新能源汽车远程监控终端的设计

来源：汽车电器作者：佚名 2015-07-27 09:15:37

    3 车载终端设计
    3.1车载终端硬件设计
如图2所示，远程终端采用基于ARM7TDMI-S处理器的单片机作为主芯片，运行频率为72 MHz。远程终端硬件组成主要包括：CAN通信模块、GPS定位接收模块、GPRS通信模块、IC卡模块、Flash存储模块、SD卡模块、USB读取模块、时钟电路、低功耗唤醒、硬件看门狗。

    1） CAN通信模块：远程终端采用汽车级的高速CAN收发器，完全符合ISO 11898标准低功耗模式，可通过总线唤醒预留两路CAN接口，波特率分别为250 KB和500 KB。
    2） GPS定位接收模块：采用国际领先的GPS定位芯片，48通道并行接收，NMEA 0183协议。
    3） GPRS通信模块：采用国际主流产品，双频EGSM 900/1800 MHz，符合GSM/GPRS协议栈3GPP版本4。
    4） SD卡存储：LPC自带SD/MMC存储卡接口，采用4G SD卡进行数据大容量存储。
    5） Flash存储：采用Flash存储器，寿命为10万次擦写。
    6） USB读取模块：LPC2388自带USB 2.0设备／主机／OTG，带片上PHY和相关的DMA控制器。
    7）时钟电路：LPC2388自带实时时钟（RTC），带独立电源管脚，时钟源可设置为RTC振荡器或者APB时钟。
    8）低功耗唤醒：利用LPC2388的外部中断输入进行低功耗唤醒。
    9）硬件看门狗：设计了硬件看门狗电路，及时复位防止程序跑飞。
    3.2车载终端功能设计
    远程终端的功能框图如图3所示，主要分为数据采集子系统、GPS子系统、GPRS子系统、参数存储子系统、IC卡管理子系统、低功耗唤醒子系统。

      1）数据采集子系统：远程终端预留两路CAN接口，通过CAN网络进行数据采集。主要对车辆信息、整车控制器信息、电机控制器信息、电池管理系统、车载充电机等数据进行采集并解析。
    2） GPS子系统：利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。远程终端可以接收GPS信息并解析出经纬度、高程等信息，用来实时确定车辆位置，追踪车辆运行轨迹。目前，民用导航精度在10m左右。
    3） GPRS子系统：远程终端的远程数据传输主要是通过GPRS网络实现的。通过GPRS子系统把新能源数据、GPS数据、车辆本身数据发送到网络，监控管理平台通过网络得到这些数据并进行存储、分析、显示.
    4）参数存储子系统：远程终端主要分为两种存储，Flash存储和SD卡存储。模块把车辆信息、终端参数、新能源参数、标定09值按特定结构存储在Flash中；把新能源汽车的报警、状态、数据以文件形式存储在SD卡中。
    5） IC卡管理：远程终端可以通过GPRS传输数据或USB导出数据，利用IC卡进行USB导出数据管理；需要注销的终端，要在中心系统上进行注销，利用IC卡进行终端注销管理。
    6）低功耗唤醒：在新能源汽车停车后，远程终端会进入低功耗模式；通过钥匙信号、车载充电
机或外部充电桩信号对远程终端进行唤醒，使其进入工作状态。

    3.3监控模块功能介绍
    1）实时准确采集车辆整车控制器、电机控制器、电池管理系统、车载充电机等模块CAN总线数据。
    2）通过新能源车辆监控平台软件对监控模块参数进行设置和查询。
    3）实时准确测定车辆速度和经纬度。
    4） SD卡方便数据上载和存储。
    5）多种故障报警：无CAN报文报警、监控模块内部故障报警等。
    本监控模块能储存最近7天的数据，在SD卡内部，数据以省域＋市县代码＋车牌号（例如“津A00000”）为根目录；在其下面，以TD＋日期为子目录，例如TD 120218表示2012年2月18日；再下一级文件是以CAN的ID为文件名称的数据文件，其储存频率都为1 s。

    4 车载终端监控范围
    本监控管理平台可以兼容纯电动汽车、混合动力汽车等多种新能源车型，本文以纯电动汽车为例介绍远程终端监控范围。
    如图4所示，纯电动汽车的数据监控范围主要包括整车控制器、电池管理系统、电机控制器、车载充电机以及车辆的故障、状态、基及础数据。远程终端全面监控了纯电动汽车故障类、状态类、数据类的相关数据，为监控管理平台监控、报警、数据分析提供了基础。

    4.1新能源汽车位置的显示
    新能源汽车的位置信息可通过上位机系统进行查看，用户可通过手机、Ipad、笔记本电脑随时进行定位跟踪在线车辆，可查看车辆的位置信息。
    在进入车辆监控功能之后，菜单栏把被监控的车辆分成了3组：①在线车辆（），②超时车辆（），③离线车辆（）。3组中的车量是系统中所注册的所有车辆。
    在线车辆表示当前正在和平台进行信息交互的车辆，括号中为在线车辆的数量。超时车辆表示可能由于信息不通畅或者其他问题，导致未主动离线的车辆在一定时间内没有和平台进行信息传输，此类车为超时车辆，括号中为超时车辆的数量。离线车辆表示下位机主动断电或者其他原因离线的车辆，括号中为离线车辆数量。如图5所示。

    4.2新能源汽车故障、状态、基础数据信息的显示
    以整车控制器为例，分析车辆运行期间的故障、状态和基础数据信息的显示。
    单击上位机系统界面的“整车控制器”后，结果界面中共有三大部分，分别是：故障、状态、基础数据。
    故障中包括：车牌号、VCU、通信、低压蓄电池、油门踏板、制动踏板、挡位、EPS/EHI、DCDC、真空泵、空调、高压互镇、接受时间。整车控制器的故障报警信息见图6。

    状态中包括：车牌号、状态、控制模式、空调继电器、DC继电器、运行控制、高压继电器、挡位、接受时间。整车控制器的最新状态信息见图7，此状态是动态更新的。

    基础数据中包括：车牌号、车速（km/h）、加速踏板开度（％）、制动踏板开度（％）、发电机温度（℃）、续驶里程（km）、累计里程（km）、控制转矩（Nm ）、发电机电机当前转速（r/min ）、空调转速（r/min ）、接受时间。整车控制器的基本数据信息见图8。