新能源汽車遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)設(shè)計(jì)

蘇國傳　張亮　黎飛　程登　趙紫瑤

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)汽車遠(yuǎn)控控制功能，需要設(shè)計(jì)汽車遠(yuǎn)程控制平臺(tái)。根據(jù)業(yè)務(wù)要求，本文將云平臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)為車輛管理、事件管理、命令管理、協(xié)議解務(wù)及WEB端服務(wù)模塊，最后對(duì)車輛的在線離線狀態(tài)監(jiān)控、命令下發(fā)測(cè)試驗(yàn)證。結(jié)果表明云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛在線離線狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及命令下發(fā)和結(jié)果解析;排除非云平臺(tái)問題成功率可達(dá)100%，總體命令平均響應(yīng)時(shí)間1.54s。所以本文建立的新能源汽車遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)具有一定的可行性、可靠性、穩(wěn)定性及實(shí)用性，為車輛遠(yuǎn)程控制能提供有意義的理論架構(gòu)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程控制 云平臺(tái) 架構(gòu)設(shè)計(jì)

1 引言

隨著新能源汽車雙積分政策，新能源汽受到越來越多的關(guān)注[1]?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)和4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，無線通信技術(shù)相與汽車電子結(jié)合的遠(yuǎn)程信息處理技術(shù)得到了廣泛的重視、研究和發(fā)展[2]，且該技術(shù)為智能車網(wǎng)聯(lián)功能研究提供了基礎(chǔ)。智能家居，智能手表等產(chǎn)品的出現(xiàn)在人們生活中，促進(jìn)了傳統(tǒng)汽車行業(yè)的改革，使得新能源車輛更智能化，網(wǎng)聯(lián)化[3-4]。預(yù)約充電、遠(yuǎn)控空調(diào)等智能產(chǎn)品得到廣大用戶的認(rèn)可及應(yīng)用[5]。所以車輛的遠(yuǎn)程控制顯得相當(dāng)重要，這也成為新能源汽車發(fā)展的一個(gè)重要研究課題。目前大多數(shù)研究汽車的遠(yuǎn)程信息監(jiān)控平臺(tái)，僅僅實(shí)現(xiàn)了單向的采集車輛信息，無法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心與車輛的雙向交互，也無法對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程控制[6]。

針對(duì)新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)化需求背景下，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能，讓駕駛過程變得便捷、有趣，及方便有效對(duì)車輛監(jiān)管。為此，本文結(jié)合業(yè)務(wù)的需求從業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)層面設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛遠(yuǎn)程控制及監(jiān)管。

2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文結(jié)合業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)的業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)，見圖1所示。

遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)業(yè)務(wù)架構(gòu)主要為前端、車輛、云端三大模塊。以下本文主要針對(duì)遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)中的各個(gè)子模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)：

車輛管理服務(wù)模塊：主要對(duì)車輛基本信息、車輛登錄信息、車輛連接信息、車輛上下線消息管理。

事件管理服務(wù)模塊：該模塊收到車輛上報(bào)的事件信息后，根據(jù)HTTP解析出車輛上報(bào)的事件消息并判斷消息類型，將車輛軟硬件信息和車輛狀態(tài)變化信息通過接口傳輸給車輛管理服務(wù)模塊，并存入事件消息所屬的數(shù)據(jù)庫;將車輛的日記信息存入數(shù)據(jù)庫。

命令管理服務(wù)模塊：該模塊主要是向車輛端下發(fā)遠(yuǎn)程控制命令，并向數(shù)據(jù)庫中插入當(dāng)前下發(fā)命令的記錄。APP前端調(diào)用云平臺(tái)接口下發(fā)命令后，首先云平臺(tái)判斷命令加密驗(yàn)證是否正確，其次驗(yàn)證命令格式是否正確，再次檢查車輛是否在線，然后將命令加入命令發(fā)送數(shù)據(jù)表并發(fā)送命令給車輛，還要輪詢車輛應(yīng)答并將應(yīng)答消息插入命令數(shù)據(jù)表，最后將命令執(zhí)行結(jié)果解析返回前端。

協(xié)議解析服務(wù)模塊：目的協(xié)議解析主要解析車輛數(shù)據(jù)解析，命令返回解析，事件解析。這部分的設(shè)計(jì)主要遵循獨(dú)立，簡單的原則。

WEB端模塊：目的是為云平臺(tái)使用人提供可操作界面，并對(duì)車輛狀態(tài)、命令交互過程、告警信息等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)控控制。

3 測(cè)試驗(yàn)證及應(yīng)用

3.1 車輛在線離線狀態(tài)監(jiān)控

車輛在線離線狀態(tài)對(duì)命令下發(fā)和執(zhí)行及其重要，所有本文隨機(jī)選取某個(gè)車輛進(jìn)行了在線離線狀態(tài)可視化監(jiān)控測(cè)試，如圖2所示。

由圖2可知，車輛在線離線狀態(tài)曲線上下中波動(dòng)，說明車輛狀態(tài)一直變化，并且可觀測(cè)到狀態(tài)變化時(shí)的時(shí)間，其中在線狀態(tài)表示車輛在使用中;休眠狀態(tài)表示車輛無人使用;離線狀態(tài)即車輛已經(jīng)與遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)斷開所有的連接，云平臺(tái)無法對(duì)車輛進(jìn)行命令控制。所以遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛在線離線狀態(tài)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控。

3.2 遠(yuǎn)程命令實(shí)現(xiàn)及統(tǒng)計(jì)

本文隨機(jī)選擇了某個(gè)車輛，從云平臺(tái)的WEB端下發(fā)命令，并在命令歷史記錄可視化頁面查看命令的執(zhí)行情況，如圖3所示。

由圖3可知，命令下發(fā)和命令執(zhí)行結(jié)果成功，同時(shí)車輛接收到命令后，出現(xiàn)了預(yù)期的效果，說明云平臺(tái)對(duì)命令執(zhí)行結(jié)果解析正確。

本文利用jmeter工具調(diào)用云平臺(tái)接口下發(fā)租車、還車、檢車、閉鎖、尋車、解鎖命令，并從云平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出命令記錄，然后統(tǒng)計(jì)各個(gè)命令的成功率、失敗率及命令執(zhí)行時(shí)間，結(jié)果如圖4和表1所示。

結(jié)合圖7和表1可知，除了閉鎖命令，其命令成功率92%以上，所有命令平均成功率達(dá)到96%。命令執(zhí)行失敗的原因主要有兩個(gè)。原因一是通訊過程中網(wǎng)絡(luò)不好導(dǎo)致車輛無法收到命令或者無法回復(fù)命令指令結(jié)果;原因二是車輛不滿足命令執(zhí)行的條件;所以并非遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)的故障導(dǎo)致命令執(zhí)行失敗。排除以上兩個(gè)原因，平臺(tái)命令的成功率可達(dá)100%。

本文還統(tǒng)計(jì)了各個(gè)命令執(zhí)行成功的平均時(shí)間為1.54s，各個(gè)命令的平均時(shí)間均<3s，3秒內(nèi)的時(shí)間不影響用戶體驗(yàn)感受。所以，從命令的實(shí)現(xiàn)，成功率及命令的執(zhí)行平均時(shí)間，可以推出遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)的邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的可靠性、穩(wěn)定及實(shí)用性。

4 結(jié)語

首先本文結(jié)合了當(dāng)前新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)背景，闡述了遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)的設(shè)計(jì);然后建立了的遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛的在線離線狀態(tài)可視化監(jiān)控;實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程命令下發(fā)、命令解析，命令歷史記錄，且通過實(shí)車測(cè)試驗(yàn)證了云平臺(tái)的可行性;最后利用jmeter工具調(diào)用遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)接口下命令，并從云平臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出了所有命令歷史記錄，統(tǒng)計(jì)了命令成功率、失敗率及命令執(zhí)行平均時(shí)間統(tǒng)計(jì)，總體平均成功率達(dá)到96%，排除非云平臺(tái)問題成功率可達(dá)100%，總體命令平均時(shí)間1.54s，所有命令執(zhí)行時(shí)均<3s。

本文建立的遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)的業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)具有一定的可行性、可靠性、穩(wěn)定性及實(shí)用性。從而該云平臺(tái)對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車遠(yuǎn)程控制功能以及方便有效的對(duì)車輛狀態(tài)監(jiān)管起到很好的效果，為建立汽車遠(yuǎn)程控制功能提供了有意義的理論架構(gòu)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

基金項(xiàng)目：廣西創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目（桂科AA18242039）;柳州市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目（2019AG10202）

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