一种电动汽车数据采集系统
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电动汽车充电桩数据采集终端设计作者:秦鑫来源:《中国电气工程学报》2020年第08期摘要:现如今,随着我国经济的飞速发展,人们生活水平不断提高,电动汽车的逐渐普及,电动汽车充电桩的大规模接入会对电网的运行规划产生重大影响。
提出了一种以预约为前提条件,面向用户端的电动汽车智能充电控制策略。
根据充电桩实时运行状态,结合对电动汽车充电时间的预测,并充分考虑用户需求,建立了电网控制端—计算机处理终端—智能充电桩终端—电动汽车用户端之间的信息反馈系统数学模型。
通过算例分析,结果表明:采用所提出的充电控制策略,可显著提高充电系统运营效率,适用于大规模电动汽车智能充电系统。
关键词:电动汽车;充电桩;数据采集;终端设计引言针对电动汽车充电桩缺少有效状态监测的情况,设计了基于嵌入式ARM平台的数据采集终端。
终端采用模块化设计,包括数据采集处理、ARM处理平台和数据远传等三部分。
数据采集部分采用CAN/RS485通讯,抗干扰能力强。
通过ARM和无线技术的有效结合,系统能够独立完成充电站系统运行分析所需主要参数的采集、存储和转发工作。
该方案对于提高电动汽车充电站运行维护效率,降低运维成本,具有一定的参考价值。
1充电桩数据采集终端设计方案电动汽车数据采集终端主要由充电桩数据采集模块、ARM数据处理模块和后台数据远传模块三大部分组成。
其中,充电桩数据采集模块通过CAN通讯或RS485通讯与充电桩控制器连接,以通讯方式从充电桩控制器中获取充电桩实时数据;ARM数据处理模块则依靠ARM微控制器的强大处理能力,对不同厂家和型号的充电桩数据进行协议解析、数据转发和存储;后台数据远传模块根据现场的网络布线环境,可选择有线或无线方式将采集数据远传至后台主站系统。
系统设计结构如图1所示。
1.1充电桩运行工况数据采集通过充电桩数据采集终端,获取充电桩运行工况数据,包括设备状态、电气信息、故障告警、开关状态、通讯报文、温度湿度、计量信息共七类数据,以此作为充电桩状态评价数据分析、模型构建的基础。
摘要随着工业发展和社会需求的增加,汽车在社会进步和经济发展中扮演着重要的角色。
汽车工业的迅速发展,推动了机械、能源、橡胶、钢铁等重要产业的发展,但同时也日益面临着环境污染、能源短缺的严重问题。
纯电动汽车以其零排放,噪声低等优点越来越受到世界各国的重视,被称作绿色环保车。
作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统(BMS),是纯电动车产业化的关键。
车载网络数据采集系统就是这样一个电池管理系统,可以直接检测及管理电动汽车的储能电池运行的全过程,实现对车载多级串联锂电池、电池温度、车速等数据的监测、采集和分析。
本论文是基于CAN总线的车载网络数据采集系统选用STM32F103VB作为系统的核心芯片,通过芯片自带的12位ADC对端口电压分别进行采集和监测,并通过CAN网络将采集到的数据发送到汽车仪表盘,为车辆状态量实时监测提供数据来源。
关键词:纯电动车,电池管理系统,电池状态,STM32F103VBAbstractWith industrial development and social demand, vehicle of social progress and economic development play important roles. Although the rapid development of automobile industry promote the machinery, energy, rubber, steel and other important industries, it is increasingly faced with environmental pollution, energy shortages and other serious problems.With the merit of zero-emission, and low noise, the pure electric vehicles which is called green cars has got more and more attention around the world. As one of the key technologies for the development of electric vehicles ,battery management system (BMS) is the point of the pure electric vehicle industry. Vehicle network data acquisition system is a battery management system that can directly detect and manage the storage battery electric vehicles to run the whole process, to achieve the data monitoring, collection and analysis of the on-board multi-level series of lithium battery, battery temperature, speed, and otherThe thesis is based on the vehicle CAN bus data acquisition system to chose STM32F103VB network as the core of the system ADC which comes from the chip collect and monitor the port voltages and sent the collected data to the car dashboard through the CAN network , which offer real-time monitoring of vehicle status amount of data sources.Key words:Pure electric cars, Battery Management Systems, The battery state, STM32F103VB摘要 (1)Abstract (2)第一章前言 (5)本课题研究的目的和意义 (5)车载网络数据采集系统的国内外研究现状 (6)本论文研究的主要工作 (7)第二章车载网络数据采集系统设计的原理 (9)车载网络数据采集系统的功能概述 (9)车载网络数据采集系统的结构 (10)基于STM32的车在网络数据采集系统设计控制框图 (10)信号的采集与处理 (11)车载系统的网络通讯 (12)CAN网络的基本概念 (12)CAN网络在车载数据采集系统中的应用 (13)系统主要性能指标 (14)系统预期误差的评估 (15)第三章基于STM32F103VB数据采集系统的硬件设计 (16)STM32F103VB简介 (16)STM32F103VB电源模块的设计 (18)电源电路的设计 (18)STM32启动模式电路选择设计 (18)STM32F103VB外围接口电路的设计 (19)模数转换器的电路设计 (19)测温电路设计 (20)复位电路的电路设计 (21)STM32F103B通讯电路的设计 (21)CAN通讯接口电路设计 (21)JTAG程序调试接口电路设计 (22)RS485通讯电路设计 (23)第四章基于STM32数据采集系统的软件设计 (25)Keil uVision3平台简介 (25)基于STM32的车在网络数据采集系统的程序设计 (25)数据采集模块程序设计 (26)LCD显示模块程序设计 (27)数据存储模块程序设计 (27)CAN数据通讯模块程序设计 (28)RS485通讯模块程序设计 (28)第五章误差分析与处理 (29)误差概述 (29)误差的主要来源 (29)误差的处理 (29)误差分析 (30)测控系统的非线性 (30)系统工作环境的噪声 (31)系统的稳定性 (31)误差处理 (32)实测电压数据分析 (32)整机PCB板设计 (33)第六章总结与展望 (35)总结 (35)展望 (35)参考文献 (36)致谢 (36)第一章前言本课题研究的目的和意义随着世界工业经济的不断发展和人类需求的不断增长,对全球气候造成严重的影响,二氧化碳排放量增大,臭氧层遭受到破坏等。
新能源纯电动汽车远程监控系统介绍一、远程监控系统是什么?远程监控系统是车载记录设备(称为车载远程监控终端)将车辆的定位信息、CAN总线信息和故障信息,通过GPRS/3G无线网络,发送到远程监控中心的数据服务器,并最终可通过页面展示给工程、售后人员的系统。
新能源远程终端工作示意图二、远程监控系统包含什么?1、车载终端:新能源车载终端安装在车上的信息采集设备,集成卫星定位、CAN总线(故障)监控、移动网络接入和本地数据存储功能。
是远程监控系统的数据来源,要求数据采集齐全,并能有效适应电动汽车恶劣的应用环境;2、数据服务器:新能源监控服务器数据服务器是远程监控系统的核心部分,负责与车载终端的数据收发、数据管理&存储等功能的实现。
要求可并发处理大量的连接请求(即同时接入的终端要多),且能高效的对数据进行管理、存储和推送;3、监控页面:新能源监控显示页面监控页面直接面向用户的交互界面,将数据服务器推送来的数据整理、显示给用户。
用户也可通过监控页面对数据服务器、乃至车载终端进行操控。
三、远程监控系统有什么用?1、工程技术人员:积累车辆运行的真实数据,为后续产品优化、评审零部件供应商提供数据支持;2、售后人员:第一时间收到车辆故障报警,获取车辆故障前后的运行状态信息,实现远程检修、售后服务;3、物流车客户:提供远程、实时查询旗下车辆运营状况的能力。
进一步的,未来可提供相关运营统计报告,以协助物流公司提高车辆使用效率;4、集团公司:为集团公司年报提供数据依据,并可作为新能源车推广和节能减排成果的原始数据。
四、车载终端的主要性能指标1、对外接口:CAN总线接口×3;12V车载电源接口×1;2、数据上报周期:实时数据包/10s;故障数据包/1s;3、工作温度:工业级,-40~70℃;4、定位精度:水平误差<2.5m(静态)/<10m(动态);速度误差<0.1m/s;5、抗震性能:通过GB/T28046.2-2011中规定的震动测试,测试时采用的分类标准为“商用车驾驶室”;6、电磁兼容性能:1)、辐射抗扰,符合GB/T17619-1998;2)、传导抗扰,符合GB/T21437.2-2008;3)、电磁骚扰,符合GB/T18655-2010。
新能源汽车实时监控与数据采集系统开发一、新能源汽车实时监控系统的概述新能源汽车实时监控系统主要包括车辆状态监测、行驶数据采集、动力系统监控、充电桩状态监测等功能。
通过这些功能的实时监控,可以及时发现并解决新能源汽车在行驶过程中可能出现的问题,确保车辆的安全运行和性能稳定。
1. 车辆状态监测车辆状态监测是新能源汽车实时监控系统中最基本的功能之一,它可以实时监测车辆的各项状态,包括车速、转向角、制动状态、灯光状态、车辆位置等,确保车辆在行驶过程中处于正常状态。
2. 行驶数据采集行驶数据采集是通过车载传感器和数据采集设备实时采集车辆行驶过程中的各项数据,如车速、加速度、转向角速度、车身姿态等,并将这些数据传输到监控系统中进行分析和处理。
3. 动力系统监控动力系统监控是针对新能源汽车的动力系统进行实时监控,包括电池状态监测、电机状态监测、电控系统状态监测等,以确保车辆的动力系统处于良好的工作状态。
4. 充电桩状态监测针对纯电动汽车,充电桩状态监测是非常重要的一项功能,通过实时监测充电桩的状态和充电电量,可以为车主提供方便快捷的充电服务,保障车辆的续航能力。
二、新能源汽车数据采集系统的建设为了实现对新能源汽车的实时监控和数据采集,需要建设一个完善的数据采集系统,包括车载传感器、数据采集设备、监控控制中心等。
1. 车载传感器车载传感器是实现车辆状态监测和行驶数据采集的重要组成部分,包括车速传感器、转向传感器、制动传感器、电池状态传感器等,通过这些传感器可以实时采集车辆的各项数据。
2. 数据采集设备数据采集设备是用来接收和存储车载传感器采集的数据,可以将数据传输到监控控制中心进行分析和处理,同时也可以提供给车主和维修人员进行查询和分析。
3. 监控控制中心监控控制中心是对新能源汽车实时监控和数据采集进行统一管理和控制的地方,可以实时监测车辆的状态和运行情况,为车主和相关管理部门提供数据支持和决策依据。
三、新能源汽车实时监控与数据采集系统的开发需求新能源汽车实时监控与数据采集系统的开发需要满足以下几个方面的需求:1. 实时性新能源汽车实时监控与数据采集系统需要具备良好的实时性,能够实时监测车辆的状态和采集各项数据,并及时传输到监控控制中心进行处理和分析。