摘要：本文基于GPRS網絡進行純電動車遠程監控系統設計，通過總體結構設計以及軟硬件的設計，闡述遠程監控系統的工作原理與具體流程，對純電動車遠程監控系統的進一步研究具有指導意義。

　　關鍵詞：GPRS;遠程監控;遠程服務;車載控制器

　　1遠程監控系統的重要性

　　當今世界，科學技術進步迅速，人類生存環境局勢嚴峻，世界各國越來越提倡綠色環保的概念，所以，電動汽車越來越受歡迎，為人們的生活提供了極大的便利。而電動汽車運行的調度與運營狀況關乎這項新能源汽車的進步，尤其是電動汽車遠程導航系統的布局和應用，基于GPRS網絡以及GPS技術實現了電動汽車與監控中心的雙向通訊，這為純電動車的發展提供了強大的技術支持。電動汽車的普及極大地方便了人們的日常旅行，目前，使用車輛聯網技術來監測電動汽車的狀態是一種安全有效的方法。

　　傳統的遠程監控系統的實現通常需要自行建立和維護有線或無線網絡，維護成本較高�，F如今嵌入了UDP和IP協議，并采用了GPRS網絡作為溝通渠道。具有速度快，可靠性高，運行成本低，維護成本低的優點。定位數據由GPRS上傳到監控平臺，監控平臺由C/S程序設計，GUI由MFC開發。在監控平臺中，功能包括根據時區實時顯示車輛位置和回放車輛位置。另外，為了確保電動汽車的安全，提供了警報，報警，設置電子圍欄的布局等遙控功能，以確保電動汽車的安全。為了提高GPS定位數據的準確性，本主題使用定位數據狀態符號和定位因子方法在車輛終端中進行一次濾波，以減少由許多干擾源引起的誤差，在速度約束卡爾曼濾波器的基礎上進行了更好的改進。

　　2電動汽車遠程監控和服務系統設計

　　2.1系統拓撲系統

　　電動汽車遠程監控系統的拓撲結構系統拓撲系統是首先通過傳輸安裝在電動汽車上的遠程監控車輛終端收集電動汽車運行的動態數據，運行在數據中心的服務器基于GPRS網絡通信接收監控端發來的動態數據包，最終結合圖形化界面運行在個人PC上的遠程監控客戶端。傳輸過程中的數據在數據中心存儲并處理車輛終端上傳的數據，處理包括當前運行電動汽車的實時參數和電池狀態，并為電動汽車動態規劃最佳路線，提高電動汽車的運營效率。監控中心訪問服務器向駕駛員提供信息顯示和路線規劃圖。在遠程監控端與數據中心以及電動汽車客戶端之間的數據傳輸與通信為雙向傳輸，可以提高系統效率與系統運行的穩定性。

　　2.2遠程監控設計

　　遠程監控端需要實時接收來自電動汽車的的動態數據，通過分組將這些數據打包成數據包，之后經由GPRS網絡分組轉發到數據中心。遠程監控端還需要對一些數據的異常變換進行預警，包括實時溫度，電池功耗異常等，為用戶提供電動汽車參數的實時監控。遠程監控端的數據傳輸是典型的C/S和B/S的混合結構，客戶端向服務器發送數據請求，服務器分析請求并響應請求，將數據顯示給用戶。另外監控端的定位功能，需要使用B/S結構下地圖信息顯示系統，位置信息參數的顯示功能通過B/S結構的交互實現，地圖信息的信息展示功能通過C/S結構實現。

　　2.3車輛終端設計

　　車輛終端需要監控汽車的運行實時參數，對接收到的數據，通過GPRS網絡傳輸到服務器。車輛終端實時監控的數據包括行駛路徑以及行駛里程的車輛位置信息，GPS模塊與服務器端相結合實現車輛定位。車輛終端主要有具有高速處理性能的單片機作為主控部件，可以高效處理大量實時數據。對于電動汽車運行時的故障信息，車輛終端向服務器發送預警命令，服務器接收命令后向數據中心發送反饋。車輛終端還包括flash模塊，對指令和數據進行存儲和轉發。通過各個模塊的相互結合，車輛終端實現數據上傳的高速性能。

　　2.4服務器體系結構

　　服務器的系統體系結構應該是安全，可靠，可定制，可擴展和可維護的。服務器主要有三個功能：對數據的存儲，數據通信指令的解碼，提供數據在數據中心和車輛終端之間傳輸的接口。數據存儲的結構為普通隊列結構，同時為每個隊列配置一個系統文件，方便數據傳輸的查找。通信指令的解碼是對接收到的數據源分解并進行重新組合，形成計算機可識別的通信數據與指令。服務器中的傳輸接口是通過配置文件進行接口調用與分配。另外，服務器還對網絡傳輸協議進行統一規，有利于通信的靈活傳輸。

　　3GPRS結構分析

　　GPRS技術是一種分組數據交換通信技術，是在移動通信的基礎上，增加傳輸節點和無線分組基站。數據通過數據包的形式在各基站之間傳輸，在外部網絡之間的傳輸是通過各個站點之間的分組轉發技術。內部網絡通過SGSN，GGSN和PCU等部件進行分組數據的控制。SGSN的主要工作是處理MS，然后利用逆向工作原理進行業務統計，GGSN首先從MS接收信息，主要用于建立SGSN和BBS之間的緊密連接，然后向MS提供完整的服務。GPRS模塊結合GPS模塊可以實現定位功能，對傳輸通道中的數據包進行定位分析，讀取定位參數。這種定位可以避免因移動信號的不穩定影響帶來的數據丟失，從而使數據與GPS網絡達到統一，進而保證GPRS網絡中數據的準確性。另外通過GPS模塊，可以檢測移動終端與GPRS的連接狀態，防止移動終端與GPRS網絡分離。

　　純電動汽車的移動對GPRS網絡的數據傳輸會產生一定影響，車輛的移動會導致信號接收端產生偏差，移動的速度越大，這個偏差會越大，偏差將導致數據傳輸錯誤代碼。最后，終端CAN接收并分析BMS的CAN信息和EV的CAN總線信息，獲得電池參數，EV的速度和位置的信息。

　　4電動汽車遠程服務模型

　　電動汽車遠程監控服務系統不同模型部件具有不同功能，基于模型的數據存儲，可以獲得更多的行駛信息，通過電動汽車歷史行駛數據和當前位置計算得出行駛里程。電動汽車的位置模型存儲數據為汽車運動的高度與精度，并對車輛行駛過程中路況的變化進行記錄。電池模型存儲電池的一些常規系數，包括電壓電流和電量等，當電動汽車的電池發生異常情況時，電池模型可以及時發送反饋信息，保證電動汽車的安全運營。

　　電動機模型存儲電機的速度和功耗等特征參數，同時對電機的功耗進行實時記錄，了解電動汽車在不同路況的行駛狀況，從而分析純電動車行駛距離與功耗的關系。純電動車遠程監控的通信協議在數據傳輸與通信中起關鍵作用，因此通信協議的制定需要根據數據在通信中的傳輸形式，數據在監控端與數據中心之前通過數據包的形式傳送，數據包包含純電動車的行駛信息和監控端的一些異常指令。通信協議需要對這些數據和指令的傳輸和調度進行規劃，不同的調度機具有不同的傳輸效率，因此選擇一種最優的調度機制，可以提高通信數據的傳輸效率，進而提高純電動機遠程監控服務系統的整體運行效率。

　　5軟硬件設計

　　5.1軟件系統

　　軟件系統由底層驅動程序和應用軟件組成。監控終端軟件系統具有數據采集，處理，存儲，遠程通訊和系統管理的功能，可以實現各種數據的現場處理和遠程傳輸。該項目的主要過程包括兩個等待控制命令的線程，使用代碼中的輪詢來檢測線程狀態，并在發生問題時進行處理。因此在互斥設計中存在全局變量，每個變量表示相應模塊是否在系統中關閉。設計過程分為四個階段：元件選擇，原理圖設計和PCB設計與測試。它包括最小單片機系統的硬件模塊，CAN總線通信和GPRS通信。軟件包括上層和下層計算機的軟件設計，具有可互換性和可擴展性。上位機軟件是由虛擬儀器工具LabVIEW設計的，它可以連接網絡，控制下位機并記錄數據。

　　5.2硬件系統

　　純電動車遠程監控系統的硬件系統主要是數據在計算機中的具體傳輸形式，以及數據傳輸過程中數據轉化的不同形式。首先在車載終端收集到的數據信息以數據幀的形式在數據鏈路層中傳輸，在GPRS網絡中，數據通過不同網關進入網絡層，最終通過網絡到達數據存儲中心。這兩個方面形成了一個交互過程，從而增加了整個系統的靈活性。

　　6結束語

　　從單機直接監視控制到多層計算機監視控制系統以及分布式，聯網的智能系統，已在各種企業中得到應用。利用GPRS網絡實現車輛數據的無線傳輸，下位計算機具有內置的網絡通信協議堆棧，可以基于TCP/IP協議與上位計算機連接。從計算機與車輛ECU之間的通信基于CAN總線通信協議實現，并在線獲取，分析和處理真實的車輛數據。上位計算機遵循Windowssocket接口網絡，網絡通信流程建立連接與下位機一起，發送指令控制下位機中斷并發送循環，獲取下位機包發送后的數據，并根據定制協議對數據包進行處理，顯示和存儲。

　　參考文獻

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　　作者：曾嶸娟

　　儀表論文投稿刊物：電測與儀表(月刊)創刊于1964年，由中國儀器儀表學會電磁測量信息處理儀器分會主辦。是我國唯一的電工儀器儀表專業核心科技期刊，主要報道電磁參數的測量方法，測量儀器、儀表、測試系統以及非電量測量的電測技術。