新能源汽车远程监控平台设计与实现

新能源汽车远程监控平台设计与实现岳华;葛腼【摘要】文章阐述了新能源汽车监控系统整体结构，并对监控系统进行设计,经实车验证表明该远程监控平台能够准确、稳定、可靠地对新能源汽车运行状态进行监控和管理，对新能源车辆的安全运行起到了保障作用，提高车辆运行的可靠性、有效降低技术风险,同时也为新能源汽车的技术改进提供参考数据.【期刊名称】《大众科技》【年(卷)，期】2019(021)005【总页数】4页(P11-13,18)【关键词】新能源汽车;远程监控系统;技术改进【作者】岳华;葛腼【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南郑州450007;中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南郑州450007【正文语种】中文【中图分类】U463.671引言目前，〃环保、可持续”为各国经济发展的关注重点。对于环境污染严重、经济结构亟待转型的中国社会来说，〃环保、可持续”成为当前经济发展的主要标准之一。作为城市空气污染的主要来源，汽车行业在整个经济结构调整的过程中扮演着转型的角色。为了节能环保，提倡可持续发展，中国已经启动了新能源汽车发展战略。电动汽车是近年来利用新能源为燃料兴起的一种汽车，该类汽车当前正处于产业的导入期，已经引起汽车业界研究的重视［2］。现阶段，电动汽车应用技术不断向着快速发展期迈进，为了保证电动汽车更加安全行驶，提高实用性目的，整车厂家必须实施对正处于起步期向发展期迈进的新能源汽车运行状态进行实时监控、实时信息采集、信息分析、故障预警、诊断和调度管理等操作，这是示范推广过程中的重要环节，总结出来的运行参数为社会各界对电动汽车的评价与维护提供参考依据［3］。现阶段，针对参与运营电动汽车的远程监控系统功能示范点主要集中于数据的收集及简单出现故障报警系统上，而更深层面的数据处理研究，包括电动汽车的动力系统、能源系统及性能监测方面还有待完善，这些方面存在的缺陷使得整车状态监控、安全及可靠性都需要进行更深层次的研究。因此，研发先进的新能源汽车远程监控系统配合新能源汽车的研发非常有必要。本文对电动汽车远程监控系统的架构和技术进行了详细阐述和设计。一方面提出了新能源汽车远程监控系统的可行设计方案；另一方面，对设计方案进行了实现，满足了对新能源汽车远程监控的需求。2远程监控系统结构新能源汽车远程监控系统由车载终端和远程监控平台两部分组成。受监控的每一辆电动汽车上配有一部车载终端，车载终端通过CAN总线获取电动汽车运行状态、电池电压、电流、温度、SOC等数据，并读取终端RTC的时间信息，将数据经DES算法加密打包，一方面通过本地数据存储设备（SD卡）将数据保存在车上，另一方面通过4G网络发送至云服务器上。在远端的监控平台通过Internet从云服务器获取每一辆汽车发送来的数据，显示在监控平台端上，完成监控平台对车辆的监测功能。系统结构图如图1所示。图1系统结构图车载终端由成熟的控制芯片和通信模块等构成，技术较为成熟，此处不再详述，本论文主要就监控平台软件设计与实现方面进行分析。3监控平台软件设计与实现3.1功能设计服务器和客户端之间的架构方式主要有B/S架构和C/S架构。本系统为典型的B/S架构的系统，客户端直接向服务器进行数据请求，并将数据显示给用户。新能源汽车远程监控平台分为服务器端软件和BS端软件两部分，其中服务器端主要通过互联网与车载终端的4G网络进行通信，接收车辆的实时和补发信息，进行解析、保存等功能，并且按照GB/T-32960协议与国家平台进行通信，将车辆的实时信息转发至国家平台。BS端软件是通过访问服务器端的数据，将车辆的状态以可视化的形式呈现给用户，并提供地图基本操作、实时监控、路径规划、历史数据查询、车辆故障监控、安全报警、电子围栏管理、车辆管理等功能。监控平台软件主要功能如下。（1） 实时通信（与车辆通信）。服务器通过4G网络对车载终端下发命令，车载终端把与其绑定的车辆位置信息、状态信息和整车数据等信息通过基站上传服务器。（2） 数据转发。服务器将接收到的整车数据、驱动电机数据、车辆位置、极值数据、报警数据、可充电储能装置电压数据、可充电储能装置温度数据等信息转发至国家平台。（3） 日志管理。服务器将接收的数据、转发的数据存储到数据库。（4） 地图操作。在客户端的地图界面可进行地图的放大、缩小、拖动漫游、测量距离及面积等基本操作。（5） 实时监控。客户端实时监控车辆位置，将其位置、速度、运动轨迹等信息实时存储并显示在电子地图上。（6） 历史数据查询。在客户端监控主界面可查看选定车辆的历史轨迹并进行回放。（7） 电子围栏。客户端能够对选定车辆新建电子围栏并可对车辆对应的电子围栏进行查看、编辑、删除。（8） 路径规划。客户端能够进行路径规划并将规划的路径保存，并且在路径规划列表中正确显示。（9） 车辆故障监控和安全报警。在软件主界面可实时显示报警的内容，对报警进行分类显示，同时能够根据时间和车牌信息查询报警信息，并且将报警信息保存至本地的文件中。（10） 车辆管理。录入车型数据、车牌、VIN、车主和电话等信息，录入的信息可显示、保存、编辑、维护。3.2架构设计新能源汽车远程监控平台的系统架构图如图2所示，主要由应用架构、数据架构、技术架构、应用集成等部分组成。图2系统架构图（1）业务架构。业务架构是在对车辆终端信息、报上信息编组、报警信息等信息进行分析、归纳，形成各业务对平台的需求，为新能源汽车产品运行安全状态监测平台的总体设计提供业务依据。（2）应用架构。应用架构分析系统应用层次，确定系统功能体系，确定各应用的功能规格和非功能规格。（3）数据架构。数据架构定义了平台中的数据模型、数据分类、部署方式等。（4）技术架构。技术架构采用B/S模式，按照数据访问层、应用逻辑层、应用服务和应用展现层进行多层结构体系设计，采取面向对象技术进行应用组件开发、基于SOA设计思想进行服务分层，采用可视化拓扑维护、专题图自动生成等技术进行功能模块设计。3.3数据流图新能源车辆远程监控平台车载终端上报车辆信息给服务器端，服务器端将数据存入数据库，并转发至国家平台，服务器端下发指令给车载终端以对其进行控制，客户端发送命令给服务器端并从服务器端获取反馈信息，同时从数据库读取电动汽车数据以监控车辆状况。其输入/输出数据流图如图3所示。图3新能源车辆远程监控平台软件数据流图3.4设计实现本文采用VisualStudio.NET开发平台展开设计开发，VisualStudio.NET相较与VisualStudio开发平台界面更简洁，集成性更好，开发语言采用C#。本文设计的主要接口如表1所示。表1接口表序号方法/参数输入值：类型返回值功能1ParseData()StringDataTbox解析TBOX上报信息2GetLocation()DataTboxString获取位置信息3GetZhengcheDataDataTboxString获取整车数据信息4GetJizhiData()DataTboxString获取极值数据5GetAlarmData()DataTboxString获取报警数据6GetDianJiData()DataTboxString获取极值数据7GetBatteryVoltage()DataTboxString[]获取单体电池电压数据8GetBatterytemperature()DataTboxString[]获取单体电池温度数据9ParseData()StringDataTbox解析TBOX上报信息10BindNetMap()StringIPStringComBooleanResult连接高德地图网络服务器11DistanceMeasure()LocationlbeginLocaionlendStringresult距离量算12GetStartTime()无DatebeginTime获取轨迹回放开始时间13GetEndTime()无DateendTime获取轨迹回放结束时间14GetPostionGather()DatebeginTimeDateendTimePostion[]获致位置信息集合15TrackPlay()Postion[]ps[]Intexcursion无轨迹播放16TrackStopPostion[]ps[]Intexcursion无播放停止17GetCurrentlyPostion()无Locationlc获取当前位置18IsPutOff()LocationlcBooleanresult判断是否驶出围栏19SetAlarm()LocationlcDatedate无设置报警20DeleteNav()LongidBoolean删除导航信息；21GetAngle()BooleanisShidaohangdouble获取角度22GetLineSegmentDoublespdislineSegment获取导航段23GetAlamData()TboxDataStringstr获取报警信息24ParseAlarm()StringstrStringresult解析报警信息的具体含义远程监控客户端实现了地图基本操作、实时监控、路径规划、历史数据查询、车辆故障监控、安全报警、电子围栏管理、车辆管理等功能。功能界面如图4、图5所示。图4路径规划界面图5电子围栏4试验数据为了验证本文所设计远程监控系统的具体功能，笔者进行了实车试验，试验数据如图6所示。图6车辆行驶图5结语本文基于4G网络设计了新能源汽车远程监控系统，对远程监控平台软件功能和架构等进行了设计与实现，通过实车验证，该远程监控平台能够准确、稳定、可靠地对新能源汽车运行状态进行监控和管理，从而实现新能源汽车的远程监控功能。该系统对新能源车辆的安全运行起到了保障作用，并通过数据分析为新能源汽车的