纯电动汽车车载信息远程采集与监测系统的设计

摘要

在“中国制造2025”战略背景下，中国汽车企业纷纷通过智能技术的创新及产业链的变革来实现大环境下的汽车产业转型；同时，随着石油资源的日益紧缺以及2等温室气体的大量排放所造成的能源危机和环境问题，使得“节能减排”这一主题在世界范围内引起了广泛关注。　　基于“智能制造”和“节能减排”的理念，车联网与智能化的新能源汽车将会是未来汽车领域的发展方向。数据采集与监测系统作为车联网的重要组成部分，为设计开发阶段电动汽车各个电控单元的考核评估提出了改进的依据，为完善电动汽车整车控制策略提供数据支持，也为未来智能化汽车与无人驾驶领域的推动打下了坚实的基础。因此，本文设计了一款基于DSP2407核心处理器和虚拟仪器LabVIEW的纯电动汽车汽车车载信息远程采集与监测系统。　　首先，根据电动汽车性能评价指标确定了采集参数，同时结合车用CAN总线技术、GRPS无线通讯技术和LabVIEW数据存储技术制定了系统的总体设计方案，将该系统分为远程端数据采集与传输系统的设计与本地端监测系统的设计。　　其次，根据数据采集与传输系统的硬件设计准则，采用TMS320LF2407DSP芯片作为硬件系统的核心处理器，选取了DSP2407CAN控制器、PCA82C250CAN收发器等CAN通讯辅助模块以及DL6500GPRS模块，根据所设计的数据采集系统硬件电路图制作了集成电路板，完成了系统的硬件设计；同时，运用汇编语言在CCS开发环境下编写与调试CAN通讯程序，通过DL6500设置与测试软件对通讯参数进行设置，完成车载信息（车速、车辆启停状态、电机转速转矩、电池电压电流、电池SOC值）的远程采集与传输。　　再次，运用模块化的思维，对本地端数据监测系统进行设计。通过图形化编程语言LabVIEW，并采用网络TCP/IP协议与车载终端数据采集与传输系统建立远程通信，结合可视化的人机交互界面实时显示车载信息的变化曲线和具体数据，同时数据存储和回放模块为之后的数据分析提供了保障。　　最后，在完成对搭建好的车载信息远程采集与监测系统的集成调试后，进行了不同车型不同路况下的实车试验。结果表明，该系统工作稳定，采集与传输速率快，监测界面操作方便，显示直观，能准确接收到数据，达到了预期的设计目标。

目录

声明

1 绪论

1.1课题的选题背景及意义

1.1.1 课题的选题背景

1.1.2 课题的选题意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.2.1 国外车载数据采集与监测系统的研究现状

1.2.2 国内车载数据采集与监测系统的研究现状

1.2.3 车载数据采集与监测系统的发展趋势

1.3 论文的研究内容

2 系统的总体设计方案及相关技术研究

2.1 纯电动汽车性能评价指标与采集参数的确定

2.1.1纯电动汽车动力性评价指标

2.1.2纯电动汽车经济性评价指标

2.1.3采集参数的确定

2.2 车用CAN总线技术的分析与研究

2.2.1 CAN总线的分层结构与SAE J1939协议

2.2.2 CAN总线的报文格式

2.2.3 CAN总线的通讯原理

2.2.4 串行通信技术

2.3 GPRS无线通信技术的分析与研究

2.3.1无线通信技术的分类

2.3.2 GPRS技术的网络结构

2.4 数据存储技术的分析与研究

2.4.1 文本文件

2.4.2 电子表格文件

2.4.3 二进制文件

2.4.4 数据记录文件

2.4.5 波形文件

2.5 系统的总体设计方案

2.6 本章小结

3 远程端数据采集与传输系统的设计

3.1 系统的设计准则与设计方案

3.1.1系统的设计准则

3.1.2系统的设计方案

3.2 数据采集系统的硬件选型

3.2.1 核心处理器的选型

3.2.2 CAN控制器的选型

3.3.2 CAN收发器的选型

3.3 数据采集系统的硬件电路设计

3.3.1 电源模块的设计

3.3.2 外扩存储器模块的设计

3.3.3 JTAG模块的设计

3.3.4 时钟振荡电路的设计

3.3.5 信号调理电路的设计

3.3.6 串行通信接口的设计

3.3.7 CAN通讯接口的设计

3.3.8 核心处理器的设计

3.3.9 总体电路图及硬件实物图

3.4 数据采集系统的软件设计

3.4.1 CAN控制器初始化程序

3.4.2 CAN报文发送程序

3.4.3 CAN报文接收程序

3.5 数据传输系统的设计

3.5.1 GPRS模块的硬件选型

3.5.2 GPRS模块通讯参数的设定

3.6 本章小结

4 本地端数据监测系统的设计

4.1 虚拟仪器软件开发平台的介绍

4.2 系统总体设计方案

4.3 系统核心模块的设计

4.3.1 系统主界面

4.3.2 用户登录模块

4.3.3 试验人员管理模块

4.3.4 数据接收模块

4.3.5 数据显示模块

4.3.6 数据存储模块

4.3.7 数据回放模块

4.4 本章小结

5 系统的调试及应用

5.1 系统的调试

5.2 系统的应用

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果