基于PCAN-Explore5的汽车空调测试系统

汽车空调控制器自动测试系统的设计刘媛(通标标准技术服务(天津)有限公司，天津300457)摘要：随着国内电子技术水平的提升，汽车内的空调控制器的各方面性能也得到了提升，内部结构、电子系统也变得更加复杂。

怎样提高汽车空调控制器自动测试系统的合理性也成为了市场中关注的重点。

本文主要对汽车空调控制器的自动测试系统进行了研究，对其工作原理与测试原理进行了分析，并制定出了相关的设计方案。

希望本文能够为今后此方面的研究提供参考。

关键词：汽车空调控制器；自动测试；工作原理;设计0前言智能化的汽车空调控制器内部构造与电子系统都较为复杂,其生产也具有一定的难度。

过去的测试系统的各项功能已经完全无法满足当前企业的生产需求。

为了保证企业生产的汽车空调控制器的质量，企业要对测试系统进行改善,提升测试系统的规范性,完善测试系统的功能，保证测试结果的准确性，同时提升测试的立功效率。

1汽车空调控制器的原理其汽空间查制度器当中包义了婚常多的原件其中有:鼓风机、水温传感器、汽车后挡风玻璃化霜加热丝竞由此可见，其参结构是非常复杂的。

人们主要使用LCD显示器完成对汽车空调控制的操作，其内部的故障检测与诊断是经过K线接口完成的。

整个控制器的核心配件就是微控器，整个控制系统在人机接口接收到指令之后，由各个传感器进行数据的采装在经过一统列的用等与处理之后将准保的信息转化为控制信号,向各个元件传达运行指令,最终达到调节车内温度的作用。

2汽车空调控制器测试原理2.1对汽车空调控制器的运行环境进行模拟设U j为电压、I为电流,SW j是模拟系统的启动开关、RJ为模拟负载。

由测试系统模拟出真实的空调控制器的工作环境，对该控制器下达指令,查看其内部的功能模块运转是否正常。

2.1.1传感器汽车间查制度器中应用的传感器以以分为两类,分别是，温度传感器,这种传感器是一种非线性负温度系数的热敏电阻;阳光传感器，能够根据感受到的光而产生变化，就是一种光敏二极管。

专利名称：基于贝叶斯优化的PCA-极限随机树的空调故障诊断方法
专利类型：发明专利
发明人：陆玲霞,秦锋,季文献,于淼,韩宝慧
申请号：CN202110475880.8
申请日：20210429
公开号：CN113177594B
公开日：
20220617
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于贝叶斯优化的PCA‑极限随机树的空调故障诊断方法，包括以下步骤：1)获取空调正常和不同故障下的运行数据并对其归一化；2)将归一化后的数据通过PCA算法降维后作为极限随机树(ExtraTree)模型的输入；3)建立极限随机树分类模型，训练并测试该分类器，得到针对空调的PCA‑极限随机树故障诊断模型；4)利用贝叶斯优化算法对PCA‑极限随机树故障诊断模型的PCA降维后的特征数量和CART决策树数量进行优化，得到最优的降维后特征数量和CART决策树数量；5)然后，将计算出的最优PCA降维后特征数量值和CART决策树数量值作为PCA‑极限随机树模型的参数并对样本进行训练，得到PCA‑极限随机树故障诊断模型，然后可使用该诊断模型对实时数据进行诊断。

申请人：浙江大学
地址：310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
国籍：CN
代理机构：杭州求是专利事务所有限公司
代理人：邱启旺
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试 。本 文介 绍 了该 系统 的 工 艺设 计 、 控 制 流程 、 硬 件 配 置和 软件 编程 ， 实践证 明 ， 求。 ［ 关键词 ］ 汽 车空调 ； 快速检测 ； 压缩机
［ 中图分类号 ］ Ｕ ４ ６ ７ ． ５ ２
ｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｓ ，ｌ ｏ ｎ ｇ ｔ ｅ ｓ ｔ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ， ｍａ ｉ ｌ — ｍａ ｄ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ，ｅ ｔ ｃ ． ， ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ａ ｓ ｅ ｔ ｆ ｏ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ
第 ５ １ 卷 第８ 期
Ｖ０ Ｉ ． ５１ Ｎｏ ． ８
农 业装 备 与车辆 工 程
Ａ Ｇ Ｒ Ｉ Ｃ Ｕ Ｌ Ｔ Ｕ Ｒ Ａ Ｌ Ｅ Ｑ Ｕ Ｉ Ｐ ＭＥ Ｎ Ｔ＆ Ｖ Ｅ Ｈ Ｉ Ｃ Ｌ Ｅ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ
２ ０ １ ３年 ８ 月
Ａｕ ｇ ｕ ｓ ｔ ２ ０ １ ３
Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｓ ｈ ｕ ｇ ｕ ａ ｎ ，Ｘｕ Ｘｉ ｎ ， Ｌ ｕ ｏ Ｙａ ｎ ｇ ｂ ｉ ｎ ３
（ １ ． Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ａ Ｉ Ｂ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｉ ｔ ｙ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ５ １ ０ ５ ０ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
［ 文献标志码 ］ Ａ
［ 文章编号 ］１ ６ ７ ３ — ３ １ ４ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ — ０ ０ ５ ９ — ０ ４

ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ
Ｌ Ｉ Ａ Ｎ Ｊ ｉ ｎ ｇ ， Ｇ Ａ Ｏ Ｒ ｅ ｎ — ｊ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｌ ｉ ｎ — ｈ ｕ ｉ ，Ｈ Ｕ Ｐ ｉ ｎ ｇ
虚拟仪器技术 ，充分发挥 了 Ｐ Ｘ Ｉ 总线系统 以及 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 图形化 编程语 言的强大功能 。在教学 与实验辅助 系统
的配合下 ，使虚拟实验及 远程 教学成为现实 ，实现 了实验 方式与教 学方式 的新 变革 ，突破 了时 间空 间对 传统
实验的 限制 ，对学生 的创新思 维和创新能力 的培养起 到了 良好 的促 进作用 。 关键词 ：虚拟仪器 ；远程 实验 ；实验辅助系统
！ 二
ＣＮ１ ２ 一ｌ ３ ５ ２ ／Ｎ
实
验
室
科
学
第１ ６卷
第 ５期
２ ０ １ ３年 １ ０月
Ｌ ＡＢＯＲＡＴ０ＲＹ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖ０ １ ． １ ６ Ｎｏ ． ５ Ｏｃ ｔ ． ２ ０１ ３
基于 虚拟仪 器的汽车空调远程实验 系统
连 静 ，高仁 碌 ，李琳辉 ，胡 平
１ １ ６ ０ ２ ４ ） （ 大连理 工 大学 汽 车工程 学院 ，辽 宁 大连
摘
要 ：在科技迅猛发展 的今 天 ，全球数字化浪潮对 高校实验 教学迈 向数 字化 、智能 化 、多样化 提 出了更高
的要求及更便捷 的解决方法 。基 于虚拟仪器 的汽车空调远 程实验 系统结合 了先进 的计算 机技术 、网络技术 及
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ １ １ ６ ０ ２ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）

基于PLC的汽车空调综合性能实验室测控系统的开题报告一、项目背景汽车作为现代社会重要的交通工具，汽车空调作为汽车中不可缺少的一部分，为驾驶员和乘客提供舒适的驾驶和乘坐环境，对驾驶员和乘客的安全和舒适性起到至关重要的作用。

因此，针对汽车空调系统的综合性能测试是现代汽车制造行业中不可缺少的一部分。

目前，汽车制造企业中常用的汽车空调性能测试设备为试车台和实车试验。

试车台模拟了车辆风洞环境，有利于测试汽车空调系统在不同气流、压力和温度条件下的性能。

但是，试车台比较昂贵，不利于大规模应用。

实车试验相对来说更具实用性，但需要在特定的实车道路上进行，费用和时间成本都较高。

因此，本项目计划基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，构建一套汽车空调综合性能实验室测控系统，以方便汽车制造企业对汽车空调系统进行性能评估和调试。

二、项目内容1. 总体方案设计本项目基于PLC技术，将汽车空调系统分为回路控制、传感器采集、温度控制、压力控制等模块，每个模块均可单独控制。

系统采用舱内循环加外部新风的方式，模拟汽车行驶状态，包括露点温度、内外循环等参数。

2. 硬件设计系统硬件主要包括PLC控制器、传感器、执行器和人机界面。

其中PLC控制器作为系统的核心控制器，负责控制整个系统的运行；传感器用于采集系统的各种参数数据；执行器包括变频器、电机、风门、阀门等，用于控制汽车空调系统的不同部件运转；人机界面用于操作系统，观察参数变化和控制汽车空调系统的工作状态。

3. 软件设计系统软件主要包括PLC程序设计、参数设置、数据采集和处理等方面。

PLC程序设计应根据系统功能分模块设计，包括IO处理、状态控制、参数运算和模拟输出等。

参数设置应根据用户需求，设置不同环境参数，如温度、压力等。

数据采集和处理应根据需要，在不同时间段、不同位置采集系统数据，并进行曲线显示和处理。

三、预期结果本项目的预期结果包括：1. 基于PLC的汽车空调综合性能实验室测控系统设计方案。

专利名称：一种汽车空调控制自动测试系统专利类型：发明专利
发明人：陈跃
申请号：CN201810636557.2
申请日：20180620
公开号：CN109017197A
公开日：
20181218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种汽车空调控制自动测试系统，包括：电源、汽车空调控制器、工控机、后除霜模块、电机、人工接口检测模块、车速信号控制单元、鼓风机反馈单元和蒸发器温度检测单元，所述的电源为整个汽车空调控制自动测试系统提供电压，所述的汽车空调控制器与工控机之间相连接，所述的人工接口检测模块与汽车空调控制器、工控机电性连接，所述的后除霜模块、电机、车速信号控制单元、鼓风机反馈单元、蒸发器温度检测单元分别与汽车空调控制器之间控制连接。

通过上述方式，本发明提供的汽车空调控制自动测试系统，能够自动识别并进入测试流程，当取出待测试的空调控制器时，测试系统能够退出测试流程，且能够保证测试结构的真实有效性，准确率极、可靠性高。

申请人：苏州工业园区职业技术学院
地址：215000 江苏省苏州市工业园区独墅湖高等教育区若水路1号
国籍：CN
代理机构：苏州广正知识产权代理有限公司
代理人：刘盼盼
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专利名称：一种汽车空调控制器的功能检验系统专利类型：实用新型专利
发明人：丁汝平,周健
申请号：CN201220045070.5
申请日：20120210
公开号：CN202522920U
公开日：
20121107
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及汽车配件制造，具体说是一种汽车空调控制器的功能检验系统，其包括安装汽车空调控制器的功能检验装置，所述功能检验装置由直流电源供电，所述功能检验装置通过模拟信号采集卡与计算机相连，所述模拟信号采集卡通过功能检验装置获得空调控制器执行指令的数据后，将该数据传递给所述计算机。

本实用新型可以将汽车空调控制器检验数据的采集、数据分析智能化，保证人工操作灵活性的同时也提升汽车空调控制器检验的水平和精度，在降低成本的前提下简化了测试工作流程，更重要的是可以有效避免漏检，其计算机记录的数据也可作为今后分析故障的参考资料。

申请人：南京飞洋汽车电子有限责任公司
地址：210000 江苏省南京市江宁经济技术开发区将军大道以西
国籍：CN
代理机构：广州凯东知识产权代理有限公司
代理人：姚迎新
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专利名称：一种汽车空调性能智能检测设备专利类型：实用新型专利
发明人：季忠齐
申请号：CN202020256911.1
申请日：20200304
公开号：CN212007824U
公开日：
20201124
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种汽车空调性能智能检测设备，包括检测设备本体、显示器，所述显示器安装在的顶部，所述检测设备本体底板的底壁上对称安装有四个支撑脚，所述检测设备本体的底板上对称活动设有四个移动轮，所述检测设备本体底板的内壁上安装有隔网，位于隔网下侧的所述检测设备本体的内侧壁上安装有散热电机，所述散热电机的驱动端安装有主杆，且主杆横向水平设置。

本方案通过对检测设备底部的移动轮进行方便快速的升降，从而实现检测设备的移动和稳定放置，简化了操作步骤，降低操作者的工作负担，此外设置了简单高效的散热装置，可对检测设备进行散热，确保检测设备保持稳定的运行温度，从而使其高效的运行使用。

申请人：上海领捷信息技术有限公司
地址：200233 上海市徐汇区漕河泾新兴技术开发区虹漕路421号虹漕大楼-67幢11层
1109~1110
国籍：CN
代理机构：上海思牛达专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：丁剑
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专利名称：汽车自动空调控制器检测仪专利类型：实用新型专利
发明人：龙晓明,任珅,张军
申请号：CN201520400970.0
申请日：20150611
公开号：CN204667180U
公开日：
20150923
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种汽车自动空调控制器检测仪，属于检测技术领域。

该检测仪包括分别与汽车空调控制器相连接的AC-DC转换器、车速信号模拟模块、内温传感器模拟模块、外温传感器模拟模块、阳光传感器模拟模块、信号接收模拟模块、LED灯、电压表、电流表和显示屏。

本实用新型提供的汽车自动空调控制器检测仪，通过组合设置各个车速模拟信号、内温传感器模拟信号、外温传感器模拟信号、阳光传感器模拟信号来实现多种工况的模拟，观察汽车空调控制器在各种工况下的运作情况，监测空调箱上的各电器件反馈电压，电路电流，并实时显示，判断是否与设定的参数值相吻合，能够动态分析汽车空调控制器的工作状况，有效解决系统存在的相关问题。

申请人：南方英特空调有限公司
地址：401120 重庆市渝北区双凤桥街道高堡湖路1号1-4幢
国籍：CN
代理机构：北京同恒源知识产权代理有限公司
代理人：赵荣之
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基于阿里云的新能源汽车空调状况监测系统设计*罗成志,王文斌,沈勇,张鑫(云南民族大学电气信息工程学院,昆明650000)*基金项目:2019年云南省专业学位研究生教学案例库资助项目(云学位[2019]17号)㊂摘要:本文基于阿里云提出一种新能源汽车空调状况监测系统的设计方案㊂系统主要包括车端监测和阿里云物联网平台,车端监测以S TM 32F 429和A T K M 7514G 通信模块为核心,利用F r e e R T O S 系统,基于MQ T T 协议实现与阿里云物联网平台的数据交互,可通过W e b 和移动A P P 等实时查看车内环境状况㊂系统实现了新能源汽车车内环境的监测与采集,为新能源汽车自动空调开发提供了科学的数据支持㊂关键词:新能源汽车空调;物联网;数据采集;阿里云;S TM 32F 429中图分类号:T P 391.44;T P 368;U 463.851 文献标识码:AD e s i g n o f N e wE n e r g y V e h i c l e A i r C o n d i t i o n i n g C o n d i t i o n M o n i t o r i n g S ys t e m B a s e d o n A l i C l o u d L u o C h e n g z h i ,W a n g W e n b i n ,S h e n Y o n g ,Z h a n g Xi n (C o l l e g e o f E l e c t r o n i c a n d I n f o r m a t i o n ,Y u n n a n M i n z u U n i v e r s i t y ,K u n m i n g 650000,C h i n a )A b s t r a c t :I n t h e p a p e r ,a n e w e n e r g y v e h i c l e a i r c o n d i t i o n i n g c o n d i t i o n m o n i t o r i n g s y s t e m d e s i g n s c h e m e i s p r o po s e d b a s e d o n A l i c l o u d .T h e s y s t e m m a i n l y i n c l u d e s v e h i c l e t e r m i n a l m o n i t o r i n g a n d A l i c l o u d I o T p l a t f o r m.T h e v e h i c l e t e r m i n a l m o n i t o r i n g is b a s e d o n S TM 32F 429a n d A T K -M 7514G c o mm u n i c a t i o n m o d u l e .I t u s e s F r e e R T O S s ys t e m a n d r e a l i z e s d a t a i n t e r a c t i o n w i t h A l i b a b a C l o u d I o T p l a t f o r m b a s e d o n MQ T T p r o t o c o l ,a n d c h e c k t h e e n v i r o n m e n t i n s i d e t h e c a r i n r e a l t i m e t h r o u g h m o b i l e A P P .T h e s ys t e m r e a l i z e s t h e m o n i t o r i n g a n d c o l l e c t i o n o f t h e i n t e r i o r e n v i r o n m e n t o f n e w e n e r g y v e h i c l e s ,a n d p r o v i d e s a s c i e n t i f i c d a t a b a s i s f o r t h e d e v e l o pm e n t o f n e w e n e r g y v e h i c l e a u t o m a t i c a i r c o n d i t i o n i n g.K e yw o r d s :n e w e n e r g y a u t o m o b i l e a i r c o n d i t i o n e r ;I o T ;d a t a c o l l e c t i o n ;A l i c l o u d ;S TM 32F 4290 引 言在新能源汽车中,空调所需能耗较高,对车辆的续航能力有着较大的影响㊂部分车辆空调的能耗占据了整车能耗的三分之一,对于新能源汽车而言能耗输出比重较大㊂在车内,空调提供的温度和风速是人体舒适度的两个重要指标㊂大多数开发者在对汽车空调进行开发时,在人体舒适性指标及能耗问题上,并无实际用户体验数据作为参考依据,空调的实际功能对用户体验并不友好㊂符合人体的最大舒适度㊁保证空调最低能耗运行以确保新能源汽车续航能力最大化是现阶段大多数新能源车主的实际需求㊂针对此类问题,本文以新能源汽车空调的温度和鼓风机转速数据为信息基础,提出了一种在阿里云平台基于MQ T T 协议的新能源汽车空调监测系统设计方案㊂本系统主要由车端监测设备和阿里云的物联网平台组成㊂其中车端监测设备由S TM 32F 429和4G 移动通信模块为核心,搭载F r e e R T O S 操作系统,基于MQ T T 协议与阿里云的物联网平台进行通信,并且用户可以便捷地在W e b 网页端和移动A P P 端获取实时数据或历史统计数据㊂本方案能有效获取用户在用车过程中车内的温度及空调鼓风机转速的数据进而分析用户偏好,将用户偏好数据作为空调开发依据,具有普适性及较强的实用性㊂1 系统架构方案设计现有汽车移动通信网络大多数采用蜂窝移动网络,在此通信基础上采用车端监测设备㊁蜂窝移动网络及阿里云物联网平台构成整个系统㊂该监测系统的整体结构如图1所示㊂车端监测通过车内的传感器采集温度和鼓风机转速,将数据通过C A N 总线协议传输至汽车监测设备,再通过车端监测设备结合蜂窝移动网络与阿里云物联网平台进行网络通信,根据MQ T T 协议将数据上传至阿里云的物联网平台㊂在云平台上对数据进行解析后,存至内存及数据库,用户可以通过W e b 浏览器㊁A P P 获取监测数据,实现数据的监测与查询㊂图1 监测系统结构本系统主要由温度采集模块㊁鼓风机转速采集模块㊁无线通信模块㊁车端监测设备以及上位机组成㊂在底层硬件采集传感器的各类数据,可通过无线通信网络在云平台上建立相应的物模型与之一一对应,这分别对应着感知层及传输层,其中传输层实现对感知层进行数据获取以及下传应用层的指令信息,而应用层通过阿里云的I o T S t u d i o 搭建的W e b端与移动A P P 组成物联网,这三者共同组成物联网㊂在本文中,对车内温度及鼓风机进行数据获取之后,根据标准C A N 总线协议将两个类型的数据打包成C A N 标准的报文,通过C A N 总线传输至车端监测设备㊂在车端监测设备上对数据进行解析,获取C A N 报文中的数据,并利用移动互联网向阿里云传输数据㊂传输的数据根据MQ T T 协议将数据封装成标准的MQ T T 报文上传至云端,当阿里云平台创建的物模型接收从车端发过来的MQ T T 报文并按照相应的主题进行解析,将解析之后的实时状态数据放入内存,同时把历史数据存至数据库中㊂W e b 端可在内存中获取实时状态数据及历史数据㊂由于移动A P P 端的特殊性,在功能上只获取实时状态数据㊂图2 车端监测设备硬件图2 车端监测硬件设计方案底层硬件的设计目的是获取实验所需的两个数据,能够将实验数据按照设计思路从传感器端传输至单片机,借助移动互联网将温度和转速数据上传至云平台,云平台便可对获取的数据进行图形显示,也可以用于趋势分析㊁偏好分析等㊂其主要由主控模块㊁电源模块㊁C A N 模块㊁4G 模块㊁R S 485模块组成㊂硬件结构如图2所示㊂2.1 硬件选择及相关设计单片机在底层硬件中承担着大脑的作用,一般而言汽车空调利用空调控制器对传感器直接采集数据,再通过C A N 总线将数据传输至车端监测设备㊂本文选择S TM 32F 103Z E T x 作为数据采集模块㊁S TM 32F 429I G T x作为车端监测设备㊂S TM 32F 103Z E T x 芯片的主频最大可达到72MH z ,S TM 32F 429I G T x 的主频达到了180MH z,完全能满足汽车内部的逻辑运算㊂车端的电源采用外部24V 直流供电,通过L M 2596芯片降压为电路供电确保其正常工作㊂本系统中移动通信模组采用型号为A T K M 751的4G 通信模组,同样,外部24V 降压为5V 后供电㊂4G 模块利用蜂窝移动数据直接连接阿里云平台㊂2.2 通信链路相关设计汽车整车都是通过C A N 总线协议通信,而在S TM 32F 103Z E T x 和S TM 32F 429I G T x 的电路板上均需C A N 接口,车端监测设备可通过C A N 总线接口获取数据㊂为了确保C A N 总线的正常稳定运行,系统采用T J A 1050的C A N 收发模块,该模块需3.3V 供电,为了保证数据传输过程中不出现丢包现象,在C A N 接口的两端均加上120Ω的电阻,保证C A N 总线的数据通信正常㊂4G 通信模组采用A T K M 751模块,该模块能支持三大运营商的4G 网络,工作模式丰富且能接入国内各大云服务器供应商,在工作状态保持活跃并能实现自动重连等功能,还能满足5~24V 宽电压供电,符合系统的电源供电㊂3 系统软件设计3.1 F r e e R T O S 操作系统F r e e R T O S 操作系统是一种简单开源的实时操作系统,具有高移植性和内核简单易用㊁支持多种调度算法等特点,可以完美地在S TM 32上使用㊂其能稳定㊁快速地实现数据协议的转换和传输,简化软件设计,大大加快程序运行速度㊂在系统中,主要有任务调试子任务㊁数据获取子任务㊁C A N 报文解析子任务㊁MQ T T 报文子任务㊁数据订阅子任务5个任务,其优先级分别为0㊁1㊁2㊁3㊁4,优先级从低到高㊂数据获取子任务主要是接收温度及转速数据;C A N 报文解析子任务主要是接收来自数据获取子任务获取到的C A N 报文,对C A N 报文进行解析,得到其中的温度和转速数据;MQ T T 报文子任务主要是在获取温度和转速数据之后,根据MQ T T 协议将数据打包并发送;数据订阅子任务是在获取了MQ T T 协议报文之后,通过4G 模块传输至阿里云物联网平台㊂F r e e R T O S 调度结构如图3所示㊂图3 F r e e R T O S 调度结构3.2 监测程序流程及M Q T T 设计车端设备的主要功能就是对温度和转速两个数据进行采集和数据传输㊂车端在上电工作之后就持续向云服务器发送采集的两种数据㊂图4 程序流程图程序流程图如图4所示,上电之后程序进行初始化,包括底层硬件㊁通信协议栈㊁操作系统等初始化;在操作系统初始化之后创建相关子任务,并开启子任务调度,使得每个子任务能合理运行㊂I /O 口采集数据主要是通过C A N 总线协议获取数据,再通过串口1打印至调试助手㊂在物联网的应用层中,MQ T T 协议以简约㊁轻量㊁易于操作等优点被应用于各大物联网平台㊂在T C P /I P 的基础上构建MQ T T 协议,该协议可实现车端与云端消息的订阅/发布,在有限资源的嵌入式设备以及网络较差㊁带宽低㊁高延迟的环境中能广泛适应㊂在系统中,云平台和车端设备进行数据交互时,阿里云物联网平台作为消息代理,W e b 端和A P P 作为订阅者,系统的车端设备作为发布者㊂车端设备主要用于发布属性㊁事件数据的T o p i c 为/s y s /a 1r N w T C z Q T a /${d e v i c e N a m e }/t h i n g /e v e n t /p r o p e r t y /po s t ,其中${d e v i c e N a m e }为监测设备的I D ㊂在本系统中,车端设备发送的报文主要是温度和转速的实时数据㊂报文主要有报文头㊁设备I D ㊁报文类型㊁报文信息和时间戳㊂其中设备I D 与阿里云物联网平台的设备一一对应㊂Q o s 配置有0㊁1㊁2三个等级,分别代表立即发送㊁至少发送成功一次和保证只有一次准确送达,本设计设置为Q o s 0,即报文立即发送㊂3.3 云平台功能方案设计3.3.1 云平台结构设计及应用在整个监测系统中,云平台作为其中的枢纽,是非常重要的组成部分,主要功能是对车端数据的存储㊁运行状态实时监控等㊂结构设计如图5所示㊂阿里云实现了MQ T T 代理与客户端的作用,可以用来接收车端上传的数据㊂在阿里云平台上的W e b 监控平台绑定了相关的I P 和端口号,在W e b 监控发布并绑定相关域名便可使用浏览器进行访问㊂阿里云在整个系统中不仅实现数据收发㊁数据解析与保存,以及MQ T T 的代理及客户端的功能,还对内存和数据库的数据进行实时读写㊂图5 云平台功能结构系统中需要在阿里云物联网平台创建相应的设备,车端设备才能准备接入物联网平台,其创建设备流程如图6所示㊂开通物联网平台之后,在物联网平台的控制台创建相关产品并定义透传/自定义格式,然后定义物模型,该设计的物模型与采集的数据类型一致㊂在创建完之后得到设备的三元组信息(即P r o d u c t K e y㊁D e v i c e N a m e 和D e v i c e S e -c r e t ),在监测车端设备中需要设置三元组信息,当设备与物联网平台连接时会先对设备的三元组信息进行验证,信息一致才能开始数据传输㊂而关联设备主要用于远程监测软件的连接㊂图6 阿里云物联网平台接入流程3.3.2 远程监测软件设计在阿里云的I o T S t u d i o 平台上搭建W e b 监控平台,该平台是基于B /S 结构搭建的㊂B /S 结构是一种W e b 网络结构模式,这种模式通过客户端/服务器模式(C l i e n t /S e r v e r )改进而成㊂用户只需要一个浏览器便可便捷访问云端数据,与数据库进行交互㊂其最大的优势在于可以在任何电脑上通过浏览器访问,易于实现跨平台应用㊂移动A P P 端可以直接获取内存中存放的实时数据,便于直观了解车内的实时状况;另外车辆监测系统通过W e b 监测平台向用户提供监测界面,用于读取实时数据及历史数据㊂在车端设备将MQ T T 报文数据上传至阿里云的物联网平台上之后,物联网平台会对接收到的MQ T T 报文进行解析,再将获取的数据存入服务器的内存及数据库,移动A P P 端可直接读取内存的数据信息,W e b 监测平台除从内存读取实时数据之外还可从数据库中读取历史数据㊂4 实验测试与结果打开电脑的W e b 端与移动A P P 端登录后,W e b 端可以随时查看所监测的车端设备采集的实时数据和云端保存的历史数据;A P P 端则查看实时数据㊂监测系统的界面如图7和图8所示㊂图7 W e b端监测结果图8 A P P 端监测结果图7显示温度与鼓风机转速的实时变化值,在表盘下方的统计表格为一小时内的统计数据,能够实时获取车端数据并上传至物联网平台㊂其中温度和转速所采集的详细记录也可在物模型查看,如图9㊁图10所示㊂图8为移动A P P端监测界面,便于用户时刻查看车内的温度数据及鼓风机转速数据㊂经过实验测试,该监测系统设计安全可靠㊁运行稳定㊁性能良好,且在远程的数据监测与串口打印的数据信息一致,W e b 和A P P 都能实时准确监测运行数据,W e b 端能准确查看历史统计数据㊂图9温度详细变化记录图10 转速详细变化记录5 结 语本文所设计的基于阿里云的新能源汽车空调状况监测系统能够满足预期目标,对温度和转速能实时采集,统计数据能达到产品设计需求,具有较强的实时性㊁可靠性和稳定性,可作为新能源汽车自动空调的开发数据参考,具有很好的应用前景㊂参考文献[1]杨尚瑜,张笑.基于阿里云物联网平台的智慧校园系统设计与实现[J ].计算机产品与流通,2020(3):82.[2]崔自赏,陈冰,艾武,等.基于MQ T T 协议的物联网电梯监控系统设计[J ].电子测量技术,2018,41(7):114119.[3]黄彩虹,金福江,易定容,等.基于物联网的步进电机远程监控实验平台设计[J ].中国现代教育装备,2020(7):3033.[4]鲍军民.MQ T T 协议与阿里云的纺机设备监控系统设计[J ].单片机与嵌入式系统应用,2020,20(4):3235.[5]R e a l T i m e E n g i n e e r s L t d .T h e F r e e R T O S R e f e r e n c e M a n u a l V e r s i o n 9.0.0,2016.[6]阿里巴巴.阿里云A I o T 开发手册,2019.[7]张雪林,孟永东,梁诗顺,等.基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统研究[J ].防灾减灾工程学报,2020(7):18.罗成志㊁王文斌(硕士研究生),主要研究方向为电气控制㊁物联网及嵌入式控制等㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2020-07-06)。

基于PCA法的BP网络对冰蓄冷系统的空调负荷预测
林育贤;冯圣红
【期刊名称】《建筑节能》
【年(卷),期】2016(000)007
【摘要】BP神经网络应用于空调负荷预测时，如果输入变量较多或变量间存在相关关系，会直接影响BP神经网络的预测准确性。

针对此问题，采用主成分分析(PCA)法，在保留原始数据主要信息的前提下提取数据的主要成分。

根据各主成分的贡献率对神经网络输入变量进行缩减，达到压缩变量维数的目的。

然后将主成分输入到负荷预测的模型之中进行预测，使之更符合空调负荷预测的特点，提高预测的速度和精度。

最后通过实际算例进行验证，实验结果表明，该方法确实可行。

【总页数】3页(P13-15)
【作者】林育贤;冯圣红
【作者单位】北京建筑大学环境与能源工程学院，供热供燃气通风及空调工程北京重点实验室，北京 100044;北京建筑大学环境与能源工程学院，供热供燃气通风及空调工程北京重点实验室，北京 100044
【正文语种】中文
【中图分类】TU831
【相关文献】
1.基于PCA与改进BP神经网络相结合的电网中长期负荷预测 [J], 贺远;翟丹丹;苏贵敏
2.基于PCA与改进BP神经网络相结合的电网中长期负荷预测 [J], 贺远;翟丹丹;苏贵敏;
3.基于GRA-SA-BP神经网络算法的商场空调冷负荷预测模型 [J], 黄馨乐;于军琪;赵安军
4.基于PCA-LSTM神经网络的建筑空调负荷预测方法研究 [J], 顾春锋;罗其华;奚培锋;张少迪;胡桐月
5.基于全年负荷模拟和空调日负荷预测控制策略的冰蓄冷系统可行性研究 [J], 李欣笑;杨东哲;石鹤;周密
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基于PCAN—Explorer5的汽车空调测试系统
周翠
【期刊名称】《汽车制造业》
【年(卷),期】2013(000)019
【摘要】近年来，人们在追求汽车的安全性和可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。

因而，空调系统作为现代轿车基本配备，也就成为了必然。

【总页数】2页(P38-39)
【作者】周翠
【作者单位】广州虹科电子科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U463.851
【相关文献】
1.基于笔记本电脑的汽车空调道路测试系统 [J], 葛渝清
2.基于LabVIEW的汽车空调控制面板按键测试系统 [J], 田韶鹏;李理
3.基于LabVIEW的汽车空调控制面板性能测试系统设计 [J], 熊迪;黄博
4.基于PLC-OP的汽车空调压缩机测试系统 [J], 张兴宁;周泽魁
5.基于VC的汽车空调控制面板测试系统 [J], 田韶鹏;韩明芳
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