新能源汽车远程实时监控系统设计与研究

【摘要】：一套适用于新能源汽车示范运营的远程监控原型系统，完善了现有系统功能并保持其可靠性和数据完整性，重点改善了系统远程通信实时性，能为新能源汽车示范运营保驾护航和相关科学研究提供数据支撑；且设计了开放的车载终端架构，能形成一个可持续、为车联网相关应用提供支持的开发平台。 论文在跟踪新能源汽车远程监控系统国内外发展现状及对Telematics简要研究并明确其关键性技术的基础上，首先探讨了其数据采集方法和远程传输方式；然后基于上海市的地方标准提出了其设计要求和架构；接着采用结构化设计方法，分别对车载终端的硬件、软件实现方案进行了设计和研究；最后测试了原型系统的远程通信性能。 系统总体设计方面，首先提出了一个极具开放性的系统架构；然后详细设计和描述了车载终端功能行为和远程通信协议（RCP）；通信方案方面，采用基于SAE J1939的高速CAN为与车辆控制网络的通信方案；采用基于CDMA2000EVDO移动网络的远程通信方案。 车载终端设计方面，采用基于MCU（STM32）的硬件实现方案，模块化地设计了满足车载终端功能要求的硬件电路。采用基于实时内核RTOS（μC/OS-II）的软件实现方案，首先提出了具有层次分明、开放性特点的车载终端软件架构；接着运用面向对象方法设计和实现了基础软件构件；最后进行了详细地应用软件设计。测试表明，原型系统具有优异的数据完整性，并改善了现有系统远程通信实时性。 【关键词】：远程监控 CDMAEVDO 车载终端 实时性 通信协议
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U495;U463.6;TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 新能源汽车远程监控概述12-14
• 1.1.1 意义及相关法规12-13
• 1.1.2 国内外研究现状13-14
• 1.2 Telematics 车载信息服务14-16
• 1.2.1 Telematics 概念14-15
• 1.2.2 Telematics 市场布局15-16
• 1.2.3 Telematics 挑战与趋势16
• 1.3 远程监控关键技术分析16-18
• 1.3.1 分布式数据采集与传输17
• 1.3.2 远程通信技术17
• 1.3.3 嵌入式设备技术17
• 1.3.4 集中式数据分析与处理17-18
• 1.4 选题背景与主要内容18-19
• 1.4.1 选题背景18
• 1.4.2 主要内容18-19
• 第二章 远程通信方案研究19-24
• 2.1 2.5G、3G 及 4G 简介19-20
• 2.2 GPRS 与 EVDO 的 TCP 性能比较20-21
• 2.3 EVDO 网络通信原理21
• 2.4 TCP/IP 简介21-23
• 2.4.1 TCP/IP 分层描述22-23
• 2.4.2 PPP 帧格式23
• 2.4.3 TCP 主要特性23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 CAN 通信方案研究24-29
• 3.1 新能源汽车控制网络结构24-25
• 3.2 CAN2.0 协议25-27
• 3.2.1 CAN 总线特性25-26
• 3.2.2 CAN 标准规格26
• 3.2.3 CAN 协议内容26-27
• 3.3 SAE J1939 简介27-28
• 3.4 车载终端 CAN 通信协议28
• 3.5 本章小结28-29
• 第四章 系统总体设计29-42
• 4.1 设计要求29-31
• 4.1.1 功能要求29
• 4.1.2 车辆状态信息29
• 4.1.3 主要性能指标29-31
• 4.2 架构设计31-34
• 4.2.1 系统架构31-32
• 4.2.2 车载终端架构32-33
• 4.2.3 监控中心局域网模型33-34
• 4.3 车载终端功能行为34-37
• 4.3.1 功能描述34-35
• 4.3.2 工作模式35-37
• 4.4 远程通信协议设计37-41
• 4.4.1 协议层次结构37
• 4.4.2 通信过程分析37-40
• 4.4.3 数据包格式定义40-41
• 4.5 本章小结41-42
• 第五章 车载终端硬件设计42-54
• 5.1 硬件实现方案研究42-44
• 5.1.1 MCU 与 FPGA 比较42-43
• 5.1.2 MCU 选型43-44
• 5.2 硬件设计概述44-47
• 5.2.1 设计约束考虑44-46
• 5.2.2 硬件总体结构46-47
• 5.3 单元电路设计47-53
• 5.3.1 电源电路48-49
• 5.3.2 MCU 最小系统49-51
• 5.3.3 EVDO 模块电路51-53
• 5.3.4 CAN 驱动电路53
• 5.4 电路原理图53
• 5.5 本章小结53-54
• 第六章 车载终端软件设计54-78
• 6.1 软件实现方案研究54-57
• 6.1.1 前后台与多任务模式54-55
• 6.1.2 RTOS 选型55-56
• 6.1.3 软件架构56-57
• 6.2 μC/OS-II 应用简介57-60
• 6.2.1 μC/OS-II 源文件57-58
• 6.2.2 μC/OS-II 移植58-60
• 6.2.3 μC/OS-II 重要 API60
• 6.3 平台软件层设计60-70
• 6.3.1 MCU 开发支持包60-61
• 6.3.2 远程升级 IAP 程序61-62
• 6.3.3 FatFS 应用简介62-63
• 6.3.4 底层驱动程序63-66
• 6.3.5 高级驱动程序66-69
• 6.3.6 通信协议栈69-70
• 6.4 接口层设计70-71
• 6.5 应用层设计71-77
• 6.5.1 车载终端启动流程72
• 6.5.2 实时任务设计72-77
• 6.6 本章小结77-78
• 第七章 远程通信性能测试78-83
• 7.1 测试原理及目标78-79
• 7.2 模拟通信服务器设计79-80
• 7.2.1 Server 程序设计79
• 7.2.2 Client 程序设计79-80
• 7.2.3 MySQL 数据库访问80
• 7.3 远程通信测试80-82
• 7.3.1 测试条件80-81
• 7.3.2 测试结果及评价81-82
• 7.4 本章小结82-83
• 第八章 总结与展望83-84
• 8.1 主要工作和创新点83
• 8.2 后续研究工作83-84
• 参考文献84-88
• 附录188-90
• 致谢90-91
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文91

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

4G移动通信特点和技术发展综述    刘建华

电信运营商创新型Telematics应用及技术趋势探讨    熊静;李蕊;李洁;

FPGA给汽车电子带来新机遇    Martin Mason;

FatFs在32位微控制器STM32上的移植    张涛;左谨平;马华玲;

公交电动汽车运行智能管理系统    毕军,关伟,申金升

纯电动大客车远程监控终端设计    童永;陈顺东;

基于CAN总线网络的电动汽车控制    曹军义;吴宝峰;曹秉刚;

充换电站及电动汽车远程监控系统研究与应用    徐敏锐;

面向对象方法学的研究    朱海滨;胡运发;

实时系统的多任务调度    刘怀,胡继峰

基于Telelogic Rhapsody的电控液力自动变速器电控系统信息流设计    葛立坤;范知友;

车用天然气发动机起动及怠速过程的试验研究    张红光;郑轶;刘凯;王道静;郑国勇;王欣;

基于功能模块的汽车ABS建模与仿真方法的研究与实现    陈培然;王平;罗蓉;

柴油机电控燃油喷射系统的发展及研究现状    郑颖;刘清;

基于CANopen协议的混合动力汽车车载网络设计    谭捷;杨正林;毛建国;陆建康;岳崇会;

基于MS5607B的移动气压高度计的设计    杨泽;王击;刘亮;

浅谈移动图书馆在4G时代的应用    宋丹阳;

基于PowerPC的柴油机电子控制通用平台    白思春;褚全红;孟长江;王孝;姜承赋;刘洪涛;

基于AVR单片机的发动机信号模拟发生装置的研制    郑轶;张红光;金波;戎幸;王道静;刘凯;

单ECU两用燃料发动机试验研究    葛晓成;彭忆强;李静波;

汽车电子技术的现状及发展趋势    王鑫;刘剑;张婷;

电控液压助力转向系统助力特性研究与分析方法    郭晓林;季学武;陈奎元;

第四代移动通信技术研究    张洋祥;

一种基于RFID/GSM的公交车运营管理系统    吴晓斐;陈德智;

模糊聚类分析方法在汽车ABS故障诊断中的应用研究    李璘;那文波;

汽油/CNG两用燃料发动机ECU在环仿真    吴伟斌;李礼夫;洪添胜;

一种具有推理能力的面向对象数据库管理系统的设计与实现    冯铃;冯玉才;

基于模型的汽车电子节气门控制系统研究    吴琼;彭忆强;

基于IEC61970的电动汽车V2G充放电设备建模研究    汪映辉;刘硕;赵明宇;王刚;

基于GPRS的电动汽车远程监控系统的开发设计    周璞;胡杰强;龚军;

汽油机动力总成系统匹配标定及优化研究    赵弘志

发动机可变进气系统流动特性与性能优化设计研究    任立红

基于DSP的高速公路车道偏离报警系统研究    陈军

汽车稳定性控制系统控制策略与评价方法研究    郭健

嵌入式系统弹性应对方法研究    赵国冬

重型商用车转向系统建模及整车动力学仿真研究    孙营

基于多领域建模的重卡制动系统动力学研究    何力

锅炉智能CAD的技术、方法和模型研究    钟崴

基于知识管理的智能型贷款风险分类研究    朱明

汽车纵向运动多模型分层切换控制    高锋

电控机械式自动变速器换挡规律的研究与仿真    高佳明

数字化全自动管焊平台通信系统的研究    王经

汽车电动助力转向系统的设计与改进    王华强

支持分层混合调度策略的实时调度算法研究与设计    张姝

基于模糊卡尔曼滤波的车速估计方法研究及硬件实现    刘通

PC式汽车故障诊断系统的开发    刘陶然

混合动力城市公交车整车控制器的研究与设计    祝冠宇

基于OSGi的汽车信息服务系统的应用研究    钱智浩

基于CAN总线的汽车信息平台的数据获取    张剑武

嵌入式固件远程升级技术的研究与实现    王广辉

基于CAN总线的客车后置发动机数据采集显示系统    刘慧,宋磊

智能交通系统(ITS)的发展及其模型化研究    杨东凯,吴今培,张其善

物流车辆监控系统的数据组织研究    江文浦;邓淑丹;

实时调度算法研究    王志平,熊光泽

微控制器的GPRS无线上网    黄承安 ,张跃

电动汽车充电站监控系统的设计与实现    严辉;李庚银;赵磊;武斌;

基于GIS的车载信息服务系统的研究    张洪波;郑炎兵;柳宗伟;

汽车远程故障诊断与维修系统研究    曾锐利;肖云魁;周建新;韩俊淑;

利用GSM短消息业务实现GPS车辆监控    倪建军,范跃祖,李松林

GPS车辆监控系统中短消息通信技术研究    赵文浩,刘建业,何秀凤

基于动态IP的车载终端设计与实现    陈宝塔;姚明海;吕明成;

具有语音合成功能的嵌入式车载终端的设计    夏爱华;黄永强;刘聪;张辉;

数字物流车载终端系统的设计    李会萍;周毅;覃玉荣;

语音控制的多功能车载终端系统的设计与实现    夏峰;陆珂伟;陈启军;

卫星定位系统车载终端检定方法研究    张建群;周志春;

智能车载终端数据处理的优化设计    杨帅;王民北;贾娟;柏溢;

基于车载终端的动态交通路径规划仿真实验    原凌凡;刘艳梅;

基于智能车载终端的公交事件应急响应系统设计    马万达;冷兆华;李涛;高洪振;

行标《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》通过审查    

基于单片机的汽车远程监测车载终端硬件设计    谢富强;唐耀庚;曹云建;

GPRS车载终端的设计与实现    姜长龙;成川;

GPS车载终端结构及数据流研究    杨峰雅;王锋;

基于嵌入式Linux的车载终端的研究    兰西柱;潘君君;

基于μC/OS-Ⅱ的机车车载终端的设计与实现    周健;陆阳;亢俊明;

基于PDA的GPS车载终端的设计与实现    丁岳强;赵新兵;唐林;肖波;

期待公交车载终端有新标    实习记者 张凡 本报记者 王涛

填补国内车载终端产品空白    张旭记者 张家铭

交通运输部公布首批达标卫星定位车载终端    记者 杨红岩

不达标将暂失营运资格    记者 马志亚 通讯员 运轩 王忠

GPS成就ETC多种服务融合    本报记者 孟庆丰

3类车辆须安装 北斗车载终端    记者 陶海音

车载终端艰难“换挡”    本报记者 刘亚杰

车联网的出路是车载终端与手机无缝对接    中国经济导报记者 王晓涛

昆明渣土车装上GPS    记者 洪瑛

9座以上营运客车须装GPS    记者 冯丽俐

基于现代信息技术的车载终端系统研究    侯志华

面向四方物流服务的嵌入式智能车载终端的设计与实现    李建伟

多功能车载终端系统的研究与实现    荆晓博

基于到站时间预测理论的公交车载终端与仿真系统设计    李文

城市公交车载终端硬件系统设计与实现    国建岭

基于嵌入式平台的车载终端设计与应用    张贺

嵌入式车载终端的研究与设计    黄灏

用于实时监测的车载终端设计与实现    邓映华

嵌入式智能车载终端的设计与实现    马金伟

基于北斗卫星导航系统的智能车载终端设计    史顺玉