一种试验车辆远程监控系统设计_张剑锋

1、工业控制计算机2009年22卷第8期 *上海市科研计划项目资助课题:新能源汽车远程监控系统(07DZ11507研发车辆进行道路测试时,经常会发生一些故障。如果能够实时地采集车内状态数据,并通过无线网络将数据送入中心数据库,设计人员在办公室就可以对实车试验数据进行分析。因此开发一套远程监控系统,用于对试验车辆进行实时数据采集和远程诊断,是很有必要的。1车载远程监控系统基本原理本系统使用汽车OBD 接口,对行驶中车辆的实时信息进行读取,通过公共通讯网络将数据发送到监控中心。用户可通过浏览网页的形式检测运行中的车辆运行状态及实时数据,对车辆进行实时数据采集和诊断。图1表示了车载远程诊断监控系统基本原

2、理,在每辆试验车上安装一台车载PC 实现车辆信息的采集和无线传输,监控中心配有一台有固定公网IP 地址的中心服务器,各个车辆上的车载终端PC 可通过该固定IP 地址连接到中心通讯服务器上,一旦建立起连接后,两者即可互发数据信息,实现远程监控和诊断。图1车载远程监控系统基本原理图2系统组成整个监控系统主要由车载终端(包括终端PC 、GPS 接收模块、无线网卡等和监控数据中心PC 组成,每个PC 上都有不同的功能模块实现特定的功能,图2为车载远程诊断监控系统功能架构图。车载终端PC 与无线网卡相连,支持GSM /GPRS /Edge 三种网络,并且通过USB 口对GPS 信号进行采集,将车辆位置信

3、息送至监控中心。2.1车载终端PC车载终端PC 上包含总线数据采集单元和终端通讯单元以及GPS 接收模块。(1总线数据采集单元总线数据采集单元是由Vehicle Spy 系统实现,Vehicle Spy 是美国Intrepid 控制系统公司推出的一种供诊断、节点/ECU仿真、数据获取、自动测试和车内通信网络总线监控用的工具。可通过车载OBD II 接口接入汽车总线网络实现与各车载ECU 的实时通讯及诊断功能。(2终端通讯单元本文使用P300U 无线通信模块实现无线网络连接和数据传输。它是结合EDGE 技术的四频GSM /GPRS 调制调解器,当无线通信模块登陆到无线网络时,将实时地把GPS 接

4、收模块的位置信息以及车辆信息发送到远程监控中心,供监控调度使用。车辆和中心控制室之间的数据通讯是通过终端通讯单元和中心通讯单元实现。为了加速开发速度,使用LabVIEW 软件实现通讯程序的开发,终端通讯单元通过TCP /IP 传输方式来接收中心通讯单元的指令并转发给总线数据采集单元,同时把总线数据采集单元上传的实时数据发送给中心通讯单元。(3GPS 接收模块本文选用了Navibe GPS 鼠标型卫星接收器,使用NE-MA0183格式进行数据传输。GPS 模块的数据通过USB 口与车载PC 机相连,并通过无线网络将位置信息送到监控中心,在监控中心使用商用地图软件显示出车辆当前位置。2.2监控中心

5、监控中心程序由中心通讯单元、数据库和应用程序组成。1中心通讯单元从数据库中读取指令,解析后发送给终端通讯单元,并将终端通讯单元发送过来的实时数据写入数据库。2数据库是用来存储从车载终端上传的实时数据,并保存用户发送的各种诊断及控制指令;中心通讯单元与应用程序之一种试验车辆远程监控系统设计*张剑锋樊晓松曹宝健李卓阳俞开元吕成浩(上海捷能汽车技术有限公司,上海201804摘要描述了一种试验车辆远程监控诊断系统的设计方案。在试验车辆上安装一个车载PC ,利用数据采集单元与车内总线系统相连,通过移动通讯网络实现试验车辆和监控中心的通讯,监控中心能接收车辆实时状态数据,从而完成车辆的远程监控和诊断。关键

6、词:试验车辆,远程诊断,无线通讯AbstractA design of remote monitoring and diagnostic system for test vehicle is described in this paper.One in-car PC is in-stalled on the test car.By data acquisition module and mobile communication network,Real-time data of test car can be ob-tained in the monitor center and realiz

7、e the remote monitoring and diagnostic.Keywords :test vehicle,remote diagnostic,wirelesscommunication 图2车载远程诊断监控系统功能架构图33一种试验车辆远程监控系统设计间通过数据库进行数据交互。3应用程序通过访问网页的方式实现车辆的远程数据采集 和诊断。3程序流程3.1应用程序当用户进入车辆监控网页后,后台服务器将会加载页面的控件,包括地图、车辆信息控件等。系统会定时读取数据库中的车辆信息,将最新的数据时间与系统时间相比较以确定车辆是否在线运行,当发出的命令应答发生超时,页面将不显示车辆信息,

8、如果所发出的命令应答未超时,则页面通过AJAX 局部刷新技术实现车辆数据的实时更新。用户可以通过界面向车辆发送远程诊断命令,后台服务器将用户递交的远程命令写入数据库中远程命令表单,并等待命令的应答,当系统收到应答后,显示相关的诊断结果,若发生超时,页面将显示应答超时。3.2监控中心通讯单元监控中心通讯单元流程参见图3,具体实现方式如下: 1侦听终端的请求建立连接信息,收到后发送握手信号给终端,此时双方建立通讯成功。2周期查询数据库远程命令表单,当有新指令时,将指令转换成调用Vehicle Spy 相应function block 的指令,发送给终端通讯单元。3对与终端LabVIEW 连接的TC

9、P /IP 通道进行侦听,当有新数据时,将数据直接写入数据库实时数据表单,并判断数据是否为诊断数据,若是,将诊断结果写入数据库远程命令表单。3.3车载终端通讯单元车载终端通讯单元程序流程参见图4,具体实现方式如下:1发送请求建立连接信息给监控中心,等待监控中心的握手信号。收到握手信号后,双方建立通讯成功。2侦听与Vehicle Spy 连接的TCP /IP 通道,当有新数据时,将数据发送给监控中心。3监测与GPS 连接的COM 端口,当有新数据时,将数据发送给监控中心。4对与监控中心连接的TCP /IP 通道进行监测,当有新指令时,将指令转发给Vehicle Spy 。3.4总线数据采集单元V

10、ehicle Spy 软件通过监听TCP /IP 的控制通道指令来完成相应的操作,具体流程可见图5。图5总线数据采集单元程序流程1当用户希望监测车辆实时数据时,可在网页上发送启动Vehicle Spy 指令,Vehicle Spy 收到该指令后便启动,并周期发送车辆实时数据;反之,当用户希望退出网页时,可发送停止Vehicle Spy 指令,此时Vehicle Spy 便停止工作。2当用户希望对车辆进行远程诊断或控制操作时,可点击网页上相关按钮,命令便可通过中心LabVIEW 程序解析后变成调用function block x 指令(远程诊断或控制指令与function block x 有一一对应关系发送给Vehicle Spy ,Vehicle Spy 收到该指令后,调用该function block 完成相应的诊断或控制操作,并将执行结果通过TCP /IP 的数据通道反馈回终端通讯单元,再由终端通讯单元转发给监控中心,确保每个控制命令响应成功。4结束语通过建立一套完整的车载远程诊断监控系统,车辆研发人员可以实时监控车辆状态