CN202907205U

CN202907205U - 基于无线传感网络的电动汽车信息采集与监测系统

Info

Publication number: CN202907205U
Application number: CN 201220396643
Authority: CN
Inventors: 钱贞洪; 黄钦剑; 陈琦; 冯一汀; 张建成
Original assignee: HANGZHOU HOMEWELL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU HOMEWELL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2022-08-10

Abstract

本实用新型涉及基于无线传感网络的电动汽车信息采集与监测系统，包括：一个以上的无线微功率通信模块、一个以上的无线通信网关，所述的无线微功率通信模块与无线通信网关进行信息传输。本实用新型的有益效果：网络构建成本低，不需要用户支付任何网络运营和数据流量费用，并且使用起来更加灵活可靠；抗干扰能力强，传输数据进行加密处理，增加了数据的准确性和安全性；此外，无线传感网络可扩展性、传输兼容性和鲁棒性强，为驾乘者进一步提供智能通信服务；电动汽车的车-电分离、无线读取里程和电池信息，保证了电池运行的可靠性和安全性。

Description

基于无线传感网络的电动汽车信息采集与监测系统

技术领域

本实用新型涉及电动车、电动汽车无线信息采集与监测领域，尤其涉及车辆里程、车速、电池信息的无线采集与传输。

背景技术

在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。而在新能源汽车中电动汽车受到社会各界的广泛看好，尤其是在以充换电模式解决汽车能源的快速补充之后，能够快速更换电池的纯电动汽车、增程式电动汽车和与之配套的电池租赁、电池维护、充电服务的运营模式，是电动汽车完全实现商业化的最佳途径。如何在充换电模式中对电动汽车的里程、电池信息等各项数据进行采集与监测成了该模式中的重中之重。

目前国内外电动汽车信息采集方案中包括：

一、通过手持设备近距离采集车辆信息然后通过GPRS或者3G网络发送给后台监测平台；

二、通过内嵌SIM卡通过GSM/GPRS网络将车辆信息发送给监测平台；

三、充电站通过RFID方式采集充电车辆信息然后通过有线网络或者GSM网络发送给后台监测平台。

方案一中通过手持设备采集虽然保证了数据采集的即时性但是终端设备成本较高，而且需要人工采集。不具备广泛应用价值。方案二中通过内嵌SIM卡通过GSM/GPRS网络传输，在大量电动汽车的情况下运营维护成本较高。方案三中采集手段单一，无法采集运行中的车辆信息，只能在车辆充电时采集数据导致数据可用性不大。而且上述方案中数据传输采用移动通信网络技术，处于网络运营商的网络系统之内，属于计费网络，用户需要长期支付网络使用费。除此之外，每辆汽车都是相对孤立的终端，各个终端之间无法进行直接的数据交互，也无法进行一定区域内的现场信息反馈控制和有效及时的集中监控管理。另外，这些终端系统也受到运营商网络服务覆盖范围的限制。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，目的在于提供一种基于无线传感网的里程、车速、电池信息的采集系统。采用无线传感网技术，以较低的成本对网络中电动汽车的行驶里程、行驶状态、电池状态等信息进行实时采集，再把这些实时车辆行驶信息及时反馈用户，在更好地服务用户的同时也为相关部门对电动汽车提供了有效的监管手段。

本实用新型是通过以下技术方案达到上述目的：基于无线传感网络的电动汽车信息采集与监测系统，包括：一个以上的无线微功率通信模块、一个以上的无线通信网关。所述的无线微功率通信模块与无线通信网关进行信息传输。所述的无线通信网关周期性地发送广播信标，无线微功率通信模块接收广播信标后发送车辆信息给无线通信网关，并保持一定时间的休眠状态，休眠状态结束后回复正常工作状态，无线通信网关将接收到的车辆信息发送给主站平台。

所述的无线微功率通信模块包括：微处理器、里程计模块、加密模块、无线收发模块、电源模块Ⅰ。所述的微处理器与里程计模块、加密模块、无线收发模块、电源模块Ⅰ连接。

所述的电源模块Ⅰ采用直流5V供电。

所述的无线网关设备包括：中央处理器、有线网络传输模块、SD卡模块、电源模块Ⅱ、GPRS模块、CPLD模块、无线主节点模块。所述的中央处理器与有线网络传输模块、SD卡模块、CPLD模块通过串口进行通信。所述的电源模块Ⅱ与中央处理器、GPRS模块连接，GPRS模块与CPLD模块通过串口进行通信；所述的CPLD模块还与无线主节点模块连接。

所述的电源模块Ⅱ可用交流220V或直流12V供电。

本实用新型的有益效果：本实用新型的无线传感网络属于用户自建网络，网络构建成本低，不需要用户支付任何网络运营和数据流量费用，并且使用起来更加灵活可靠；无线传感网络支持多频段、多跳中继传输、自组网络等功能，抗干扰能力强，传输数据进行加密处理，增加了数据的准确性和安全性；此外，无线传感网络可扩展性、传输兼容性和鲁棒性强，能够满足日后电动汽车数量急剧增加的入网要求和支持在较恶劣的环境下工作，实现了高科技装备与一对一人工服务的融合，为驾乘者进一步提供包括紧急救援、防盗追踪、道路救援、保养通知、咨询服务、路径检索等智能通信服务。电动汽车的车-电分离、无线读取里程和电池信息，提供了电动汽车按里程收费的操作可能，且保证了电池运行的可靠性和安全性。

附图说明

图1是本实用新型的应用示意图；

图2是无线微功率通信模块的结构示意图；

图3是无线通信网关的结构示意图；

图4是无线微功率通信模块与无线通信网关的通信流程图；

图5是无线通信网关与主站平台的通信流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此：

实施例1：如图1所示，基于无线传感网络的电动汽车信息采集与监测系统，包括：安装有无线微功率通信模块的电动汽车A~D，安装在充电站/换电站的无线通信网关T。电动汽车A、B停在充电站/换电站中，电动汽车C、D在道路上行驶，圆圈为无线通信网关T的信号覆盖范围。所述的无线微功率通信模块与无线通信网关T进行信息传输。所述的无线通信网关T周期性地发送广播信标，在信号覆盖范围中的无线微功率通信模块接收广播信标后发送车辆信息给无线通信网关，并保持一定时间的休眠状态，休眠状态结束后回复正常工作状态，无线通信网关T将接收到的车辆信息发送给主站平台。

所述的无线微功率通信模块包括：微处理器、里程计模块、加密模块、无线收发模块、直流5V的电源模块Ⅰ。所述的微处理器与里程计模块、加密模块、无线收发模块、电源模块Ⅰ连接。

所述的无线网关T设备包括：中央处理器、有线网络传输模块、SD卡模块、交流220V的电源模块Ⅱ、GPRS模块、CPLD模块、无线主节点模块。所述的中央处理器与有线网络传输模块、SD卡模块、CPLD模块通过串口进行通信。所述的电源模块Ⅱ与中央处理器、GPRS模块连接，GPRS模块与CPLD模块通过串口进行通信；所述的CPLD模块还与无线主节点模块连接。

具体工作原理：

1）微处理器：负责对数据进行协议包装和处理；

2）里程计模块：负责与里程计通信获取里程、电池信息等；

3）加密模块：负责对收发数据的解密与加密；

4）电源模块Ⅰ：对各个模块供电；

5）无线收发模块：负责与主节点的数据收发；

6）中央处理器：负责数据处理与协议包装；

7）有线网络传输模块：负责通过有线网络发送数据到主站平台；

8）SD卡模块：主要用于网由程序烧写；

9）电源模块Ⅱ：对各个模块供电；

10）GPRS模块：负责通过GPRS网络发送数据到主站平台；

11）CPLD模块：负责通道转换与硬件指示灯展示；

12）无线主节点模块：负责与子节点数据通信。

工作流程：

一、无线微功率通信模块与无线通信网关T的通讯流程，如图4所示：

Step1:无线通信网关T发送无线广播包；

Step2:无线微功率通信模块成功接收无线广播包；

Step3:无线微功率通信模块接收无线广播包后，根据无线广播包的播报长度进行判断：若接收到的是无线通信网关T发送的信标数据包则跳转Step4；若接收到的是无线通信网关T发送的参数数据包，则跳转Step5；

Step4：确定为信标数据包后，无线收发模块检查确定是否发送采集数据，跳转Step6；

Step5：确定为参数数据包后，无线收发模块通过串口将参数传递给底层，跳转Step7；

Step6：串口返回底层采集的数据，跳转Step8；

Step7：底层设备接收参数数据包后通过串口异步返回ACK包数据；

Step8：无线微功率通信模块判断是否能正确解析包头；

Step9：进一步判断协议类型：当数据类型为采集数据时，跳转Step10；当数据类型为参数设置类型时，跳转Step11；

Step10：确认为采集数据包，传输数据到无线收发模块进行数据传输，跳转Step12；

Step11：确认为底层设备返回ACK包，传输数据到无线收发模块进行数据传输；

Step12：通过无线收发模块发送数据到无线通信网关T。

二、无线通信网关T与主站平台的通信流程，如图5所示：

Step13：无线微功率通信模块与无线通信网关T建立连接后，无线微功率通信模块发送里程、电池信息数据或者回复参数设置反馈数据到无线通信网关；

Step14：无线通信网关T接收到无线微功率通信模块的数据后，判断数据包头，判断协议是否符合规范，从而确定数据是否有效；

Step15：无线通信网关T判断数据类型：若为参数设置反馈数据，跳转Step16；若为采集数据上报，跳转Step17；

Step16：发送数据到串口，液晶屏显示参数，跳转Step18；

Step17：通过串口发送数据到中央处理器；

Step18：中央处理器根据包头信息判断数据是否符合自定义规范，若符合规范则解析数据进一步判断数据类型：若数据为里程数据，构建上传的里程计数据；若数据为电池信息数据，构建上传的电池信息数据；

Step19：解析数据，对数据进行BCD码转换并通过中央处理器判断有线网络传输模块和GPRS模块的使用状态，在有线网络传输模块和GPRS模块都可用的情况下，优先选择有线网络传输模块；

Step20：通过串口发送数据到选择好的有线网络传输模块或GPRS模块后上传数据到主站平台。

以上的所述乃是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，若依本实用新型的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本实用新型的保护范围。

Claims

1.基于无线传感网络的电动汽车信息采集与监测系统，其特征在于包括：一个以上的无线微功率通信模块、一个以上的无线网关设备；所述的无线微功率通信模块与无线网关设备进行信息传输；所述的无线网关设备周期性地发送广播信标，无线微功率通信模块接收广播信标后发送车辆信息给无线网关设备，并保持一定时间的休眠状态，休眠状态结束后回复正常工作状态，无线网关设备将接收到的车辆信息发送给主站平台。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的电动汽车信息采集与监测系统，其特征在于所述的电源模块Ⅰ采用直流5V供电。

3.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的电动汽车信息采集与监测系统，其特征在于所述的无线网关设备包括：中央处理器、有线网络传输模块、SD卡模块、电源模块Ⅱ、GPRS模块、CPLD模块、无线主节点模块；所述的中央处理器与有线网络传输模块、SD卡模块、CPLD模块通过串口进行通信；所述的电源模块Ⅱ与中央处理器、GPRS模块连接，GPRS模块与CPLD模块通过串口进行通信；所述的CPLD模块还与无线主节点模块连接。

4.根据权利要求3所述的基于无线传感网络的电动汽车信息采集与监测系统，其特征在于所述的电源模块Ⅱ可用交流220V或直流12V供电。