备通过蓝牙协议进行通信。核心板卡通过蓝牙收发器将解析后的数据传输给蓝牙设备，蓝牙设备通过蓝牙收发器向核心板卡发送控制信号。可选地，无线远程设备包括手机、平板电脑、或其它手持设备等，本实施例不作具体限制。

在第四种实施方式中，以太网单元、EC20通信模块和蓝牙收发器中的多个同时连接有对应的外部应用设备。当核心板卡同时接收到多个外部应用设备收到的控制指令后，根据预设优先顺序执行不同指令，例如以太网单元>EC20通信模块>蓝牙收发器等，本实施例不作限制。当核心板卡得到解析后的数据后，将该数据同时发送给外部应用设备。

可选地，采集终端还包括陀螺仪和LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯。陀螺仪是一种角运动检测装置，用于检测CAN总线信号采集终端当前的状态，包含三轴六向的角度、加速度等。LED灯用于显示采集终端的工作状态：正常工作状态下，LED灯灭；故障状态下，LED灯亮。

可选地，采集终端还包括电源保护电路，电源保护电路连接在OBD接口和核心板卡之间，采用隔离电源设计，将汽车OBD接口上的电压转换为供核心板卡各功能器件使用的12V、5V、3.3V和1.8V电压。

可选地，采集终端还包括以下接口的至少之一：USB接口、RS485总线接口、RS232总线接口和8路可扩展GPIO接口，分别用于连接适配的外部扩展设备，以实现信号交互。

USB接口用于连接USB设备，实现例如数据拷贝、程序升级等功能。RS485总线接口、RS232总线接口和8路可扩展GPIO接口用于连接具有相同接口的外部扩展设备，如电表、温湿度模块等。各接口将采集到的外部扩展设备数据，如电流、温湿度等发送给核心板卡并传输至外部应用设备，供外部应用设备使用。

可选地，采集终端还包括复位按键，用于实现内部各硬件的复位。

本实用新型实施例还提供的一种汽车CAN总线信号采集系统。如图1所示，该采集系统包括：上述任一实施例提供的汽车CAN总线信号采集终端，以及所述采集终端连接的汽车。其中，所述采集终端的OBD接口与所述汽车的OBD接口连接，采集所述汽车的CAN总线信号。

所述系统还包括：上位机、无线远程设备、蓝牙设备中的至少之一。所述上位机、所述无线远程设备和所述蓝牙设备分别与所述采集终端的以太网单元、EC20通信模块和蓝牙收发器连接，用于接收所述采集终端解析后的数据并应用，向所述采集终端发送控制指令。

下面以汽车CAN总线信号采集系统为例，说明本实用新型的汽车CAN总线信号采集终端的工作原理。为了便于区分和描述，将上位机、无线设备、蓝牙设备的至少之一称为外部应用设备，将外部应用设备与采集终端连接的接口称为控制外设接口。

外部应用设备通过相应的控制外设接口向采集终端发送“开始工作”的控制信号后，核心板卡响应于该信号开始工作，通过OBD接口采集汽车CAN总线信号，并控制电源保护电路对提取到的信号进行电压转换，将转换后的信号传输给核心板卡。核心板卡对转换后的信号进行解析，得到整车的运行数据，例如压缩机转速、压缩机功率、发动机转速等；并将该数据通过控制外设接口传输给外部应用设备，外部应用设备接收并应用该运行数据。采集终端工作过程中，核心板卡控制陀螺仪实时检测采集终端的当前状态，LED灯实时显示采集终端的运行状态。

外部应用设备通过相应的控制外设接口向采集终端发送“停止工作”的控制信号后，核心板卡响应于该信号停止工作。

可选地，所述系统还包括：云服务器。所述云服务器与所述上位机、无线设备、蓝牙设备中的至少之一可通信连接，一方面通过所述上位机、无线设备、蓝牙设备中的至少之一接收所述解析后的数据并应用；另一方面向所述上位机、无线设备、蓝牙设备的至少之一发送其他车辆的运行数据，实现多车辆数据共享。此外，云服务器还可以通过所述上位机、无线设备、蓝牙设备的至少之一向所述采集终端发送控制指令，在云端控制采集终端的工作状态。

可选地，所述系统还包括：USB接口连接的USB设备，以及RS485总线接口、RS232总线接口和8路可扩展GPIO接口连接的外部扩展设备，如电表、温湿度模块等。

本实用新型的汽车CAN总线信号采集终端和采集系统至少具有以下技术效果：

1.采集终端可以通过后装在汽车中，通过OBD接口采集汽车的CAN总线信号并通过网络传输到外部应用设备，为车辆诊断等提供实时精确的有效数据。在实际操作中，该终端直接连接到汽车OBD接口，方便快捷，易于操作。数据输出接口为以太网单元、EC20模块和蓝牙收发器，兼容了不同的通信协议，实现了外部应用设备的灵活接入，可根据实际条件选取合适的外部应用设备，减少了应用场景的限制。

2.采集系统可以实时获取汽车运行数据，供用户查看和使用，云服务器可以通过多个外部应用设备接收多辆汽车的运行数据，实现多车数据共享，或多车远程控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案。

Claims (10)

1.一种汽车CAN总线信号采集终端，其特征在于，包括：车载诊断系统OBD接口、核心板卡、以太网单元、EC20通信模块和蓝牙收发器；

所述OBD接口与所述核心板卡电连接，用于对外连接汽车的OBD接口，从而采集所述汽车的CAN总线信号并传输至核心板卡；

所述核心板卡用于对采集到的CAN总线信号进行解析并传输至所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器中的至少之一，接收所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器中的至少之一传输的外部控制指令并执行；

所述以太网单元、所述EC20通信模块和所述蓝牙收发器分别与所述核心板卡电连接，分别通过以太网协议、远程无线通信协议和蓝牙协议将解析后的数据向外发送，接收所述控制指令并传输至所述核心板卡。

2.根据权利要求1所述的采集终端，其特征在于，所述核心板卡包括：I.MX6芯片和同步动态随机存取内存，板载linux操作系统。

3.根据权利要求1所述的采集终端，其特征在于，所述以太网单元包括：物理接口收发器和双网口；

所述物理接口收发器与所述核心板卡电连接，用于实现以太网物理层数据收发；

所述双网口与所述物理接口收发器电连接，用于实现以太网网络层数据收发；所述双网口包括局域网网口和广域网网口，分别用于实现局域网通信和广域网通信。

4.根据权利要求3所述的采集终端，其特征在于，所述双网口用于连接上位机，所述上位机通过所述双网口和所述物理接口收发器与所述核心板卡交互信号。

5.根据权利要求1所述的采集终端，其特征在于，所述EC20通信模块通过miniPcie接口与所述核心板卡电连接，所述EC20通信模块外接SIM卡、全球定位系统芯片和4G天线。

6.根据权利要求1所述的采集终端，其特征在于，还包括：

陀螺仪，用于检测所述采集终端的当前状态；以及

LED灯，用于显示所述采集终端的运行状态。

7.根据权利要求1-6任一项所述的采集终端，其特征在于，还包括以下接口的至少之一：

USB接口、RS485总线接口、RS232总线接口和8路可扩展GPIO接口，分别用于连接适配的外部设备，以实现信号交互。

8.一种汽车CAN总线信号采集系统，其特征在于，包括：如权利要求1-7任意一项所述的汽车CAN总线信号采集终端，以及所述采集终端连接的汽车；

其中，所述采集终端的OBD接口与所述汽车的OBD接口连接，采集所述汽车的CAN总线信号。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：上位机、无线远程设备、蓝牙设备中的至少之一；

其中，所述上位机、所述无线远程设备和所述蓝牙设备分别与所述采集终端的以太网单元、EC20通信模块和蓝牙收发器连接，用于接收所述采集终端解析后的数据并应用，向所述采集终端发送控制指令。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：云服务器；

所述云服务器与所述上位机、无线远程设备、蓝牙设备中的至少之一可通信连接，通过所述上位机、无线远程设备、蓝牙设备中的至少之一接收所述解析后的数据并应用，并通过所述上位机、无线远程设备、蓝牙设备的至少之一向所述采集终端发送控制指令。

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