【摘 要】
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随着中国汽车产业和互联网行业的不断繁荣,车辆的网联化和数字化已经成为汽车产业转型和升级的重要发展战略。车辆数据的采集、存储和车辆的远程监控是车联网的基本应用。因此,车辆数据采集终端和车辆数据监控平台的设计与开发一直是汽车网联化的重要课题。本文基于当前车载数据终端及监控平台的研究现状,在目前不断发展的技术条件上,提出了基于MQTT（Message Queuing Telemetry Transpor
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随着中国汽车产业和互联网行业的不断繁荣,车辆的网联化和数字化已经成为汽车产业转型和升级的重要发展战略。车辆数据的采集、存储和车辆的远程监控是车联网的基本应用。因此,车辆数据采集终端和车辆数据监控平台的设计与开发一直是汽车网联化的重要课题。本文基于当前车载数据终端及监控平台的研究现状,在目前不断发展的技术条件上,提出了基于MQTT（Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输）协议实现的设计方案,进行了车辆数据采集终端及监控云平台的设计和实现,主要包括以下内容:首先,本文研究了车载诊断系统的分层协议,分析了基于ISO 15765协议的OBD-II故障诊断协议,确定了车辆实时数据的采集方式,介绍了全球卫星导航系统及Wi Fi和4G通信等关键技术,并研究了MQTT协议。提出了车辆数据采集终端及监控云平台的设计方案。其次,选择STM32F103为主控制器设计了车辆数据采集终端的硬件和软件,硬件开发包括电源电路、CAN总线驱动电路和通信模组等电路的设计,以及数据采集终端的PCB设计。软件部分基于Free RTOS实时操作系统设计了CAN总线等通信接口的驱动程序,根据ISO 15765协议的请求应答机制实现了通过OBD-II接口请求数据的功能,并且通过ESP8266和4G模组实现了终端基于MQTT协议的通信功能。根据车辆数据的通信协议,在云服务器中搭建了MQTT消息服务器、My SQL以及Node-RED,基于Node-RED以及My SQL数据库设计了车辆数据处理模型,在Node-RED中布置了SAE J1979协议相关的车辆数据解析、计算和存储节点,并且设计了驾驶员疲劳驾驶时长统计以及急加减速行为识别的功能节点,同时完成了车辆数据监控可视化页面的设计。最后,对设计的车载数据采集终端和监控云平台进行测试,使用汽车故障分析仪和USBCAN-II分析仪,分别对系统进行了室内测试和实车测试,验证了终端及云平台的功能。
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