基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的車輛信息自檢監(jiān)控系統(tǒng)

摘 要 ：針對車輛污染排放及實(shí)時車輛監(jiān)控問題，設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛信息自檢監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)利用 OBD 模擬器，代替真實(shí)車輛與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)開發(fā)板連接，模擬汽車狀態(tài)，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、上報后相結(jié)合，便于隨時監(jiān)控發(fā)動機(jī)的運(yùn)行情況、尾氣處理工作狀態(tài)和燃油情況等。采集的 OBD 數(shù)據(jù)通過 4G 傳輸方式傳送至華為彈性 ECS 云服務(wù)器，把數(shù)據(jù)存儲于 SQL Server 服務(wù)器中?；谖锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的車輛自檢信息上報平臺從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取數(shù)據(jù)，在平臺頁面進(jìn)行顯示，便于車主更加直觀地了解車輛當(dāng)前的具體情況，為判斷車輛故障情況以及監(jiān)測尾氣排放量提供重要依據(jù)。

0 引 言

截至2020年6月，全國汽車數(shù)量已達(dá)到3.6億輛，其中2.7億輛為乘用車。隨之而來產(chǎn)生了很多問題，如交通事故頻發(fā)和尾氣排放導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染等。為加強(qiáng)車輛的實(shí)時狀態(tài)監(jiān)控和信息采集，本文基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了車輛自檢信息上報系統(tǒng)，使用OBD獲取車輛的實(shí)時數(shù)據(jù)，并由物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上傳到平臺，便于監(jiān)測車輛污染排放以及共享汽車實(shí)時車輛的檢測情況 [1-3]。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的車輛信息自檢監(jiān)控系統(tǒng)，利用OBD與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)開發(fā)板連接，獲取汽車的實(shí)時數(shù)據(jù)。采集的OBD 數(shù)據(jù)通過4G傳輸方式發(fā)送至云服務(wù)器，將數(shù)據(jù)存儲于SQL Server 服務(wù)器?；谖锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的車輛自檢信息上報平臺從數(shù)據(jù)庫調(diào)取數(shù)據(jù)，在平臺頁面進(jìn)行顯示，便于車主更加直觀地了解車輛當(dāng)前的數(shù)據(jù)，為判斷車輛故障情況以及尾氣排放量提供依據(jù)。車輛信息自檢系統(tǒng)為我國汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展提供了良好的思路 [4-6]。 通過4G移動網(wǎng)絡(luò)獲取OBD數(shù)據(jù)和定位信息，以TCP協(xié)議方式傳輸至云服務(wù)器，Service程序?qū)⒔邮盏奈锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)開發(fā)板數(shù)據(jù)存儲于云端SQL Server服務(wù)器，借助.net編寫的網(wǎng)站從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)并顯示。系統(tǒng)框架如圖1所示。

基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的車輛信息自檢監(jiān)控系統(tǒng)各框架功能如下 ： （1）OBD模塊。利用OBD模塊獲取車輛信息，并與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)開發(fā)板連接，獲得汽車的實(shí)時數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的處理，便于使用者隨時監(jiān)控發(fā)動機(jī)的運(yùn)行情況、尾氣處理工作狀態(tài)和燃油情況等。 （2）物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)開發(fā)板。網(wǎng)關(guān)模塊是系統(tǒng)硬件的組成部分，該模塊可取出OBD真實(shí)數(shù)據(jù)，通過4G建立TCP連接，在云服務(wù)器端設(shè)置TCP監(jiān)聽，將讀取的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。 （3）服務(wù)器。服務(wù)器系統(tǒng)可從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)顯示頁面進(jìn)行動態(tài)顯示。通過身份驗(yàn)證后進(jìn)入云服務(wù)器，訪問默認(rèn)服務(wù)器IP地址，進(jìn)入登錄頁面，輸入賬號密碼后可進(jìn)入數(shù)據(jù)顯示頁面，查看實(shí)時車輛數(shù)據(jù) [7-8]。 通過計(jì)算機(jī)登錄服務(wù)器后,車主即可進(jìn)入系統(tǒng)查看數(shù)據(jù)。系統(tǒng)Web端主要包括以下功能 ： （1）啟動系統(tǒng)； （2）登錄華為云服務(wù)器； （3）登錄本地IP地址； （4）訪問車輛信息顯示頁面。Web端系統(tǒng)流程如圖2所示。

在本設(shè)計(jì)中，服務(wù)器持續(xù)接收上傳的TCP數(shù)據(jù)，GPS模塊持續(xù)獲取GPS定位信息，OBD 模塊持續(xù)獲取OBD數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的任務(wù)關(guān)系如圖3所示。

2 系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)顯示頁面動態(tài)顯示實(shí)時數(shù)據(jù)的效果如圖4所示。

車輛在行駛過程中，汽車狀態(tài)(ACC、熄火、點(diǎn)過)和具體數(shù)據(jù)值(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、汽車速度、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度、燃油系統(tǒng)狀況等)可以列表的形式顯示，如圖5所示

3 結(jié) 語雖然我國一直致力于提高車輛工程技術(shù)，并且取得了顯著的效果，但與部分歐美國家相比，差距較明顯 [9-10]。OBD技術(shù)日趨成熟，設(shè)計(jì)的車輛信息自檢監(jiān)控系統(tǒng)可以檢測相關(guān)車輛元器件是否正常工作，通過計(jì)算得到正常行駛過程中車輛尾氣的排放量 [11-13]。同時，該系統(tǒng)還能監(jiān)測車輛當(dāng)前情況，如是否存在故障、故障原因等。該系統(tǒng)對于保障車主人身、財(cái)產(chǎn)安全具有較好的效果，更對環(huán)境保護(hù)具有重要意義 [14-15]。

審核編輯 ：李倩