基于GPS+GPRS 的电动汽车运营监控系统设计研究

2013-10-09邱新红

河北能源职业技术学院学报 2013年4期

邱新红

(唐山市科技情报研究所，河北唐山 063000)

1.引言

能源和环境问题愈来愈成为影响当代及未来全球社会、经济发展的重要因素。随着能源不足和生态环境日益恶化，“节能减排”这一主题在世界范围内引起关注。在汽车领域，电动汽车，一种以清洁能源为动力的汽车，已成为未来汽车工业发展的方向。

唐山市作为我国第二批节能与新能源汽车示范推广试点城市，将对节能与新能源汽车应用技术进行研究与规模化示范，因此，针对电动汽车示范运营过程中的数据采集、故障快速诊断及应急系统等共性关键技术进行研究是必不可少的，尤其是由于电池安全、荷电状态等方面原因，电动汽车在运营过程中的智能监控问题显得非常重要，因此，开展电动汽车运行监测及控制系统关键技术研究具有非常重要的现实意义，本文结合唐山市节能与新能源汽车示范推广工作，进行了电动汽车运营监控系统的设计研究。

2.系统总体结构设计

电动汽车智能监控系统研究开发的目的是对运行车辆位置(GPS)和速度、电池状态(包括剩余电量SOC、总电压、总电流、单体电压、单体电流、温度等)进行实时监控，当车辆发生故障或意外时，可以及时地调度处理，对采集的数据进行分析处理等。该系统主要由运营车辆、数据采集终端、GPS+GPRS 智能通讯模块、GPRS+Internet 公网和数据处理中心组成，结构图见图1。

图1 基于GPS+GPRS 的电动汽车运营监控系统

电动汽车运行数据通过数据采集和通讯协议发送到信息处理平台后，信息处理平台将信息自动处理，发送至每辆公交车终端接收系统，对每台电动汽车进行实时监控和管理，当数据采集终端有异常时，监控中心能通过命令控制数据采集终端做出正确的响应;能够对数据采集终端的各个配置信息进行配置和读取，如发送和采集的时间间隔等信息，为电动汽车运营提供技术支持。

3.电动汽车GPS+GPRS 智能通讯模块设计

本系统包括CPU 系统、GPS 模块、GPRS 模块、液晶显示屏、按键、通讯接口等部分。GPS 模块提供卫星定位信息，GPRS 模块实现无线数据传输，液晶显示屏显示汽车运行数据和位置数据、显示设置本机的工作参数。本机可以通过CAN 接口或者RS485/232 接口与电动汽车系统通讯，可以通过RS232 接口维护、调试监控仪。系统框图如图2 所示。

图2 电动汽车GPS+GPRS 智能通讯模块系统框图

电动汽车GPS+GPRS 智能通讯模块，融合了GPS 与GSM 定位功能、电动汽车状态采集功能，通过GSM/GPRS 无线传输，将数据传送到监控中心，客户通过监控中心可以掌握被监控车辆的实时方位及运行状态，实现对车辆的远程监测。GPS+GPRS 智能通讯模块能够实现的功能有:定位功能、无线通讯功能、汽车数据采集功能、人机交互功能和报警功能等。

4.电动汽车智能监控软件系统设计

软件系统采用Microsoft Visual Studio 2010 开发平台，以Microsoft SQL Server 2005 作为数据库开发系统，用 VB.net 语言和 Iocomp、Mapinfo Mapx5.0 控件，实现软件编程，具有车辆管理、视图设置、参数设置、地图监控、数据采集、数据传输、数据处理等功能。

系统包括车辆监控GIS 系统、数据转发与通讯系统和电池管理系统三大部分。车辆监控GIS 系统主要是对车辆的运行过程进行实时追踪显示，处理车载设备发来的有关异常信息，并支持车辆运行轨迹的回放功能。消息转发与通讯控制系统实现的功能是把车载设备传来的数据包原封不动地转发给监控系统和统计分析系统，同时把数据包经过解包处理后把数据存入数据库服务器上的数据库中，并记录工作日志。电池管理系统具有参数检测、剩余电量(SOC)估计、充放电控制、信息监控、故障诊断等功能。

5.运行效果

采用基于GPS+GPRS 智能通讯的电动汽车运营监控系统，通过在曹妃甸公交和唐山市公交车上的实践，能够对包括车辆运行位置、电池参数、故障等进行实时监控与管理，可以实现电动汽车运营过程的数据采集、监控和数据分析处理等功能。结果表明，运行稳定可靠，数据传输快速准确，满足了实际运营要求，运行时所获取的试验数据为电动汽车优化设计和电动汽车产业发展提供了技术支撑。