新能源汽車遠程控制云平臺設計

蘇國傳　張亮　黎飛　程登　趙紫瑤

摘 要：為了實現汽車遠控控制功能，需要設計汽車遠程控制平臺。根據業務要求，本文將云平臺業務邏輯架構設計為車輛管理、事件管理、命令管理、協議解務及WEB端服務模塊，最后對車輛的在線離線狀態監控、命令下發測試驗證。結果表明云平臺實現了對車輛在線離線狀態的實時監控，及命令下發和結果解析;排除非云平臺問題成功率可達100%，總體命令平均響應時間1.54s。所以本文建立的新能源汽車遠程控制云平臺具有一定的可行性、可靠性、穩定性及實用性，為車輛遠程控制能提供有意義的理論架構和實驗依據。

關鍵詞：遠程控制 云平臺 架構設計

1 引言

隨著新能源汽車雙積分政策，新能源汽受到越來越多的關注[1]。互聯網技術和4G網絡技術的廣泛應用，無線通信技術相與汽車電子結合的遠程信息處理技術得到了廣泛的重視、研究和發展[2]，且該技術為智能車網聯功能研究提供了基礎。智能家居，智能手表等產品的出現在人們生活中，促進了傳統汽車行業的改革，使得新能源車輛更智能化，網聯化[3-4]。預約充電、遠控空調等智能產品得到廣大用戶的認可及應用[5]。所以車輛的遠程控制顯得相當重要，這也成為新能源汽車發展的一個重要研究課題。目前大多數研究汽車的遠程信息監控平臺，僅僅實現了單向的采集車輛信息，無法實現監控中心與車輛的雙向交互，也無法對車輛進行遠程控制[6]。

針對新能源汽車智能網聯化需求背景下，為了實現遠程控制功能，讓駕駛過程變得便捷、有趣，及方便有效對車輛監管。為此，本文結合業務的需求從業務邏輯架構層面設計遠程控制云平臺，實現對車輛遠程控制及監管。

2 架構設計

本文結合業務需求，設計遠程控制云平臺的業務邏輯架構，見圖1所示。

遠程控制云平臺業務架構主要為前端、車輛、云端三大模塊。以下本文主要針對遠程控制云平臺中的各個子模塊進行設計：

車輛管理服務模塊：主要對車輛基本信息、車輛登錄信息、車輛連接信息、車輛上下線消息管理。

事件管理服務模塊：該模塊收到車輛上報的事件信息后，根據HTTP解析出車輛上報的事件消息并判斷消息類型，將車輛軟硬件信息和車輛狀態變化信息通過接口傳輸給車輛管理服務模塊，并存入事件消息所屬的數據庫;將車輛的日記信息存入數據庫。

命令管理服務模塊：該模塊主要是向車輛端下發遠程控制命令，并向數據庫中插入當前下發命令的記錄。APP前端調用云平臺接口下發命令后，首先云平臺判斷命令加密驗證是否正確，其次驗證命令格式是否正確，再次檢查車輛是否在線，然后將命令加入命令發送數據表并發送命令給車輛，還要輪詢車輛應答并將應答消息插入命令數據表，最后將命令執行結果解析返回前端。

協議解析服務模塊：目的協議解析主要解析車輛數據解析，命令返回解析，事件解析。這部分的設計主要遵循獨立，簡單的原則。

WEB端模塊：目的是為云平臺使用人提供可操作界面，并對車輛狀態、命令交互過程、告警信息等情況進行實時監控，以及對車輛進行遠控控制。

3 測試驗證及應用

3.1 車輛在線離線狀態監控

車輛在線離線狀態對命令下發和執行及其重要，所有本文隨機選取某個車輛進行了在線離線狀態可視化監控測試，如圖2所示。

由圖2可知，車輛在線離線狀態曲線上下中波動，說明車輛狀態一直變化，并且可觀測到狀態變化時的時間，其中在線狀態表示車輛在使用中;休眠狀態表示車輛無人使用;離線狀態即車輛已經與遠程控制云平臺斷開所有的連接，云平臺無法對車輛進行命令控制。所以遠程控制云平臺實現了對車輛在線離線狀態進行實現狀態監控。

3.2 遠程命令實現及統計

本文隨機選擇了某個車輛，從云平臺的WEB端下發命令，并在命令歷史記錄可視化頁面查看命令的執行情況，如圖3所示。

由圖3可知，命令下發和命令執行結果成功，同時車輛接收到命令后，出現了預期的效果，說明云平臺對命令執行結果解析正確。

本文利用jmeter工具調用云平臺接口下發租車、還車、檢車、閉鎖、尋車、解鎖命令，并從云平臺的數據庫導出命令記錄，然后統計各個命令的成功率、失敗率及命令執行時間，結果如圖4和表1所示。

結合圖7和表1可知，除了閉鎖命令，其命令成功率92%以上，所有命令平均成功率達到96%。命令執行失敗的原因主要有兩個。原因一是通訊過程中網絡不好導致車輛無法收到命令或者無法回復命令指令結果;原因二是車輛不滿足命令執行的條件;所以并非遠程控制云平臺的故障導致命令執行失敗。排除以上兩個原因，平臺命令的成功率可達100%。

本文還統計了各個命令執行成功的平均時間為1.54s，各個命令的平均時間均<3s，3秒內的時間不影響用戶體驗感受。所以，從命令的實現，成功率及命令的執行平均時間，可以推出遠程控制云平臺的邏輯架構設計具有一定的可靠性、穩定及實用性。

4 結語

首先本文結合了當前新能源汽車智能網聯背景，闡述了遠程控制云平臺業務邏輯架構的設計;然后建立了的遠程控制云平臺，實現了對車輛的在線離線狀態可視化監控;實現了遠程命令下發、命令解析，命令歷史記錄，且通過實車測試驗證了云平臺的可行性;最后利用jmeter工具調用遠程控制云平臺接口下命令，并從云平臺系統數據庫導出了所有命令歷史記錄，統計了命令成功率、失敗率及命令執行平均時間統計，總體平均成功率達到96%，排除非云平臺問題成功率可達100%，總體命令平均時間1.54s，所有命令執行時均<3s。

本文建立的遠程控制云平臺的業務邏輯架構具有一定的可行性、可靠性、穩定性及實用性。從而該云平臺對實現汽車遠程控制功能以及方便有效的對車輛狀態監管起到很好的效果，為建立汽車遠程控制功能提供了有意義的理論架構和實驗依據。

基金項目：廣西創新驅動發展專項資金資助項目（桂科AA18242039）;柳州市科學研究與技術開發計劃資助項目（2019AG10202）

參考文獻：

[1]夏璇.考慮消費者綠色偏好和政府補貼的新能源汽車供應鏈優化決策[J].安徽工程大學，2019，6.

[2]GUANGYUAN GAO，ShENGWANG MEND，MARIO V.WUTHRICH. Claims frequency modeling using telematics car driving data[J].Scandinavi -an Actuarial Journa，2019，02：143-162.

[3]唐磊.基于物聯網的智能家居系統設計與實現[J].電腦知識與技術，2019，15：222-224.

[4]王瑞金.智能音箱華為Sound X體驗[J].計算機與網絡，2020，13：28.

[5]張鑫，李琰，王文斌，趙玉.徐天奇.電動汽車充電預約配對算法研究[J].電氣工程學報，2020，02：18-23.

[6]馬悅.電動汽車電池信息采集系統的設計與實現[D].哈爾濱工業大學，2019.