METHOD OF MONITORING CANBUS INFORMATION
FIELD OF TECHNOLOGY
The new and useful method, system, and apparatus disclosed, illustrated and claimed in this document pertain generally to monitoring information across a vehicle bus. More particularly, the method, system and apparatus for monitoring CANbus information is directed to expanding both the quantity and quality of vehicle operation and performance criteria monitored by a vehicle owner, or asset manager as a result of combining performance parameters associated with one or more sensors on a CANbus control bus to obtain virtual sensor data to supplement vehicle operation and performance criteria transmitted for analysis across an integrated, wireless equipment management system.
BACKGROUND
Mobile asset management is a major concern in various transportation industries such as industrial heavy equipment, trucking, railroad, rental equipment, and similar industries. In the industrial heavy equipment and trucking industries, for example, an asset manager may desire to track the status and location of several different, assets in a fleet. An asset manager may want to know, for example, if a remote vehicle is in service, where the vehicle is located, what is happening in connection with the vehiclersquo;s operation, how a remote vehicle operator is reacting to conditions confronting fee vehicle, as well as a wide range of variable vehicle operation and performance criteria.
To enable an asset manager to monitor a remote vehicle#39;s states, including the vehicle#39;s operation and performance, a system for at least two-way communications between one or more customer base stations, such as a vehicle dispatcher or asset manager, and a remote vehicle, is increasingly in demand. Some objectives of such a system include not only facilitating communications, but also data development, data storage, and receipt and transmissions of information and reports in connection with the remote vehicle. At least one integrated wireless equipment management system to accomplish those objectives has been developed which includes several useful features. An exemplary integrated wireless equipment management system used in connection with industrial heavy equipment is QUALCOMM Incorporated^ GlobalTRACStrade; system. In combination with a mobile wireless communications system, the integrated, wireless equipment management system allows customers to track and collect vehicle data, operator driving data, and transportation network data; allows an asset manager to monitor various problems confronted by vehicle operators in connection with operation of a remote vehicle within a transportation network; and allows an asset manager to monitor vehicle operating and deployment conditions useful to the asset manager.
GlobalTRACStrade;, which is, as indicated, an integrated wireless equipment management system, meets unique requirements of the construction, industry trades by providing a system, that automatically monitors a wide range of information and data, that the system converts into actionable information, allowing an asset manager to acquire knowledge needed to proactively manage remote industrial heavy equipment. The system therefore maximizes equipment utilization, enhances productivity, reduces costs, and decreases risk of loss from theft and unauthorized use, and increases profitability. In addition, the GlobalTRACStrade; system may be integrated into back-office systems to further improve productivity and streamline processes.
GlobalTRACStrade; terminals, and perhaps other an integrated wireless equipment management systems, use sensors on a vehicle to achieve a number of equipment monitoring functions that include at least: (a) detecting when a sensor is breached, that, is, when a sensor exceeds a configurable, threshold for longer than a configurable time; (b) detecting a sensor#39;s return to normal, that it when the sensor reports operating within a configurable threshold for longer than a configurable normal time; (c) supporting a configurable hystereses, or retardation of an effect as conditions change, in connection with a limit threshold,; (d) detecting a breach that may be above or below a threshold defined by a configurable parameter; (e) generating one or more status reports or alert messages if a sensor state changes to breached; (f) generating one or more status reports or alert messages as a sensor returns to a normal state; and (h) generating and maintaining reports about the accumulated time a sensor has remained in a breached state.
In addition, efforts to achieve and ensure communications between and among remote vehicles and asset man- agers also have been enhanced by including with a mobile wireless communications system a position determining system such as a Satellite Positioning System (4tSPS) and/or a terrestrial positioning system. Alternatively, systems such as Orbcomm, among others, may be used for satellite communications, while a GPS system, as defined in this document, may be used as a positioning system. A mobile wireless communications system, therefore, may be in part terrestrial, and may be used either independently of an SPS system, or in conjunction with an SPS system, such as the GlobalTRACStrade; system, among others. Such systems are capable of processing and managing message traffic at least between an asset manager and a vehicle. Such systems also generally include software and programs used by an asset manager to receive and send information over the wireless network, and perform a range of additional functions over the Internet and or World Wide Web. In addition, a mobile wireless communications system also is capable of using alternative channels of communications that allow use of conventional computers that may not be wireless.
Vehicles that use an integrated wireless equipment management system capable of communicating across a mobile wireless communications system usually are eq
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监测CAN总线信息的方法
技术领域
新的和有用的方法、系统和设备说明在这个文档中跨车总线属于一般监测信息。更特别的是，检测CAN总线信息的方法、系统和设备的目的是通过车主来扩大车辆运行的数量和质量和性能标准及检测，或者资产经理作为相关的性能参数相结合的结果在CAN总线控制总线上由一个或多个传感器来获取虚拟传感器数据来补充车辆操作和性能标准传输分析在一个集成，无线设备管理系统。
背景
移动资产管理是各种交通运输等行业的工业重型设备，卡车，铁路，租赁设备及相似行业的一个主要问题。在工业重型设备和卡车运输行业，例如，资产经理可能希望在舰队资产中跟踪几个不同位置的状态。资产经理可能想知道的是，例如，如果一个远程车辆处于服务中，车辆的位置在哪里，车辆发生了什么情况，远程车辆运营商如何应对收费车辆的状况以及广泛的可变车辆操作和性能标准。
为了使得资产管理器能够监视远程车辆的状态，包括车辆的操作和性能，用于在一个或多个客户基站（例如车辆调度员或资产管理器）与远程车辆之间的至少双向通信的系统，这已经处于急需状态了。这种系统的一些目标不仅包括促进通信，而且还包括与远程车辆相关的数据开发，数据存储，以及信息和报告的接收和传输。已经开发了实现这些目标的至少一个集成无线设备管理系统，其包括几个有用的特征。结合工业重型设备使用的示例性集成无线设备管理系统是高通公司的全球TRACS TM系统。结合移动无线通信系统，集成的无线设备管理系统允许客户跟踪和收集车辆数据，操作者驾驶数据和交通网络数据;允许资产管理器监视与交通网络内的远程车辆的操作相关的车辆操作者面临的各种问题;并允许资产管理器监视对资产管理者有用的车辆操作和部署条件。
如图所示，全球TRACS TM是集成的无线设备管理系统，通过提供自动监视大范围的信息和数据的系统，满足建筑，工业贸易的独特需求，系统转换为可行的信息，允许资产管理者获取主动管理远程工业重型设备所需的知识。因此，该系统使设备利用率最大化，提高生产率，降低成本，并且降低由于盗窃和未授权使用而丢失的风险，并且提高获利能力。此外，全球TRACS TM系统可集成到后台系统中，以进一步提高生产率和简化流程。
全球TRACS TM终端以及可能的其它集成无线设备管理系统使用车辆上的传感器来实现多个设备监测功能，这些功能至少包括：（a）检测何时传感器被破坏，当传感器超过可配置阈值，其长于可配置时间;（b）检测传感器的正常返回，当传感器报告在可配置阈值内操作长于可配置正常时间时;（c）结合限制阈值支持可配置滞后或者随着条件变化的效应的延迟;（d）检测可能高于或低于由可配置参数定义的阈值的破坏;（e）如果传感器状态改变为被破坏，则生成一个或多个状态报告或警报消息;（f）当传感器返回正常状态时生成一个或多个状态报告或警报消息;和（h）生成和维持关于传感器保持在破裂状态的累积时间的报告。
此外，通过在移动无线通信系统中包括诸如卫星定位系统（4tSPS）和/或地面定位系统（GPS定位系统）的位置确定系统来实现和确保远程车辆和资产管理器之间和之中的通信的努力已经得到增强。系统。或者，诸如Orbcomm之类的系统等可以用于卫星通信，而如本文档中定义的GPS系统可以用作定位系统。因此，移动无线通信系统可以部分地是陆地的，并且可以独立于SPS系统，或者与诸如GlobalTRACS TM系统等SPS系统结合使用。这样的系统能够至少在资产管理器和车辆之间处理和管理消息业务。这样的系统通常还包括由资产管理器使用以通过无线网络接收和发送信息并且通过因特网和/或万维网执行一系列附加功能的软件和程序。此外，移动无线通信系统还能够使用允许使用可能不是无线的常规计算机的替代通信信道。
使用能够跨越移动无线通信系统通信的集成无线设备管理系统的车辆通常配备有电总线（偶尔拼写的“总线”）。总线或总线是能够允许许多设备或组件共享相同电连接的物理电接口。电总线允许在设备之间传送信号，从而允许共享信息或功率。总线通常采取终止于连接器的导线阵列的形式，该连接器设计成允许一个或多个设备插入到总线上。
因此，车辆总线是在车辆上互连部件的电子通信网络。由于各种类型车辆的独特需求，包括环境因素，成本，可靠性和实时性等特点，计算机网络技术（如以太网和TCP / IP）很少与车辆结合使用总线。在车辆总线上和在车辆总线上彼此通信的典型的车辆电子部件是发动机控制模块，也称为电子控制单元或电子控制模块（“ECM”或“ECU”，但在本文档中统称为“ECM”）;变速器控制模块（“TCM”）;以及防抱死制动系统模块（“ABS”）等。 ECM可以控制车辆的燃料喷射系统，点火正时和/或怠速速度控制系统。根据设计，ECM还可以中断空调系统的操作，或者可以通过控制继电器控制到燃料泵的功率。通常，除其他组件之外，ECM包括8位微处理器，随机存取存储器（“RAM”），只读存储器（“ROM”）和输入/输出接口。
车辆网络技术的发展已经部分地由于政府规定，特别是在美国，已经强加在车辆操作以使车辆响应于环境目标。例如，在对汽车排放的气体施加限制之后，只有通过使用车载电子和计算设备才能实现环境标准。这种车载电子装置还有助于车辆性能，易于制造和成本效率。
ECM通常从一个或多个传感器接收输入。传感器可以监测速度，温度，压力和类似条件，提供对其他数据的计算有用的数据。致动器还可以用于响应于这样的传感器数据（例如打开冷却风扇，改变齿轮和类似动作）强制或实施由ECM确定的动作。模块通常需要在车辆的正常操作期间在它们之间交换数据。例如，发动机可能需要通知，关于发动机速度的变速器，ABS模块可能需要通知发动机和变速器一个或多个车轮被锁定，以及类似的信息。因此，现代车辆网络已经成为数据交换的媒介。
然而，将车辆接线以可操作地互连所有模块以实现这种数据交换呈现极其困难的布线问题。此外，可能需要监测与具有不同或变化的特征和特性的车辆上的一个或多个传感器相关联的性能参数。资产管理者关注多个车辆以及这些车辆的车辆操作和性能标准不是非典型的。响应于这种变化性呈现复杂的布线诊断。
为了响应这些问题，车辆制造商在车辆中安装电子网络。电子网络加速车辆制造。电子网络还有助于车辆维护。电子网络进一步提供允许添加或移除车辆选项而不影响车辆的整个线路架构的能力和灵活性。今天，车辆网络上的每个模块或节点是控制模块，控制与特定功能相关的特定组件，并且能够使用标准协议在车载网络上根据需要与其他模块通信。
为了便于在车辆中使用电子网络，开发了车辆总线。一种这样的公共车辆总线包括控制器局域网（uCAN n）。CAN总线已经被证明是用于互连汽车部件的相对便宜的低速串行总线。CAN是用于至少连接ECM的串行总线标准。CAN最初是为汽车市场创造的车辆总线，但现在可用于包括重工业设备在内的一些车辆。
为了进一步增强CANbus在车辆电子网络中的使用，已经开发了标准。CAN数据链路层协议在ISO 11898-1（2003）中标准化。本标准主要描述数据链路层和ISO / OSI物理层的某些方面。所有其他协议层留给网络设计者的选择，这一部分引入了由本文中描述，说明和要求保护的方法，系统和装置解决的问题。为了与CAN标准兼容，实现必须接受其他标准格式;一个这样的标准是SAE J193 9。
SAE J1939也是用于车辆部件之间的通信和诊断的车辆总线标准，特别是在美国的重型车辆。 SAE J1939在7层OSI网络模型中定义了5层，这包括CAN 2.0b规范，使用物理层和数据链路层的29位“扩展”标识符。会话和表示层不是规范的一部分。J1939标准定义了嵌入在消息的29位标识符中的称为参数组编号（#39;TON ^）的索引。PGN标识消息的功能和相关数据。J1939旨在定义标准PGN以涵盖广泛的汽车用途。例如，存在用于诸如发动机转速的信息的预定义PGN。
然而，每个车辆制造商提供可选的PGN用于制造商的专有使用。因此，被标识为00FF0016至00FFFF16（含）的PGN的范围被保留用于专有使用。结合各种车辆包括专有参数的能力引入了由本文中描述，说明和要求保护的方法，系统和装置解决的另一个问题;专有参数，车辆制造商专有的参数，对于车辆用户或资产管理者可能是未知的。
PGN是保留位（始终为0），数据页位（当前仅为0，因为1被保留以供将来使用），PDU格式（“PF”）和PDU特定（“PS”）的组合。PDU代表协议数据单元，并且还可以被读取为消息格式。PF和PS都是一个字节，或8位长。PS取决于PF字段中的值。如果PF值在0和23 9之间，则PS字段将包含将接收消息的节点的目的地址。如果使用称为全局地址或FF16的地址，CANbus上的所有节点都将接收到一条消息。这种类型的消息，可以通过发送消息到其地址而被引导到CANbus上的特定ECM的消息被称为PDU1消息。
然而，如果PF字段在240和255之间，则PS字段将包含组扩展（“GE”）。 GE提供了一组更大的值来标识广播到网络上所有节点的消息。这种类型的消息，被发送到CANbus上的所有ECM，被称为PDU2消息。
PGN唯一地标识在消息中正在发送的参数组（“PG”）。每个PG或特定参数的分组具有包括在8字节数据字段内的每个参数的分配的定义，速率和消息的优先级，PGN的结构当前允许每页定义总共高达8,672个不同的参数组。当ECM接收到消息时，ECM使用标识符中的标识符来识别消息的类型数据在消息中发送。
J1939标准还描述了J1939网络中使用的其他参数。可疑参数号（“SPN”）是由SAE委员会分配给特定参数的号码，每个SPN包括以字节为单位的数据长度;数据类型;分辨率;偏移量;范围;以及标签或标签，共享公共特性的一个或多个SPN将被分组到使用相同的PGN发送到网络的参数组（“PG”）中，该消息还可以包括源地址（“SA”），关于原始违反的信息阈值，滞后，起始位置，位数，单位，系数和偏移量。
在J1939网络上，每个车辆组件或设备都有一个唯一的地址。组件或设备发送的每个消息都包含源地址。255地址。每种设备类型都有一个首选地址。在设备可以使用地址之前，它必须在CANbus上注册自身，称为“地址声明”的过程，其中设备发送具有期望的源地址的“AddressClaim”参数组。PG包含64位设备名称。设备名称包含有关设备的一些信息，并描述其功能。这种消息的示例在本文档中被示为图1和2。图4A-4C。
因此，SAE J1939标准定义了在安装在特定车辆上的CANbus上可能或可能不可用的多个参数。车辆制造商和车辆的设备制造商决定支持哪些参数。车辆制造商和车辆的设备制造商还可以添加独特的专有参数。
因此，尽管CANbus和已经开发的标准，为了增强CANbus及其相关联的传感器的使用，结合为它们设计的目的提供优雅的解决方案，但是它们包括对于车辆所有者和资产管理器的限制，可能有不同的操作和性能标准的车辆。
至少一个限制起因于原始设备制造商部署特定于车辆的CANbus系统的事实。大多数工业重型设备车辆（例如建筑设备和施工车辆）的CAN总线通常限于特定的性能参数，并且可能不包括试图由车辆所有者和/或资产管理器监视的性能参数。对于诸如建筑设备的工业重型设备，显着的附加复杂性出现。SAE J1939是用于工业重型设备（如建筑设备和重型卡车工业）的通信和诊断的车辆网络通信标准，主要在美国。因此，专有标准可能影响集成无线设备管理系统的使用灵活性。如果由于集成无线设备管理系统不能读取或作出反应的专有标准而不能监视CANbus信息，则资产管理器可用于在整合的无线设备管理系统上监视车辆操作和性能标准。
因此，要解决的至少一个问题是提供一种能够由车主或资产管理器监视CANbus信息的方法，系统和装置，其克服了由于未公开的专有和非公开参数而导致的CANbus的限制与特定车辆的CANbus相关联。
概要
在本文中公开，示出和要求保护的装置，系统和方法通过开发数据来补充车辆操作和性能标准来解决上述需求，所述车辆操作和性能标准是通过集成无线设备管理系统和移动无线通信系统进行分析的。
监控CANbus信息的方法和系统包括集成无线设备管理系统。集成无线设备管理系统能够在移动无线通信系统上接收，存储，处理和传输车辆数据。监视CAN总线信息的方法和系统还包括总线，更具体地，CAN总线（在本文中统称为4tCAN总线。）CAN总线可安装在车辆中。CANbus在车辆部件之间提供通信和诊断信息。CANbus还可操作地连接到集成无线设备管理系统。CANbus包括一个或多个原始参数。每个原始参数提供在SAE标准（通常为SAE标准J1939）中提供的车辆数据。原始参数可以由CANbus以及集成无线设备管理系统监控。集成无线设备管理系统的用户，例如资产管理者，常常需要与由CANbus的原始参数提供的车辆数据不同的选择性车辆数据。监视CANbus信息的方法和系统能够将原始参数配置和重新配置为能够向集成无线设备管理系统提供选择性车辆信息的虚拟传感器。
对于本领域技术人员来说显而易见的是，所要求保护的主题作为一个整体组合以产生多个意想不到的优点和应用。当结合以下描述，附图和所附权利要求阅读时，监视CANbus信息的方法的结构和结构的协作对于本领域技术人员将变得显而易见。
前面已经概括地概述了本发明的更重要的特征，以更好地理解随后的详细描述，并且更好地理解对本领域的贡献。监视CANbus信息的方法在应用中不限于在以下描述或附图中提供的细节和组件的布置，而是能够具有其他实施例，并且能够以各种方式实践和执行。在本公开中使用的措辞和术语是为了描述的目的，因此不应被视为限制。如本领域技术人员将理解的，本公开所基于的费用概念可以用作设计其他结构，方法和系统的基础。因此，权利要求包括等同的结构。此外，与本公开相关联的摘要既不旨在定义由权利要求所测量的CANbus信息的监视方法，也不旨在限制权利要求的范围。根据结合附图的相关描述考虑的附图，可以最好地理解监视CANbus信
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