魏秀嶺　杜傳祥

摘 要：隨著車輛的普及與應(yīng)用，人們對車輛的監(jiān)管要求越來越高，需要隨時掌握道路上行駛車輛的狀態(tài)信息，基于此目的，需要對車輛發(fā)動機進行遠程監(jiān)控，并實現(xiàn)信息化管理，進而提高車輛的行駛安全。如何能對車輛發(fā)動機問題進行預(yù)警，有效地監(jiān)測車輛行駛狀態(tài)，達到車輛發(fā)動機預(yù)警的目的，也是該課題研究的重點。

關(guān)鍵詞：無線傳輸 發(fā)動機實時監(jiān)測 狀態(tài)預(yù)警

中圖分類號：X924 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（c）-0022-02

一直以來，車輛發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是一個常見問題，又是一個沒有很好的解決的問題，車輛發(fā)動機功率越來越高，而油耗和排放越來越低，信息技術(shù)及電子技術(shù)大量的在發(fā)動機控制領(lǐng)域使用。在人民要求提升的同時對發(fā)動機故障診斷的效率和準確性亦提出新的要求。一個值得信賴的車輛發(fā)動機實時監(jiān)測及狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)就有了廣闊的需求[1]?；诋斍盁o線傳輸比較發(fā)達的現(xiàn)狀，將無線傳輸技術(shù)和發(fā)動機監(jiān)測及預(yù)警相結(jié)合有了比較現(xiàn)實的意義。車輛及其發(fā)動機發(fā)生故障時，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，常見故障通常會發(fā)送故障碼，但有一些問題需要提前進行故障檢測的信號分析、信號特征值提取進而進行信息融合處理。通過系統(tǒng)性的分析，確定車輛故障檢測的項目，分析檢測過程然后確定其產(chǎn)生原因。

1 車輛發(fā)動機實時監(jiān)測的結(jié)構(gòu)分析

發(fā)動機常見檢測項目包括：轉(zhuǎn)速、振動信號、機油壓力、機油溫度、高壓油管壓力，冷卻液溫度、啟動電流、啟動電壓、氣缸壓縮壓力、供油提前角等，通過這些參數(shù)可以確定發(fā)動機的工作狀態(tài)，以及車輛的冷卻系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)等的狀態(tài)。在發(fā)動機內(nèi)部通常預(yù)埋有原機轉(zhuǎn)速傳感器，機油壓力傳感器，冷卻液溫度傳感器等。對于需要另外獲取的參數(shù)，需要外高壓油管壓力傳感器、磁座安裝式振動傳感器、壓電式氣缸壓力傳感器等。根據(jù)發(fā)動機監(jiān)測功能的要求。

發(fā)動機是車輛行駛的動力來源，它結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件多、工作條件惡劣，因此在運行中狀況最多，通常作為主要參考因素考慮[2]。伴隨著車輛發(fā)動機發(fā)展的高功率、低油耗、低排放及控制電子化的方向，且復(fù)雜程度和精密程度也越來越高，信號檢測的難度較高導(dǎo)致了故障信息的缺乏和不完整。長期以來車輛發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷一直是一個迫切需要解決而又沒有很好解決的問題。

車輛遠程終端的關(guān)鍵是采集車輛的工況參數(shù)、圖像數(shù)據(jù)，由于采集的參數(shù)較多，根據(jù)車輛監(jiān)控的特點與系統(tǒng)需求，車輛遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要提供了車輛監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、管理功能。車輛遠程監(jiān)控系統(tǒng)按功能劃分為三個部分：車載終端系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，監(jiān)控信息管理系統(tǒng)。

2 車輛發(fā)動機監(jiān)控總體方案設(shè)計

根據(jù)車輛遠程終端設(shè)計目標，終端需要發(fā)送的信息量較大。當前應(yīng)用的移動無線通信的3G/4G網(wǎng)絡(luò)能提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速率，所以該終端設(shè)計選用了3G/4G網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進行傳輸[3]。該系統(tǒng)以道路運輸車輛的發(fā)動機為應(yīng)用對象，采用全球衛(wèi)星定位技術(shù)、移動通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)技術(shù)，經(jīng)集成研制出一個智能的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。遠程監(jiān)控系統(tǒng)終端將安裝在車輛上，集成3G/4G 模塊分別用于車輛定位與數(shù)據(jù)平臺進行通信。并能在數(shù)據(jù)平臺上的電子地圖上動態(tài)顯示車輛所處的位置和狀態(tài)信息。車輛遠程監(jiān)控終端通過控制器接口采集運輸車的實時運行參數(shù)進行處理并由 3G/4G網(wǎng)絡(luò)上傳至遠程數(shù)據(jù)平臺供汽車銷售與生產(chǎn)企業(yè)參考、評估和決策。

3 車輛發(fā)動機監(jiān)控的工作流程設(shè)計

車輛遠程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)中心承擔了大部分數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理與服務(wù)提供的任務(wù)。監(jiān)控服務(wù)中心的功能具有數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過設(shè)定固定的通信端口連接因特網(wǎng)來進行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。車輛遠程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測工作流程是一個閉環(huán)過程，車載終端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間處于循環(huán)交互狀態(tài)，客戶端與監(jiān)控信息管理系統(tǒng)作為系統(tǒng)另一個組成部分參與到整個系統(tǒng)循環(huán)當中。

車載監(jiān)控終端和監(jiān)控服務(wù)器同時啟動后才能進行車輛的遠程監(jiān)控。系統(tǒng)從車載終端系統(tǒng)的初始化開始，然后逐步進行各項處理，處理過程具體主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理等，最終為系統(tǒng)用戶提供監(jiān)控服務(wù)。通過監(jiān)控信息管理系統(tǒng)的可視化界面進行車輛的遠程控制操作，監(jiān)控信息管理系統(tǒng)將用戶的操作指令存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在處理完監(jiān)控信息后讀取該指令通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)將確認信息和控制指令發(fā)送給車載終端系統(tǒng)，車載終端系統(tǒng)分析并利用該指令進行車載終端系統(tǒng)的調(diào)整。系統(tǒng)的運行流程如圖2所示。

4 結(jié)語

車輛發(fā)動機實時監(jiān)測及狀態(tài)預(yù)警的研究是對車輛發(fā)動機狀態(tài)實時監(jiān)控與分析，采用無線傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)，進行了車輛發(fā)動機監(jiān)控的結(jié)構(gòu)分析、系統(tǒng)的總體方案設(shè)計和工作流程設(shè)計。同時通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)上傳至遠程數(shù)據(jù)平臺。遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺也可以通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)查詢車輛狀態(tài)以及行駛路線情況，最終實現(xiàn)對車輛發(fā)動機等行駛參數(shù)的全天候?qū)崟r監(jiān)控。

參考文獻

[1] 劉世杰.GPS、GPRS車輛監(jiān)控系統(tǒng)的ARM終端設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子科學(xué)，2010（12）：20-90.

[2] 焦正，吳明紅.日本基于MEMS傳感器的研究進展[J].傳感器世界，2004（1）：12-16.

[3] 馬松波.基于GPRS無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[D].河南：河南理工大學(xué)，2011.