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概述
本文档是为车辆数字采集设备采集系统编制的设计方案。编制本文档的目的是定义系统的功能描述、实施过程、组件和系统接口，成为车辆数字采集设备采集系统的开发、测试和客户服务部门的统一参考标准。
该方案为温度、压力、速度等数据采集提供了一套整车数采设备系统。该设备包括数据记录仪、数采模块和集配置、采集、监控和分析等功能于一体的上位机数据记录软件。数据采集模块可以收集温度、压力和速度传感器数据，数据记录仪可以存储和回放收集到的数据Dialog 导出上位机软件INCA 等软件支持dat格式、CSV和Matlab等格式。
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应用需求介绍
车辆实验介绍
随着汽车技术的快速发展，对汽车性能实验的要求越来越高。一般的整车性能试验主要有：整车动力性、制动（ABS）试验、稳定性试验、噪声试验、经济平稳性试验等主要项目，还有车辆冷却性能试验、进气阻力排气压力试验、空调试验、冷气动、除霜雾试验、加热试验、三高（高温、高压、高寒）、车辆校准试验等。
设备介绍
整车数采设备包括数采模块(综合数采模块、温度模块)（K型、T类型)等。)、无线通信设备和各种传感器(压力、温度、压差、速度及各种传感器(压力、温度、压差、速度)等。
在本方案中，设备包括前端采集压力和温度传感器、数据采集模块、数据记录仪和上位机数据记录软件。数据记录仪可以存储和回放收集到的数据，并通过上位机软件导出收集到的数据dat、CSV 格式或ASCII 码格式。
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系统介绍
系统原理图
该方案为压力和温度数据采集提供了一套采集设备。该设备包括数据记录仪、数字采集模块和集配置、采集、监控和分析Dialog 上位机数据记录软件，数采模块可采集温度和压力传感器数据，数据记录仪可通过不同的数据记录仪采集CAN 存储和离线查看收集到的数据。
选择系统设备
?选择主要硬件设备
主要模块和数据记录模块是硬件设备的主要要求。根据方案需要选择Influx 公司可以堆叠数采模块K-Box 和数据记录仪Rebel CT4。
?数采模块简介
数采模块K-Box 压力传感器输出的模拟量信号包含8通道模拟输入，K-Box 高精度传感器数据可以定期传输到CAN 总线中。
K-Box 与Rebel 可同时收集和记录系列数据记录仪K-Box 传输到CAN 总线中的数据，并存储和回放采集到的数据，采集到的数据可以通过Dialog Plus 软件导出dat、Matlab 和csv 等格式。
?数据记录仪简介
数据记录仪Rebel CT 4支持4路CAN 能够实时收集并连续记录车辆数据的总线。高速：1Mb/s 、500kb/s，中速：250kb/s及125kb/s 等波特率总线应用。支持4路数字输入输出通道，4路模拟输入通道。SD 存储卡数据。可额外内置18Hz 的GPS 功能模块和1KHz 的XYZ 作为附加功能选项的加速计。
数据记录仪可以使用数采模块K-Box 存储收集到的数据，存储到SD 以后方便回放卡中的数据。
?传感器选型
在美国选择这个方案GEMS 压力传感器，美国MONARCH 瑞士，转速传感器JAQUET 增压器转速传感器。建议根据需要选择传感器的型号和数量：
●(-50-50)KPA 压力传感器
美国GEMS 负压传感器，量程-1-0.6bar，精度0.25%；
●(0-300)KPA 压力传感器
美国GEMS 压力传感器，相对压力，量程为0-4bar，精度0.25%
●(0-1000)KPA 压力传感器
美国GEMS 压力传感器，相对压力，量程0-10bar，精度0.25%
●(0-3)bar 压力传感器
美国GEMS 压力传感器，绝对压力，量程0-4bar，精度0.25%
●(0-10)bar 压力传感器
美国GEMS 压力传感器，绝对压力，量程0-10bar，精度0.25%
●(0-20)bar 压力传感器
美国GEMS 压力传感器，绝对压力，量程0-25bar，精度0.25%
●(0-50)bar 压力传感器
美国GEMS 压力传感器，量程0-60bar，精度0.25%
●铠装T 型热电偶
美国OMEGA 铠装T 测量温度范围(-50-150)的热电偶℃
●铠装K 型热电偶
美国OMEGA 铠装K 测量温度范围(-50-150)的热电偶℃
●转速传感器仪表的转速传感器；
美国MONARCH 转速传感器，测量范围：1-25万rpm；供电要求：3-15VDC@40mA；
转速显示仪表：100-240VAC，50/60Hz；传感器供电电压VDC；0到5V输出信号；RS232
●增压器转速传感器
瑞士JAQUET ，10-36VDC 供电；2到10V 电压信号输出；测量范围：最小0-1000Hz，最高0到35kHz；
软件接口
选择软件接口Influx 公司的Dialog Plus，该软件集成Rebel 记录仪配置、数据记录、在线实时查看、数据分析、数据处理等功能。即使是最复杂的数据记录任务也可以在几分钟内准备好所有设置，所有所需的数据都可以直观地显示出来。
Dialog Plus 可直接通过软件USB 线缆对Rebel 配置和监控系列记录仪。Dialog 该软件集成了传统的数据分析功能，并支持导出多种数据格式。Dialog Plus 软件可读取SD 存储卡中的数据文件和绘制时间过程的曲线可以离线和在线更改所有数据记录仪，并将配置文件下载或上传到车队记录仪上。
实物连接图
本公司提供的数据采集系统如下：数字采集模块K-Box 收集压力传感器输出的模拟量信号和温度信号K-Box 将收集到的信号转换为CAN 信号，Rebel CT4记录仪使用CAN 收集传感器数据的通道。上位机软件Dialog Plus 可直接通过USB 对Rebel 配置和收集系列记录仪，可以存储和回放收集到的压力和温度数据。
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主要产品介绍
K-Box 数采模块
K-Box 是Influx 公司新的可堆叠数采模块可与Rebel 系列数据记录仪与其他品牌记录仪产品或系统兼容。
需要大量的模拟输入和数字输入，K-Box 这将是一个理想的解决方案。K-Box 高精度传感器数据可以定期传输到CAN 在总线中，将收集到的数据传输给已接入的数据CAN 在总线的多个设备中。K-Box 数字信号和PWM 信号。
K-Box 的CAN 总线设置、校准、采样率等配置都很容易。即使在断电的情况下，配置信息仍然会存储在K-Box 它不会消失。
K-Box 可采集压力传感器输出的模拟量信号，K-Box 定期将收集到的高精度传感器数据传输到CAN 总线中；Rebel 系列数据记录仪和K-Box 可以一起收集和存储K-Box 传输到CAN 总线中的数据可以存储和回放收集到的数据。
●产品优势
?集成了电压量、热电偶和 PWM/数字测量
?软件开关配置的电压输入范围：±80V 至±10V
?测量精度高 - 模拟量精度±0.0015%，热电偶的精度±1℃
?冷端补偿提供准确的热电偶测量
?模拟量输入高输入阻抗
?支持 CAN 唤醒和下电深度休眠模式
●关键特性
?支持高达8个K-每通道采样率10Hz
?支持8个模拟输入，多个可调输入采样率(8通道下每通道1kHz，每个通道10个通道kHz）
?PWM:三种输入包括频率测量、计数器、占空比、RPM，或脉冲宽度测量
?输出:4个中继输出(可选)
固定+5V 和+24V 带功率输出给外部传感器
▷ 随机提供基于 Windows® 下的配置软件 Influx K-Cal，并可导出 DBC 文件用于其他系统
▷ 测量数据与所记录的车载 CAN 网络数据时间戳同步
▷ 模块之间电隔离（外壳；供电& CAN 总线&数字通道；模拟量通道）
▷ 测量精度:±1摄氏度，测量分辨率:0.1℃
▷ 模拟量测量通道过压保护±150V
▷ 可叠加的 ABS 外壳
● K-Box 连接传感器
▷ K-Box 上有25帧的ADC 连接端
▷ K-Box 连接压力传感器
本方案选择的是美国GEMS 的压力传感器，输出信号是0到5V，需要用K-Box 的Analog Input 0+和Analog Input 0- 分别连接压力传感器输出信号的正负，然后再用Pin 1 “+24Vout”和Pin 14“Ground Out”给压力传感器进行供电。
数据记录仪Rebel CT 4
Rebel CT4 是一款极具成本效益的CAN总线数据记录仪，支持 4路CAN总线，配置包含4个高速模拟输入通道和4个数字输入/输出通道，支持CAN报文监测，以及CCP/xCP和UDS等高级数据记录功能。
Rebel系列数据记录仪和K-Box一起使用，可以采集和存储K-Box传输到CAN总线中的数据，可以存储并回放采集到的压力传感器数据。
Rebel CT4支持4路CAN总线，能够实时采集并连续记录车辆数据。可满足高速：1Mb/s 、500kb/s，中速：250kb/s及125kb/s等波特率总线应用。支持4路数字输入输出通道，4路模拟量输入通道。SD卡数据存储，可额外内置18Hz的GPS功能模块以及1KHz的XYZ加速计作为附加功能选项。
● 工作条件
▷ 工作温度：-40℃到+85℃
▷ 最大湿度：90%
▷ 电源供给：4.7V到36V DC
▷ 功率消耗：正常工作约150mA@12V；休眠模式约80mA@12V；深休眠待机约750uA@12V；
● 核心功能
▷ 4x CAN2.0 总线
▷ 2x LIN总线.
▷ 3x 数字 I/O 通道
▷ 4x 模拟量输入.(每个通道均可单独校准）
▷ 支持的协议包括 CCP, xCP, UDS (IS014229),J1939
▷ 超高速 SDXC 卡数据存储最高容量支持128GB)
▷ 电隔离特性 （USB,外壳）
▷ IP65防尘防护翻盖盖板 -SD 卡内置在安全的翻盖后端
▷ 休眠模式下低功耗
▷ CAN 报文唤醒和信号唤醒功能
● 可选功能
▷ 内置式 GNSS 功能模块(高达30Hz刷新率，带外接天线的接口插座）
▷ 内置式3D 1kHz 加速度计模块和3D Gyro 功能模块
▷ 内置式4G LTE CAT1功能模块（带外接天线的接口插座 ）
▷ 内置式 Wi-Fi 功能模块(带外接天线的接口插座）
▷ 支持较大容量的 SDXC 卡数据存储功能(最高达128GB)
▷ 搭配 Dialog Standard (标准版)可获得数据分析、实时数据查看、GPS 地图等功能
▷ 搭配 Dialog Plus (全功能版)可获得 xCP/CCP 功能以及连接 Streamlog 远程平台
▷ 搭配 Dialog Gateway (网关)可获得 CAN 2.0网关配置功能.
▷ 采用扩展线缆可直接连接车辆 OBD 端口（9路 D -Sub 接口至 OBD 端口)
传感器
本方案选择了美国GEMS 的压力传感器、美国OMEGA 的温度传感器、美国MONARCH 的ROS-W 转速传感器、瑞士JAQUET 的增压器转速传感器。
● 压力传感器
美国GEMS的压力传感器具有以下特点：
▷ 压力测量范围：-1bar到200bar；
▷ 传感器电源供应：8到30VDC；
▷ 精度：0.25%；
▷ 工作温度范围：-40到125℃；
▷ 输出信号：0到5V电压；
▷ 尺寸：长度小于72mm，直径小于23mm ；
▷ 可选择传感器线缆长度；
▷ 可选择传感器连接头；
● 温度传感器
美国OMEGA的温度传感器具有以下特点：
▷ 量程：-50到400℃；
▷ 材质：304不锈钢，321不锈钢材质护套；
▷ 探头直径：从1/16至1/4英寸；
▷ 导线：900毫米（36英寸）特氟龙涂层绞合导线；
● 转速传感器
美国MONARCH的ROS-W转速传感器具有以下特点：
▷ 供电电压：3到15VDC；
▷ 测量范围：1到250000rpm；
▷ 工作温度范围：-10到70℃；
▷ 照明：可见的红色LED灯；
▷ 传感器线缆长度：2.4m；
▷ 接头：3.5mm公插头；
● 增压器转速传感器
瑞士JAQUET 的T412增压器转速传感器具有以下特点：
▷ 测量范围：0到35kHz；
▷ 电源供应：10到36VDC；
▷ 信号输出：2到10V电压信号输出；
▷ 测量精度：0.5%；
Dialog Plus 软件
Dialog Plus 是Influx 数据记录仪配置及记录分析软件环境，集成了记录仪配置、数据记录、在线实时查看、数据分析、数据处理等功能。功能强大，界面友好，简洁灵活易用。即便针对最为复杂的数据记录任务也可在几分钟内就将所有设置准备完毕，所有需要的数据即可直观呈现。
软件可读取存储卡中的数据文件，绘制时间历程的曲线，可对所有数据记录仪离线及在线更改设置，下载或上传配置文件到车队记录仪上。存储的数据可以转换成MDF 格式、CSV 格式、Matlab 格式；同时具备对所记录数据进行统计学分析的功能。
软件可以同步播放CAN 数据及轨迹，且可以在回放界面中查看到每个轨迹点对应的车速、转速、油耗等所有参数，可设置CAN 报文采集；根据采集参数可设置预触发时间，可设置信号通道关联触发；可解析DBC,A2L 文件。
Dialog Plus 软件可直接通过USB 线缆对Rebel 系列记录仪进行配置和监控，可以存储和回放采集到的加速度传感器和位移传感器的数据，用于路谱实验分析，还可以将存储的数据导出成MTS 系统支持的ASCII 码格式。
Dialog 支持多个核心的汽车工业的工程开发协议：
▷ 支持 IS014229, ISO14230, IS015765-1 和 IS01565-2.
▷ 车辆标定用的 CCP 和 xCP 协议 （包含 Seed & Key 功能）
▷ J1939,包括 DM1消息
▷ OBD 诊断故障码
▷ 高级 UDS 功能，如快速数据采集功能
● 核心功能
▷ 使用行业标准数据文件，如 DBC, A2L 和 ODX, 创建及交换 Rebel 数据记录配置文件
▷ 通过 USB 连接和重新配置 Rebel 数据记录仪.
▷ 数据记录过程中监控实时数据
▷ 上传及分析采集的数据文件
▷ 支持外场驱动程序升级
▷ 批量处理功能用于处理大批量采集的数据
▷ 支持直接连入远程或本地的 StreamLog 服务器
● 数据分析功能
▷ 双光标轴分析
▷ 放大缩小功能
▷ 柱状图功能
▷ XY 坐标轴绘图
▷ 节点编辑
▷ 用户自定义模板
▷ 离线后处理运算
▷ 个别采样点显示
▷ 数据统计功能，如最小/最大值和平均值
● 数据批量处理功能
支持的数据描述文件：
▷ *.DBC 用于 CAN 和 CAN FD
▷ *.LDF 用于 LIN
▷ ASAM*.A2L -用于直接读取操作系统内存
▷ ODX/MDX/GDX 用于 UDS 诊断数据库
▷ Fibex 格式用于 FlexRay 网络
支持导出的数据分析文件：
▷ Matlab™ *.MAT
▷ MDF (*.DAT)
▷ ASAM MDF4(*.MF4)
▷ Vector® BLF
▷ CSV 用于 Excel 下分析数据
▷ Ncode®
▷ National Instruments® TDM 格式