基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法与流程

1.本发明属于电数字数据处理技术领域，具体涉及一种基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法。


背景技术：

2.目前，为了满足节能减排的要求，几乎所有车辆都安装了电控系统，电控系统可以监控车辆运行的绝大部分参数。电控系统具有故障诊断功能，故障发生时以故障代码的形式存储到嵌入式电控系统中，必须通过专用诊断议才可以读出该数据，该数据将用于故障分析。但是，在进行车辆故障检修时，通过故障代码很难实现故障的精确定位，必须借助更多的故障相关的运行数据进行故障定位分析，如何获取更多的故障相关数据已经成为当前车辆故障溯源的关键。
3.汽车电控系统使用的芯片存储空间普遍较小，片上内存的容量一般都小于200k，虽然芯片的内置flash具有2000k以上的存储空间，但是受制于读写速度，一般仅在系统下电时进行一次数据读写操作，对于大量高速数据无法实时读写，导致大量的实时数据没有办法进行数据存储。
4.因此，需要一种能够解决车辆电控系统存储量小、存储数据传输速率低问题的车辆故障溯源方法。
5.现有专利中，cn115456208a公开了一种车辆故障责任追溯方法、装置、存储介质及电子设备，通过完善修竣车的车辆档案信息督促管理行为更加规范，达到作业安全、严谨、高效的目的，保障货车运营安全，实现修竣车运营过程中故障责任追溯制度，提升了信息化管理效率。该专利主要是针对铁路以及列车，并且采用的追溯方式主要为获取目标修竣车的当前车辆图像，完全不适用于在汽车电控系统中使用。


技术实现要素：

6.根据以上现有技术中的不足，本发明提供了一种解决了车辆电控系统存储量小、存储数据传输速率低的问题的基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法。
7.为达到以上目的，本发明提供了基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，包括以下步骤：s1、在车辆电控系统中融入高速大容量的嵌入式存储芯片作为额外存储芯片，车辆电控系统的微处理器与嵌入式存储芯片通过emmc协议进行数据的传输；s2、车辆上电后，车辆电控系统进入初始化阶段，初始化过程中，车辆电控系统的微处理器与嵌入式存储芯片进行握手通讯，嵌入式存储芯片上报当前的剩余空间；s3、初始化完成后，车辆电控系统将在运行过程中产生的车辆故障相关的多维数据，通过emmc协议传输至嵌入式存储芯片中，嵌入式存储芯片包含多个不同的存储空间，车辆故障相关的多维数据包含多种不同类型的数据，分别储存在嵌入式存储芯片不同的存储空间中；
s4、当嵌入式存储芯片的存储空间即将存满时，将最新的数据覆盖最先存入存储空间的数据，以此类推，始终保持一定时间内的数据位于存储空间中；s5、当需要进行溯源时，将上位机平台与车辆电控系统通过usb接口进行数据传递，将数据的文件格式转化成易读格式的文件，通过上位机平台对嵌入式存储芯片的数据进行读取和擦除操作，从而实现故障数据的溯源。
8.所述的s3中，通过emmc协议进行数据通讯传输时，数据宽度选用8位的传输标准。
9.所述的s3中，数据类型分为三种，嵌入式存储芯片对应的包含三个不同的存储空间，分别为存储空间a、存储空间b和存储空间c，第一种数据存储在存储空间a中，第二种数据存储在存储空间b中，第三种数据存储在存储空间c中。
10.所述的s3中，第一种数据为车辆电控系统运行的实时数据，第二种数据为历史累计数据，第三种数据为车辆电控系统自诊断结果数据，三个存储空间的大小关系为：存储空间a》存储空间b》存储空间c。
11.所述的s3中，车辆电控系统运行的实时数据包括车辆电控系统运行的输入参数、中间计算参数和关键输出参数，存储时的存储频率不小于100hz，每秒产生的数据量不少于10k；存储空间a划分为多个大小为512k的数据块，每个数据块划分为512个存储单元，每个存储单元大小为1k。
12.由于第一种数据的数据量较大，在进行数据存储时，对存储空间a进行划分，每个区域空间为512k，划分成多个大小相等的数据块。
13.所述的s3中，历史累计数据为车辆电控系统关键参数的历史运行数据，包括车速、转速、油门开度、冷却液温度和机油压力温度，存储时的存储频率为1hz-10hz，每秒产生的数据量不大于1k；存储空间b划分为多个大小为32k的数据块，每个数据块划分为32个存储单元，每个存储单元大小为1k。
14.由于第二种数据的数据量偏少，在进行数据存储时，对存储空间b按照每个区域空间32k进行划分。
15.所述的s3中，车辆电控系统自诊断结果数据在存储时，依托车辆电控系统自身的故障诊断功能，以故障码的形式进行数据存储，存储频率与车辆电控系统的诊断频率保持一致，每当出现新的诊断结果时，就进行一次数据存储，每次存储数据量小于0.5k；存储空间c划分为多个大小为1k的数据块，每个数据块划分为4个存储单元，每个存储单元大小为250字节。
16.第三种数据的数据量最少，对存储空间c按照每个区域空间1k进行划分，划分成多个大小相等的数据块。
17.所述的s4中，存储空间a、存储空间b和存储空间c的每个数据块都有编号，当编号为1的数据块存满时，会自动跳入到编号为2数据块进行数据存储，以此类推，从而实现从1到最后一个数据块的数据存储，当数据块编号为最后一个时，最新的数据首先把编号为1的数据块内容进行替换。
18.所述的s5中，上位机平台与车辆电控系统通过高速usb通讯进行数据传递，当车辆电控系统与上位机平台建立连接时，嵌入式存储芯片中的数据以文件的形式呈现出来，此
时的文件格式以txt格式呈现，文件名表示了该文件的存储时间，通过转码，将txt文件转化为excel或csv格式文件来呈现嵌入式存储芯片的存储内容，上位机软件可以根据需要选择数据并进行操作，实现故障数据的溯源。
19.本发明所具有的有益效果是：本发明主要用于解决车辆故障数据的溯源问题，通过把嵌入式存储芯片与车辆电控系统有机融合起来，实现三种类型数据的实时存储，基于高速usb通讯与上位机建立连接，从而实现数据读取和擦除，达到故障数据溯源的目的，解决了车辆电控系统存储量小、存储数据传输速率低的问题，为车辆故障原因分析，产品可靠性提升提供了技术基础。
附图说明
20.图1是本发明的原理示意图；图2是本发明嵌入式存储芯片的存储空间示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：本实施例中选择一款满足国六排放的重型车，该车辆具有完善的电控系统。
22.基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，包括以下步骤：s1、在车辆电控系统中融入高速大容量的嵌入式存储芯片作为额外存储芯片，车辆电控系统的微处理器与嵌入式存储芯片通过emmc协议进行数据的传输；s2、车辆上电后，车辆电控系统进入初始化阶段，初始化过程中，车辆电控系统的微处理器与嵌入式存储芯片通过spi进行握手通讯，嵌入式存储芯片上报当前的剩余空间；s3、初始化完成后，车辆电控系统将在运行过程中产生的车辆故障相关的多维数据，通过emmc协议传输至嵌入式存储芯片中，数据宽度选用8位的传输标准，嵌入式存储芯片包含3个不同的存储空间，分别为存储空间a、存储空间b和存储空间c，车辆故障相关的多维数据包含3种不同类型的数据，第一种数据存储在存储空间a中，第二种数据存储在存储空间b中，第三种数据存储在存储空间c中；s4、当嵌入式存储芯片的存储空间即将存满时，将最新的数据覆盖最先存入存储空间的数据，以此类推，始终保持一定时间内的数据位于存储空间中；s5、当需要进行溯源时，将上位机平台与车辆电控系统通过usb接口进行数据传递，将数据的文件格式转化成易读格式的文件，通过上位机平台对嵌入式存储芯片的数据进行读取和擦除操作，从而实现故障数据的溯源。
23.s3中，第一种数据为车辆电控系统运行的实时数据，第二种数据为历史累计数据，第三种数据为车辆电控系统自诊断结果数据，三个存储空间的大小关系为：存储空间a》存储空间b》存储空间c。第一种数据包含的内容如表1所示。
24.表1 满足国六排放的重型车的车辆电控系统运行的实时数据
25.s3中，车辆电控系统运行的实时数据包括车辆电控系统运行的输入参数、中间计算参数和关键输出参数，存储时的存储频率不小于100hz，每秒产生的数据量不少于10k；存储空间a的大小为1000m，包含2000个大小为512k的数据块，每个数据块均有512个大小为1k的数据单元组成。
26.每个数据单元划分为1k，每次实现1k数据的存储，每次存储单元编号自动加1，当单元编号等于512时，数据块编号自动加1，从而实现数据的连续存储。
27.s3中，历史累计数据为车辆电控系统关键参数的历史运行数据，包括车速、转速、油门开度、冷却液温度和机油压力温度，存储时的存储频率为1hz-10hz，每秒产生的数据量不大于1k；存储空间b的大小为32m，包含1000个大小为32k的数据块，每个数据块均有32个大小为1k的数据单元组成。
28.每个数据单元划分为1k，每次实现1k数据的存储，每次存储单元编号自动加1，当单元编号等于32时，数据块编号自动累加。
29.s3中，车辆电控系统自诊断结果数据在存储时，依托车辆电控系统自身的故障诊断功能，以故障码的形式进行数据存储，存储频率与车辆电控系统的诊断频率保持一致，每当出现新的诊断结果时，就进行一次数据存储，每次存储数据量小于0.5k；存储空间c的大小为100k，包含100个大小为1k的数据块，每个数据块均有4个大小为250字节的数据单元组成。
30.每个数据单元划分为250字节，每次实现250字节数据的存储，每次存储单元编号自动加1，当单元编号等于4时，数据块编号自动累加。
31.s4中，存储空间a、存储空间b和存储空间c的每个数据块都有编号，当编号为1的数据块存满时，会自动跳入到编号为2数据块进行数据存储，以此类推，从而实现从1到最后一个数据块的数据存储，当数据块编号为最后一个时，最新的数据首先把编号为1的数据块内容进行替换。
32.图2为嵌入式存储芯片的存储空间示意图，其中x、y、z分别为存储空间a、存储空间
b和存储空间c的末位数据块编号，对应本实施例即x=2000，y=1000，z=100。
33.s5中，系统运行一段时间后，上位机平台与车辆电控系统通过高速usb通讯进行数据传递，当车辆电控系统与上位机平台建立连接时，嵌入式存储芯片中的数据以文件的形式呈现出来，此时的文件格式以txt格式呈现，文件名表示了该文件的存储时间（即为根据数据文件的命名获取该数据的存储时间），通过转码，将txt文件转化为excel或csv格式文件，形成数据和曲线来呈现嵌入式存储芯片的存储内容，上位机软件可以根据需要选择数据并进行操作，实现故障数据的溯源。

技术特征：
1.基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，其特征在于包括以下步骤：s1、在车辆电控系统中融入高速大容量的嵌入式存储芯片作为额外存储芯片，车辆电控系统的微处理器与嵌入式存储芯片通过emmc协议进行数据的传输；s2、车辆上电后，车辆电控系统进入初始化阶段，初始化过程中，车辆电控系统的微处理器与嵌入式存储芯片进行握手通讯，嵌入式存储芯片上报当前的剩余空间；s3、初始化完成后，车辆电控系统将在运行过程中产生的车辆故障相关的多维数据，通过emmc协议传输至嵌入式存储芯片中，嵌入式存储芯片包含多个不同的存储空间，车辆故障相关的多维数据包含多种不同类型的数据，分别储存在嵌入式存储芯片不同的存储空间中；s4、当嵌入式存储芯片的存储空间即将存满时，将最新的数据覆盖最先存入存储空间的数据，以此类推，始终保持一定时间内的数据位于存储空间中；s5、当需要进行溯源时，将上位机平台与车辆电控系统通过usb接口进行数据传递，将数据的文件格式转化成易读格式的文件，通过上位机平台对嵌入式存储芯片的数据进行读取和擦除操作，从而实现故障数据的溯源。2.根据权利要求1所述的基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，其特征在于：所述的s3中，通过emmc协议进行数据通讯传输时，数据宽度选用8位的传输标准。3.根据权利要求1所述的基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，其特征在于：所述的s3中，数据类型分为三种，嵌入式存储芯片对应的包含三个不同的存储空间，分别为存储空间a、存储空间b和存储空间c，第一种数据存储在存储空间a中，第二种数据存储在存储空间b中，第三种数据存储在存储空间c中。4.根据权利要求3所述的基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，其特征在于：所述的s3中，第一种数据为车辆电控系统运行的实时数据，第二种数据为历史累计数据，第三种数据为车辆电控系统自诊断结果数据，三个存储空间的大小关系为：存储空间a>存储空间b>存储空间c。5.根据权利要求4所述的基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，其特征在于：所述的s3中，车辆电控系统运行的实时数据包括车辆电控系统运行的输入参数、中间计算参数和关键输出参数，存储时的存储频率不小于100hz，每秒产生的数据量不少于10k；存储空间a划分为多个大小为512k的数据块，每个数据块划分为512个存储单元，每个存储单元大小为1k。6.根据权利要求4所述的基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，其特征在于：所述的s3中，历史累计数据为车辆电控系统关键参数的历史运行数据，包括车速、转速、油门开度、冷却液温度和机油压力温度，存储时的存储频率为1hz-10hz，每秒产生的数据量不大于1k；存储空间b划分为多个大小为32k的数据块，每个数据块划分为32个存储单元，每个存储单元大小为1k。7.根据权利要求4所述的基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，其特征在于：所述的s3中，车辆电控系统自诊断结果数据在存储时，依托车辆电控系统自身的
故障诊断功能，以故障码的形式进行数据存储，存储频率与车辆电控系统的诊断频率保持一致，每当出现新的诊断结果时，就进行一次数据存储，每次存储数据量小于0.5k；存储空间c划分为多个大小为1k的数据块，每个数据块划分为4个存储单元，每个存储单元大小为250字节。8.根据权利要求4-7任一项所述的基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，其特征在于：所述的s4中，存储空间a、存储空间b和存储空间c的每个数据块都有编号，当编号为1的数据块存满时，会自动跳入到编号为2数据块进行数据存储，以此类推，从而实现从1到最后一个数据块的数据存储，当数据块编号为最后一个时，最新的数据首先把编号为1的数据块内容进行替换。9.根据权利要求1所述的基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，其特征在于：所述的s5中，上位机平台与车辆电控系统通过高速usb通讯进行数据传递，当车辆电控系统与上位机平台建立连接时，嵌入式存储芯片中的数据以文件的形式呈现出来，此时的文件格式以txt格式呈现，文件名表示了该文件的存储时间，通过转码，将txt文件转化为excel或csv格式文件来呈现嵌入式存储芯片的存储内容，上位机软件可以根据需要选择数据并进行操作，实现故障数据的溯源。

技术总结
本发明属于电数字数据处理技术领域，具体涉及一种基于嵌入式高速数据通讯技术的车辆故障数据溯源方法，包括以下步骤：在车辆电控系统中融入高速大容量的嵌入式存储芯片作为额外存储芯片，两者通过eMMC协议进行数据的传输；在运行过程中产生的车辆故障相关的多维数据，传输至嵌入式存储芯片中，当嵌入式存储芯片的存储空间即将存满时，将最新的数据覆盖最先存入存储空间的数据；当需要进行溯源时，将上位机平台与车辆电控系统通过USB接口连接，通过上位机平台对嵌入式存储芯片的数据进行读取和擦除操作，从而实现故障数据的溯源。本发明解决了车辆电控系统存储量小、存储数据传输速率低的问题，为车辆故障原因分析，产品可靠性提升提供了技术基础。靠性提升提供了技术基础。靠性提升提供了技术基础。


技术研发人员：岳广照 郭栋 孙永海 陶晏伟 陈萌
受保护的技术使用者：山东索奇电子科技有限公司
技术研发日：2023.09.14
技术公布日：2023/10/20