车载智能终端与车联网信息平台的设计开发

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　　摘要：车载终端和车联网信息平台是电动汽车推广应用的重要组成部分，车联网技术的发展推动新能源汽车信息化和智能化的发展，同时，对治理大气污染，提升城市品质形象具有十分重要的意义。
　　关键词：车联网；车载终端；V2X
　　中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）01-0167-01
　　急剧增长的家用车辆和其他车辆给人们生活带来便利的同时，也引发交通拥堵、交通事故频发、停车困难等一系列社会问题。同时人们对于车辆的安全驾驶、交通管理、车辆间的信息交换（如碰撞预警、危险警告、交通拥堵检测以及信息共享） 等服务均提出了新的要求，推动了车载无线通信网络的快速发展。
　　1 开发内容及关键技术
　　本研究是专门针对电动汽车的车联网方案设计与实现。研究包括：（1）车载信息智能终端，包括车身信息、动力电池组使用信息、定位信息、车载传感器信息等的汇集与显示交互；（2）LTE-V等多种通信模式实现的V2X通信技术，包括车载信息终端上的动力电池组信息、充电桩信息、交通灯信息、车间距信息、以及其他车辆信息等传输，车与车之间的通信、定位信息上传，还有其他辅助通信如4G通信、LTE-V、NB-IoT与eMTC的融合；（3）信息安全模块，包括无线信息加密解密、CAN总线保护、入侵检测等；（4）云信息平台与手机App，包括车辆故障预警、流量统计、拥堵提示，手机APP等。涉及的主要关键技术有车联网通信技术、信息安全入侵检测与防护技术、云信息平台交通分析预报技术等相关技术。
　　2 项目实施方案
　　本系统主要有车载信息终端模块、基于LTE-V融合多种通信的V2X通信模块、信息安全模块、云信息服务平台和手机App这5个部分构成。
　　（1）车载信息智能终端模块连接车身CAN总线和多种接口，可以获取车内绝大部分传感器信息，汇集分析后通过V2X通信模块发送给远端的云信息服务平台。车载信息终端同时提供与驾驶员的人机交互功能，显示车辆相关信息。信息安全模块可以完成对V2X无线信息的加密解密以及入侵防护，同时实现对CAN总线上的入侵检测与防护，通过信息安全模块后的无线信息数据送往V2X通信模块发送到云信息服务平台。（2）V2X通信模块主要是基于LTE-V通信，同时融合4G通信、NB-IoT通信、LoRa等通信模块，构成电动汽车互联的通信方式。其中LTE-V作为主要通信方式，它是通过电信运营商的支持LTE-V的基站群连接到电信运营商机房，从而通过网络连接到云信息平台。（3）信息安全模块是完成对V2X无线通信信息的加密解密，以便于保证安全性与营私性，同时该模块还对CAN总线、无线通信信息进行安全入侵检测与防护。（4）云信息平台是本系统的关键部分，除了汇集分析车辆信息外，还连接道路信息（如交通灯）和电动汽车充电桩信息，还分析电动汽车动力电池的安全信息等等，把分析结果分发到对应的车辆车主手机App上。（5）手机App可以显示来自云信息平台的车辆防盗、电池安全、位置定位、电池电量提醒等电动汽车信息。
　　3 云信息平台技术研究方案
　　云信息平台的主要功能是处理并监测各车辆和公共设施上传的信息，监测车辆的状态、位置、车速、方向、电池电压、电池电量、电池温度、雷达等信息，在必要时提供所需的智能提醒服务。在线监测电池温度和充放电电压等有关车辆安全的信息，及时发现异常情况并报警。同时处理来自监测终端（APP）发来的查看车辆状态的请求，发送相应的信息显示，使用户更便捷的了解当前车内情况，大大提高了车辆的安全性。
　　云信息平台，是一个面向数据接入、清洗、挖掘和统计分析的智能监控及辅助决策系统。系统兼容《GBT 32960.3-2016 电动汽车远程服务与管理系统技术规范》国标协议[1]，进入工信部新能源汽车公告目录的车型都能够接入系统，同时系统也能够接入新能源汽车的国家监测平台和地方监测平台。车辆运行数据实时上报到云信息平台，包括车辆整车数据、驱动电机数据、动力电池数据、电机驱动器数据、车辆定位数据、极值数据和报警数据。云信息平台实时对这些数据做数据清洗，剔除无效数据后保存，用于信息查询和进一步的数据挖掘。
　　云信息平台实时展示车辆位置、状态数据，提供车辆状态监控、报警监控、轨迹查询、運行数据查询、客流数据查询等实时数据和历史记录查询功能；同时也提供了与车辆实时交互的能力，包括配置参数推送、商业广告推送、预警信息推送、拥堵提示推送和行车路线推荐等；更重要的是，云信息平台可以通过大数据分析，完成特定主题的数据深度精准挖掘和增值服务。
　　4 手机App软件设计
　　车辆信息服务手机APP是一个基于Andriod操作系统的手持移动终端应用软件，以下简称车联网APP。该APP是作为基于LTE-V融合多种通信的电动汽车互联信息服务平台的手持终端应用软件，服务于汽车驾驶员。车联网APP软件功能分为身份认证、综合车况、位置定位、电池安全、电量提醒和车辆防盗这几个功能模块[2]。
　　（1）身份认证功能模块包括：用户信息注册（如车牌号、姓名、电话号码等等）、用户登录和信息查看与修改等功能。（2）综合车况功能模块包括：车况检测报告、用车报告这两部分。其中车况检测报告将对车辆故障、电池安全、剩余电量、电池包温度、车辆安全状态、安全驾驶、违章信息这几个方面进行检测，最后给出一个综合评分；用车报告则是以每日、每周、每月的不同时间周期给出一个统计报表，内容包括行车里程、驾驶时间、平均速度、能量损耗、百公里能量损耗、大约费用等等信息。（3）位置定位功能模块包括：坐标提示、地图位置提示、定位源提示（LTE-V/4G、GPS、北斗那种为主要定位依据），行驶轨迹记录等功能。（4）电池安全监控模块包括：电池信息查看、充电过热报警、电池故障报警、电池组温度报警（每个电池包）等功能。（5）电量提醒功能模块包括：查看电池剩余电量估计值、剩余行驶里程估计值（包括城市行车、高架行车）、电池更换提醒等功能。（6）车辆防盗功能模块包括：摄像头图片抓取、定位轨迹跟踪、触发车内语音警告等功能。
　　5 结语
　　本方案具备电池安全管理、V2X、云信息平台以及手机App，实现了动力电池组剩余电量估计、电池均衡、电池安全预警、车辆防盗信息、云信息平台实时车辆监控、车身数据实时采集和监测报警、远程控制等车联网交互服务功能，可以应用于家用电动轿车、新能源公交大巴、出租车、专用车等领域，以及为新能源汽车整车厂配套。
　　参考文献
　　[1] GBT 32960.3-2016.电动汽车远程服务与管理系统技术规范[S].
　　[2] 顿文涛，赵玉成，王力斌，等.车联网的关键技术及研究进展[J].农业网络信息，2015（8）：46-50.
　　Abstract：Vehicle terminal and vehicle networking information platform are important components of the promotion and application of electric vehicles. The development of vehicle networking technology promotes the development of information and intelligence of new energy vehicles， at the same time， it is of great significance to control air pollution and improve the image of city quality.
　　Key words：vehicle networking； vehicle terminal； V2X
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