基于OBD的车联网监测系统

夏永生 张廷武

摘 要 现如今，随着我国科技的快速发展，OBD的车联网监测系统应用越来越官方。车辆状态信息监测有助于及时发现车辆故障，对车辆进行检修，减少交通事故的发生，为改善当前车辆状态信息监测设备存在的体积大，价格昂贵的现状。研发一款基于OBD的车联网监测系统，设计了OBD-Ⅱ协议转换模块读取汽车ECU状态数据，设计了振动检测模块实时监测行车状态。使用GPRS通信技术将状态数据实时报送到云端。搭建了B/S架构下车联网监测系统网页，接收并显示车辆状态信息，将设备安装到汽车上进行测试，记录行驶过程中的实时油耗和驾驶习惯数据等，描绘车辆行驶的路线，能够满足对车辆的远程监测要求。具有较好的稳定性和一定的实用性。

关键词 OBD;车联网;监测系统

引言

随着互联网时代的发展，现代汽车领域的发展中，最大的问题是如何将互联网融合到汽车行业发展车联网业务，使得汽车更加智能化，向用户提供更好的服务体验。在这之中，基于OBD盒子的移动应用应时代而崛起。由于OBD硬件能够对汽车进行监测和检测等功能目前，一度被认为成车联网的最佳入口。然而由于其对用户的陌生性质，用户对其保持怀疑和观望态度。同时，市场上的各种此类应用炒作偏离了OBD的初衷，真正关系到用户切身痛点的功能被弱化或者忽略，车主的核心需求也没有得到满足。本文将从以为用户为中心，从多角度出发提出建立基于OBD的车联网系统服务平台设计思路。

1系统整体方案设计

1.1 系统需求分析

随着我国城市机动车数据的持续增加，其能源的消耗已经成为城市环境污染和CO2排放的主要来源之一。也造成大量的交通事故，严重影响人身安全和身体健康，车联网监测系统实时监测汽车发动机状态显得尤为重要，车联网主要利用涉车电子传感装置。通过信息网络平台，使车与路、车与车、车与城市网络之间的信息互通，形成一个信息拓扑网络体系。对车辆和交通状况进行有效的智能监控，车联网中的车辆运行速度快。要求节点之间通信的实时性和可靠性高。基于位置的隐私保护技术。可以更好地提高服务质量，排除用户的心理担忧，并为后续的源自车联网的大数据提供前端感知保护的基础。车联网监测系统主要由车载智能终端模块和智能云管理平台两部分组成，车载智能终端部分借助于OBD-Ⅱ技术和无线通讯技术。为车辆提供实时监控、维保监控、安防监控、驾驶行为分析和油耗分析及管理五大部分服务，实时监控功能要采集的数据包括车辆的位置、轨迹、耗油、时速、车况、发动机转速等。维保监控功能是根据采集的数据分析。提供检修提醒、保养提醒和远程诊断，安防监控主要需要提供振动报警、碰撞报警、防盗报警和电子围栏，分析车主的驾驶行为需要采集车辆的加速度、振動、超速驾驶等数据。油耗分析及管理是结合实时监控及驾驶行为分析对油耗进行综合分析及管理，为车主提供更安全的行车方案。智能云管理平台由管理平台和云服务器组成。车载智能终端将采集的上述各部分根据CAN总线协议解析后的数据。通过无线网络发送给远程云服务器，云服务器可以接收并处理数据、响应管理平台请求，用户目前可通过网页端浏览车辆信息。

2系统硬件设计

车载OBD诊断模块使用STM32核心微处理器，是集OBD+GPRS/3G+GPRS+GSENSOR+FLASH+振动传感器+WIFI+BIutooth于一体的一体化车载智能终端。在整个车联网系统中，属于数据采集部分，总体结构。

2.1 振动检测模块

振动检测模块采用了MPU6050姿态处理芯片，其内部融合了陀螺仪与加速度计，减少了大量的封装控件，轴角速度测量精度可调，最高可为±20000/S（dps）.加速度计最大可测范围为±16gn，MPU6050内部集成了一个可扩展的数字运动处理器DMP可通过12C接口连接一个第三方的数字传感器，比如磁力计，扩展之后就可以通过其12C或SPI接口输出一个9轴的信号。形成了一个完整的姿态检测方案，能够用于汽车姿态的监测。

2.2 GPRS定位模块

UBLOX6M模块具有高灵敏度、低功耗、小型化、极高追踪灵敏度等特点。具有很短的冷启动时间，较高的灵敏度，信号强度及稳定性。

3系统软件设计

3.1 软件整体设计

系统软件分为OBD监测终端程序与远程监测云平台程序两部分，OBD监测终端程序主要功能是通过AT指令集读取汽车ECU内部传感器的数据，采集车辆振动信息、GPS经纬度信息等。并通过TCP/IP协议连接服务器将数据发送到服务器，云平台中的服务软件将数据保存到数据库中。并通过WEB网页实时显示车辆健康状况，串口UART1中断服务程序处理OBD数据传输，串口UART3中断服务程序处理GC65的GPS信息和GSM短信的收发。

3.2 GPRS通信程序设计

通用分组无线服务技术GPRS是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。本系统OBD健康监测终端与云平台通信采用了TCP/IP协议。终端开机之后首先连接GSM网络。等待网络连接稳定之后发起连接。首先向服务器发送鉴权数据包，服务器对鉴权数据进行解析，反馈鉴权结果。鉴权通过之后终端将数据打包。以JSON数据包格式发送到云平台。等待云平台对数据的反馈结果，如果反馈成功则断开此次连接，准备下次连接，如果反馈失败，则重新发送数据包。

4结语

本文设计了基于OBD的车联网监测系统，设计并搭建了硬件电路，实时采集监测汽车发动机ECU的各项参数，并将数据实时上传到服务器，进行了B/S架构下车联网监测系统网页界面设计、数据库设计。通过实车测试表明，该系统能够正常地读取车辆信息、数据流、行车报告、故障码等数据，并能在网页端能够查看数据和行车路线。实现对车辆排放系统的远程监测和故障诊断，车主能够实时地了解汽车发动机的健康状态，为车主判断汽车是否需要维修保养提供数据依据，达到了系统设计的目标及其推广应用将大幅改善车辆和交通状况。为驾乘人员提供一个良好的行车环境，对于推进我国车辆状态监测技术和车辆安全辅助驾驶技术的发展和产业化进程具有重要实用价值。

参考文献

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