远程车辆管理系统
技术领域
本实用新型涉及智能远程监控领域，尤其涉及一种远程车辆管理系统。
背景技术
随着车联网、无人驾驶以及智慧交通的快速发展，用户在车辆行进中及远离车辆时对车辆状态的实时查询(如胎压、胎温、载荷、停放位置等)、车辆实时控制的需求日益迫切，同时加强对车辆自身状况的监控在很大程度上也可以减少交通事故，这些都对车辆管理系统提出了更高的要求。
车辆的行进或静止情况下，在对车辆进行监控的众多指标中，胎温胎压及载荷状态是三项至关重要的指标，可为车辆的交通安全、超载监控、到场装卸货载荷、行驶过程中货物安全等提供参考，尤其是如能对车辆载荷状态监控到位，可避免在物流过程中易发生的错装卸、漏装卸的情况，提高物流精细化管理的效率。
目前市场上缺乏一种兼顾上述多种考虑的智能车辆管理系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种远程车辆管理系统，该系统为车辆用户(单辆车或者车队)提供动态和/或静态的智能化管理。特别是，本实用新型开创性地提出了基于车辆运行时的车轮数据(如胎压、胎温和车辆载荷)实现的兼具交通安全、超载超限、物流监控等多方面功能的车辆管理方案。
具体而言，本实用新型为此提出以下技术方案：
一种远程车辆管理系统，其包括在管理侧的远程服务器以及在车辆侧的数据采集部和车载控制部，其特征在于：所述远程服务器为云端服务器；所述数据采集部配设于车辆的各个车轮，用以采集车轮在相应运行工况下的数据信息；所述车载控制部包括中继器和车载显示终端，所述中继器与所述数据采集部通信连接并且用于处理和传输来自所述数据采集部的车轮数据，所述车载显示终端用于接收和显示来自所述中继器的车轮数据；其中，所述云端服务器与所述车载控制部通信连接，并且依据由所述车载控制部上传的车轮数据和车辆位置信息对车辆进行动态和/或静态的监控管理，所述云端服务器包含多个平行设置的管理模块：实时状态管理模块、告警信息管理模块、告警设置模块、历史数据查询模块、设备管理模块、系统管理模块。
所述实时状态管理模块可以包括GIS地图实时位置信息、车辆实时温度/胎压/载荷数据、告警状态显示等信息。
所述告警信息管理模块可以包含告警显示、告警查询、设备故障显示、设备故障查询。
所述告警设置模块可以包含胎压上下限设置、胎温上下限设置、载荷上下限设置。
所述历史数据查询模块可以包含胎压历史数据查询、胎温历史数据查询、载荷历史数据查询。
所述设备管理模块可以包含添加设备、删除设备、添加车辆、删除车辆管理。
所述系统管理模块可以包含账号管理、权限管理、密码管理等功能。
适宜的是，所述车轮为具有轮毂和轮胎的机动车车轮，所述车轮数据包括胎压、胎温和车辆载荷，在车轮轮毂上安装固定有用于检测胎压、胎温和车辆载荷的传感器。
按照一种实施方式，所述数据采集部配有RF发射组件，所述中继器配有RF接收组件，借此在数据采集部与中继器之间建立RF无线通信连接，用以传输车轮数据。
按照一种实施方式，所述中继器配有Zigbee装置，经处理的车轮数据由中继器通过Zigbee无线通信被发送至所述车载显示终端；所述中继器还配有GPS定位器和移动通信模块，经处理的车轮数据连同实时的车辆位置信息由中继器通过移动通信网络被上传至所述云端服务器。
按照一种优选实施方式，所述数据采集部包含AD采集电路、运算放大电路、RF无线电路、MCU处理单元、应变片传感器、温度传感器、压力传感器、角度传感器。
按照一种优选实施方式，所述中继器包含zigbee通讯单元、GPS定位单元、RF无线接收单元、嵌入式linux控制单元、4G通讯单元、卫星DTU模块。
按照一种优选实施方式，该远程车辆管理系统具有用于附加接入智能终端设备(例如手机)的接口，该智能终端设备能够与所述云端服务器和/或车载控制部通信连接并且能够通过专门App参与对车辆的监控管理。
本实用新型提供了一套基于物联网系统、智能传感器系统的远程车辆管理系统方案。特别是，本实用新型开创性地提出基于车辆运行时的车轮数据(如胎压、胎温和车辆载荷)实现的兼具交通安全、超载超限、物流监控等多方面功能的车辆管理方案，至少可实现以下有益技术效果：
(1)可以在静态及动态情况下对车辆载荷实施精准测量，尤其是在商用运输业中对于货车(车队)精细化管理系统提供基础数据。针对于货车的位置监控、超载监控、到场装卸货载荷监控、行驶过程中丢货监控等，提供参考数据。由此，可以有效地解决在物流过程中出现的调度和操作问题，避免错装卸、漏装卸等情况的发生，提高物流精细化管理效率。
(2)提高车辆的行车安全性。实时掌握各个车轮的载荷、胎温、胎压，发现异常情况时及时报警，及早解决安全隐患，提高行车安全。避免因超载、胎温、胎压过高引起的安全事故。
(3)另外，值得一提的是，本实用新型采用技术较为成熟的RF无线通信及Zigbee无线通信实施数据的两级无线传输，保障了数据传输的安全可靠性。
附图说明
图1为本申请远程车辆管理系统的结构及组成示意图。
图2示例性地表示在本申请远程车辆管理系统中数据采集和传输的工作流程图。
图3示出在本申请远程车辆管理系统中适用的采集电路图。
图4示例性地表示车载控制部/中继器和车载显示终端的结构及组成示意图。
图5示例性地表示云端服务器的管理功能模块配置构架示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅涉及本申请的一部分实施形式，而非全部的实施形式。基于本申请公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变换措辞，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、产品或设备并不局限于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有具体列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。本领域技术人员应理解的是，在本申请说明书和权利要求书的描述当中，某些术语所指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系而言的，其仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而非表示或暗示所指的装置、机构、结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施形式中。在说明书中的各个位置出现该措辞并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
图1示出了本申请远程车辆管理系统的结构及组成示意图。如图所示，该远程车辆管理系统包括在管理侧的远程服务器C以及在车辆侧的数据采集部A和车载控制部B。按照本实用新型，所述远程服务器为云端服务器；所述数据采集部配设于车辆的各个车轮，用以采集车轮在相应运行工况下的数据信息；所述车载控制部包括中继器和车载显示终端，所述中继器与所述数据采集部通信连接并且用于处理和传输来自所述数据采集部的车轮数据，所述车载显示终端用于接收和显示来自所述中继器的车轮数据；所述云端服务器与所述车载控制部通信连接，并且依据由所述车载控制部上传的车轮数据和车辆位置信息对车辆进行动态和/或静态的监控管理，所述云端服务器包含多个平行设置的管理模块：实时状态管理模块、告警信息管理模块、告警设置模块、历史数据查询模块、设备管理模块、系统管理模块。
适宜的是，所述车轮为具有轮毂和轮胎的机动车车轮，所述车轮数据包括胎压、胎温和车辆载荷，在车轮轮毂上安装固定有用于检测胎压、胎温和车辆载荷的传感器。
按照一种实施方式，所述数据采集部配有RF发射组件，所述中继器配有RF接收组件，借此在数据采集部与中继器之间建立RF无线通信连接，用以传输车轮数据。
按照一种实施方式，所述中继器配有Zigbee装置，经处理的车轮数据由中继器通过Zigbee无线通信被发送至所述车载显示终端；所述中继器还配有GPS定位器和移动通信模块，经处理的车轮数据连同实时的车辆位置信息由中继器通过移动通信网络被上传至所述云端服务器。所述移动通信模块可以是基于2G、3G、4G或者5G等商用通信协议。
据此，按照本实用新型，位于车轮轮毂处的采集器/传感器可以采集轮毂形变数据、温度数据、胎压数据并通过RF无线通信将数据上传至中继器。中继器对采集上来的形变数据经过算法计算转换成载荷值，并通过4G方式将载荷值、温度、胎压上传至云端平台服务器，以及通过zigbee无线通信将数据发送至车载显示终端(例如在车载液晶屏上显示)。云端平台具备实时状态显示、告警信息提示、告警设置、历史数据查询、设备管理等功能。用户必要时可通过中心平台对车轮毂的实时数据进行管理以及告警。
图2示例性地表示在本申请远程车辆管理系统中数据采集和传输的工作流程图，如图所示，该流程包括：
S1:温度传感器，负责温度数据采集；
S2:应变片传感器，用于采集车轮毂形变，检测轮毂的静动态载荷数据；
S3:气压传感器，用于车轮胎胎压监测；
S4:轮毂采集器，用于收集温度、气压、应变片传感器数据，并通过RF无线通信方式发送至车载中继器；
S5:车载中继器，用于接收轮毂采集器上传的温度、气压、应变片传感器数据，并负责实现从应变片传感器数据到载荷数据的转换，并通过4G方式将数据传输至云平台软件，此外该中继器还带有GPS定位功能，可以对车辆进行实时定位；
S6:云平台软件，负责对所有车辆的位置、轮胎气压、轮胎温度、车辆载荷进行数据管理。
图3示出了在本申请远程车辆管理系统中适用的采集电路图。据此，数据采集部包含AD采集电路，运算放大电路，RF无线通讯电路，MCU处理器单元；传感器部分包含应变片传感器，温度传感器，压力传感器与角度传感器。
在此，MCU主控芯片采用“NXP”的FXTH87芯片作为控制核心。通过合理选择低功耗运放芯片、电压基准生成器芯片、模拟开关芯片、采样处理芯片，系统以最低的电能消耗采集应变值。其中：
1)低功耗运放芯片选型为ADI公司的AD8553或具有以下同等参数性能的芯片：
·低失调电压：20μV(最大值)
·低输入失调漂移：0.1μV/℃
·高CMRR：140dB(典型值，G＝100)
·非线性度：0.001％(典型值，G＝100)
·宽增益范围：0.1至10,000
·单电源供电：+1.8V至+5.5V
·轨到轨输出
电路中的反馈电阻为应变的输出值进行放大处理，其放大倍数为2*反馈电阻2/反馈电阻1。本实施例中，参数选择为：
反馈电阻2＝392k
反馈电阻1＝3.92k
2)电压基准芯片采用ADI公司的ADR127BUJZ-REEL7或具有以下同等参数性能的芯片：
·电压基准类型:Series-Fixed
·参考电压:1.25V
·初始精度:0.12％
·温度系数:±3ppm/℃
·工作温度最:-40℃～125℃
·汽车质量标准
3)模拟开关芯片选用TI公司的TPS78230QDRVRQ1。
4)采样处理芯片选用NXP公司的FXTH8715116T1。由于该芯片具有加速度计量功能，故而能够获取z轴或(x，z)轴方向的加速度值，用以补偿车轮在不同转速下的应变偏差。
5)应变片电阻选用1000欧姆阻值的全桥路电路。
基于该电路的设计，嵌入式的软件控制采取分时唤醒采集数据的方式工作。在没有接收到同步信号时，每分钟唤醒0.005s处于睡眠模式。唤醒后以每5分钟上报一次的频率进行数据上报。每次上报数据接收一次应答，当连续3次没有接收到应答时，重新进入睡眠模式。
图4示例性地表示车载控制部/中继器和车载显示终端的结构及组成示意图。如图所示，车载控制部至少可包含zigbee通讯单元、GPS定位单元、车载显示终端、嵌入式linux单元、RF无线通讯单元、4G通讯单元，卫星DTU单元。
图5示例性地表示云端服务器的管理功能模块配置构架示意图。据此，关于管理模块管理功能模块的配置方式，所述实时状态管理模块可以包括GIS地图实时位置信息、车辆实时温度/胎压/载荷数据、告警状态显示等信息；所述告警信息管理模块可以包含告警显示、告警查询、设备故障显示、设备故障查询；所述告警设置模块可以包含胎压上下限设置、胎温上下限设置、载荷上下限设置；所述历史数据查询模块可以包含胎压历史数据查询、胎温历史数据查询、载荷历史数据查询；所述设备管理模块可以包含添加设备、删除设备、添加车辆、删除车辆管理；所述系统管理模块可以包含账号管理、权限管理、密码管理等功能。
按照本实用新型的一种优选实施方式，该远程车辆管理系统具有用于附加接入智能终端设备(例如手机)的接口，该智能终端设备能够与所述云端服务器和/或车载控制部通信连接并且能够通过专门App参与对车辆的监控管理。据此能够为用户提供极佳的使用体验。
以上关于实施例的说明只是用于帮助理解本申请的核心思想。当然，对于本领域普通技术人员来说，依据本申请的思想，可以对所描述的具体实施例做出各种修改或补充或者采用类似的方式替代，而并不偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
