新能源汽車實時監控與數據采集系統開發

黎屏

摘? 要：近些年，人們對新能源汽車的需求和使用呈現上升趨勢。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心的話題。該文針對新能源汽車實時監控與數據采集系統的開發進行了研究，并對實時監控及數據采集系統進行了分析，希望能為新能源汽車安全駕駛的研究提供有價值的參考。

關鍵詞：新能源;實時監控;數據采集;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、環保、節能、減排等優勢，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展戰略中。隨著近年來新能源使用規模的不斷擴大，如何有效對新能源汽車進行實時監控，加大數據采集系統的開發力度，成了諸多專家和學者研究的重點。以廣西南寧為例，根據2018年3月份數據顯示，目前南寧市公交行業營運車輛3 575輛，其中新能源汽車數量為1 473輛，新能源公共汽車數量占營運車輛總數的41.20%，2019年，廣西加大了對新能源汽車的推廣力度。

1 新能源汽車實時監控與數據采集系統的工作原理及構成

1.1 新能源汽車實時監控與數據采集系統的工作原理

運營狀態的新能源汽車都會安裝實時監控與數據采集裝置，以此來對車輛進行實時監控。其實時監控與數據采集裝置的工作原理，是通過采集車輛的運行參數、定位信息等數據，進行邏輯運算來對新能源車輛的運行狀態進行客觀、真實的分析。另外，數據采集系統的開發，方便了新能源汽車實時監控系統進行采集及解析工作。數據采集系統是利用GPRS網絡將車輛數據周期性地傳送至數據庫。通過監控中心信息管理系統，準確獲取車輛的位置及狀態等信息。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。新能源汽車實時監控與數據采集系統，實現了對新能源車輛的合理調度、科學指揮，從而確保了車主的行駛安全。

1.2 關于車載設備工作原理分析

2015年5月19日，國務院公布了《中國制造2025規劃》。其中，節能是發展新能源汽車的重要原因之一。因為新能源汽車的車載設備，是提供數據采集與監控的關鍵所在。根據目前新能源車載設備現狀，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、其他連接外部設備以及傳感器等接口）。

以CAN通信接口為例，車載設備是通過新能源車輛控制器來獲取車輛運行數據信息或故障診斷信息、儲能系統信息、整車系統信息等。因為GPRS通信的速率較慢，實際上由于新能源車輛在時間設定和上報信息存在間隔，會造成控制周期短，控制系統故障處理難度大，需要車載設備具備記錄功能。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生的故障情況。新能源汽車的技術人員也可以借用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 關于數據傳輸工作原理分析

數據傳輸的工作原理是通信協議為遠程監控車載設備與數據中心交換數據搭建了聯系的橋梁。在2019年1月12日，王震坡教授介紹了新能源客車車聯網數據平臺的關鍵技術與應用價值。數據傳輸為車載設備與數據中心之間搭建了數據輸送管道。用戶可以通過登錄服務器查看車輛信息，數據中心也會向車載設備進行數據傳送;待車載遠程終端收到命令后，會向數據中心傳送數據請求，從而減少GPRS流量帶來的高費用。另外，這種數據間的接受與反饋，很大程度上減少了流量帶來的通信費用。

協議傳輸的數據可以分為2個部分：1）地面上行數據（是指地面數據中心發送至車載設備的數據）;2）車載下行數據（是指車載設備發送至數據中心的數據）。新能源汽車實時監控與數據采集系統。在有GPRS信號的情況下，傳送數據命令多采用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數據時，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，車輛的運行統計信息會主動將車載設備采集、計算的數據，發送至地面數據中心。地面數據中心會將對接收的數據進行回復，以正確接收應答信息、錯誤接收應答信息等方式，回復車載設備。

2 新能源汽車實時監控與數據采集系統構成

目前，我國開始大力發展新能源汽車，截至2018年，新能源汽車的銷售量已經達到200萬輛。這說明加大對新能源汽車實時監控系統與數據采集系統的開發，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控終端（包括GPS模塊、遠程數據傳輸（GPRS/CDMA）模塊）、用戶終端及公共資源（包括衛星、GPRS/CDMA基站等）和數據服務器3個部分組成。

新能源汽車車載設備需要運用GPS狀態信息（經度、緯度、海拔、時間）和CAN總線技術，通過車輛控制器獲取車輛運行狀態的信息數據（故障信息、電壓、電流）;再通過GSM/GPRS網絡與監控中心通信，發送采集到的車輛狀態信息。對于采集數據系統采集到的CAN網絡完整數據，按照數據一定的數據結構，自動保存到車載設備的內部存儲器中。

數據處理是因為車載設備本身具備一定的計算能力、統計功能。遠程推送則讓汽車的車載設備具備接受地面數據中心指令的功能，再通過CAN網絡發送給車輛控制器。以此，實現數據間的交互，完成對車輛的控制。

3 新能源汽車實時監控與數據采集系統的具體應用情況

3.1 新能源汽車實時監控與數據采集系統的應用價值

根據近些年來新能源汽車的使用狀況，我國新能源汽車實時監控與數據采集系統已經在湖南、杭州、北京、石家莊等地得到了廣泛應用。新能源汽車車輛的數據采集、傳輸、存儲，使新能源汽車的行駛安全性得到提升。通過對車輛信息數據的實時監控與數據采集，監控用戶行駛并獲取車輛、運行狀態等關鍵數據信息。

3.2 新能源汽車實時監控與數據采集系統開發在客戶服務中的應用

新能源汽車實時監控與數據采集系統的開發，實現了客戶對車況的全面監控。這也讓客戶通過遠程監控查看車輛的運行狀況，對事故路段情況進行實時監測。在發生事故時，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采集到的行駛數據，了解駕駛人員在急加速、急減速等情況下的駕駛行為，從而規范駕駛員的駕駛習慣。新能源汽車的實時監控會多維度，分析行駛路程、能耗等問題，并對數據信息進行統計。

3.3 新能源汽車實時監控與數據采集系統開發在內部服務中的應用

新能源汽車實時監控與數據采集系統的開發，在內部服務中是指車載設備的遠程監控系統給車輛運行數據進行采集、存儲、優化、遠程故障診斷等提供技術支撐。新能源汽車在力求為客戶提供服務的同時，企業也再考慮降低新能源汽車的管理成本。新能源汽車利用數據間的交互作用，實現對新能源汽車的實時監控、遠程采集、遠程傳輸、遠程管理等。這不僅可以提升企業的品牌力量，也可以提高企業車輛監控管理的工作效率。另外，我國在充電樁方面的建設工作，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展前景可觀。

4 結語

總而言之，新能源汽車實時監控與數據采集系統開發，為駕駛員的行駛安全提供了保障。通過分析實時監控與數據采集系統的原理、應用情況，可以了解其在行駛方面的重要作用。在加大監控與數據采集系統的開發力度的同時，了解新能源汽車的實際應用效果，不僅使企業發展滿足時代發展的需求，而且與國家發展戰略相適應，為客戶提供增值服務的同時，也會使自身的發展更加穩健。

參考文獻

[1]周俊鋒，茅衛東，王成文，等.新能源汽車數字化&智能化工廠設計與運行[J].汽車工藝與材料，2019（4）：1-5.

[2]吳立衛.試析新能源汽車在線監測智能管理系統[J].汽車與駕駛維修（維修版），2019（3）：92-93.

[3]陳攀.電動汽車控制器自動代碼生成及標定系統研究[D].山東：山東大學，2018.