CN106915326A - 基于传感器网络的电动汽车状态监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于传感器网络的电动汽车状态监测系统及方法，其中包括手持终端、云端服务器、车载通讯终端、电池管理模块、车轮悬挂装置监测模块、整车控制器和电源保持模块。采用该种基于传感器网络的电动汽车状态监测系统及方法，采用整车控制器基于传感器网络对电动汽车启动、行驶、关闭时的状态进行实时监测，根据实时运行状态更新路况信息并反馈至云端服务器，由云端服务器进行更新和处理；根据路况信息预先规划车轮悬挂装置的高度控制方案，为用户提供更安全和更稳定的乘坐体验；采用整车控制器在车辆运行完毕时进行故障诊断和寿命分析，帮助车主掌握车辆整体状态，结构简单，应用方便，适用于大规模推广应用。

Description

基于传感器网络的电动汽车状态监测系统及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及电动汽车管理技术领域，具体是指一种基于传感器网络的电动汽车状态监测系统及方法。

背景技术

21世纪全球气候逐渐变暖，油价攀升以及石油资源的枯竭，节能低碳出行逐渐成为人们的共识。电动汽车主要依靠电能驱动，无污染物排放，发展电动汽车成为节能减排的一个新的方向，电动汽车安全可靠的运行关系到每一个用车人的安全。

目前各类微型控制器在汽车控制领域的应用越来越广泛，汽车电子化程度越来越高。为降低成本和简化线束连接，各汽车制造商纷纷采用各种总线控制技术，达到实现汽车众多的电子控制单元之间复杂的实时数据交换的目的，CAN总线是其中最主要的总线协议之一，由于其具有传输速率高、成本低以及可靠的错误处理和检错机制等特点，所以很自然地在汽车工业中受到广泛应用。

电动汽车由于是电力驱动，不存在排放故障，但在现阶段仍然存在影响车辆安全及功能的故障，需要在线诊断和记录，以满足车辆安全和售后维修统计的需要。并且对于许多电子关键部件，其使用寿命是一定期限的，不能超期使用，否则将带来严重的车辆安全问题。特别是与充电相关的器件，由于在车辆静止电池充电期间也在工作，其使用寿命并不能仅仅能通过汽车仪表显示的行驶里程来衡量。

综上所述，急需提供一种电动汽车监控的技术方案，解决现有技术中电动汽车状态无法实时监测且无法进行寿命和故障分析的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种基于传感器网络的电动汽车状态监测系统及方法，采用整车控制器基于传感器网络对电动汽车启动、行驶、关闭时的状态进行实时监测，并在每次电动汽车使用完毕后进行寿命和故障分析，结构简单，应用方便。

为了实现上述目的，本发明具有如下构成：

本发明提供了一种基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，所述系统包括手持终端、云端服务器、车载通讯终端、电池管理模块、车轮悬挂装置监测模块、整车控制器和电源保持模块；其中：

所述云端服务器用于接收电动汽车的状态监测数据，并从互联网获取实时路况和天气信息，进行数据库中路况和天气信息的实时更新；以及接收所述电动汽车关于路况和天气信息的反馈信息，对所述数据库中路况和天气信息进行更正；

所述车载通讯终端用于分别与所述手持终端和所述云端服务器进行通讯；

所述车载通讯终端在获取到所述电动汽车的状态监测数据时，将所述电动汽车的状态监测数据进行打包，对所述状态监测数据采用分包处理机制，按照预设分包大小分成多个小数据包，然后对各个所述小数据包进行封包，加入包头识别标识、加入分包合包标识、加入电动汽车ID和时间数据，然后将所述小数据包依次发送至所述云端服务器；

所述车载通讯终端判断所述电动汽车的状态监测数据中包含有报警数据时，将所述报警数据发送至所述手持终端；

所述电池管理模块用于采集所述电动汽车的电池的电量使用状态和充电状态；

所述车轮悬挂装置监测模块用于实时监测所述电动汽车运行过程中，所述车轮悬挂装置的高度控制数据；

当所述电动汽车运行时，所述整车控制器根据用户目的地规划路线信息，并从所述云端服务器获取计划路线中相关的路况和天气信息；

所述整车控制器并根据计划路线中相关的路况，规划所述电动汽车的车轮悬挂装置的高度控制方案；

所述整车控制器获取所述车轮悬挂装置的高度控制数据，并根据所述车轮悬挂装置的高度控制数据分析判断所经过的路线的相关路况，自动计算分析得到的路况与从所述云端服务器获取的路况之间的相似度，当相似度小于预设相似度最低值时，将分析得到的路况反馈至所述云端服务器；

在所述电动汽车使用车辆钥匙关闭后，所述整车控制器统计此次电动汽车从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据，并根据从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据对所述电动汽车进行故障诊断和寿命分析；

所述电源保持模块用于在所述电动汽车使用车辆钥匙关闭后，保持所述整车控制器和所述车载通讯终端的电源；至所述整车控制器完成电动汽车故障诊断和寿命分析后，断开所述整车控制器的电源；并于所述车载通讯终端与所述整车控制器完成通信之后，断开所述车载通讯终端的电源。

可选地，还包括用户信息采集模块，所述用户信息采集模块用于当所述电动汽车使用车辆钥匙启动时，主动采集表征用户身份的生理数据；所述整车控制器还用于当所述电动汽车使用车辆钥匙启动时，将所述表征用户身份的生理数据通过所述车载通讯终端发送至所述云端服务器进行用户身份验证，在用户身份验证成功时启动所述电动汽车，或在用户身份验证失败时，锁定所述电动汽车无法启动。

可选地，所述整车控制器根据漏斗动态算法对所述电动汽车进行故障诊断，并根据故障诊断结果判定所述电动汽车的故障等级，当所述电动汽车的故障等级高于预设最高等级时，于所述电动汽车再次启动时，锁定所述电动汽车不能启动，并通知用户及时进行修理；所述整车控制器对所述电动汽车进行寿命分析包括计算所述电动汽车的总运行时间、总行驶里程、上下电总次数和软件刷新次数。

可选地，所述车载通讯终端包括无线收发器、无线收发控制电路、第一CAN收发器、第二CAN收发器、第一CAN信号控制电路和第二CAN信号控制电路，所述第一CAN收发器为不带唤醒功能的CAN收发器，所述第二CAN收发器为带唤醒功能的CAN收发器，所述无线收发器用于所述整车控制器与所述手持终端和云端服务器的通信，所述第一CAN收发器和第二CAN收发器用于所述整车控制器分别与所述电池管理模块、用户信息采集模块和车轮悬挂装置监测模块的通信。

可选地，所述第一CAN信号控制电路包括两个分别由电阻和电感串接而成的第一支路和第二支路，所述第一CAN信号控制电路的第一支路一端用于与第一CAN收发器的引脚CANH相连接，所述第一CAN信号控制电路的第二支路一端用于与第一CAN收发器的引脚CANL相连接，第一支路和第二支路的另一端分别与CAN总线相连接；

所述第二CAN信号控制电路包括两个分别由电阻和电感串接而成的第一支路和第二支路，所述第二CAN信号控制电路的第一支路一端用于与第二CAN收发器的引脚CANH相连接，所述第二CAN信号控制电路的第二支路一端用于与第二CAN收发器的引脚CANL相连接，第一支路和第二支路的另一端分别与CAN总线相连接。

可选地，所述第一CAN收发器的引脚TXD、RXD与所述电池管理模块、用户信息采集模块和车轮悬挂装置监测模块相连接，引脚CANH、CANL与分别与第一CAN信号控制电路的两个支路的一端相连接，所述第一CAN信号控制电路的两个支路的另一端分别通过CAN总线与整车控制器相连接；

所述第二CAN收发器的引脚TXD、RXD与所述电池管理模块、用户信息采集模块和车轮悬挂装置监测模块相连接，引脚CANH、CANL与分别与第二CAN信号控制电路的两个支路的一端相连接，所述第二CAN信号控制电路的两个支路的另一端分别通过CAN总线与整车控制器相连接。

可选地，所述车轮悬挂装置监测模块包括两个高度控制阀以及分别与所述两个高度控制阀相连接的两个高度控制阀数据传输电路，所述两个高度控制阀分别监测控制所述电动汽车的左侧车轮的高度和所述电动汽车的右侧车轮的高度；所述车轮悬挂装置包括前轮空气悬挂和后轮空气悬挂，所述两个高度控制阀根据所述电动汽车的车轮悬挂装置的高度控制方案对所述前轮空气悬挂和所述后轮空气悬挂的充放气过程进行控制，并且将实时高度控制数据和高度检测数据发送至所述整车控制器。

可选地，所述整车控制器根据所述电动汽车的电池的电量使用状态和充电状态进行分析，当判断所述电动汽车的电池电量低于预设最低电池阈值时，将所述电动汽车的电池告警状态和当前位置数据分别发送至所述云端服务器和所述手持终端；

所述云端服务器接收到所述电动汽车的电池告警状态和当前位置后，分析得到距离所述电动汽车最近的电动汽车充电站；

所述云端服务器判断距离所述电动汽车最近的电动汽车充电站与需要充电的电动汽车之间的距离是否超过电动汽车理论剩余行驶距离，如果是，则所述云端服务器向系统中存储的其他电动汽车发出求援信号，并将需要充电的电动汽车的位置在联网地图中标注出来。

可选地，所述其他电动汽车在接收到的联网地图中发现有需要充电的电动汽车的标注时，判断该电动汽车的电池电量是否超过预设安全电量阈值，如果是，则提示用户是否进行救援；

当所述其他电动汽车在接收到用户的救援确认指令时，将救援确认信息和该电动汽车的位置数据发送至所述云端服务器，所述云端服务器则将该电动汽车的位置数据转发至所述需要充电的电动汽车。

可选地，所述表征用户身份的生理数据包括用户的图像和用户的声纹，所述用户信息采集模块包括摄像头、话筒、图像处理单元和声音处理单元，所述图像处理单元从所述摄像头拍摄的视频中提取用户的图像，所述声音处理单元从所述话筒采集的语音中提取用户的声纹；

所述云端服务器判断所述用户的图像和用户的声纹中至少一个与所述云端服务器预存的用户数据不符时，则判断用户身份校验失败，并生成进一步验证用户身份的安全码，将用户身份校验失败信息以及所述安全码同时发送至所述整车控制器和所述手持终端；

所述整车控制器提示用户输入安全码，并对用户输入的安全码和从所述云端服务器接收到的安全码进行校验，两者相同，则校验成功，允许启动电动汽车，两者不同，则判断校验失败，将所述电动汽车锁定，不允许启动。

本发明还涉及一种基于传感器网络的电动汽车状态监测方法，采用所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，所述方法包括如下步骤：

当所述电动汽车开始运行时，所述整车控制器根据用户目的地规划路线信息，并从所述云端服务器获取计划路线中相关的路况和天气信息，所述整车控制器并根据计划路线中相关的路况，规划所述电动汽车的车轮悬挂装置的高度控制方案；

所述电池管理模块采集所述电动汽车的电池的电量使用状态和充电状态；所述车轮悬挂装置监测模块实时监测所述电动汽车运行过程中，所述车轮悬挂装置的高度控制数据；

所述整车控制器获取所述车轮悬挂装置的高度控制数据，并根据所述车轮悬挂装置的高度控制数据分析判断所经过的路线的相关路况，自动计算分析得到的路况与从所述云端服务器获取的路况之间的相似度，当相似度小于预设相似度最低值时，将分析得到的路况反馈至所述云端服务器；

在所述电动汽车使用车辆钥匙关闭后，所述整车控制器统计此次电动汽车从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据，并根据从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据对所述电动汽车进行故障诊断和寿命分析；

所述电源保持模块至所述整车控制器完成电动汽车故障诊断和寿命分析后，断开所述整车控制器的电源；并于所述车载通讯终端与所述整车控制器完成通信之后，断开所述车载通讯终端的电源。

采用了该发明中的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统及方法，采用整车控制器基于传感器网络对电动汽车启动、行驶、关闭时的状态进行实时监测，根据实时运行状态更新路况信息并反馈至云端服务器，由云端服务器进行更新和处理；根据路况信息预先规划车轮悬挂装置的高度控制方案，为用户提供更安全和更稳定的乘坐体验；采用整车控制器在车辆运行完毕时进行故障诊断和寿命分析，帮助车主掌握车辆整体状态，结构简单，应用方便，适用于大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统的结构示意图；

图2为本发明的基于传感器网络的电动汽车状态监测方法的流程图；

图3为本发明的基于传感器网络的用户身份验证的流程图；

图4为本发明的电动汽车发布充电需求和响应充电需求的流程图；

图5为本发明的车轮悬挂装置的控制回路图；

图6为本发明的车载通讯终端的结构示意图；

图7为本发明的云端服务器路况更新和更正的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

如图1所示，本发明提供了一种基于传感器网络的电动汽车状态监测系统及方法，所述系统包括手持终端、云端服务器、车载通讯终端、电池管理模块、用户信息采集模块、车轮悬挂装置监测模块、整车控制器和电源保持模块；其中：

所述云端服务器用于接收电动汽车的状态监测数据，并从互联网获取实时路况和天气信息，进行数据库中路况和天气信息的实时更新；以及接收所述电动汽车关于路况和天气信息的反馈信息，对所述数据库中路况和天气信息进行更正；

所述状态监测数据可以通过在电动汽车中增加一个状态监测模块的方式，采集电动汽车的电池温度、采集电动汽车内部的温度和湿度、采集电动汽车的车速等等状态监测数据，并通过所述车载通讯终端发送至所述云端服务器。

所述车载通讯终端用于分别与所述手持终端和所述云端服务器进行通讯；

所述车载通讯终端在获取到所述电动汽车的状态监测数据时，将所述电动汽车的状态监测数据进行打包，对所述状态监测数据采用分包处理机制，按照预设分包大小分成多个小数据包，然后对各个所述小数据包进行封包，加入包头识别标识、加入分包合包标识、加入电动汽车ID和时间数据，然后将所述小数据包依次发送至所述云端服务器；

所述车载通讯终端判断所述电动汽车的状态监测数据中包含有报警数据时，将所述报警数据发送至所述手持终端；

所述电池管理模块用于采集所述电动汽车的电池的电量使用状态和充电状态；

所述用户信息采集模块用于当所述电动汽车使用车辆钥匙启动时，主动采集表征用户身份的生理数据；

所述车轮悬挂装置监测模块用于实时监测所述电动汽车运行过程中，所述车轮悬挂装置的高度控制数据；

所述整车控制器用于当所述电动汽车使用车辆钥匙启动时，将所述表征用户身份的生理数据通过所述车载通讯终端发送至所述云端服务器进行用户身份验证，在用户身份验证成功时启动所述电动汽车，或在用户身份验证失败时，锁定所述电动汽车无法启动；

当所述电动汽车运行时，所述整车控制器根据用户目的地规划路线信息，并从所述云端服务器获取计划路线中相关的路况和天气信息；

所述整车控制器并根据计划路线中相关的路况，规划所述电动汽车的车轮悬挂装置的高度控制方案；

所述整车控制器获取所述车轮悬挂装置的高度控制数据，并根据所述车轮悬挂装置的高度控制数据分析判断所经过的路线的相关路况，自动计算分析得到的路况与从所述云端服务器获取的路况之间的相似度，当相似度小于预设相似度最低值时，将分析得到的路况反馈至所述云端服务器；

车轮悬挂装置可以根据路况和车辆行驶状态实时调节整体车身高度，给用户以更好的转弯和直行时的乘坐体验，保证车身整体稳定性，增强滚动平衡性。

在所述电动汽车使用车辆钥匙关闭后，所述整车控制器统计此次电动汽车从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据，并根据从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据对所述电动汽车进行故障诊断和寿命分析；

所述电源保持模块用于在所述电动汽车使用车辆钥匙关闭后，保持所述整车控制器和所述车载通讯终端的电源；至所述整车控制器完成电动汽车故障诊断和寿命分析后，断开所述整车控制器的电源；并于所述车载通讯终端与所述整车控制器完成通信之后，断开所述车载通讯终端的电源。

另外，所述整车控制器获取天气信息，还可以避免计划路线中有强雷雨或强风雪等天气，如果计划路线中极差的天气状态，并且有其他更好的路线，则对计划路线进行更改，并且提醒用户。

在一种可选的实施方式中，所述整车控制器根据漏斗动态算法对所述电动汽车进行故障诊断，并根据故障诊断结果判定所述电动汽车的故障等级，当所述电动汽车的故障等级高于预设最高等级时，于所述电动汽车再次启动时，锁定所述电动汽车不能启动，并通知用户及时进行修理；所述整车控制器对所述电动汽车进行寿命分析包括计算所述电动汽车的总运行时间、总行驶里程、上下电总次数和软件刷新次数。

对于没有达到预设最高等级的故障，则进行不同的处理，例如，当车轮磨损较大时，允许所述电动汽车再次启动，但是需要通知用户及时进行修理；或者车辆空调装置出现故障时，则判断天气状态，如果下次运行时温度在预设范围内，则无需空调装置也可以运行车辆，提醒用户及时进行修理即可。

在一种可选的实施方式中，所述车载通讯终端包括无线收发器、无线收发控制电路、第一CAN收发器、第二CAN收发器、第一CAN信号控制电路和第二CAN信号控制电路，所述第一CAN收发器为不带唤醒功能的CAN收发器，所述第二CAN收发器为带唤醒功能的CAN收发器，所述无线收发器用于所述整车控制器与所述手持终端和云端服务器的通信，所述第一CAN收发器和第二CAN收发器用于所述整车控制器分别与所述电池管理模块、用户信息采集模块和车轮悬挂装置监测模块的通信。

在一种可选的实施方式中，所述第一CAN信号控制电路包括两个分别由电阻和电感串接而成的第一支路和第二支路，所述第一CAN信号控制电路的第一支路一端用于与第一CAN收发器的引脚CANH相连接，所述第一CAN信号控制电路的第二支路一端用于与第一CAN收发器的引脚CANL相连接，第一支路和第二支路的另一端分别与CAN总线相连接；

所述第二CAN信号控制电路包括两个分别由电阻和电感串接而成的第一支路和第二支路，所述第二CAN信号控制电路的第一支路一端用于与第二CAN收发器的引脚CANH相连接，所述第二CAN信号控制电路的第二支路一端用于与第二CAN收发器的引脚CANL相连接，第一支路和第二支路的另一端分别与CAN总线相连接。

在一种可选的实施方式中，所述第一CAN收发器的引脚TXD、RXD与所述电池管理模块、用户信息采集模块和车轮悬挂装置监测模块相连接，引脚CANH、CANL与分别与第一CAN信号控制电路的两个支路的一端相连接，所述第一CAN信号控制电路的两个支路的另一端分别通过CAN总线与整车控制器相连接；

所述第二CAN收发器的引脚TXD、RXD与所述电池管理模块、用户信息采集模块和车轮悬挂装置监测模块相连接，引脚CANH、CANL与分别与第二CAN信号控制电路的两个支路的一端相连接，所述第二CAN信号控制电路的两个支路的另一端分别通过CAN总线与整车控制器相连接。

该实施例在电动汽车中增加了至少两个CAN收发器用于整车控制器与其他监测模块的通信，大大提高了整车控制系统通信的数据量，使整车控制器与电动汽车上其他监测模块的通讯更加快速便捷，提高了整车控制的性能。而且可以通过CAN信号控制电路有效滤除通讯过程中的数据干扰信号，对通讯电路进行了有效保护，可适应电动汽车高强度、高复杂度的通讯要求。在实际应用中，还可以进一步增加其他CAN收发器作为备用，并设置相应的CAN信号控制电路。

所述无线收发器可以包括WIFI无线收发器、蓝牙无线收发器、3G无线收发器、4G无线收发器、GPRS无线收发器等等，均可以根据需要进行配置，而不以此处列举为限。

在一种可选的实施方式中，所述车轮悬挂装置监测模块包括两个高度控制阀以及分别与所述两个高度控制阀相连接的两个高度控制阀数据传输电路，所述两个高度控制阀分别监测控制所述电动汽车的左侧车轮的高度和所述电动汽车的右侧车轮的高度；所述车轮悬挂装置包括前轮空气悬挂和后轮空气悬挂，所述两个高度控制阀根据所述电动汽车的车轮悬挂装置的高度控制方案对所述前轮空气悬挂和所述后轮空气悬挂的充放气过程进行控制，并且将实时高度控制数据和高度检测数据发送至所述整车控制器。

空气悬挂相对于其他类型的悬挂装置，更易控制，且悬挂调节性能更好。然而空气悬挂也有着结构复杂，维护不易的缺陷。因此，在实际应用中，也不限于采用空气悬挂，也可以采用其他的液压等悬挂装置，均属于本发明的保护范围之内。

另外，高度控制阀的设置也不限于此处列举的方式，也可以采用两个高度控制阀分别监测控制所述电动汽车的前车轮的高度和所述电动汽车的后车轮的高度，或对每个车轮均设置一个高度控制阀，均是可以的，均属于本发明的保护范围之内。

在一种可选的实施方式中，所述整车控制器根据所述电动汽车的电池的电量使用状态和充电状态进行分析，当判断所述电动汽车的电池电量低于预设最低电池阈值时，将所述电动汽车的电池告警状态和当前位置数据分别发送至所述云端服务器和所述手持终端；

所述云端服务器接收到所述电动汽车的电池告警状态和当前位置后，分析得到距离所述电动汽车最近的电动汽车充电站；

所述云端服务器判断距离所述电动汽车最近的电动汽车充电站与需要充电的电动汽车之间的距离是否超过电动汽车理论剩余行驶距离，如果是，则所述云端服务器向系统中存储的其他电动汽车发出求援信号，并将需要充电的电动汽车的位置在联网地图中标注出来。

在一种可选的实施方式中，所述其他电动汽车在接收到的联网地图中发现有需要充电的电动汽车的标注时，判断该电动汽车的电池电量是否超过预设安全电量阈值，如果是，则提示用户是否进行救援；

当所述其他电动汽车在接收到用户的救援确认指令时，将救援确认信息和该电动汽车的位置数据发送至所述云端服务器，所述云端服务器则将该电动汽车的位置数据转发至所述需要充电的电动汽车。

通过采用该种方式，可以避免因为电动汽车充电站布置较少，而导致有一些电动汽车无法及时进行充电。各个不同的电动汽车之间通过云端服务器统一建立联系，并通过云端服务器进行调度，形成一个救援链。距离需要充电的电动汽车较近的其他电动汽车可以响应求援信息，主动进行救援，为其提供充电服务。

为了支持救援链的建立和推广，可以进一步建立激励制度，例如，帮助过其他电动汽车充电的电动汽车可以获得一定的积分，在下次遇到紧急情况需要求援时，积分较高的电动汽车可以具有优先获得救援的权利。另外，需要充电的电动汽车可以通过所述云端服务器对为其充电的电动汽车支付一定的费用，由所述云端服务器进行转账，以弥补为其他电动汽车充电的时间和电量的损失。

在一种可选的实施方式中，所述表征用户身份的生理数据包括用户的图像和用户的声纹，所述用户信息采集模块包括摄像头、话筒、图像处理单元和声音处理单元，所述图像处理单元从所述摄像头拍摄的视频中提取用户的图像，所述声音处理单元从所述话筒采集的语音中提取用户的声纹；

所述云端服务器判断所述用户的图像和用户的声纹中至少一个与所述云端服务器预存的用户数据不符时，则判断用户身份校验失败，并生成进一步验证用户身份的安全码，将用户身份校验失败信息以及所述安全码同时发送至所述整车控制器和所述手持终端；

所述整车控制器提示用户输入安全码，并对用户输入的安全码和从所述云端服务器接收到的安全码进行校验，两者相同，则校验成功，允许启动电动汽车，两者不同，则判断校验失败，将所述电动汽车锁定，不允许启动。

该实施例中采用该种用户身份验证方法，可以进一步对电动汽车进行很好的防盗保护。当用户的身份验证失败时，说明电动汽车有被盗的风险，则不能允许其启动，并且将报警信息发送至用户的手持终端。进一步地，在特定设定条件和情况下，可以直接拨打报警电路，并记录盗车者的图像和声纹发送至公安报警系统，方便查找盗车者。

另外，为了避免正当借车的情况，例如车主的朋友要用车时，可以通过车主将安全码告知车主的朋友，然后用车者输入正确的安全码，即可正常启动车辆。安全码是由云端服务器每次都进行更新的，进一步保证电动汽车的使用安全。

本发明还涉及一种基于传感器网络的电动汽车状态监测方法，采用所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，所述方法包括如下步骤：

当所述电动汽车使用车辆钥匙启动时，所述用户信息采集模块主动采集表征用户身份的生理数据；

所述整车控制器将所述表征用户身份的生理数据通过所述车载通讯终端发送至所述云端服务器进行用户身份验证，在用户身份验证成功时启动所述电动汽车，或在用户身份验证失败时，锁定所述电动汽车无法启动

当所述电动汽车开始运行时，所述整车控制器根据用户目的地规划路线信息，并从所述云端服务器获取计划路线中相关的路况和天气信息，所述整车控制器并根据计划路线中相关的路况，规划所述电动汽车的车轮悬挂装置的高度控制方案；

所述电池管理模块采集所述电动汽车的电池的电量使用状态和充电状态；所述车轮悬挂装置监测模块实时监测所述电动汽车运行过程中，所述车轮悬挂装置的高度控制数据；

所述整车控制器获取所述车轮悬挂装置的高度控制数据，并根据所述车轮悬挂装置的高度控制数据分析判断所经过的路线的相关路况，自动计算分析得到的路况与从所述云端服务器获取的路况之间的相似度，当相似度小于预设相似度最低值时，将分析得到的路况反馈至所述云端服务器；

在所述电动汽车使用车辆钥匙关闭后，所述整车控制器统计此次电动汽车从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据，并根据从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据对所述电动汽车进行故障诊断和寿命分析；

所述电源保持模块至所述整车控制器完成电动汽车故障诊断和寿命分析后，断开所述整车控制器的电源；并于所述车载通讯终端与所述整车控制器完成通信之后，断开所述车载通讯终端的电源。

采用了该发明中的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统及方法，采用整车控制器基于传感器网络对电动汽车启动、行驶、关闭时的状态进行实时监测，根据实时运行状态更新路况信息并反馈至云端服务器，由云端服务器进行更新和处理；根据路况信息预先规划车轮悬挂装置的高度控制方案，为用户提供更安全和更稳定的乘坐体验；采用整车控制器在车辆运行完毕时进行故障诊断和寿命分析，帮助车主掌握车辆整体状态，结构简单，应用方便，适用于大规模推广应用。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，其特征在于，所述系统包括手持终端、云端服务器、车载通讯终端、电池管理模块、车轮悬挂装置监测模块、整车控制器和电源保持模块；其中：

所述云端服务器用于接收电动汽车的状态监测数据，并从互联网获取实时路况和天气信息，进行数据库中路况和天气信息的实时更新；以及接收所述电动汽车关于路况和天气信息的反馈信息，对所述数据库中路况和天气信息进行更正；

所述车载通讯终端用于分别与所述手持终端和所述云端服务器进行通讯；

所述车载通讯终端在获取到所述电动汽车的状态监测数据时，将所述电动汽车的状态监测数据进行打包，对所述状态监测数据采用分包处理机制，按照预设分包大小分成多个小数据包，然后对各个所述小数据包进行封包，加入包头识别标识、加入分包合包标识、加入电动汽车ID和时间数据，然后将所述小数据包依次发送至所述云端服务器；

所述车载通讯终端判断所述电动汽车的状态监测数据中包含有报警数据时，将所述报警数据发送至所述手持终端；

所述电池管理模块用于采集所述电动汽车的电池的电量使用状态和充电状态；

所述车轮悬挂装置监测模块用于实时监测所述电动汽车运行过程中，所述车轮悬挂装置的高度控制数据；

当所述电动汽车运行时，所述整车控制器根据用户目的地规划路线信息，并从所述云端服务器获取计划路线中相关的路况和天气信息；

所述整车控制器并根据计划路线中相关的路况，规划所述电动汽车的车轮悬挂装置的高度控制方案；

所述整车控制器获取所述车轮悬挂装置的高度控制数据，并根据所述车轮悬挂装置的高度控制数据分析判断所经过的路线的相关路况，自动计算分析得到的路况与从所述云端服务器获取的路况之间的相似度，当相似度小于预设相似度最低值时，将分析得到的路况反馈至所述云端服务器；

在所述电动汽车使用车辆钥匙关闭后，所述整车控制器统计此次电动汽车从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据，并根据从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据对所述电动汽车进行故障诊断和寿命分析；

所述电源保持模块用于在所述电动汽车使用车辆钥匙关闭后，保持所述整车控制器和所述车载通讯终端的电源；至所述整车控制器完成电动汽车故障诊断和寿命分析后，断开所述整车控制器的电源；并于所述车载通讯终端与所述整车控制器完成通信之后，断开所述车载通讯终端的电源。

2.根据权利要求1所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，其特征在于，还包括用户信息采集模块，所述用户信息采集模块用于当所述电动汽车使用车辆钥匙启动时，主动采集表征用户身份的生理数据；所述整车控制器还用于当所述电动汽车使用车辆钥匙启动时，将所述表征用户身份的生理数据通过所述车载通讯终端发送至所述云端服务器进行用户身份验证，在用户身份验证成功时启动所述电动汽车，或在用户身份验证失败时，锁定所述电动汽车无法启动。

3.根据权利要求1所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，其特征在于，所述整车控制器根据漏斗动态算法对所述电动汽车进行故障诊断，并根据故障诊断结果判定所述电动汽车的故障等级，当所述电动汽车的故障等级高于预设最高等级时，于所述电动汽车再次启动时，锁定所述电动汽车不能启动，并通知用户及时进行修理；所述整车控制器对所述电动汽车进行寿命分析包括计算所述电动汽车的总运行时间、总行驶里程、上下电总次数和软件刷新次数。

4.根据权利要求2所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，其特征在于，所述车载通讯终端包括无线收发器、无线收发控制电路、第一CAN收发器、第二CAN收发器、第一CAN信号控制电路和第二CAN信号控制电路，所述第一CAN收发器为不带唤醒功能的CAN收发器，所述第二CAN收发器为带唤醒功能的CAN收发器，所述无线收发器用于所述整车控制器与所述手持终端和云端服务器的通信，所述第一CAN收发器和第二CAN收发器用于所述整车控制器分别与所述电池管理模块、用户信息采集模块和车轮悬挂装置监测模块的通信。

5.根据权利要求4所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，其特征在于，所述第一CAN信号控制电路包括两个分别由电阻和电感串接而成的第一支路和第二支路，所述第一CAN信号控制电路的第一支路一端用于与第一CAN收发器的引脚CANH相连接，所述第一CAN信号控制电路的第二支路一端用于与第一CAN收发器的引脚CANL相连接，第一支路和第二支路的另一端分别与CAN总线相连接；

所述第二CAN信号控制电路包括两个分别由电阻和电感串接而成的第一支路和第二支路，所述第二CAN信号控制电路的第一支路一端用于与第二CAN收发器的引脚CANH相连接，所述第二CAN信号控制电路的第二支路一端用于与第二CAN收发器的引脚CANL相连接，第一支路和第二支路的另一端分别与CAN总线相连接；

所述第一CAN收发器的引脚TXD、RXD与所述电池管理模块、用户信息采集模块和车轮悬挂装置监测模块相连接，引脚CANH、CANL与分别与第一CAN信号控制电路的两个支路的一端相连接，所述第一CAN信号控制电路的两个支路的另一端分别通过CAN总线与整车控制器相连接；

所述第二CAN收发器的引脚TXD、RXD与所述电池管理模块、用户信息采集模块和车轮悬挂装置监测模块相连接，引脚CANH、CANL与分别与第二CAN信号控制电路的两个支路的一端相连接，所述第二CAN信号控制电路的两个支路的另一端分别通过CAN总线与整车控制器相连接。

6.根据权利要求1所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，其特征在于，所述车轮悬挂装置监测模块包括两个高度控制阀以及分别与所述两个高度控制阀相连接的两个高度控制阀数据传输电路，所述两个高度控制阀分别监测控制所述电动汽车的左侧车轮的高度和所述电动汽车的右侧车轮的高度；所述车轮悬挂装置包括前轮空气悬挂和后轮空气悬挂，所述两个高度控制阀根据所述电动汽车的车轮悬挂装置的高度控制方案对所述前轮空气悬挂和所述后轮空气悬挂的充放气过程进行控制，并且将实时高度控制数据和高度检测数据发送至所述整车控制器。

7.根据权利要求1所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，其特征在于，所述整车控制器根据所述电动汽车的电池的电量使用状态和充电状态进行分析，当判断所述电动汽车的电池电量低于预设最低电池阈值时，将所述电动汽车的电池告警状态和当前位置数据分别发送至所述云端服务器和所述手持终端；

所述云端服务器接收到所述电动汽车的电池告警状态和当前位置后，分析得到距离所述电动汽车最近的电动汽车充电站；

所述云端服务器判断距离所述电动汽车最近的电动汽车充电站与需要充电的电动汽车之间的距离是否超过电动汽车理论剩余行驶距离，如果是，则所述云端服务器向系统中存储的其他电动汽车发出求援信号，并将需要充电的电动汽车的位置在联网地图中标注出来。

8.根据权利要求7所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，其特征在于，所述其他电动汽车在接收到的联网地图中发现有需要充电的电动汽车的标注时，判断该电动汽车的电池电量是否超过预设安全电量阈值，如果是，则提示用户是否进行救援；

当所述其他电动汽车在接收到用户的救援确认指令时，将救援确认信息和该电动汽车的位置数据发送至所述云端服务器，所述云端服务器则将该电动汽车的位置数据转发至所述需要充电的电动汽车。

9.根据权利要求2所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，其特征在于，所述表征用户身份的生理数据包括用户的图像和用户的声纹，所述用户信息采集模块包括摄像头、话筒、图像处理单元和声音处理单元，所述图像处理单元从所述摄像头拍摄的视频中提取用户的图像，所述声音处理单元从所述话筒采集的语音中提取用户的声纹；

所述云端服务器判断所述用户的图像和用户的声纹中至少一个与所述云端服务器预存的用户数据不符时，则判断用户身份校验失败，并生成进一步验证用户身份的安全码，将用户身份校验失败信息以及所述安全码同时发送至所述整车控制器和所述手持终端；

所述整车控制器提示用户输入安全码，并对用户输入的安全码和从所述云端服务器接收到的安全码进行校验，两者相同，则校验成功，允许启动电动汽车，两者不同，则判断校验失败，将所述电动汽车锁定，不允许启动。

10.一种基于传感器网络的电动汽车状态监测方法，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的基于传感器网络的电动汽车状态监测系统，所述方法包括如下步骤：

当所述电动汽车开始运行时，所述整车控制器根据用户目的地规划路线信息，并从所述云端服务器获取计划路线中相关的路况和天气信息，所述整车控制器并根据计划路线中相关的路况，规划所述电动汽车的车轮悬挂装置的高度控制方案；

所述电池管理模块采集所述电动汽车的电池的电量使用状态和充电状态；所述车轮悬挂装置监测模块实时监测所述电动汽车运行过程中，所述车轮悬挂装置的高度控制数据；

所述整车控制器获取所述车轮悬挂装置的高度控制数据，并根据所述车轮悬挂装置的高度控制数据分析判断所经过的路线的相关路况，自动计算分析得到的路况与从所述云端服务器获取的路况之间的相似度，当相似度小于预设相似度最低值时，将分析得到的路况反馈至所述云端服务器；

在所述电动汽车使用车辆钥匙关闭后，所述整车控制器统计此次电动汽车从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据，并根据从启动至关闭之间阶段内的状态监测数据对所述电动汽车进行故障诊断和寿命分析；

所述电源保持模块至所述整车控制器完成电动汽车故障诊断和寿命分析后，断开所述整车控制器的电源；并于所述车载通讯终端与所述整车控制器完成通信之后，断开所述车载通讯终端的电源。