新能源汽车远程控制云平台设计

苏国传　张亮　黎飞　程登　赵紫瑶

摘 要：为了实现汽车远控控制功能，需要设计汽车远程控制平台。根据业务要求，本文将云平台业务逻辑架构设计为车辆管理、事件管理、命令管理、协议解务及WEB端服务模块，最后对车辆的在线离线状态监控、命令下发测试验证。结果表明云平台实现了对车辆在线离线状态的实时监控，及命令下发和结果解析;排除非云平台问题成功率可达100%，总体命令平均响应时间1.54s。所以本文建立的新能源汽车远程控制云平台具有一定的可行性、可靠性、稳定性及实用性，为车辆远程控制能提供有意义的理论架构和实验依据。

关键词：远程控制 云平台 架构设计

1 引言

随着新能源汽车双积分政策，新能源汽受到越来越多的关注[1]。互联网技术和4G网络技术的广泛应用，无线通信技术相与汽车电子结合的远程信息处理技术得到了广泛的重视、研究和发展[2]，且该技术为智能车网联功能研究提供了基础。智能家居，智能手表等产品的出现在人们生活中，促进了传统汽车行业的改革，使得新能源车辆更智能化，网联化[3-4]。预约充电、远控空调等智能产品得到广大用户的认可及应用[5]。所以车辆的远程控制显得相当重要，这也成为新能源汽车发展的一个重要研究课题。目前大多数研究汽车的远程信息监控平台，仅仅实现了单向的采集车辆信息，无法实现监控中心与车辆的双向交互，也无法对车辆进行远程控制[6]。

针对新能源汽车智能网联化需求背景下，为了实现远程控制功能，让驾驶过程变得便捷、有趣，及方便有效对车辆监管。为此，本文结合业务的需求从业务逻辑架构层面设计远程控制云平台，实现对车辆远程控制及监管。

2 架构设计

本文结合业务需求，设计远程控制云平台的业务逻辑架构，见图1所示。

远程控制云平台业务架构主要为前端、车辆、云端三大模块。以下本文主要针对远程控制云平台中的各个子模块进行设计：

车辆管理服务模块：主要对车辆基本信息、车辆登录信息、车辆连接信息、车辆上下线消息管理。

事件管理服务模块：该模块收到车辆上报的事件信息后，根据HTTP解析出车辆上报的事件消息并判断消息类型，将车辆软硬件信息和车辆状态变化信息通过接口传输给车辆管理服务模块，并存入事件消息所属的数据库;将车辆的日记信息存入数据库。

命令管理服务模块：该模块主要是向车辆端下发远程控制命令，并向数据库中插入当前下发命令的记录。APP前端调用云平台接口下发命令后，首先云平台判断命令加密验证是否正确，其次验证命令格式是否正确，再次检查车辆是否在线，然后将命令加入命令发送数据表并发送命令给车辆，还要轮询车辆应答并将应答消息插入命令数据表，最后将命令执行结果解析返回前端。

协议解析服务模块：目的协议解析主要解析车辆数据解析，命令返回解析，事件解析。这部分的设计主要遵循独立，简单的原则。

WEB端模块：目的是为云平台使用人提供可操作界面，并对车辆状态、命令交互过程、告警信息等情况进行实时监控，以及对车辆进行远控控制。

3 测试验证及应用

3.1 车辆在线离线状态监控

车辆在线离线状态对命令下发和执行及其重要，所有本文随机选取某个车辆进行了在线离线状态可视化监控测试，如图2所示。

由图2可知，车辆在线离线状态曲线上下中波动，说明车辆状态一直变化，并且可观测到状态变化时的时间，其中在线状态表示车辆在使用中;休眠状态表示车辆无人使用;离线状态即车辆已经与远程控制云平台断开所有的连接，云平台无法对车辆进行命令控制。所以远程控制云平台实现了对车辆在线离线状态进行实现状态监控。

3.2 远程命令实现及统计

本文随机选择了某个车辆，从云平台的WEB端下发命令，并在命令历史记录可视化页面查看命令的执行情况，如图3所示。

由图3可知，命令下发和命令执行结果成功，同时车辆接收到命令后，出现了预期的效果，说明云平台对命令执行结果解析正确。

本文利用jmeter工具调用云平台接口下发租车、还车、检车、闭锁、寻车、解锁命令，并从云平台的数据库导出命令记录，然后统计各个命令的成功率、失败率及命令执行时间，结果如图4和表1所示。

结合图7和表1可知，除了闭锁命令，其命令成功率92%以上，所有命令平均成功率达到96%。命令执行失败的原因主要有两个。原因一是通讯过程中网络不好导致车辆无法收到命令或者无法回复命令指令结果;原因二是车辆不满足命令执行的条件;所以并非远程控制云平台的故障导致命令执行失败。排除以上两个原因，平台命令的成功率可达100%。

本文还统计了各个命令执行成功的平均时间为1.54s，各个命令的平均时间均<3s，3秒内的时间不影响用户体验感受。所以，从命令的实现，成功率及命令的执行平均时间，可以推出远程控制云平台的逻辑架构设计具有一定的可靠性、稳定及实用性。

4 结语

首先本文结合了当前新能源汽车智能网联背景，阐述了远程控制云平台业务逻辑架构的设计;然后建立了的远程控制云平台，实现了对车辆的在线离线状态可视化监控;实现了远程命令下发、命令解析，命令历史记录，且通过实车测试验证了云平台的可行性;最后利用jmeter工具调用远程控制云平台接口下命令，并从云平台系统数据库导出了所有命令历史记录，统计了命令成功率、失败率及命令执行平均时间统计，总体平均成功率达到96%，排除非云平台问题成功率可达100%，总体命令平均时间1.54s，所有命令执行时均<3s。

本文建立的远程控制云平台的业务逻辑架构具有一定的可行性、可靠性、稳定性及实用性。从而该云平台对实现汽车远程控制功能以及方便有效的对车辆状态监管起到很好的效果，为建立汽车远程控制功能提供了有意义的理论架构和实验依据。

基金项目：广西创新驱动发展专项资金资助项目（桂科AA18242039）;柳州市科学研究与技术开发计划资助项目（2019AG10202）

参考文献：

[1]夏璇.考虑消费者绿色偏好和政府补贴的新能源汽车供应链优化决策[J].安徽工程大学，2019，6.

[2]GUANGYUAN GAO，ShENGWANG MEND，MARIO V.WUTHRICH. Claims frequency modeling using telematics car driving data[J].Scandinavi -an Actuarial Journa，2019，02：143-162.

[3]唐磊.基于物联网的智能家居系统设计与实现[J].电脑知识与技术，2019，15：222-224.

[4]王瑞金.智能音箱華为Sound X体验[J].计算机与网络，2020，13：28.

[5]张鑫，李琰，王文斌，赵玉.徐天奇.电动汽车充电预约配对算法研究[J].电气工程学报，2020，02：18-23.

[6]马悦.电动汽车电池信息采集系统的设计与实现[D].哈尔滨工业大学，2019.