Li Yalun1, Xu Jian1, Liu Wei2, Yang Shichun1
(1. Sekolah Ilmu dan Teknik Transportasi, Universitas Beihang, Beijing 100191; 2. Shanghai Volkswagen Automobile Co., Ltd., Shanghai 201805)
Sistem pemantauan dan servis jarak jauh dirancang untuk kendaraan listrik. Berdasarkan pengumpulan data dan transmisi data jarak jauh nirkabel, sistem menyadari pengunggahan waktu nyata dan penyimpanan parameter operasi kendaraan. Pengontrol on-board menyelesaikan pengumpulan dan transmisi data, server menyimpan, menganalisis dan memproses data sesuai dengan objek model, dan klien memberi pengguna tampilan pemantauan dan perintah untuk mewujudkan fungsi pemantauan kendaraan. Server memperoleh informasi layanan kendaraan dengan menganalisis dan memproses data operasi dan mengirimkannya ke pengontrol terminal kendaraan untuk mewujudkan fungsi layanan jarak jauh kendaraan. Sistem ini diuji pada sampel uji mobil listrik murni kota kecil Great Wall kelas A0, dan memiliki kepraktisan dan stabilitas yang baik.
Pemantauan jarak jauh; layanan jarak jauh; pengendali kendaraan; server; klien
U461.8
Kode identifikasi dokumen: SEBUAH
10.16157 / j.issn.0258-7998.2016.12.008
Format kutipan berbahasa Mandarin: Li Yalun, Xu Jian, Liu Wei, dll. Pemantauan Jarak Jauh Kendaraan Listrik dan Pengembangan Sistem Layanan Aplikasi Teknologi Elektronik, 2016, 42 (12): 34-36, 40.
Format kutipan bahasa Inggris: Li Yalun, Xu Jian, Liu Wei, dkk.Pengembangan sistem pemantauan dan pelayanan jarak jauh untuk kendaraan listrik.Penerapan Teknik Elektronik, 2016, 42 (12): 34-36, 40.
0 Kata Pengantar
Sebagai mobil bertenaga energi bersih, kendaraan listrik berada dalam masa pengenalan industri. Waktu nyata, memahami sepenuhnya parameter pengoperasian dan status kesalahan komponen utama kendaraan listrik telah menjadi penghubung penting dalam operasi demonstrasi dan proses promosi. Data ini memberikan dasar penting untuk evaluasi dan pemeliharaan kendaraan listrik oleh pemerintah, produsen mobil, dan pengguna.
Dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah besar sistem pemantauan jarak jauh untuk kendaraan listrik telah dipelajari. Universitas Tianjin telah melakukan penelitian tentang pemantauan jarak jauh nirkabel dan sistem manajemen untuk operasi demonstrasi kendaraan listrik berdasarkan GPRS dan Internet, dan mengusulkan solusi untuk sistem pemantauan jarak jauh selama operasi demonstrasi. Universitas Jilin dan Universitas Tongji telah merancang sistem pemantauan jarak jauh selama operasi demonstrasi skala besar dari beberapa kendaraan listrik, dan mencapai hasil yang baik dalam operasi sebenarnya.
Artikel ini menguraikan dan mengoptimalkan arsitektur dan skema teknis sistem pemantauan jarak jauh kendaraan listrik. Di satu sisi, solusi teknis yang layak untuk sistem pemantauan jarak jauh kendaraan listrik diusulkan; di sisi lain, sistem layanan jarak jauh untuk pengemudi direalisasikan berdasarkan analisis dan pemrosesan parameter operasi kendaraan.
1 Arsitektur sistem dasar dan prinsip kerja
1.1 Topologi sistem
Sistem ini terdiri dari tiga bagian: terminal yang dipasang pada kendaraan pemantauan jarak jauh yang dipasang pada kendaraan listrik, server yang berjalan di pusat data, dan klien pemantauan jarak jauh yang berjalan pada PC pribadi. Gambar 1 menunjukkan topologi sistem.
Terminal kendaraan pemantauan jarak jauh menyadari pengumpulan informasi seperti posisi, kecepatan, dan status sistem tenaga kendaraan listrik, dan mengirimkan data yang diperoleh ke pusat data. Pusat data menyimpan dan memproses data yang diunggah oleh terminal kendaraan. Terminal kendaraan pemantauan jarak jauh dan klien mengakses server untuk memberikan permintaan informasi dan tampilan bagi pengguna dan pengemudi. Transmisi data dua arah harus direalisasikan antara klien pemantauan jarak jauh dan pusat data, dan antara terminal kendaraan dan klien, untuk mewujudkan fungsi sistem dan memastikan operasi sistem yang stabil.
1.2 Komunikasi dan transmisi data
Untuk memastikan perolehan yang cepat dan transmisi informasi yang efisien, jaringan komunikasi dan protokol komunikasi yang digunakan untuk pengumpulan dan transmisi data dibahas dan dirumuskan, dan mekanisme pengumpulan data berdasarkan jaringan CAN dan protokol CAN akhirnya ditentukan, serta jaringan WCDMA dan protokol TCP / IP. Mekanisme transfer data.
CAN adalah jaringan komunikasi serial yang secara efektif mendukung kontrol terdistribusi dan kontrol real-time, memiliki karakteristik performa tinggi, keandalan tinggi, dan real-time tinggi, serta banyak digunakan dalam jaringan komunikasi otomotif. Memperoleh parameter operasi dan informasi kesalahan kendaraan listrik melalui jaringan CAN dapat memastikan data yang real-time dan dapat diandalkan. Dalam sistem pemantauan jarak jauh kendaraan listrik, komunikasi CAN digunakan untuk mengumpulkan informasi pengoperasian kendaraan.
Jaringan komunikasi nirkabel saat ini terutama mencakup jaringan WiFi, jaringan GPRS, dan jaringan 3G. WiFi tidak cocok untuk sistem pemantauan kendaraan jarak jauh karena jarak transmisi yang pendek dan jangkauan yang rendah. Jaringan 3G merupakan generasi baru dari teknologi komunikasi seluler, kecepatan komunikasinya lebih tinggi dari GPRS, dan tingkat cakupannya yang tinggi, sehingga lebih cocok untuk transmisi data nirkabel jarak jauh. Sistem ini menggunakan jaringan 3G sebagai pembawa transmisi data.
1.3 Desain terminal kendaraan
Terminal yang dipasang di kendaraan perlu mewujudkan pengumpulan dan transmisi data pemantauan dan perolehan informasi layanan berorientasi kendaraan. Informasi pengoperasian kendaraan listrik dikumpulkan melalui jaringan CAN dan modul GPS dan diunggah ke server. Pada saat yang sama, informasi berkendara tambahan, seperti jarak tempuh yang tersisa dan sisa daya kendaraan, diperoleh dari server melalui jaringan nirkabel. Di sisi lain, terminal dalam kendaraan juga perlu menerapkan fungsi pengaturan berorientasi pusat layanan. Dengan menerima instruksi dari server, server mengontrol terminal yang dipasang di kendaraan, dengan demikian mengubah status pengoperasian terminal yang dipasang di kendaraan, seperti mengubah kecepatan unggah data, dan mengirimkan pengingat status kesalahan.
Sesuai dengan persyaratan fungsional terminal kendaraan, arsitektur dasar terminal kendaraan dirancang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Dalam sistem ini, komputer mikro chip tunggal seri Infineon XC2000 dipilih sebagai chip kontrol utama sistem. Chip ini memiliki kinerja pemrosesan kecepatan tinggi dan antarmuka perangkat keras dan fungsi perangkat lunak yang kaya, serta memiliki biaya rendah dan cocok untuk sistem pemantauan jarak jauh. Pilih SIMCOM SIM5320E sebagai chip komunikasi sistem, chip ini tertanam dengan perjanjian TCP / IP, telah menghemat waktu dan sumber daya ruang mikroprosesor. SIM5320E berkomunikasi dengan server melalui antena, dan memperoleh informasi lokasi melalui modul GPS. Modul CAN digunakan untuk membaca keadaan kendaraan, dan modul Flash digunakan untuk menyimpan program dan data. Melalui operasi terkoordinasi antara modul, fungsi terminal kendaraan direalisasikan.
1.4 Desain arsitektur server
Arsitektur sistem server harus mencapai keamanan, keandalan, penyesuaian, skalabilitas, dan pemeliharaan. Pilih Linux + Apache + PHP + MySQL sebagai arsitektur perangkat lunak sistem server. Server berperan mentransfer dan menyimpan data di seluruh sistem. Server menerima data yang dikirim oleh terminal kendaraan dan perangkat lunak klien, serta dapat menganalisis dan memproses data yang diterima pada saat yang bersamaan. Perangkat lunak server harus memiliki 3 modul fungsional: modul penyimpanan, modul decoding dan modul antarmuka data.
Arsitektur desain modul penyimpanan ditunjukkan pada Gambar 3. Mesin penyimpanan bertanggung jawab atas pengoperasian setiap modul di penjadwal, pengumpul informasi variabel bertanggung jawab untuk menyimpan informasi yang diperoleh server dalam antrian variabel, dan file konfigurasi penyimpanan bertanggung jawab untuk mengonfigurasi informasi proyek proyek. Modul decoding mem-parsing paket data menjadi kuantitas fisik aktual sesuai dengan protokol komunikasi sistem pemantauan jarak jauh. Modul antarmuka data menerima berbagai paket sumber data melalui antarmuka transmisi data jaringan, dan membentuk paket data yang akan diterjemahkan melalui kombinasi dan pembongkaran. Antarmuka data menggunakan file konfigurasi untuk mengimpor sistem guna mewujudkan konfigurasi sistem yang fleksibel.
2 Sistem pemantauan jarak jauh kendaraan listrik
Berdasarkan arsitektur sistem yang ada, klien pemantauan jarak jauh telah dikembangkan untuk menyediakan fungsi-fungsi seperti tampilan parameter kendaraan listrik secara real-time, peringatan dini informasi kesalahan dan pemutaran data historis, dan mewujudkan pemantauan operasi real-time kendaraan listrik.
Arsitektur antara server dan klien terutama mencakup arsitektur B / S dan arsitektur C / S. Sistem ini adalah sistem arsitektur B / S. Klien secara langsung meminta data dari server dan menampilkan data tersebut kepada pengguna. Namun pada fungsi pemosisian kendaraan pada sistem ini, perlu diterapkan suatu sistem informasi peta. Jika Anda menggunakan sistem informasi peta terstruktur B / S, pengguna perlu menggunakan perangkat lunak komersial khusus untuk interaksi, yang mahal. Dengan perkembangan teknologi jaringan, Anda dapat menggunakan Google Maps, Baidu Maps, dll. Untuk mewujudkan WebGIS, yang sangat mengurangi biaya sistem. Oleh karena itu, sistem informasi geografis mengadopsi arsitektur C / S. Fungsi tampilan parameter operasi diwujudkan oleh struktur B / S, dan fungsi peta direalisasikan oleh struktur C / S. Seluruh sistem adalah struktur campuran C / S dan B / S.
Gambar 4 menunjukkan antarmuka lokasi klien pemantauan jarak jauh. Pengembangan perangkat lunak klien dari sistem ini mengadopsi arsitektur berbasis Eclipse RCP, dan lapisan bawah dikembangkan dalam bahasa JAWA. RCP adalah pengembangan plug-in dan mekanisme operasi berdasarkan Eclipse. Kontrol antarmuka yang disediakannya mengimplementasikan aplikasi antarmuka dari sistem pemantauan. Klien pemantauan jarak jauh mengimplementasikan fungsi manajemen kendaraan, fungsi tampilan informasi waktu nyata, fungsi pemosisian kendaraan, fungsi pemutaran trek, fungsi bagan analisis, fungsi menu pengaturan, fungsi file, dll.
3 Sistem servis jarak jauh kendaraan listrik
Data operasi kendaraan yang dikumpulkan oleh sistem pemantauan jarak jauh kendaraan listrik disimpan di server. Melalui penyimpanan data model dan berorientasi objek, serta mengekstraksi parameter karakteristik yang mencirikan status pengoperasian kendaraan listrik, lebih banyak informasi pengoperasian kendaraan listrik dapat diperoleh. Dalam sistem ini, berdasarkan data historis dan kondisi operasi kendaraan listrik saat ini, jarak mengemudi kendaraan listrik di bawah tingkat daya saat ini diekstraksi, dan informasi dikirim ke terminal on-board, mewujudkan layanan jarak jauh kendaraan listrik.
Model lokasi menyimpan keakuratan, garis lintang, ketinggian dan informasi lain dari lokasi kendaraan, dan memperoleh parameter karakteristik kondisi jalan kendaraan. Model baterai menyimpan tegangan, arus, kapasitas, SOC, dan informasi lain dari baterai, dan memperoleh informasi daya yang tersisa dari kendaraan. Model motor menyimpan informasi tegangan, arus, kecepatan, dan torsi motor, dan memperoleh parameter karakteristik dari konsumsi energi motor daya. Model kendaraan menyimpan kecepatan kendaraan, posisi pedal, dan kondisi pengoperasian aksesori (AC, dll.) Untuk mengetahui kondisi pengoperasian kendaraan.
Parameter karakteristik model baterai berkorelasi positif dengan energi listrik yang tersimpan pada baterai, sedangkan parameter karakteristik model lainnya berkorelasi negatif dengan tingkat konsumsi energi per satuan jarak tempuh kendaraan. Karakterisasi setiap parameter model dengan e1, e2 ... en, jarak tempuh y kendaraan listrik diperoleh dengan pemasangan linier rumus (1):
Dalam rumus tersebut, fungsi f adalah fungsi penyesuaian antara tiap parameter karakteristik dan driving range. Dengan meningkatnya jarak tempuh kendaraan listrik, jumlah sampel data meningkat, dan keakuratan fungsi pemasangan ditingkatkan, sehingga sistem layanan jarak jauh dapat memperkirakan jarak mengemudi kendaraan yang tersisa dalam kondisi saat ini.
4 Uji fungsi dan eksperimen
Untuk menguji fungsi sistem, sistem pemantauan dan layanan jarak jauh dipasang pada prototipe uji mobil listrik murni perkotaan kelas kecil Tembok Besar A0, dan keakuratan transmisi data sistem dan kinerja transmisi data secara real-time diuji.
Pengguna memperoleh lokasi kendaraan dan parameter status operasi setiap komponen melalui antarmuka klien dari sistem pemantauan jarak jauh, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
Untuk menguji keakuratan transmisi data sistem, kecepatan kendaraan yang sebenarnya dibandingkan dengan informasi kecepatan kendaraan yang dikumpulkan oleh sistem, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Selama waktu perolehan 60 menit, data yang dikumpulkan oleh sistem pemantauan jarak jauh konsisten dengan data referensi.Hanya pada 10 menit, penyimpangan data disebabkan oleh sinyal GPS yang lemah, dan penyimpangan data berada dalam kisaran yang dapat diterima sistem. Akurasi sistem memenuhi persyaratan sistem pemantauan jarak jauh.
Untuk menguji transmisi data real-time dari sistem, waktu transmisi data kendaraan listrik tunggal dan ganda diuji, dan waktu tunda bervariasi dengan waktu pengujian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7. Penambahan jumlah kendaraan tidak meningkatkan waktu tunda sistem, waktu tunda sistem kurang dari 2 detik, yang memenuhi persyaratan sistem pemantauan jarak jauh.
5. Kesimpulan
Makalah ini merancang sistem pemantauan dan layanan jarak jauh kendaraan listrik, dan menyadari transmisi data besar-besaran dari sistem pemantauan jarak jauh kendaraan listrik melalui desain arsitektur sistem. Melalui desain rasional klien pemantauan jarak jauh, kueri dan pemantauan lintasan kendaraan, parameter operasi, dan informasi kesalahan direalisasikan. Melalui penyimpanan dan analisis data berbasis model, layanan jarak jauh untuk kendaraan listrik dapat direalisasikan. Selama pengujian, sistem tersebut stabil dan andal, menyadari fungsi pemantauan dan servis kendaraan listrik dari jarak jauh.
referensi
Zhao Han, Jiang Jianman Status saat ini dan perkembangan standar kendaraan listrik domestik dan internasional Jurnal Hefei University of Technology (Natural Science Edition), 2011, 34 (7): 961.
Xie Hui, Xiao Bin, Hao Mingde, dkk.Pengembangan dan Penelitian Pemantauan Jarak Jauh Nirkabel dan Sistem Manajemen untuk Operasi Demonstrasi Kendaraan Listrik.Teknik Otomotif, 2006, 28 (8): 734.
Chen Yanhong, Shen Shuai, Liu Hongwei, dll. Sistem pemantauan jarak jauh untuk beberapa kendaraan listrik Jurnal Universitas Jilin (Edisi Teknik), 2013, 43 (2): 285.
Zhang Xinfeng, Shen Yong, Song Fu, dll. Desain sistem pemantauan jarak jauh untuk kendaraan energi baru untuk operasi demonstrasi skala besar Teknik Otomotif, 2012, 34 (5): 470.
Wang Huan. Penelitian tentang teknologi bus TTCAN untuk kendaraan listrik. Beijing: Sekolah Pascasarjana Akademi Ilmu Pengetahuan China, 2006.
Chen Yan, Dong Jie, Tang Hui. Perbandingan dan Analisis Operasi Standar Jaringan 3G yang Berbeda Teknologi Informasi dan Standardisasi, 2007 (12): 30.
Teknologi Infineon. Panduan pengguna turunan XC27x7x, 2011.
Jiao Jiye. Penelitian dan implementasi protokol TCP_IP tertanam untuk komputer mikro chip tunggal. Xi'an: Universitas Sains dan Teknologi Xi'an, 2003.
SimCom.SIM5320_EVB kit_user guide.SIMCom, 2011.
Ming Mei, Jiao Limei Penelitian tentang metode optimasi kinerja server database berorientasi aplikasi .. Teknik Komputer dan Aplikasi, 2004 (34): 178.
Qu Xiaotao, Yang Jiajun, Shi Haifeng Struktur database klien / server dan mekanisme aksesnya Teknik Komputer dan Aplikasi, 1999 (3): 87-90.
Gao Hengguo, Luo Kelu, Lei Jian Analisis teknis arsitektur platform gerhana dan penelitian aplikasi berbasis RCP Komputer dan Teknologi Informasi, 2006 (5).
- Lebih dari sekadar kartu grafis RTX, pengalaman pengambilan gambar nyata, desain sistem pendingin notebook ASUS ROG yang inovatif
- Pengalaman sistem: "Satu langkah lebih cepat" Sistem OPPO R17 Pro menghadirkan pengalaman yang mulus
- "Tren Oriental yang Luar Biasa, Berusaha di Era Baru" Karya Pilihan Kontes Fotografi Merayakan 40 Tahun Reformasi dan Pembukaan "Transformasi Stasiun Kereta Shapingba" He Wanquan
- Dikonfirmasi! Honor Magic2, ponsel layar geser pertama di dunia, juga akan menampilkan AI enam kamera pertama di dunia