基于云平台的新能源汽车设备信息管理应用系统研究

　　摘要：新能源汽车是汽车工业未来发展的趋势所在，利用云端技术来针对新能源汽车的设备所反馈的相关信息进行管理是新能源汽车发展的必然选择。基于此，论文首先说明了云平台在新能源汽车设备信息管理中基本构成和功能，其次说明了云平台的总体设计及设备信息管理应用系统的设计方案，最后说明了云平台的具体应用，希望可以为新能源汽车工业的发展提供参考。

　　关键词：电动汽车；云计算；数据中心；远程监控

　　中图分类号：U469.7文献标识码：A文章编号：1674-957X（2020）23-0194-02

　　0引言

　　随着信息技术的不断发展，汽车产业也逐步由封闭走向开放，汽车行业成为了跨学科的综合性创新技术前沿之一。在上述背景下，设计一种基于云平台的新能源汽车设备信息管理系统来服务汽车的运营维护等整个生命周期成为了汽车界亟待解决的问题之一[1]。云平台可以支持将车辆在运营过程中所产生的各种数据，通过智能车载终端系统来上传到云端平台上，然后经过平台的分析和处理将其可视化，为用户、监管部门等提供相关的数据支持，从而方便汽车的节能、诊断等运行状态监测和预警，方便用户的同时对汽车的运维也大有帮助。

　　1云平台在新能源汽车设备信息管理中的应用

　　新能源汽车设备信息管理所利用的云平台，主要包括如下几个方面的功能：

　　首先，数据解析功能。该功能主要是指云平台按照车载终端采用的传输协议将汽车运行过程中所产生的各项数据上传至云平台以后，云平台再将对应的数据包进行解析，将数据变成可读的真实数据。

　　第二，数据预处理功能。由于新能源汽车在运行过程中所处的环境是时刻变化的，在5G没有全面铺开之前，一些实时监测的数据，由于网络不稳定的问题，无法做到实时的采集和上传，很容易造成数据库的缺失甚至错误，所以云平台必须可以自主的剔除一些無效数据，确保在接收到了车辆所传输的数据以后，能够及时的整合保障数据的准确性和基本完整性。

　　第三，数据库管理功能。该功能主要是指车载信息采集系统和云平台互联以后，采集系统可以向云平台不断的传输数据，但随着数据的不断传输，很多实时数据会变成历史数据。数据库中存储了大量的数据以后，为了便于调用，云平台必须具有数据的管理功能，例如可以将历史数据和产生的实时数据做出明确的区分，保证数据的时效性[2]。

　　第四，提供操作接口。云平台主要是为管理平台提供数据查询接口，将查询到的数据作出列表导出，从而实现针对车辆信息的编辑功能。除此之外，还应该提供指令给转发接口，将云平台所存储的数据信息传输是更高级的国家平台，实现车辆的设备信息反馈其转发功能。

　　第五，云平台扩展接口功能。为了使云平台的代码可移植性更强，技术人员应该在云平台的系统架构前期预设扩展接口和数据库调用模块。鉴于新能源汽车的设备数据采集及监测是远程服务的基础和前提，所以在开发大数据平台过程中，需要在远程监测数据的基础上添加一些并行系统和功能扩展模块。作为应用系统的主体，云平台通过大量扩展接口可以使底层代码的利用率更高，降低新平台的开发周期。

　　2云平台的开发系统

　　云平台的开发主要是基于Linux系统，这是一套免费的开源操作系统，它的优点主要是在于可以监测数据的流向和运算过程，具有着较高的安全性，可以保护信息不被泄露[3]。并且对于云平台来说，也需要虚拟化技术的支持来共享资源集群系统。目前较为成熟的云平台所采用的虚拟化软件都是基于Linux系统作为内核来开发的，具有着极强的优越性。除此之外，由于云平台的主要功能在于实时接收上传的车辆监测数据，并将数据处理以后再发送给远程终端，所以访问量十分巨大，传统的单体结构服务器并不能满足云平台的工作要求，所以为了解决算力不足的问题，还应该采用分布式的服务器集群架构。

　　鉴于当前的云平台所采用的数据库，主要是存储历史数据和车辆运行过程中的实时数据，所以为了更好的完成数据的管理，可以运用关系型数据库来管理系统，首先将数据来进行人为的分类，然后再将分类完成的数据存储在不同的表单当中，这样就可以满足灵活性的同时保证查询的速度。

　　3平台的分子系统设计

　　云平台的总体设计主要是基于层次化的设计模式，将具体的设计由低到高分为如下4层：设备连接层、云计算平台层、大数据平台层、应用服务层。不同层的主要功能分别如下：

　　首先，设备连接层。设备连接层主要是指新能源汽车的设备状态，通过车载终端采集系统首先进行感知，然后采集数据，再将汽车的行车数据与汽车所处的环境数据进行融合，然后加密处理以后，传输到云平台的数据中心。设备连接层主要包括新能源汽车本身、智能数据采集的终端及其他的外围模块，主要包括卫星定位模块、CAN模块、无线通讯模块和图像处理模块，上述几大模块主要是负责为车辆进行定位，同时判断车辆所处的运行状态和周围环境的相关信息。可以看出，设备连接层要求在与云平台进行连接时保证可靠稳定，同时保证数据可以进行双向互通。

　　其次，计算层。计算层主要是通过虚拟化的技术将存储资源和计算资源进行统一管理，从而为底层的物理资源提供高效率的支撑，也可以为大数据平台提供运行环境。

　　再次，大数据平台层。大数据平台从主要负责整个系统的数据分析，主要是利用大数据组件来保持新能源汽车的不同终端和不同格式的数据处理及实时接入。底层云平台所提供的资源调度管理和运行环境以及开源的操作系统，为大数据平台层提供了足够的框架。通常情况下，采用spark、storm等技术来进行数据的高效管理，主要是实现新能源汽车数据的批量实时处理和高效的分析调用。

　　最后，用户服务层。用户服务层主要是从新能源汽车的成本利益出發，保证新能源汽车的生产销售、监管和回收等全过程的生命周期在可控范围，通过解决行业的痛点实现用户服务的目的。一般情况下，用户服务层包括新能源汽车的故障诊断、远程实时监控及其他的个性化服务。

　　4基于云平台的新能源汽车设备信息管理应用系统

　　4.1云平台架构

　　云平台的架构主要基于OpenShift及OpenStack，数据存储系统主要基于OpenStackSwift，通常存储系统都是采用普通服务器构建冗余对象存储集群的对象系统，这种系统是最贴近云存储概念的[4]。例如，百度云盘、华为云盘等就是采用该技术构建的。云平台架构提供一套完整的分布式对象存储系统，部署在服务器上并且提供移动客户端和桌面的接入。OpenStackSwift采用分布式技术和简洁的架构，所以相对于传统的存储方式更加适用于当前的云平台建设，尤其是对于海量的非结构化数据和多数据、多地域中心的超高并行访问来说，更是十分适合。

　　4.2大数据平台架构

　　汽车前端通过运营商的网络来采集数据，再将数据传递给云平台的数据中心做出数据存储，大数据平台架构主要是采用当前主流的Hadoop开源技术设计，利用slave节点作为整个平台的从节点，采用Master节点作为平台的主节点通过AmbariServer进行大数据平台管理，而且每一个节点都安装了AmbariAgent智能服务，这一服务通过心跳连接信号与AmbariServer连接来监测大数据平台的运行状态及传递各项命令。

　　4.3具体应用

　　应用该平台可以实现新能源汽车的电池、汽车的位置、行车轨迹监测及远程状态故障诊断等。信息管理应用系统不仅可以获取汽车的故障码来诊断和上报车辆的故障，同时还可以利用汽车的历史故障数据来对汽车未来的故障做出提前预测，为车主提供及时的维护保养建议。设备信息管理系统还可以分析驾驶员的驾驶行为，根据采集到的驾驶轨迹和道路的各项标识，及时纠正驾驶员的错误路线。设备信息管理系统可以实现对车主、维保人员及车辆信息的集中管理，为政府的监管和汽车行业的运营提供决策依据，在数据的管理方面可以做到互通有无。车主和维保人员可以通过手机APP或登录电脑端来及时查询车辆的运行状况和各项故障，也可以设置短信来进行接收数据中心发送的各项指标数据。在数据的展示上，主要是利用折线图或柱状图等数据，可视化系数来完美的呈现出整车的运行状况和运行轨迹，为车主和云平台的工作人员提供指导。

　　5结论

　　新能源汽车是未来汽车工业发展的必然选择，随着新能源汽车行业不断发展，提升行业的运营管理能力、强化车辆的监控效率已经成为了必然趋势。论文说明了基于云平台的新能源汽车设备信息管理应用系统的设计和实现，希望可以为平台的建设和新能源汽车领域的发展提供帮助，该平台可运用于以车辆实时数据监测为基础的新能源汽车服务管理系统，可以提升新能源汽车的监控管理及远程服务水平，不仅能加快提高用户对新能源汽车的接受度，还能为厂商在生产制造及升级技术方面提供重要的指导，逐步使新能源汽车行业成为我国的高新技术产业的支柱。