车辆发动机无线实时监测网络构建

杜传祥　魏秀岭

摘 要：该文通过对“车辆发动机无线实时监测及状态预警系统”课题的研究，在实验的基础上，对车辆发动机无线实时监测网络进行了构建。该方案通过对发动机及其控制系统中添加传感器等设备，进行数据的采集、传输、存储和综合处理。为车辆发动机无线实时监测提供了技术基础。

关键词：无线传感器 实时监测 发动机监测

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（b）-0022-02

进入二十一世纪以来，汽车经过多年的使用和发展，已成为人们日常出行中重要的交通方式。随着汽车保有量的增加，汽车中出现概率较小的问题也逐步呈现一个较大的量的发生。对于一些已经有一定的行驶里程和年限的车辆，虽不到报废指标，但故障率逐步升高。车辆发动机作为汽车的核心功能部件，其工作状态决定了汽车的整体工作水平。对这些车辆的发动机工作状态进行定时或长期的监测就显得很有必要了。随着无线网络技术、物联网技术和传感器技术这些年的发展，车联网技术逐步被应用到与车辆相关的诸多应运中。

近年来，智能汽车、智慧交通逐步发展，车联网不断研究，这几种方法和技术不断结合，并在一些领域开始进行一些有益的尝试。车联网是将车与车连接在一起，通过车辆上面的网络终端，收集并处理道路交通网络中每辆汽车的信息，并实现信息的共享，实现人、车、路三位一体互联。该文着重研究对车辆发动机各状态参数的监测，并利用车联网系统将获得的信息传输到其它管理车辆上或者传输至监管服务中心，通过专业的分析管理，当出现有可能发生发动机故障的情形时，提前给出友情警示，进而采取有效措施，并进一步提供综合服务。

车联网是当今高新技术相结合的一个产物，也是物联网和智能汽车的结合，它涉及的关键技术包括传感器、无线网络等。

1 传感器

当前计算机技术在汽车领域应用逐步深入，汽车电脑需要各部件数据的支持来确保行车安全。数据的获取广泛的使用到了各类传感器，通过对数据的分析和处理，根据数据的综合处理结果辅助车辆功能的控制、调节，以提高安全性、舒适性和效率。传感器是电子技术中的核心器件，主要用于信号变换，把被测的非电量信号转变成为电量信号。传感器技术促进了汽车高档化、电子化、自动化。广泛的应用于制动器、离合器、发动机、变速箱、底盘、测量行程、测量旋转等关键应用中。现在普通轿车上装有百余传感器，高档汽车上数量更多。

当前全球传感器市场中，增长最快的是汽车市场，且汽车传感器正朝着微型化、多功能化、集成化和智能化的方向发展。磁敏、气敏、力敏、热敏、光电、激光等新型传感器涌现。工艺不断革新，传感器越来越精确，科技含量越来越高，尤其以智能化传感器发展为重。

2 高性能传感器

汽车传感器的智能化是未来的发展方向，是一种带有微型计算机，兼有检测、判断、信息处理等多种功能的传感器。其最大优点在于能够充分感知驾驶员及环境和设备的信息，能够判断驾驶员、车辆及乘客是否处于最佳状态并综合给出响应。智能化传感器的最大特性在于其是利用软件来解决问题，而且覆盖范围大、输出信号大，而且精度高、信噪比高、抗干扰性能好，很多还带有自检功能。此外，集成化传感器集多种功能敏感组件和同一功能的多个敏感组件于一体，能检测两个或两个以上的特征参数或者物理化学参数，在汽车电子控制方面也有了更多应用。微型传感器是利用微机械加工技术，将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置等封装在一块芯片上，主要用于检测力学量、磁学量、热学量等。利用无线网络技术对这些传感器的数据及状态进行远程传输，然后记录和分析，可以实现远距离对车辆的监控。

3 无线传感器网络

无线传感器网络由监测区域内随机分布的大量的、种类繁多的微型传感器自行组网，并对所辖区域内目标对象的信息进行动态采集，综合处理。可以实现数据的双向传输。与蜂窝网、无线局域网等相比，其特征为简单灵活、自组织、强健壮性、动态拓扑、规模大等，且成本低、功耗小、性能强、可靠性高。其在汽车领域的应用前景广阔，比较适合车联网的实现。

4 物联网及车联网

物联网是将物品通过射频识别装置、基于光声电磁的传感器、激光扫描器等各种信息传感设备与互联网连接起来，实现数据采集、融合、处理，实现对所有物品的智能化识别和管理的网络。被公认为是世界信息产业第三次浪潮。可以通过在物体上植入各种微型芯片，用来获取物理世界的各种信息，再通过局部的无线网络等通信技术交互传递，从而实现对物体的感知。传感、识别、接入网、无线通讯网、互联网、云计算、应用软件、智能控制等技术是其基础。车联网是从当前流行的物联网的视角去探究车辆间的通信问题，具有良好的技术基础和应用前景。

5 发动机无线实时监测网络的构建

通过在车辆的发动机及其控制系统里面添加传感器，利用无线传感器网络及相关通信和计算机处理技术，对数据进行采集、传输、加工和处理。图为在实验中构建的无线实时监测网络的示意图（如图1）。

6 结语

在汽车的发动机及其控制系统里面应用传感器技术、无线传感器网络和车联网等先进技术对车辆发动机的状态、数据等信息进行采集并传输至汽车服务中心或服务中心的信息采集设备处，然后通过对信息的加工、综合处理，判断出车辆的运行状态，对有隐患或问题的车辆给出友情警示是当前以及未来的一个重要应用领域。同时也是未来汽车研究领域收集数据，性能测试的重要方法。虽然现阶段车辆监控网络及其应用仍属于未成熟之产业，但在不久的将来，随着智慧城市、智慧交通、智能汽车的发展，其作用会越来越明显，应用前景十分广阔。

参考文献

[1] 刘桂林，孔祥维，刘航.基于无线传感器网络的车辆检测识别算法研究[J].传感器与微系统，2010，29（2）：9-12.

[2] 余向阳.无线传感器网络研究综述[J].单片机与嵌入式系统应用，2008（8）：8-12.

[3] 刘桂林.基于无线传感器网络的车辆检测识别研究[D].大连：大连理工大学，2009.