本发明专利技术公开了一种基于虚拟仪器的电动汽车数据采集与管理系统，其特征在于包括：车载数据采集系统和上位机数据管理系统；所述车载数据采集系统包括：无线传输模块，CAN协议控制模块，CAN总线驱动模块，高速光电耦合器，SD存储模块，GPS定位模块；通过CAN协议控制模块对车载CAN总线上的数据进行实时采集，并对采集的数据进行打包处理，然后通过无线传输模块发送到上位机数据管理系统的数字信号处理器；上位机数据管理系统为包括：数据收发模块，数据处理模块，行驶工况自动生成模块和行驶工况在线识别模块。该系统实现了汽车行驶工况的在线、实时识别，为电动汽车控制策略的实时调整提供了可靠依据，进而提高了燃油经济性、动力性和平顺性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于虚拟仪器的电动汽车数据采集与管理系统。
技术介绍
随着石油等非可再生资源的日益消耗以及人们环保意识的普遍提高，节能与环保已成为当今世界的两大主题。在此背景下应运而生的，具有低油耗、少排放、高效益优势的电动汽车，已然成为汽车工业研究和应用的“热点”之一。通过对电动汽车车载CAN网络内的行车数据进行分析处理，可有效掌握汽车运行状态，并为动力系统控制策略的优化提供依据。因此，对于电动汽车行车数据的采集与分析管理就显得尤为重要。而就目前已有的数采系统在数据的分析管理方面明显存在以下不足一、未能以所采数据为基础进行循环工况的自动生成；二、无法完成循环工况的在线识别。因此，需要采用基于虚拟仪器的电动汽车CAN网行车数据综合管理系统，全面实现行车数据的采集、传输、存储、显示，实现循环工况自动生成以及工况在线识别。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制基于虚拟仪器的电动汽车数据采集与管理系统。本专利技术采用的技术手段如下一种基于虚拟仪器的电动汽车数据采集与管理系统，其特征在于包括车载数据采集系统和上位机数据管理系统；所述车载数据采集系统包括用于完成车载数据采集系统与上位机数据管理系统之间的无线通信的无线传输模块；用于完成基于CAN协议的数据收发的CAN协议控制模块；用于完成CAN协议控制模块逻辑电平与车载CAN总线差分式电平的转换的CAN总线驱动模块；位于CAN协议控制模块和CAN总线驱动模块之间，用于消除噪声，提高电路抗干扰能力的高速光电耦合器；用于将数字信号处理器所采数据进行实时存储的SD存储模块；负责接收卫星定位数据的GPS定位模块；通过CAN协议控制模块对车载CAN总线上的数据进行实时采集，并对采集到的数据及GPS定位数据进行打包处理，然后通过无线传输模块将该数据包封装为IP包后发送到上位机数据管理系统的数字信号处理器；上位机数据管理系统为包括用于完成车载数据采集系统与上位机数据管理系统之间的无线通信的数据收发模块；用于完成所采数据的实时解析、实时显示、实时存储、实时曲线绘制与历史曲线绘制的数据处理模块；用于自动生成汽车行驶道路的工况的行驶工况自动生成模块；用于完成汽车行驶工况的实时在线识别的行驶工况在线识别模块。车载CAN总线上的数据帧通过CAN总线驱动模块完成车载CAN总线差分式电平到 CAN协议控制模块逻辑电平的转换，转换后的数据帧通过高速光电耦合器降噪后，进入CAN 协议控制模块，然后CAN协议控制模块控制其中的报文接收过滤器将接收到的数据帧中的 ID标识符与用户所设的ID标识符进行匹配，若匹配成功，则数据帧通过过滤器并被送入报文接收缓冲器；若匹配失败，则该数据帧被放弃接收。所述无线传输模块内置TCP/IP协议栈，当其接收到数字信号处理器输入的数据包后即将其封装成IP包，该IP包除包含前述数据包外，还包含车载数据采集系统的IP地址和端口号以及作为IP包接收终端的上位机数据管理系统所在的IP地址和服务端口号， IP包封装完成之后，无线传输模块即通过基于TCP/IP协议的GPRS网络及hternet网络向上位机数据管理系统所在的服务端口发出连接请求，若对方应答同意，则双方建立连接，此时，无线传输模块将IP包发送到相应的上位机数据管理系统中。上位机数据管理系统启动后，数据收发模块首先通过TCP侦听函数在用户指定的服务端口创建监听端，该指定服务端口与封装在前述IP包内的上位机数据管理系统服务端口相同，当车载数据采集系统向服务端口请求连接时，该监听端应答同意，于是建立车载数据采集系统与上位机数据管理系统的远程连接，并返回车载数据采集系统的IP地址，数据收发模块将该IP进行编号操作，作为车载数据采集系统的身份标识，之后，数据收发模块从TCP连接中读取数据，并解析出原始的数据包，包括CAN总线数据帧与卫星定位数据帧。接着，数据收发模块根据车载数据采集系统的编号对数据包进行赋予相同的编号后，便将该数据包送入数据处理模块。上位机数据管理系统启动后，若用户发出创建数据库指令，则数据处理模块将通过创建数据库函数在用户指定的路径下创建所需数据库。该创建数据库指令的触发，由用户是否点击上位机数据管理系统前面板的相应布尔按钮决定。数据库一旦创建，之后对数据库进行各种操作的路径将不会改变，直至下次用户触发创建数据库指令；数据处理模块接收到前述数据包后，首先以编号作为行号，将不同编号的数据包存入二维数组的不同位置中，之后，数据处理模块进行拆包操作，解析CAN总线数据帧与卫星定位数据帧；数据处理模块将CAN总线数据帧按照相应的CAN网协议进行数据解析，并将解析后的数据分别显示在上位机数据管理系统前面板的相应控件中，实现数据实时监测与故障实时报警，与此同时，数据处理模块通过数据库写入函数将解析后的CAN总线数据分别存入数据库中的相应位置；数据处理模块将前述卫星定位数据帧解析为具体的经度、纬度、数据记录时刻，并将其分别显示在上位机数据管理系统前面板的相应控件中，与此同时，数据处理模块通过数据库写入函数将解析后的卫星定位数据分别存入数据库中的相应位置。数据处理模块还以实时时间为横坐标，以用户选择的某一编号的解析后的某一数据为纵坐标，绘制数据实时曲线并将其显示在上位机数据管理系统前面板相应控件中；若用户发出绘制历史曲线指令，则数据处理模块将通过数据库读取函数，从数据库中获取用户选择的某一编号的某一数据，并以该数据为纵坐标，以用户选择的某一时间段为横坐标，绘制数据历史曲线，并将其显示在上位机数据管理系统前面板的相应控件中。行驶工况自动生成模块控制过程如下第一步提取N个运动学片段并计算每个运动学片段的能够充分表征运动学片段特征的M个特征参数，行驶工况自动生成模块逻辑认定车速为零、发动机转速不为零的行驶状态为怠速状态且相邻两个怠速状态之间的行驶过程为一个运动学片段，即车辆从一个怠速状态的开始到下一个怠速状态的开始、包括一个怠速部分和一个行驶部分的行驶过程为一个运动学片段；基于上述逻辑，行驶工况自动生成模块首先通过数据库读取函数，读取用户选择的某一编号的车速、发动机转速及相应的数据记录时刻，并通过对车速及发动机转速的考察，从大量数据中划分出N个运动学片段，其中第i个记为运动学片段Ni，i = 1，2…N，接着将每一个运动学片段对应的车速及数据记录时刻存入N个不同的数组；之后，行驶工况自动生成模块通过片段M的车速及数据记录时刻，计算出每个片段的M个特征参数，并将第i个片段Ni对应的M个特征参数存入特征参数数组ParamN的第i行，同时将行号I存入第i行的第M+1列作为第i个运动学片段的编号；第二步标准化采用各类数据标准化方法对第一步所述的特征参数数组ParamN的NXM列个特征参数进行标准化计算标准化完成之后，将各数据存入标准特征值数组^dParamN中；第三步主成分分析采用主成分分析方法对所选的M个特征参数进行降维处理，即用较少的几个综合参数来代替原来较多的参数，而且使这些较少的综合参数既能尽量多地反映原来较多参数所反映的信息，同时它们之间又是彼此独立的；主成分分析的计算步骤如下(6)计算标准特征值数组的相关系数矩阵R ；(7)计算相关系数矩阵R的特征值与特征向量，之后，将计算所得的特征值与对应的特征向量分别按照本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于虚拟仪器的电动汽车数据采集与管理系统，其特征在于包括：车载数据采集系统和上位机数据管理系统；所述车载数据采集系统包括：用于完成车载数据采集系统与上位机数据管理系统之间的无线通信的无线传输模块；用于完成基于ＣＡＮ协议的数据收发的ＣＡＮ协议控制模块；用于完成ＣＡＮ协议控制模块逻辑电平与车载ＣＡＮ总线差分式电平的转换的ＣＡＮ总线驱动模块；位于ＣＡＮ协议控制模块和ＣＡＮ总线驱动模块之间，用于消除噪声，提高电路抗干扰能力的高速光电耦合器；用于将数字信号处理器所采数据进行实时存储的ＳＤ存储模块；负责接收卫星定位数据的ＧＰＳ定位模块；通过ＣＡＮ协议控制模块对车载ＣＡＮ总线上的数据进行实时采集，并对采集到的数据及ＧＰＳ定位数据进行打包处理，然后通过无线传输模块将该数据包封装为ＩＰ包后发送到上位机数据管理系统的数字信号处理器；上位机数据管理系统为包括：用于完成车载数据采集系统与上位机数据管理系统之间的无线通信的数据收发模块；用于完成所采数据的实时解析、实时显示、实时存储、实时曲线绘制与历史曲线绘制的数据处理模块；用于自动生成汽车行驶道路的工况的行驶工况自动生成模块；用于完成汽车行驶工况的实时在线识别的行驶工况在线识别模块。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：连静，周雅夫，李琳辉，迟春华，欧士琪，胡峰，吕天赠，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91
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