北京理工大学崔涛获国家专利权
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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种车载实时振动加速度和总线数据采集存储系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118764335B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410902801.0,技术领域涉及:H04L12/40;该发明授权一种车载实时振动加速度和总线数据采集存储系统及方法是由崔涛;霍思敏设计研发完成,并于2024-07-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种车载实时振动加速度和总线数据采集存储系统及方法在说明书摘要公布了:本申请公开了一种车载实时振动加速度和总线数据采集存储系统及方法,涉及车辆数据采集存储领域,该系统包括采集单元、数据处理单元及存储单元;采集单元采集车体不同位置的振动电压信号;数据处理单元以CH32V307微控制器为核心,将振动电压信号转换为振动加速度数值,采用双路CAN通道形式与整车总线通信,接收整车各节点发送的总线数据,根据总线数据确定整车行驶日志数据,并存储至CH32V307微控制器的内存;存储单元将CH32V307微控制器的内存中的振动加速度数值及整车行驶日志数据写入ZDSD64GLGEAG芯片。本申请降低了车体数据采集存储设备的体积和成本,并能够实现多通道实时高速的振动数据采集。
本发明授权一种车载实时振动加速度和总线数据采集存储系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种车载实时振动加速度和总线数据采集存储系统,其特征在于,所述车载实时振动加速度和总线数据采集存储系统包括:采集单元、数据处理单元及存储单元;所述数据处理单元分别与所述采集单元及所述存储单元连接; 所述采集单元用于采集车体不同位置的振动电压信号;所述采集单元包括恒流供电电路、隔直电容、运放调理电路及多个振动传感器;多个振动传感器安装在车体的不同位置;所述恒流供电电路及所述隔直电容均与各振动传感器连接;所述运放调理电路与所述隔直电容连接;所述恒流供电电路用于为各振动传感器提供恒流电流;所述隔直电容用于耦合交流信号,同时充当高通滤波器,滤除低频噪声;所述运放调理电路用于调整电压信号的电压范围,以得到车体不同位置的振动电压信号;所述运放调理电路采用两片OP07C芯片对所述电压信号进行两级运放调理;其中,第一级运放芯片采用12V电源供电,以满足IEPE偏置电压8V要求,用于调节振动传感器12信号的精度;第二级运放芯片将第一级运放芯片输出的5V~11V电压缩小4倍调整至1.25V~2.75V内,以适应模数转换模块的采样端口电压要求;所述采集单元还包括姿态传感器;所述姿态传感器安装在车体的中心位置,所述姿态传感器用于测量整车的姿态数据;所述数据处理单元还用于存储整车的姿态数据; 所述数据处理单元以CH32V307微控制器为核心,将所述振动电压信号转换为振动加速度数值,采用双路CAN通道形式与整车总线通信,接收整车各节点发送的总线数据,根据所述总线数据确定整车行驶日志数据,并将所述振动加速度数值及所述整车行驶日志数据存储至所述CH32V307微控制器的内存;所述CH32V307微控制器采用双队列方式对所述振动加速度数值进行采样和存储,采用单队列方式对所述总线数据进行采样和存储; 振动加速度数值每隔1ms通过直接内存访问读取一次转换结果,并触发下一次模数转换,其采样频率为1KHz,若振动持续时间在60s范围内,则振动全过程产生2.52MB数据,开辟两块4490的缓冲区交替存储处理数据,对每个采样通道设置一个特性曲线,曲线查表得到AD计数值对应的振动加速度数值; 双队列采用A和B两个队列进行存储,当队列A进行写入操作时,队列B进行采集操作,队列A和队列B进行振动加速度数值的采集与存储工作都为4490大小,4490表示90ms的振动加速度数值;在定时中断中,振动加速度数值先存入队列A中,经过90ms,队列A存满执行写入操作,在队列A进行写入操作的过程中,采集到的振动加速度数值将存入队列B中,队列A写入操作完成后,队列A内数据清零,等待队列B存满数据,队列B存满数据执行写操作,此时采集到的振动加速度数值存入队列A中,依次交替; 整车CAN通信电路采用双通道形式用于数据备份,分为第一总线和第二总线,所述CH32V307微控制器具有两个CAN通道:第一CAN通道和第二CAN通道,通过CA-IS3052G芯片与整车总线通信,同时进行数据采集,两个CAN通道互为备份,根据心跳帧判断总线状态,若第一总线故障则切换到第二总线,一个CAN通道还与姿态传感器相连;总线数据的存储采用中断采集、任务筛选的方式,整车总线上所有节点发送的数据通过CAN中断采集存储到缓冲区数组中,在任务执行时,将缓冲区数据中的数据进行筛选,选择出500ms中不重复的总线数据并将数据一次性写入SD卡; 所述CH32V307微控制器还用于根据一次振动冲击任务中的振动加速度数值,确定振动加速度最大值、振动持续时间、振动能量大小;根据一次行驶任务中的总线数据确定最高车速、行驶里程及记录日期;所述存储单元用于按照FAT文件格式,以SDIO通信协议,将所述CH32V307微控制器的内存中的振动加速度数值及整车行驶日志数据以TXT文件格式写入ZDSD64GLGEAG芯片; 所述CH32V307微控制器中部署有软件,软件设计采用多任务多线程模式,共分为5个任务:所述数据处理单元涉及第一个任务、第二个任务和第四个任务;所述存储单元涉及第三个任务和第五个任务;第一个任务负责处理判断,判读记录振动加速度数值或整车CAN总线数据;当第一个任务判定为记录振动加速度数值时,第二个任务和第三个任务才会执行;第二个任务负责将所述CH32V307微控制器采集到的振动电压值转换为对应的振动加速度数值;第三个任务负责将振动加速度数值写入SD卡中;当第一个任务判定为记录总线数据时,第四个任务和第五个任务才会执行;第四个任务负责对所述CH32V307微控制器采集到的总线数据进行筛选;第五个任务负责将所需的总线数据写入SD卡中。
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