一种车辆运行数据实时采集传输方法及系统与流程

本发明涉及高速数据信息采集与处理，尤其涉及一种车辆运行数据实时采集传输方法及系统。

背景技术：

1、随着科学技术的快速发展，数据采集系统已广泛应用于航天、军事、工业、医疗等各个领域，尤其在高精度产品的检测和监控项目中发挥着至关重要的作用。在实际工程应用中，要求采集系统具有高速率、高精度、实时处理、系统稳定性好和通道数量多等特点。

2、自动化和信息化是当今世界的发展趋势,伴随着自动化和信息化技术的不断进步,出现了机器人技术。

3、信息化建设对信息采集的要求，随着信息化程度的高企愈发严格。在信息采集过程中，往往又杂糅了大数据的采集与应用。

4、车辆信息采集是指用电器、电子、元器件和机械等仪器对汽车、装甲车、野战车等重要车辆进行监测。监测内容多种多样，常见的监测内容为车辆的运行情况和车辆的位置等，同时，一些车载信息采集装置需要对车辆行驶过的周围环境进行视频信息采集；而现有道理以及车周边的信息大多是通过摄像都头进行采集的，而现有车载摄像头中容易附着有灰尘而导致画面不清晰，而现有的大多是采用的刮板时的，但是刮板在刮的过程中，容易对正在摄像的摄像头造成不利影响。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中的不足提供一种车辆运行数据实时采集传输方法及系统，其通过互联网及大数据分析有效提高数据信息采集的效率。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、一种车辆运行数据实时采集传输系统，包含用于车辆运行数据实时采集的数据采集终端，以及与所述数据采集终端连接的数据传输模块；

4、所述数据采集终端包含传感器模块、前端处理模块、数据存储模块、选通开关控制模块、fpga核心控制模块、晶振模块、电源模块、外部命令输入模块、数据实时显示模块和电源模块；所述传感器模块的输出端连接前端处理模块的输入端，数据前采集前端处理模块、晶振模块和电源模块的输出端分别连接fpga核心控制模块的输入端，所述fpga核心控制模块的输出端分别连接数据存储模块、选通开关控制模块和数据实时显示模块的输入端，所述外部命令输入模块与fpga核心控制模块连接，所述电源与fpga核心控制模块连接，用于提供所需电能。

5、作为本发明一种车辆运行数据实时采集传输系统的进一步优选方案，所述传感器模块包含车速传感器、胎压检测单元、温度检测单元、振动传感器、定位单元，所述车速传感器、胎压检测单元、温度检测单元、振动传感器、定位单元分别与前端处理模块连接。

6、作为本发明一种车辆运行数据实时采集传输系统的进一步优选方案，所述前端处理模块包含依次连接的放大器电路、带通滤波器、芯片max4080、模拟数字转换器。

7、作为本发明一种车辆运行数据实时采集传输系统的进一步优选方案，所述放大器电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端。

8、作为本发明一种车辆运行数据实时采集传输系统的进一步优选方案，所述带通滤波器包括t型高通滤波器，以及与该t型高通滤波器串联的发夹线共振腔；所述t型高通滤波器包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第一电感，所述第一电容、第二电容、第三电容依次串联，所述第一电感的一端连接在第一电容和第二电容之间，所述第一电感的另一端接地；所述第四电容的一端连接在第二电容和第三电容之间，所述第四电容的另一端通过第二电感接地。

9、作为本发明一种车辆运行数据实时采集传输系统的进一步优选方案，所述选通开关控模块包含包含ttl电平转换单元、同轴开关切换单元和模拟信号切换单元，用于实现被测设备的输入信号选通和电源通断控制，使被测设备能安全快速地进入到监测状态。

10、作为本发明一种车辆运行数据实时采集传输系统的进一步优选方案，所述fpga核心控制模块包含ad采集控制单元、数据处理和ram读写模单元、端口控制单元、同步时钟控制单元、命令解帧单元、fifo数据缓存单元、flash数据存储控制单元、数据判读单元；所述数据采集电路的输出端连接ad采集控制单元的输入端，所述ad采集控制单元与数据处理和ram读写模单元连接，所述数据处理和ram读写模单元通过fifo数据缓存单元连接数据实时显示模块的输入端；所述数据处理和ram读写模单元通过端口控制单元分别连接ttl电平转换单元、同轴开关切换单元和模拟信号切换单元，所述外部命令输入模块通过命令解帧单元分别连接ad采集控制单元和端口控制单元，所述同步时钟控制单元分别与端口控制单元和fifo数据缓存单元连接，所述数据处理和ram读写模单元分别与flash数据存储控制单元、数据判读单元连接，所述数据判读单元还通过flash数据存储控制单元连接数据存储模块。

11、作为本发明一种车辆运行数据实时采集传输系统的进一步优选方案，所述电源模块包含24v电压输入端、二极管d1、二极管d2、二极管d3、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容e1、电容e2、电容e3、电容e4、电容e5、芯片u1、芯片u2、芯片u3、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电感l1、电感l2、12v电压输出端、+5v电压输出端、+3.3v电压输出端；其中，24v电压输入端连接二极管d1的正极、二极管d1的负极分别连接电容c3的一端、电容e1的正极、电阻r1的一端、芯片u1的引脚6，电阻r1的另一端分别连接芯片u1的引脚7、芯片u1的引脚8和芯片u1的引脚1，芯片u1的引脚2分别连接二极管d2的负极、电感l1的一端，电感l1的另一端分别连接电容e1的正极、电容c1的一端和12v电压输出端，电容c1的另一端分别连接电容e1的负极、二极管d2的正极、电容c4的一端、芯片u1的引脚4、电阻r5的一端、电容e3的负极和电容c3的另一端，电容c4的另一端连接芯片u1的引脚3，电阻r5的另一端分别连接芯片u1的引脚5和电阻r3的一端，电阻r3的另一端连接12v电压输出端，电容c3的另一端还分别连接电容c5的一端、电容e4的正极、电阻r2的一端、芯片u2的引脚6，电阻r2的另一端分别连接芯片u2的引脚7、芯片u2的引脚8和芯片u2的引脚1，芯片u2的引脚2分别连接二极管d3的负极、电感l2的一端，电感l2的另一端分别连接电容e2的正极、电容c2的一端、+5v电压输出端和芯片u3的引脚3，电容c2的另一端分别连接芯片u3的引脚1、电容e5的负极、电容c7的一端、电容e2的负极、二极管d3的正极、电容c6的一端、芯片u2的引脚4、电阻r6的一端、电容e4的负极和电容c5的另一端，电容c6的另一端连接芯片u2的引脚3，电阻r6的另一端分别连接芯片u2的引脚5和电阻r4的一端，电阻r4的另一端连接+5v电压输出端，电容c7的另一端分别连接电容e5的正极、芯片u3的引脚2、芯片u3的引脚4和+3.3v电压输出端

12、作为本发明一种车辆运行数据实时采集传输系统的进一步优选方案，所述数据传输模块包含天线ant1、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电阻r21、电阻r22、电感l11、电感l12、芯片u1、芯片u2、芯片u3，天线ant1分别连接电感l11的一端、电容c16的一端，电感l11的另一端接地，电容c16的另一端分别连接电感l12的一端和芯片u1的引脚2，电感l12的另一端接地，芯片u1的引脚3和芯片u1的引脚4分别连接电容c14的一端、电容c15的一端和vdd端，电容c14的另一端、电容c15的另一端分别接地，芯片u1的引脚1分别连接电容c13的一端、vdd端、芯片u1的引脚30和芯片u1的引脚29，电容c13的另一端接地，芯片u1的引脚31连接电阻r21的一端，电阻r21的另一端接地，芯片u1的引脚28分别连接电容c11的一端和芯片u2的引脚1，芯片u2的引脚2接地，电容c11的另一端接地，芯片u2的引脚4接地，芯片u2的引脚3分别连接电容c12的一端和芯片u1的引脚27，电容c12的另一端接地，芯片u1的引脚18连接芯片u3的引脚7，芯片u1的引脚19连接芯片u3的引脚3，芯片u1的引脚20连接芯片u3的引脚1，芯片u1的引脚21经过电阻r22连接芯片u3的引脚6，芯片u1的引脚22连接芯片u3的引脚2，芯片u1的引脚23连接芯片u3的引脚5，芯片u1的引脚17分别连接芯片u1的引脚11和vdd端。

13、一种基于车辆运行数据实时采集传输系统的控制方法，具体包含如下步骤；

14、步骤1，通过车速传感器、胎压检测单元、温度检测单元、振动传感器、定位单元实时采集车辆的运行参数；

15、步骤2，将传感器采集的车辆运行参数通过前端处理模块的放大、滤波处理，并经过模拟数字转换器将采集的车辆运行参数转换成模拟信号；

16、步骤3，通过fpga核心控制模块将处理后的车辆运行参数通过数据传输模块传输至监控中心，完成只能监控。

17、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

18、1、本发明一种车辆运行数据实时采集传输方法及系统，，包含用于车辆运行数据实时采集的数据采集终端，以及与所述数据采集终端连接的数据传输模块；实现了数据采集控制、数据缓存、数据处理、数据存储、数据传输和同步时钟控制等功能，具有精度高、速率快、可靠性好、实时性强、成本低等特点；

19、2、本发明以fpga作为主要处理器的16通道实时高速高精度的同步数据采集系统，在实际监测工程中的采样频率为200khz，运用fpga合理地控制和协调数据流在各个模块之间传输，进而实现系统所需求的实时、同步和高速采集等功能。