论文部分内容阅读
摘 要 通过研究现有纯电动车及油电混合电动车中车载电池管理系统中缺乏远程智能管理与电池突发性事故智能决策的问题，提出将车载电池管理系统、物联网技术和分布式部署技术相结合，设计能够实现远程管理并带有各级事故智能决策的新一代车载电池管理系统。
关键词 物联网；车载电池管理；分布式；远程管理；事故智能决策
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0024-02
1 基于物联网的车载电池管理系统结构
车载电池管理系统主要通过本车的检测系统生成汽车电池的统计和分析数据，以实现电池系统的实时数据采集、显示、存储和分布的检测，最大程度上消除车载电池带来的突发性安全隐患。基于物联网的车载电池管理系统需要充分认识到车载电池的安全性管理和远程管理的设计着手，从基础设备的自动化出发，从设备的传感器配置着手，并要充分考虑到车载电池控制系统的开放性和相关的标准，根据车载系统的具体需求，特别是车载电池的远程检测和管理等要求设计如下的系统总体功能结构。
系统分为数据采集、网络的联络接口、即时数据平台、基本业务、检测分析系统、突发事件应对系统6个部分。数据采集系统：专门的接口程序组成数据收集系统，该系统安装车载电池系统的微电脑上，可以在检测系统中获取数据，并通过相关的网络系统向车载电池管理系统实时的发送数据；即时数据平台：分为本车数据平台和远程数据平台，两个平台通过相应的网络支持系统及时存储数据采集系统收集上来的车载电池即时数据，可以压缩存储大量的历史数据；基本业务平台：完成对系统组织机构的管理、用户的管理、权限的设置以及维护等功能的设置，为非基本业务系统提供基本的框架；检测分析系统：对即时车载电池数据进行查询计算和分析，形成电池检测报告。使用图形分析工具综合分析历史数据；车载突发性安全问题应对系统：该系统分为本车系统和远程系统，应用在电池突发安全性状况上，可以完成应急预案的生成、发布，同时记录预案执行状况；网络的支持系统：该系统可以采用多种方法对系统数据进行传输，同时可以通过可用的方式连接互联网，对于不方便用有线方式连接的地方可使用GPRS/CDMA或微波方式远程无线通讯。
2 基于物联网的车载电池管理系统分布式网络拓扑结构
基于物联网的车载电池管理系统分布式的部署，采用面向服务的体系结构的思想，将基于物联网的车载电池管理系统分为车本体车载电池管理系统网络、分布式监控管理网络两大部分。
网络服务将分布在车载电池监控与管理的主服务器上，数据库服务器1台、Web服务器1台、信息收集与智能决策服务器1台、视频监控服务器1台、传感器监控服务器1台，其网络结构如图2所示。
3 基于物联网的车载电池管理系统分布式部署
在基于物联网的车载电池管理系统中，引入分布式计算和人工智能的思想，通过分布式的架构实现系统，解决现有车载电池管理系统中存在的健壮性问题，通过专家系统（智能决策系统）的思想解决现有车载电池管理系统的缺失智能决策和数据分析的能力。具体体现在车载电池管理本地数据管理分布式模型。
基于物联网的车载电池管理系统中，大部分CPU时间都消耗在从收集和分析各服务器的数据上，为减少主管理服务器的负担，我们选择非对称的分布式系统。根据车载电池管理服务器分布式实现的要求建立了基于分布式系统管理服务器模型，如图2。
4 结果分析
通过基于物联网车载电池系统对节点实验车体远程数据采集到电池数据和实际测量结果作为系統训练的样本数据，预测指标按照国家颁发的标准分级，并规定发生很严重、比较严重、严重、一般、轻微的归一化数值分别为0.9，0.7，0.5，0.3，0.1。在数据中，利用数据预处理模块进行数据处理，得到相应的结果如表1，其中系统训练过程中误差曲线如图3，结果表明，本网络进行车载电池突发事故程度预测与实际基本符合，系统实现了对于车载电池的远程管理以及对电池突发事故的智能决策与应对。
参考文献
[1]胡先锋.并联式混合动力汽车传动系参数优化[J].天津汽车，2009，12（2）：27-30.
[2]宁焕生，张瑜，刘芳丽，刘文明，渠慎丰.中国物联网信息服务系统研究[J].电子学报，2006，B（12）：2514-2517.
[3]陆前锋.基于SJA1000的CAN总线智能控制系统设计[J].自动化，2003（1）：23-25.
[4]全渝娟，刘桂雄，洪晓斌，黄国健.分布式时间同步系统的参考时间获取技术分析[J].科学技术与工程，2007，24（15）：3740-3745.
[5]齐永欣.基于神经网络的专家系统工具[D].河北农业大学硕士论文，2002，6.
[6]Lin C R， Gerla M.Adaptive Clustering for Mobile Wireless Net-works [J].IEEE J on Selected Areas in Communications，1997（7）：1265-1275.
[7]叶钰，应时，李伟斋，张韬.面向服务体系结构以及系统构建研究[J].计算机应用研究，2005（02）.
[8]Blaschke Wieslaw， Gawlik， idia. Coal mining industryrestructuring in Poland： implications for the domestic andinternational coal markets. Applied Energy Volume：63 Issue：1-3，September 1，1999，pp.353-356.
关键词 物联网；车载电池管理；分布式；远程管理；事故智能决策
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0024-02
1 基于物联网的车载电池管理系统结构
车载电池管理系统主要通过本车的检测系统生成汽车电池的统计和分析数据，以实现电池系统的实时数据采集、显示、存储和分布的检测，最大程度上消除车载电池带来的突发性安全隐患。基于物联网的车载电池管理系统需要充分认识到车载电池的安全性管理和远程管理的设计着手，从基础设备的自动化出发，从设备的传感器配置着手，并要充分考虑到车载电池控制系统的开放性和相关的标准，根据车载系统的具体需求，特别是车载电池的远程检测和管理等要求设计如下的系统总体功能结构。
系统分为数据采集、网络的联络接口、即时数据平台、基本业务、检测分析系统、突发事件应对系统6个部分。数据采集系统：专门的接口程序组成数据收集系统，该系统安装车载电池系统的微电脑上，可以在检测系统中获取数据，并通过相关的网络系统向车载电池管理系统实时的发送数据；即时数据平台：分为本车数据平台和远程数据平台，两个平台通过相应的网络支持系统及时存储数据采集系统收集上来的车载电池即时数据，可以压缩存储大量的历史数据；基本业务平台：完成对系统组织机构的管理、用户的管理、权限的设置以及维护等功能的设置，为非基本业务系统提供基本的框架；检测分析系统：对即时车载电池数据进行查询计算和分析，形成电池检测报告。使用图形分析工具综合分析历史数据；车载突发性安全问题应对系统：该系统分为本车系统和远程系统，应用在电池突发安全性状况上，可以完成应急预案的生成、发布，同时记录预案执行状况；网络的支持系统：该系统可以采用多种方法对系统数据进行传输，同时可以通过可用的方式连接互联网，对于不方便用有线方式连接的地方可使用GPRS/CDMA或微波方式远程无线通讯。
2 基于物联网的车载电池管理系统分布式网络拓扑结构
基于物联网的车载电池管理系统分布式的部署，采用面向服务的体系结构的思想，将基于物联网的车载电池管理系统分为车本体车载电池管理系统网络、分布式监控管理网络两大部分。
网络服务将分布在车载电池监控与管理的主服务器上，数据库服务器1台、Web服务器1台、信息收集与智能决策服务器1台、视频监控服务器1台、传感器监控服务器1台，其网络结构如图2所示。
3 基于物联网的车载电池管理系统分布式部署
在基于物联网的车载电池管理系统中，引入分布式计算和人工智能的思想，通过分布式的架构实现系统，解决现有车载电池管理系统中存在的健壮性问题，通过专家系统（智能决策系统）的思想解决现有车载电池管理系统的缺失智能决策和数据分析的能力。具体体现在车载电池管理本地数据管理分布式模型。
基于物联网的车载电池管理系统中，大部分CPU时间都消耗在从收集和分析各服务器的数据上，为减少主管理服务器的负担，我们选择非对称的分布式系统。根据车载电池管理服务器分布式实现的要求建立了基于分布式系统管理服务器模型，如图2。
4 结果分析
通过基于物联网车载电池系统对节点实验车体远程数据采集到电池数据和实际测量结果作为系統训练的样本数据，预测指标按照国家颁发的标准分级，并规定发生很严重、比较严重、严重、一般、轻微的归一化数值分别为0.9，0.7，0.5，0.3，0.1。在数据中，利用数据预处理模块进行数据处理，得到相应的结果如表1，其中系统训练过程中误差曲线如图3，结果表明，本网络进行车载电池突发事故程度预测与实际基本符合，系统实现了对于车载电池的远程管理以及对电池突发事故的智能决策与应对。
参考文献
[1]胡先锋.并联式混合动力汽车传动系参数优化[J].天津汽车，2009，12（2）：27-30.
[2]宁焕生，张瑜，刘芳丽，刘文明，渠慎丰.中国物联网信息服务系统研究[J].电子学报，2006，B（12）：2514-2517.
[3]陆前锋.基于SJA1000的CAN总线智能控制系统设计[J].自动化，2003（1）：23-25.
[4]全渝娟，刘桂雄，洪晓斌，黄国健.分布式时间同步系统的参考时间获取技术分析[J].科学技术与工程，2007，24（15）：3740-3745.
[5]齐永欣.基于神经网络的专家系统工具[D].河北农业大学硕士论文，2002，6.
[6]Lin C R， Gerla M.Adaptive Clustering for Mobile Wireless Net-works [J].IEEE J on Selected Areas in Communications，1997（7）：1265-1275.
[7]叶钰，应时，李伟斋，张韬.面向服务体系结构以及系统构建研究[J].计算机应用研究，2005（02）.
[8]Blaschke Wieslaw， Gawlik， idia. Coal mining industryrestructuring in Poland： implications for the domestic andinternational coal markets. Applied Energy Volume：63 Issue：1-3，September 1，1999，pp.353-356.