夏永生 張廷武

摘 要 現如今，隨著我國科技的快速發(fā)展，OBD的車聯網監(jiān)測系統(tǒng)應用越來越官方。車輛狀態(tài)信息監(jiān)測有助于及時發(fā)現車輛故障，對車輛進行檢修，減少交通事故的發(fā)生，為改善當前車輛狀態(tài)信息監(jiān)測設備存在的體積大，價格昂貴的現狀。研發(fā)一款基于OBD的車聯網監(jiān)測系統(tǒng)，設計了OBD-Ⅱ協(xié)議轉換模塊讀取汽車ECU狀態(tài)數據，設計了振動檢測模塊實時監(jiān)測行車狀態(tài)。使用GPRS通信技術將狀態(tài)數據實時報送到云端。搭建了B/S架構下車聯網監(jiān)測系統(tǒng)網頁，接收并顯示車輛狀態(tài)信息，將設備安裝到汽車上進行測試，記錄行駛過程中的實時油耗和駕駛習慣數據等，描繪車輛行駛的路線，能夠滿足對車輛的遠程監(jiān)測要求。具有較好的穩(wěn)定性和一定的實用性。

關鍵詞 OBD;車聯網;監(jiān)測系統(tǒng)

引言

隨著互聯網時代的發(fā)展，現代汽車領域的發(fā)展中，最大的問題是如何將互聯網融合到汽車行業(yè)發(fā)展車聯網業(yè)務，使得汽車更加智能化，向用戶提供更好的服務體驗。在這之中，基于OBD盒子的移動應用應時代而崛起。由于OBD硬件能夠對汽車進行監(jiān)測和檢測等功能目前，一度被認為成車聯網的最佳入口。然而由于其對用戶的陌生性質，用戶對其保持懷疑和觀望態(tài)度。同時，市場上的各種此類應用炒作偏離了OBD的初衷，真正關系到用戶切身痛點的功能被弱化或者忽略，車主的核心需求也沒有得到滿足。本文將從以為用戶為中心，從多角度出發(fā)提出建立基于OBD的車聯網系統(tǒng)服務平臺設計思路。

1系統(tǒng)整體方案設計

1.1 系統(tǒng)需求分析

隨著我國城市機動車數據的持續(xù)增加，其能源的消耗已經成為城市環(huán)境污染和CO2排放的主要來源之一。也造成大量的交通事故，嚴重影響人身安全和身體健康，車聯網監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測汽車發(fā)動機狀態(tài)顯得尤為重要，車聯網主要利用涉車電子傳感裝置。通過信息網絡平臺，使車與路、車與車、車與城市網絡之間的信息互通，形成一個信息拓撲網絡體系。對車輛和交通狀況進行有效的智能監(jiān)控，車聯網中的車輛運行速度快。要求節(jié)點之間通信的實時性和可靠性高。基于位置的隱私保護技術?？梢愿玫靥岣叻召|量，排除用戶的心理擔憂，并為后續(xù)的源自車聯網的大數據提供前端感知保護的基礎。車聯網監(jiān)測系統(tǒng)主要由車載智能終端模塊和智能云管理平臺兩部分組成，車載智能終端部分借助于OBD-Ⅱ技術和無線通訊技術。為車輛提供實時監(jiān)控、維保監(jiān)控、安防監(jiān)控、駕駛行為分析和油耗分析及管理五大部分服務，實時監(jiān)控功能要采集的數據包括車輛的位置、軌跡、耗油、時速、車況、發(fā)動機轉速等。維保監(jiān)控功能是根據采集的數據分析。提供檢修提醒、保養(yǎng)提醒和遠程診斷，安防監(jiān)控主要需要提供振動報警、碰撞報警、防盜報警和電子圍欄，分析車主的駕駛行為需要采集車輛的加速度、振動、超速駕駛等數據。油耗分析及管理是結合實時監(jiān)控及駕駛行為分析對油耗進行綜合分析及管理，為車主提供更安全的行車方案。智能云管理平臺由管理平臺和云服務器組成。車載智能終端將采集的上述各部分根據CAN總線協(xié)議解析后的數據。通過無線網絡發(fā)送給遠程云服務器，云服務器可以接收并處理數據、響應管理平臺請求，用戶目前可通過網頁端瀏覽車輛信息。

2系統(tǒng)硬件設計

車載OBD診斷模塊使用STM32核心微處理器，是集OBD+GPRS/3G+GPRS+GSENSOR+FLASH+振動傳感器+WIFI+BIutooth于一體的一體化車載智能終端。在整個車聯網系統(tǒng)中，屬于數據采集部分，總體結構。

2.1 振動檢測模塊

振動檢測模塊采用了MPU6050姿態(tài)處理芯片，其內部融合了陀螺儀與加速度計，減少了大量的封裝控件，軸角速度測量精度可調，最高可為±20000/S（dps）.加速度計最大可測范圍為±16gn，MPU6050內部集成了一個可擴展的數字運動處理器DMP可通過12C接口連接一個第三方的數字傳感器，比如磁力計，擴展之后就可以通過其12C或SPI接口輸出一個9軸的信號。形成了一個完整的姿態(tài)檢測方案，能夠用于汽車姿態(tài)的監(jiān)測。

2.2 GPRS定位模塊

UBLOX6M模塊具有高靈敏度、低功耗、小型化、極高追蹤靈敏度等特點。具有很短的冷啟動時間，較高的靈敏度，信號強度及穩(wěn)定性。

3系統(tǒng)軟件設計

3.1 軟件整體設計

系統(tǒng)軟件分為OBD監(jiān)測終端程序與遠程監(jiān)測云平臺程序兩部分，OBD監(jiān)測終端程序主要功能是通過AT指令集讀取汽車ECU內部傳感器的數據，采集車輛振動信息、GPS經緯度信息等。并通過TCP/IP協(xié)議連接服務器將數據發(fā)送到服務器，云平臺中的服務軟件將數據保存到數據庫中。并通過WEB網頁實時顯示車輛健康狀況，串口UART1中斷服務程序處理OBD數據傳輸，串口UART3中斷服務程序處理GC65的GPS信息和GSM短信的收發(fā)。

3.2 GPRS通信程序設計

通用分組無線服務技術GPRS是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業(yè)務。本系統(tǒng)OBD健康監(jiān)測終端與云平臺通信采用了TCP/IP協(xié)議。終端開機之后首先連接GSM網絡。等待網絡連接穩(wěn)定之后發(fā)起連接。首先向服務器發(fā)送鑒權數據包，服務器對鑒權數據進行解析，反饋鑒權結果。鑒權通過之后終端將數據打包。以JSON數據包格式發(fā)送到云平臺。等待云平臺對數據的反饋結果，如果反饋成功則斷開此次連接，準備下次連接，如果反饋失敗，則重新發(fā)送數據包。

4結語

本文設計了基于OBD的車聯網監(jiān)測系統(tǒng)，設計并搭建了硬件電路，實時采集監(jiān)測汽車發(fā)動機ECU的各項參數，并將數據實時上傳到服務器，進行了B/S架構下車聯網監(jiān)測系統(tǒng)網頁界面設計、數據庫設計。通過實車測試表明，該系統(tǒng)能夠正常地讀取車輛信息、數據流、行車報告、故障碼等數據，并能在網頁端能夠查看數據和行車路線。實現對車輛排放系統(tǒng)的遠程監(jiān)測和故障診斷，車主能夠實時地了解汽車發(fā)動機的健康狀態(tài)，為車主判斷汽車是否需要維修保養(yǎng)提供數據依據，達到了系統(tǒng)設計的目標及其推廣應用將大幅改善車輛和交通狀況。為駕乘人員提供一個良好的行車環(huán)境，對于推進我國車輛狀態(tài)監(jiān)測技術和車輛安全輔助駕駛技術的發(fā)展和產業(yè)化進程具有重要實用價值。

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