[发明专利]一种车辆数据实时采集和存储系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆数据实时采集和存储系统，用于车辆技术领域，主要用于车辆研发和使用过程中数据的采集和存储，通过获取车辆传感器信号，实时地将数据存储到内部的数据存储单元中或发送到上位机进行分析处理。

背景技术

现有的车辆数据采集和存储对于获取车辆状态，对维护管理和故障诊断十分必要。现有车载数据采集系统种类很多，但都无法满足车辆的实际研发需求。主要问题是现有的车辆数据采集系统功能有限，可以采集的传感器信号是固定的，无法根据实际需求进行灵活调整。

现有的车辆数据采集存储系统大多采用外接的传感器或通信协议单独来采集车内的数据，没有合理利用车辆内部已有的传感器及相应的硬件电路。

中国专利CN2864823Y公开了一种车辆数据记录仪，采用了Flash Memory作为存储设备，但只能记录16M的数据，存储容量小，且该记录仪无法将记录到的数据高效的传输到上位机进行后期的分析处理。

目前在车辆研发过程中使用的数据采集存储系统，基本都是根据指定的系统而专门设计的，适用范围窄，灵活性差。

发明内容

针对上述数据采集存储系统中存在的问题，本发明提出了一种车辆数据实时采集和存储系统。

本系统具有独立的采集存储功能，通过数据采集单元采集车辆内部各传感器信号，并通过数据存储单元实时将数据存储于内部存储设备。数据采集完毕之后，系统通过U盘或SD卡将数据传输至上位机进行分析处理。为了兼容传统的数据采集存储方案，在采集数据的过程中，系统也可以通过USB总线，将数据实时发送到上位机进行分析显示。

本发明为解决现有技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：本发明的车辆数据实时采集和存储系统包括电源管理单元、单片机核心控制单元、实时时钟单元、数据采集单元、数据存储单元、数据传输单元、状态显示单元；数据采集单元通过CAN通信接口单元，接收车辆各控制子系统ECU采集到的数据，同时也可以通过模拟量信号采集通道、频率量信号采集通道和开关量信号采集通道，采集其他重要传感器的输出信号值，并将数据传输至单片机核心控制单元，单片机核心控制单元分析处理之后，将数据存储到数据存储单元。为了兼容传统的数据采集存储方案，单片机核心控制单元也可以通过USB总线，将数据直接发送到上位机进行分析显示。在车辆的研发过程中，为了满足研发需求可能会额外增加一些传感器，这些传感器信号的值控制系统的ECU一般不会采集，这种情况下系统中的各模拟量、频率量和开关量信号采集通道就可以发挥作用，满足车辆系统的研发需求。实时时钟单元通过实时时钟芯片准确记录数据采集开始的时间，方便数据传输过程中的文件管理和上位机的数据分析。

数据存储单元包括NAND FLASH单元和EEPROM单元。NAND Flash作为大容量存储设备，用于存储采集的数据和对应的文件信息。EEPROM用于存储NAND Flash的坏块信息和地址映射信息，分别用于NAND Flash的坏块管理和损耗均衡管理。数据传输单元包括SD卡单元和USB单元，并设置有SD卡接口和USB接口，用于将存储的数据快速、灵活、方便的传输至上位机。USB单元可以通过USB总线直接与上位机连接，当系统工作与在线分析模式时，将采集到的数据直接发送到上位机进行实时分析显示。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明采用CAN总线进行数据采集，并保留了模拟量信号采集通道、频率量信号采集通道和开关量信号采集通道，不但可以获取车辆各控制子系统ECU中采集到的数据，而且还可以采集其他重要传感器的输出信号值，从而动态满足车辆系统的研发需求。本发明同时支持数据在线分析显示和数据离线同步存储两种模式。采集的数据采用综合性能非常好的NAND FLASH来存储，可以满足恶劣的环境要求，能够实现大容量的数据存储，该系统也可以通过USB总线将采集的数据直接发送到上位机进行分析处理。传统的数据采集存储系统完成数据存储之后，一般通过串口或CAN总线将NAND FLASH中存储的数据发送到上位机进行分析，这种方案传输效率低且非常不方便。该系统通过便携式设备U盘或SD卡将存储的数据传输到上位机，提高了传输效率且操作过程非常简单、方便，很好的解决了传统的数据传输方案存在的问题。该系统可以脱离上位机独立完成数据的存储操作，数据采集存储的过程中不需要人工的干预，可以满足复杂的环境要求，对于车辆各控制系统的长期实车试验非常方便。

附图说明

图1是本发明的车辆数据实时采集和存储系统的结构框图；

图2是本发明的车辆数据实时采集和存储系统的工作流程图。

具体实施方式