 Hans Journal of Wireless Communications 无线通信, 2013, 3, 60-64 doi:10.12677/hjwc.2013.32009 Published Online April 2013 (http://www.hanspub.org/journal/hjwc.html) Detection Automation of the Electric Car Remote Monitoring System Terminal* Yanping Guo#, Yu Chen, Xiaofei Wei, Wenning Tao, Yo ng Shao HeFei GuoXuan High-Tech Power Energy Co., Ltd., Hefei Email: #ahhfwkzngyp@sina.com Received: Dec. 4th, 2012; revised: Dec. 8th, 2012; accepted: Jan. 23rd, 2013 Copyright © 2013 Yanping Guo et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre- stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract: At this stage, with the great support of pure electric vehicles from the State, pure electric vehicle industry line has been very clear. Along with the development of electric car production, electric vehicle remote monitoring system (safety equipment) will be mass produced. However, electric cars remote monitoring system terminal in use, mai nte nan ce of the production process and test cost is difficult to control, and it has a direct impact on the quality of th e terminal and the precision of data collectio n. This paper mainly introduces the electric vehicle remote monitoring system terminal in the production process of detection automation. By using computer software and termin al communication terminal, we get access to important information and guide the operators fast processing, thereby improving the production efficiency and product quality. Keywords: Electric Car Remote Monito ring System; Terminals; Detection Automation 电动汽车远程监控系统终端的检测自动化* 郭言平#，陈 宇，韦晓飞，陶文宁，邵 勇 合肥国轩高科动力能源有限公司，合肥 Email: #ahhfwkzngyp@sina.com 收稿日期：2012 年12月4日；修回日期：2012 年12月8日；录用日期：2013 年1月23日 摘 要：现阶段国家对纯电动汽车大力支持，纯电动汽车的产业线已经非常清楚。随着电动汽车产量的井喷， 电动汽车的远程监控系统(安全辅助设备)将大量生产。然而电动汽车远程监控系统的终端在使用和生产过程中的 维护及测试成本很难控制，直接影响了终端的质量和数据采集的精度。本文主要介绍电动汽车远程监控系统的 终端在生产过程中的检测自动化。利用计算机软件与终端进行通讯，获取终端重要信息，指导操作人员快速处 理问题，进而提高生产效率和产品质量。 关键词：电动汽车远程监控系统；终端；检测自动化 1. 引言 国家的“十二五”明确了电动汽车的目标和产量。 因而我国电动汽车发展已进入关键时期，既面临重大 的发展机遇，也面临着严峻的挑战。随着电动汽车的 大量生产，电动汽车在使用过程中的安全性尤为重 要。首先在电动汽车设计过程中要增强其系统的鲁棒 性，其次利用远程监控[1]系统来实时监控电动汽车的 运行状态，防患未然。在国内外，整车厂着重于远程 监控电动汽车的电控、电机等器材。然而，在相关记 录中，监控电动汽车的动力电池更重要。由此，公司 *资助信息：公司重点项目(GXEI-CP-03-11110008)。 #通讯作者。 Copyright © 2013 Hanspub 60  电动汽车远程监控系统终端的检测自动化 立足于动力电池的特殊性能，对锂离子动力电池进行 着重监控，开发出符合要求的电动汽车远程监控[2]系 统。公司的电动汽车远程监控系统的终端在生产和现 场调试过程中，检测终端各个性能参数是比较麻烦和 费时间的。或许漏检某个项目，检测标准因人改变， 发现情况却无法处理等等问题都将会降低产品的质 量和数据采集精度。然而终端本身检测顺序的不同， 其生产效率也不同。基于以上问题，结合生产和现场 调试的特点，设计出与终端进行通信的计算机软件。 把检测过程进行自动化处理，并进行相关检测结果的 显示和显示相关问题的处理方法，可以避免以上情况 反复出现。自动化检测系统使用Delphi[3]开发环境进 行计算机软件开发，同时使用了 Iocomp 专业工控软 件提高了界面的亲和性。 2. 系统的设计原理 图1所示，简单介绍了电动汽车远程监控系统终 端的检测环境和布局。开始检测前，终端必须与 GPS、 GPRS 天线连接，同时与 24 伏电源和计算机连接。准 备完毕后，通电。终端与计算机建立连接，根据相关 检测协议，进行自动化测试。计算机软件同时显示相 关检测目录和检测结果。如果检测出现异常时，则弹 出对话框，指导操作者对异常情况的正确处理。 3. 检测自动化设计的思路 设计思路分别从终端部分和计算机部分研究。 3.1. 终端部分的设计思路 终端设计首先从硬件开始，选用带有 AD 采集模 Figure 1. System connection 图1. 系统连接图 块的单片机，将终端的关键测试点通过 AD 模块进行 数据化处理，保存在单片机里，供计算机软件分析其 终端的运行状态。在终端的软件设计里，增加了测试 子程序和正常运行子程序。2种程序是相互独立的。 终端开机后，直接进入测试环境，即系统自检程序， 如果对终端不进行相关处理，则经过一段时间后，系 统进入正常工作。 终端实际检测过程中，GPRS 进行拨号通信需要 30 秒钟才能完成，GPS 进行连接通讯至少 40 秒钟左 右才能完成。根据终端以上特点，进行调整检测流程 来提高工作效率。首先开启 GPS、GPRS 模块电源， 使其正常工作，但暂时不进行检测。先进行 CAN[4] 模块测试，SPI 接口测试及相关 GPS、GPRS 模块的 电压等检测。检测完毕后，最后检测GPS、GPRS 模 块的通讯功能。经过这样的过程，整个检测过程比以 往的顺序至少节约 60 秒钟。对于日产量几百台终端 来说，的确提高了生产效率。同时，整个过程都是软 件自动完成，人为干扰比较少，检测结果比较客观， 可以提高产品性能的一致性。 3.2. 计算机部分的设计思路 计算机软件的设计思路，主要按照硬件的设计来 制定。为了减少计算机与终端的通讯负担，计算机只 接收终端的测试结果，不需要传输测试过程的信息。 计算机软件根据传输上来的测试结果，来显示相关信 息，进行人机交互。这样可以掌握系统测试的整个状 态。终端测试遇到困难或者售后维护时，终端发送相 关的错误代码给计算机软件，计算机软件检索保存在 本地的知识库(维护终端的方法)，给操作者合适的处 理方法。然后反复循环，直至问题解决。 除此之外还体现在终端在生产过程中，由于器材 损耗等原因，并非每个终端都能顺利通过检测。尤其 在终端投入工作后，终端出现问题，怎样快速的判断 损坏点，解决问题，提高终端的鲁棒性能，也是检测 自动化研究的重点。计算机软件的一般步骤如下所 述：计算机接收到不正常的工作点后，则计算机根据 问题种类，弹出相关处理方法的对话框。比如，当计 算机检测 GPRS 供电出现异常，则计算机弹出“检测 电源芯片输出电压是否正常”的对话框，操作人员根 据计算机弹出的对话框可以快速准确找到损坏点，排 Copyright © 2013 Hanspub 61  电动汽车远程监控系统终端的检测自动化 除问题。同时计算机自动及时的保存检测信息。 概况来说，整个过程为首先终端通电后，进行自 检程序并且终端的串口连续发送特定字符，等待计算 机软件回应。如果计算机软件在 2秒内有回应，则终 端进入测试状态，并且终端和计算机进行握手协议。 进过握手验证后，终端和计算机正式进入自动化检测 过程。 4. 检测自动化设计的实现 4.1. 电动汽车远程监控终端的检测自动化 的实现 根据系统的设计思路，可以整理出终端[5]的软件 流程。如图 2所述，终端检测自动化的软件流程图。 选用 LPC1766[5]单片机进行编程，来实现终端的 软件控制。在硬件方面，关键使用了四路 AD 模拟采 集，分别对终端的 4个关键电压点进行采集。单片机 LPC1766 本身内置 4路AD采集模块，以其中 AD0.0 路的软件配置[5]为例： PCONP |= 1<<12; //打开 ADC 电源 AD0CR =(1<<0) | //选择 AD0.0 为AD 输入引脚 ((Fpclk/ 1000000 - 1) << 8) | // CLKDIV = Fpclk / 1000000 - 1 ，即转换时钟为 1MHz (0 << 16) | // BURST = 0, 软件控制转换操作 (1 << 21) | // PDN = 1, 正常工作模式 (1 << 24) | // 直接启动模式 (0 << 27); //设置模式, 直接启动模式下无效 其他的 AD0.1，AD0.2，AD0.3 配置与以上的一 致。根据终端的原理图，AD 四路的采集的电源均在 5伏以下，不需要特殊的芯片进行隔离，利用电阻和 电容网络进行电压处理后就可以直接采集，进行单片 机数字化处理。根据理论分析，终端需要采集单片机 工作电压，GPRS 工作电压，GPS 工作电压以及隔离 芯片工作电压，就可以了解整个终端的工作环境。同 时AD 的采集速率比较高，可以分析电压的突变过程， 了解系统的动态工作特点。在调试过程中，调整相关 参数，提高每个终端的一致性。 在软件流程图中，主要技术是系统刚启动的时 候，系统自检程序和正常工作程序的切换过程。实现 这个过程，需要在单片机里设置一个定时器，在 2秒 内检索串口缓存，若出现检测命令，进行系统初始化， Figure 2. Software flow chart 图2. 软件流程图 然后按照程序检测各个项目，最后进行系统标志位置 位，以说明系统已经检测过了。若没有出现检测命令， 单片机随后读取系统标志位是否置位。如果置位，则 进入正常工作状态，否则系统复位重新开始。如图 3 所示。 4.2. 计算机软件检测自动化的实现 计算机软件设计采用 Delphi 来开发应用软件。采 用Iocomp 专业工控的控件技术来实现人机交互。首 先根据系统要求，安装 Iocomp和comport 控件。这里 串口通信采用 comport 控件。comport 控件比较稳定， 而且实时性比较高，是开发单片机串口通信比较理想 的控件。Iocomp 控件里面包括各类仪表形状的显示控 件，漂亮的按钮控件，动画控件等。可以做出非常专 业的用户界面。随后开始设计应用软件的界面。如图 4所示。绘制人机交互界面后，进行计算机软件的编 写。编程的重点在于串口程序和知识库的设计。 结合本系统检测的特点，编写串口程序。在串口 程序段里使用了开关切换语句，这样可以提高串口的 Copyright © 2013 Hanspub 62  电动汽车远程监控系统终端的检测自动化 Figure 3. Switching process 图3. 切换过程 Figure 4. Application program interface 图4. 应用程序界面 使用效率，也防止了串口线程的阻塞。随后设计各个 检测目录的并行语句和显示结果，同时如果遇到错误 的检测结果，则在串口程序里抛出异常，然后在主程 序里进行异常分析，防止串口线程阻塞。以下是串口 程序简介。 procedure TF rmM ain.Com PortRxC har(Sen der: TObject; Count: Integer);//串口进程 Var// 变量设置 S: string; i: Integer; begin Memo2.Font.Color := clBlack; ComPort.ReadStr(Str, 1);//读串口 g_co m_in := copy(str, 0, Length(str));//缓存备份 if FShowText then//数据格式化 begin if cbRecHex.Checked then Memo1.Text := Memo1.Text + StrTo- HexStr(Str)//十六进制和字符转换 else begin Memo1.Text := Memo1.Text + Str;//后台显 示串口内容 //串口解析及其相关控制(根据流程图介 绍) if str = '*' then begin SendString('*'); Memo2.Lines.Add('*'); str := ''; end; if str = '#' then begin SendString('#'); Memo2.Lines.Add('#'); ......... 软件初始化 end; //////////////////////////////////// case g_com_in[1] of//检测目录选择及相关 错误处理 'A': begin PageControl2.ActivePageIndex := 1; ComPort.ReadStr(Str, 1); Memo1.Text := Memo1.Text + Str; ComPort.ReadStr(Str, 1); Memo1.Text := Memo1.Text + Str; if str = '1' then iLedRound1.Active := True else begin iLedRound1.ActiveColor :=clRed; Copyright © 2013 Hanspub 63  电动汽车远程监控系统终端的检测自动化 Copyright © 2013 Hanspub 64 iLedRound1.Active := True; 对话提示框显示的内容，随着终端的应用和维护 需求，会不断的增加。这样可以更好的更准确的指导 操作员进行系统维护和检测。 end; end; ........//于上面说明内容近似； 同时对应用程序进行细节处理。设计了终端 ID 号自增功能，串口通信个数统计功能，应用程序状态 显示功能，测试过程的文本自动保存功能等。增加了 打开软件后，自动打开使用帮助，提供设计者邮箱地 址等功能。这些功能是为了更好的维护本系统，设计 出合乎使用规范的智能化计算机软件。 ........ ........//将近二十多个检测目录 ////////////////////////////////////////// else// //////////////////////////////////// 相关变量初始化 5. 结语 end; end; 随着电动汽车远程监控系统的大量使用，终端在 生产和维护方面的困难越来越突出。如果不能正视这 些问题，随着系统的使用，会大量浪费人力和财力， 进而影响产品的质量和采集精度，降低电动汽车远程 监控系统的实用价值。电动汽车远程监控系统的终端 检测自动化软件，比较良好的解决了终端在生产和使 用过程中的一些问题。从终端的生产厂家反馈来看， 的确提高了生产效率，降低了维护和检测难度。 FRXNum := FRXNum + Count;//字符统计 ShowRX; end; 应用程序是根据终端检测的流程，并结合前面的 设计思路进行设计的。选择串口类型后，然后连接终 端，整个系统则自动运行。每一个检测项目名称后面 都有一个虚拟 LED 指示灯，如果检测成功，则亮绿 灯，如果出现问题则弹出对话框并亮红灯，提示操作 者怎样进行下一步的工作。一般对话框设计思路如图 5所述。图 5只是提供一个典型的例子。如果软件没 有检测到该项目时，则虚拟灯始终不亮。 参考文献 (References) [1] 文志成. GP RS网络技术[M]. 北京: 电子工业出版社, 2005. [2] 梁琳. 浅谈我国智能交通系统的发展[J]. 计算机与信息技术, 2008, 10: 58-59. 软件具体实现如下： [3] 岳庆生. 版主答疑——Delphi高级编程技巧[M]. 北京: 清华 大学出版社, 2000. if (ID = False) then [4] 徐伟. 基于现场总线的分布式控制系统的开发与研制[D]. 山 东科技大学, 2003. begin ShowMessage('设备检测未通过，注意保存错误日 志！'); [5] 周立功. ARM 嵌入式系统基础教程(第二版)[M]. 北京: 北京 航空航天大学出版社, 2008. end; Figure 5. Dialog box design 图5. 对话框设计 |