基于OBD检测数据的车辆尾气排放远程监测系统设计

发布时间：2017-07-29 13:27

  本文关键词：基于OBD检测数据的车辆尾气排放远程监测系统设计

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【摘要】：近年来,由于我国城市机动车的迅速发展,由司机的驾驶行为、车辆系统异常故障带来的道路拥堵、道路安全以及尾气排放问题越来越严重,给管理部门带来了诸多不必要的烦恼。随着车联网系统的提出和发展,实现车辆检测数据和排放系统的远程监控,搭建车辆信息数据交互的远程网络,完善交通智能化管理的迫切需求逐渐成为主流趋势。本文以城市交通和车载OBD技术的发展为背景,设计车辆排放检测数据的远程监控系统,为城市交通车辆排放系统的远程控制管理和车联网技术的发展提供技术支持和实现依据。首先,论文在研究国内外车载OBD系统和远程诊断技术的基础上,提出基于OBD检测数据的车辆远程排放监测系统框架。针对系统组成部分,分别对系统的硬件、软件组成进行需求分析,并对其功能提出方案结构设计。其次,论文从系统构成和需求分析的基础上出发,分别对车载发动机ECU数据的通讯和排放系统监测原理进行了研究。首先研究了车载通讯K线和CAN线协议,分别对其物理层、链路层、应用层的数据帧信息进行分析,然后针对数据流信息帧和故障信息帧进行算法解析,并解析出有效数据流算法和PCBU故障代码,在此基础上,分析汽车排放相关系统的催化器、氧传感器、失火系统原理,提出排放系统所需监测的数据流和故障信息。再次,论文针对系统组成构架,对其硬件诊断系统的各个模块进行了详细的电路设计和软件实现流程。分别设计了OBD协议转换芯片EST327协议转换模块的K线电路和CAN总线电路,GPS信息采集和GPRS数据传输模块电路,串口通信模块电路以及电源稳压电路。并对SIM808的GPS、GSM/GPRS功能和原理进行了研究,实现GPS GPGLL信息帧格式的数据解析、GSM短信数据收发和GPRS无线远程数据收发,然后通过设置控制器LPC1765分时读取OBD协议转换芯片的数据和GPS信息,并通过串口将数据发送到服务器。最后,论文针对系统组成构架,对数据监测系统进行了软件设计和实验仿真。首先设计并实现了数据监测系统软件界面、子功能模块和数据库,然后通过ECU模拟测试和车辆实验利用数据监测系统监控采集车辆数据,并使用MATLAB仿真工具对采集数据进行简要分析,通过实验和结果分析,认为该系统基本上实现了远程排放数据监测的功能。
【关键词】：OBD EST327 车辆数据采集 车辆排放系统 远程监控
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X84;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景与意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究目的与意义11-12
• 1.2 国内外研究综述12-16
• 1.2.1 国外OBD发展及现状12-13
• 1.2.2 国内OBD发展及现状13-14
• 1.2.3 车载远程故障监测技术的发展及现状14-16
• 1.3 研究目标和主要内容16-18
• 第2章 OBD远程监测系统框架18-24
• 2.1 监测系统构成18-19
• 2.2 硬件监测系统19-21
• 2.2.1 开发环境19
• 2.2.2 硬件开发需求分析和方案设计19-21
• 2.3 软件监测平台21-22
• 2.3.1 开发环境21
• 2.3.2 软件开发需求分析和方案设计21-22
• 2.4 本章小结22-24
• 第3章 OBD通讯协议及数据处理24-44
• 3.1 OBD通信协议研究24-30
• 3.1.1 车载通信24-25
• 3.1.2 KWP 2000 协议25-28
• 3.1.3 CAN协议28-30
• 3.2 数据流基本信息30-33
• 3.2.1 原始数据流分析30-32
• 3.2.2 数据流算法分析32-33
• 3.3 故障码信息33-35
• 3.3.1 原始故障信息分析33-35
• 3.3.2 故障代码分析35
• 3.4 排放相关系统数据监测35-42
• 3.4.1 催化器系统的监测36-38
• 3.4.2 氧传感器系统的监测38-40
• 3.4.3 发动机失火系统的监测40-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第4章 远程监测系统的设计与实现44-62
• 4.1 远程监测系统组成框架44
• 4.2 控制器模块44-45
• 4.3 协议解析模块45-49
• 4.3.1 OBD数据采集接口外围电路设计45-47
• 4.3.2 KWP2000协议通讯电路设计47
• 4.3.3 CAN总线协议通讯电路设计47-48
• 4.3.4 OBD接口电路设计48-49
• 4.4 串口通讯模块49-50
• 4.5 定位与无线通讯模块50
• 4.6 电源模块50-51
• 4.7 远程监测系统的程序设计及流程51-59
• 4.7.1 程序总体设计及流程51-53
• 4.7.2 OBD数据模块程序设计及流程53-54
• 4.7.3 SIM808模块程序设计及流程54-59
• 4.8 远程监测系统电路图和实物59-61
• 4.8.1 远程监测系统电路图59-61
• 4.8.2 远程监测系统实物61
• 4.9 本章小结61-62
• 第5章 远程监测平台设计及测试分析62-72
• 5.1 监测平台设计62-66
• 5.1.1 监测平台总体设计62-64
• 5.1.2 功能模块设计与实现64-66
• 5.1.3 数据库设计与实现66
• 5.2 系统测试及结果分析66-70
• 5.3 本章小结70-72
• 总结与展望72-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文78-80
• 致谢80

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1 闫旭普;基于OBD检测数据的车辆尾气排放远程监测系统设计[D];北京工业大学;2016年

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本文编号：589455