新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)

黎屏

摘? 要：近些年，人們對新能源汽車的需求和使用呈現(xiàn)上升趨勢。新能源汽車是采用動力電池作為代步工具的汽車，而新能源汽車的駕駛安全問題是車主最為關(guān)心的話題。該文針對新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)進行了研究，并對實時監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行了分析，希望能為新能源汽車安全駕駛的研究提供有價值的參考。

關(guān)鍵詞：新能源;實時監(jiān)控;數(shù)據(jù)采集;汽車

中圖分類號：U469? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 前言

在生活中，新能源汽車有著低碳、環(huán)保、節(jié)能、減排等優(yōu)勢，這是新能源汽車越來越受歡迎的理由。目前，我國政府加大了對新能源汽車的推廣力度，也已將新能源汽車列入了我國的發(fā)展戰(zhàn)略中。隨著近年來新能源使用規(guī)模的不斷擴大，如何有效對新能源汽車進行實時監(jiān)控，加大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)力度，成了諸多專家和學者研究的重點。以廣西南寧為例，根據(jù)2018年3月份數(shù)據(jù)顯示，目前南寧市公交行業(yè)營運車輛3 575輛，其中新能源汽車數(shù)量為1 473輛，新能源公共汽車數(shù)量占營運車輛總數(shù)的41.20%，2019年，廣西加大了對新能源汽車的推廣力度。

1 新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理及構(gòu)成

1.1 新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理

運營狀態(tài)的新能源汽車都會安裝實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集裝置，以此來對車輛進行實時監(jiān)控。其實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集裝置的工作原理，是通過采集車輛的運行參數(shù)、定位信息等數(shù)據(jù)，進行邏輯運算來對新能源車輛的運行狀態(tài)進行客觀、真實的分析。另外，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)，方便了新能源汽車實時監(jiān)控系統(tǒng)進行采集及解析工作。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是利用GPRS網(wǎng)絡(luò)將車輛數(shù)據(jù)周期性地傳送至數(shù)據(jù)庫。通過監(jiān)控中心信息管理系統(tǒng)，準確獲取車輛的位置及狀態(tài)等信息。對新能源汽車進行定位導航時，使用戶掌握車輛位置和運行狀態(tài)。新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)了對新能源車輛的合理調(diào)度、科學指揮，從而確保了車主的行駛安全。

1.2 關(guān)于車載設(shè)備工作原理分析

2015年5月19日，國務(wù)院公布了《中國制造2025規(guī)劃》。其中，節(jié)能是發(fā)展新能源汽車的重要原因之一。因為新能源汽車的車載設(shè)備，是提供數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的關(guān)鍵所在。根據(jù)目前新能源車載設(shè)備現(xiàn)狀，多采用32位嵌入式處理器平臺和符合CAN2.0B標準的CAN通信接口（根據(jù)不同需求，可以采用具有RS-232接口、RS-485接口、其他連接外部設(shè)備以及傳感器等接口）。

以CAN通信接口為例，車載設(shè)備是通過新能源車輛控制器來獲取車輛運行數(shù)據(jù)信息或故障診斷信息、儲能系統(tǒng)信息、整車系統(tǒng)信息等。因為GPRS通信的速率較慢，實際上由于新能源車輛在時間設(shè)定和上報信息存在間隔，會造成控制周期短，控制系統(tǒng)故障處理難度大，需要車載設(shè)備具備記錄功能。車主可采用高速的SD存儲卡，記錄新能源汽車在行駛過程中發(fā)生的故障情況。新能源汽車的技術(shù)人員也可以借用SD存儲卡的記錄，來判斷、分析車輛故障的原因，為解決故障原因提供有價值參考。

1.3 關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸工作原理分析

數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ髟硎峭ㄐ艆f(xié)議為遠程監(jiān)控車載設(shè)備與數(shù)據(jù)中心交換數(shù)據(jù)搭建了聯(lián)系的橋梁。在2019年1月12日，王震坡教授介紹了新能源客車車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用價值。數(shù)據(jù)傳輸為車載設(shè)備與數(shù)據(jù)中心之間搭建了數(shù)據(jù)輸送管道。用戶可以通過登錄服務(wù)器查看車輛信息，數(shù)據(jù)中心也會向車載設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳送;待車載遠程終端收到命令后，會向數(shù)據(jù)中心傳送數(shù)據(jù)請求，從而減少GPRS流量帶來的高費用。另外，這種數(shù)據(jù)間的接受與反饋，很大程度上減少了流量帶來的通信費用。

協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以分為2個部分：1）地面上行數(shù)據(jù)（是指地面數(shù)據(jù)中心發(fā)送至車載設(shè)備的數(shù)據(jù)）;2）車載下行數(shù)據(jù)（是指車載設(shè)備發(fā)送至數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)）。新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在有GPRS信號的情況下，傳送數(shù)據(jù)命令多采用GPRS的方式進行通信;如果行駛至無GPRS信號地點和不需要頻發(fā)數(shù)據(jù)時，多以SMS短信的方式進行通信。此外，新能源車輛第一次通電時，車輛的運行統(tǒng)計信息會主動將車載設(shè)備采集、計算的數(shù)據(jù)，發(fā)送至地面數(shù)據(jù)中心。地面數(shù)據(jù)中心會將對接收的數(shù)據(jù)進行回復，以正確接收應(yīng)答信息、錯誤接收應(yīng)答信息等方式，回復車載設(shè)備。

2 新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成

目前，我國開始大力發(fā)展新能源汽車，截至2018年，新能源汽車的銷售量已經(jīng)達到200萬輛。這說明加大對新能源汽車實時監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)，為駕駛員提供安全保障十分重要。新能源汽車主要是由車載遠程監(jiān)控終端（包括GPS模塊、遠程數(shù)據(jù)傳輸（GPRS/CDMA）模塊）、用戶終端及公共資源（包括衛(wèi)星、GPRS/CDMA基站等）和數(shù)據(jù)服務(wù)器3個部分組成。

新能源汽車車載設(shè)備需要運用GPS狀態(tài)信息（經(jīng)度、緯度、海拔、時間）和CAN總線技術(shù)，通過車輛控制器獲取車輛運行狀態(tài)的信息數(shù)據(jù)（故障信息、電壓、電流）;再通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心通信，發(fā)送采集到的車輛狀態(tài)信息。對于采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集到的CAN網(wǎng)絡(luò)完整數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，自動保存到車載設(shè)備的內(nèi)部存儲器中。

數(shù)據(jù)處理是因為車載設(shè)備本身具備一定的計算能力、統(tǒng)計功能。遠程推送則讓汽車的車載設(shè)備具備接受地面數(shù)據(jù)中心指令的功能，再通過CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車輛控制器。以此，實現(xiàn)數(shù)據(jù)間的交互，完成對車輛的控制。

3 新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的具體應(yīng)用情況

3.1 新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用價值

根據(jù)近些年來新能源汽車的使用狀況，我國新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)在湖南、杭州、北京、石家莊等地得到了廣泛應(yīng)用。新能源汽車車輛的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲，使新能源汽車的行駛安全性得到提升。通過對車輛信息數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集，監(jiān)控用戶行駛并獲取車輛、運行狀態(tài)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息。

3.2 新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)在客戶服務(wù)中的應(yīng)用

新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)了客戶對車況的全面監(jiān)控。這也讓客戶通過遠程監(jiān)控查看車輛的運行狀況，對事故路段情況進行實時監(jiān)測。在發(fā)生事故時，通過故障報警的方式提醒用戶，客戶可以第一時間了解車輛情況。精準的駕駛測評可以根據(jù)采集到的行駛數(shù)據(jù)，了解駕駛?cè)藛T在急加速、急減速等情況下的駕駛行為，從而規(guī)范駕駛員的駕駛習慣。新能源汽車的實時監(jiān)控會多維度，分析行駛路程、能耗等問題，并對數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計。

3.3 新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)在內(nèi)部服務(wù)中的應(yīng)用

新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)，在內(nèi)部服務(wù)中是指車載設(shè)備的遠程監(jiān)控系統(tǒng)給車輛運行數(shù)據(jù)進行采集、存儲、優(yōu)化、遠程故障診斷等提供技術(shù)支撐。新能源汽車在力求為客戶提供服務(wù)的同時，企業(yè)也再考慮降低新能源汽車的管理成本。新能源汽車利用數(shù)據(jù)間的交互作用，實現(xiàn)對新能源汽車的實時監(jiān)控、遠程采集、遠程傳輸、遠程管理等。這不僅可以提升企業(yè)的品牌力量，也可以提高企業(yè)車輛監(jiān)控管理的工作效率。另外，我國在充電樁方面的建設(shè)工作，2018年我國已建成充電樁約66.2萬個。這說明，新能源汽車的未來發(fā)展前景可觀。

4 結(jié)語

總而言之，新能源汽車實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)，為駕駛員的行駛安全提供了保障。通過分析實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理、應(yīng)用情況，可以了解其在行駛方面的重要作用。在加大監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)力度的同時，了解新能源汽車的實際應(yīng)用效果，不僅使企業(yè)發(fā)展?jié)M足時代發(fā)展的需求，而且與國家發(fā)展戰(zhàn)略相適應(yīng)，為客戶提供增值服務(wù)的同時，也會使自身的發(fā)展更加穩(wěn)健。

參考文獻

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