目前車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行的如火如荼，特別是對于個(gè)人車(chē)輛，其數量巨大，接口統一，協(xié)議統一，商業(yè)模式靈活，想象空間很大，能夠獲取大量的投資。

    對于兩客一危車(chē)輛，由于國家強制性要求，自2011年8月1日起，新出廠(chǎng)的“兩客一危”車(chē)輛，在車(chē)輛出廠(chǎng)前應安裝符合《道路運輸車(chē)輛衛星定位系統車(chē)載終端技術(shù)要求》（JT/T794-2011）的衛星定位裝置。

對于運輸車(chē)輛，目前有部分車(chē)輛開(kāi)始安裝車(chē)載終端，主要采集車(chē)輛的位置數據，速度和油耗數據，用于運輸企業(yè)的管理，提高運輸效率，降低運輸的成本，目前也有比較好的業(yè)務(wù)開(kāi)展。

    而對于礦山車(chē)輛，港口車(chē)輛，機場(chǎng)車(chē)輛，其品種繁雜，數量少，接口不統一，協(xié)議不統一，也有部分企業(yè)開(kāi)始安裝車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)終端，主要是從管理和節能的角度來(lái)建立車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)系統。其目標主要在于了解車(chē)輛行駛里程，完成的作業(yè)量，工作時(shí)間和燃油消耗。

    目前我國提出建設所謂的綠色港口，綠色礦山的概念。

    何謂綠色港口，綠色礦山呢？至少一個(gè)港口和礦山的能量和物質(zhì)消耗是可知的，港口和礦山消耗的主要包括水，蒸汽，電力和燃油。就目前的管理水平而言，容易知道其整個(gè)單位的燃油消耗，對于單臺設備的消耗和單次作業(yè)的消耗是沒(méi)有數據的。只有消耗可知，對能量物質(zhì)消耗的節省才是可以度量的，才有評價(jià)的指標。

    工程機械都屬于重型設備，其燃油消耗巨大，有的設備甚至能夠一天消耗幾百升柴油，一年的燃油費用要幾萬(wàn)幾十萬(wàn)；一年消耗幾條輪胎，價(jià)值也在幾萬(wàn)幾十萬(wàn)的水平。這些燃油消耗在管理上有沒(méi)有漏洞，輪胎在使用上有沒(méi)有錯誤，其實(shí)是每個(gè)管理人員想知道卻無(wú)法知道的事情。

    車(chē)輛的保養和維修更是一個(gè)不好度量的區域，有的設備可能保養過(guò)度，沒(méi)有到保養時(shí)間就保養了，而有的設備可能是處于沒(méi)有人管理的狀態(tài)，直到損壞才有人知道。

    這些需求催生了我們的重型車(chē)輛管理系統，目前在港口和鐵路使用，達到了甲方管理需要，產(chǎn)生了良好的效果。

    小客車(chē)和兩客一危車(chē)輛，物流車(chē)輛的車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)系統容易推廣的原因是標準化工作做的非常好，功能需要單一。

    其需求基本上是采集發(fā)動(dòng)機數據，采集車(chē)輛的位置和速度，采集車(chē)輛油耗數據，一般來(lái)看就是一個(gè)2G/3G上網(wǎng)模塊+標準OBD接口+GPS/北斗就能滿(mǎn)足要求。因為其工作模式單一，無(wú)外乎把物品或者人員從甲地搬到乙地。

    工程車(chē)輛所完成的除了物品搬運外，還要很多的復雜工作。其車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)控制比小客車(chē)兩客一危和物流車(chē)輛要復雜，主要表現在如下方面

    完成的統計工作不一樣，起重機需要統計起重次數和起重物品，可能還要知道是否有危險行為的發(fā)生，鏟車(chē)需要統計行駛里程和作業(yè)量，發(fā)電機需要知道發(fā)電電量和燃油消耗。

    面臨的接口不一樣，其他車(chē)輛的更新速度比工程車(chē)輛快得多，所以得益于IT技術(shù)的發(fā)展，其接口標準統一，協(xié)議統一，而工程車(chē)輛廠(chǎng)家繁多，幾乎每種車(chē)型，每個(gè)廠(chǎng)家的接口和協(xié)議都不統一，我們在港口應用時(shí)，雖然車(chē)輛都號稱(chēng)支持J1939協(xié)議，但是每個(gè)廠(chǎng)家，每個(gè)車(chē)型的協(xié)議標準都有或多或少的差異，這給車(chē)輛的聯(lián)網(wǎng)監控系統造成了很大的障礙。

    就胎壓監測而言，由于重型車(chē)輛的胎壓壓力很高，數量少，支持廠(chǎng)商很少，價(jià)格非常高，而在轎車(chē)領(lǐng)域非常便宜。但是重型車(chē)輛的輪胎價(jià)值很高，胎壓數據非常重要，目前成本偏高。

還有的車(chē)輛根本沒(méi)有智能接口，比如燃油消耗，油量，需要加裝傳感器的。

在施工方面，目前還沒(méi)有一個(gè)所謂的標準接口，主要靠技師進(jìn)行硬接線(xiàn)實(shí)現，很不方便。

 

   系統由上位機軟件，車(chē)載數據終端，胎壓傳感器，其他傳感器構成。

   如下圖所示

 

系統軟件包括

    通信服務(wù)器軟件，實(shí)時(shí)數據庫，歷史數據，地理信息系統，WEB服務(wù)器和個(gè)人手持設備軟件構成

    通信服務(wù)器主要接收車(chē)載數據終端的數據，其通信協(xié)議采用的是騰控物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議V1.10版，采用主動(dòng)發(fā)送和輪詢(xún)相結合的模式，既能保障主要數據的快速傳輸，也能保證一些非實(shí)時(shí)數據的傳輸，而且兼顧了系統流量。

    通信系統在車(chē)載終端上與車(chē)載終端是一體的，主要支持3G和4G通信。

    在服務(wù)器端，可能需要考慮從運營(yíng)商購買(mǎi)一條專(zhuān)線(xiàn)。

    如果考慮系統安全，可能需要運營(yíng)商開(kāi)辟專(zhuān)業(yè)的VPN，車(chē)載數據終端與客戶(hù)服務(wù)器等在一個(gè)VPN內部，充分保證網(wǎng)絡(luò )安全，把網(wǎng)絡(luò )安全交給運營(yíng)商保證。

    車(chē)載數據終端是騰控科技結合其物聯(lián)網(wǎng)監控應用和車(chē)身控制系統多年的成果結合重型車(chē)輛監控而研發(fā)的。

    采用嵌入式系統架構設計理念，32位精簡(jiǎn)指令ARM處理器設計，豐富的存儲空間。通訊端口均采用全光電隔離設計，同時(shí)隔離信號線(xiàn)、電源、地，并具備雷擊和浪涌防護。

1個(gè)網(wǎng)口

1個(gè)3G/4G接口

2個(gè)獨立的CAN接口，可以自由口編程

1個(gè)無(wú)線(xiàn)胎壓傳感器接口，433MHZ，自定義協(xié)議

2個(gè)RS232/RS485接口，自由口編程

1路GPS數據

輸入輸出

8路模擬量輸入，五種輸入類(lèi)型0～20mA，0～5v，PT1000,NI1000,NTC溫度傳感器可選，16位高精度AD轉換       

1路模擬量輸出，0～10v信號

8路開(kāi)關(guān)量輸入/輸出，每個(gè)開(kāi)關(guān)量都可以作為輸入或者輸出使用，輸入時(shí)接干接點(diǎn)信號，輸出時(shí)最大電流100mA，可以驅動(dòng)繼電器或者小型電磁閥

2路高速計數器輸入

1路3軸加速度和陀螺儀輸入

環(huán)境條件

-40～85攝氏度

10%-90%相對濕度

86-108kpa大氣壓

滿(mǎn)足車(chē)輛振動(dòng)環(huán)境要求

其所有的輸入輸出，通信接口都是可編程的。

用戶(hù)可以通過(guò)自己編寫(xiě)程序，解析CAN總線(xiàn)協(xié)議，適應不同車(chē)型，不同廠(chǎng)家的J1939協(xié)議，這種編程完全圖形化界面，可以在現場(chǎng)實(shí)施，通過(guò)計算機，運行編程軟件，連接到設備的網(wǎng)口即可。

目前我們已經(jīng)積累7～8種國內外車(chē)型的協(xié)議程序

串口也可以用戶(hù)可以通過(guò)自己編寫(xiě)程序，解析串行總線(xiàn)數據，可以接入某些智能儀表，如燃油流量計，燃油液位計等，這種編程完全圖形化界面，可以在現場(chǎng)實(shí)施，通過(guò)計算機，運行編程軟件，連接到設備的網(wǎng)口即可。

模擬量輸入在實(shí)際應用中也有用途，采集溫度，采集起重機起重臂離地高度，燃油液位計（也有模擬量的），起重的重量，鏟起重量等等

開(kāi)關(guān)量數輸入，可以用作工作量計數，比如在港口應用中用作集裝箱計數，區分是標準集裝箱還是小集裝箱。

高速脈沖輸入主要是用于某些脈沖輸出的流量計，用于統計流量，或者統計鋼纜滑動(dòng)的距離等。

   胎壓監測目前采用低功耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)

   胎壓傳感器電池壽命2～3年，與傳感器同時(shí)更換

   測量胎壓范圍 0～1MPa

   通信方式采用433MHZ低功耗傳輸，無(wú)障礙傳輸距離50m，因為433MHZ是一個(gè)免費頻段，而且胎壓傳感器由于功耗問(wèn)題，其功率注定很小，在使用現場(chǎng)要考慮同頻設備的干擾問(wèn)題。

    即使騰控科技車(chē)載數據終端提供了各種各樣的接口，能解決現場(chǎng)超過(guò)99%以上的傳感器和數據采集，總會(huì )有智能設備或者傳感器是其無(wú)法接入的，此時(shí)可能需要采用自由口編程方式，或者底層開(kāi)發(fā)，甚至重新設計來(lái)解決。

2.7.       定位   

 

   車(chē)載終端板載有GPS模塊，只要把天線(xiàn)引出到駕駛艙外，就能夠很好的接收GPS信號，把自身的位置和速度等信息，通過(guò)車(chē)輛數據終端發(fā)給上位機軟件。

 

解析車(chē)載數據終端發(fā)送過(guò)來(lái)的IP報文，根據通信協(xié)議進(jìn)行數據解析，解析數據的時(shí)間標簽，存入實(shí)時(shí)數據庫中，供其他軟件使用。

數據采集服務(wù)器采用C++編寫(xiě)，效率很高，一臺服務(wù)器可以支持2000臺車(chē)的數據傳輸，數據的更新時(shí)間間隔最高可以做到1S，從展示端（瀏覽器端或者手機端）甚至可以看到司機踩油門(mén)松油門(mén)的過(guò)程。

實(shí)時(shí)數據庫系統是開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)控制系統、數據采集系統、CIMS系統等的支撐軟件。

系統之所以采用實(shí)時(shí)數據庫是因為系統規模龐大，每秒鐘可能有幾萬(wàn)條甚至幾十萬(wàn)條數據生成，傳統的數據庫對付這樣的數據會(huì )感到很大的壓力。

由于采用了統一的實(shí)時(shí)數據庫，系統中任何用戶(hù)，只要權限運行，就可以瀏覽任意數據。

另外實(shí)時(shí)數據庫在數據壓縮方面有著(zhù)獨特的優(yōu)勢，對存儲設備要求不是那么高。

歷史數據主要相對于實(shí)時(shí)數據而言。一般而言超過(guò)1年的數據都可以歸結到歷史數據內。歷史數據保存了企業(yè)過(guò)去所有的車(chē)輛數據，如果有合適方法進(jìn)行挖掘，可以挖掘出來(lái)大量的有價(jià)值數據。

比如可以挖掘出輪胎磨損與軌跡的關(guān)系，挖掘加速度傳感器和位置的關(guān)系，就可以非常準確的評估礦區的道路狀況。比較不同車(chē)型的燃油消耗，可以得出哪種車(chē)型更省油。比較不同司機對統一車(chē)型的作業(yè)量和油耗，可以知道司機的優(yōu)劣.......

3.4.       GIS系統

GIS系統目前主要采用開(kāi)放的GIS平臺，如51地圖或者百度地圖。

對于普通應用是足夠的，如果有其他特殊需求，再做開(kāi)發(fā)。

3.5.       WEB服務(wù)器

其實(shí)是為瀏覽器客戶(hù)提供一個(gè)人機界面，展示數據。

3.6.       PC瀏覽器端

   

 

     目前僅支持ANDRIOD版的手機或者平板電腦

     個(gè)人手持設備出來(lái)作為人機界面，展示數據和報表之外，還作為設備報修的圖像牌照，圖片批注，文字批注等功能，把手機變成生產(chǎn)力。

靠GPS接收機，直接得到車(chē)輛的位置和速度，得到大量應用。

在 GPRS 和網(wǎng)絡(luò )應用中，因為很難給 RTU/PLC 一個(gè)靜態(tài)的 IP 地址，所以， 原來(lái)的 MODBUS 協(xié)議或者 MODBUS TCP 這類(lèi)主從協(xié)議都不是非常合適。

IEC870-5-104 協(xié)議的定義雖然很完美，但是 IEC870-5-104 協(xié)議的 RTU 也是服務(wù) 器，在動(dòng)態(tài) IP 或者加防火墻的場(chǎng)合也不是很合適，而且 IEC870-5-104 協(xié)議過(guò)于 復雜，不太適合單片機或者嵌入式系統使用。

定義一種簡(jiǎn)單，易于實(shí)現的，支持主動(dòng)上傳的協(xié)議，就顯得十分必要。 我們在制定該協(xié)議給自己制定如下目標： 定義相對簡(jiǎn)單的協(xié)議格式 兼顧網(wǎng)絡(luò )傳輸和無(wú)線(xiàn)傳輸 適應各種各樣的應用情況 協(xié)議定義中可采用一次交互完成數據讀寫(xiě) 有容易識別的頭和結束

這個(gè)協(xié)議就是騰控物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，目前版本已經(jīng)升級到1.10版。

車(chē)輛基礎數據，名稱(chēng)，編號，車(chē)輛購買(mǎi)時(shí)間，底盤(pán)型號/編號，發(fā)動(dòng)機型號/編號，變速箱型號/編號，前橋型號/編號,輪胎規格等等

  1、 提升企業(yè)設備管理手段和水平，將設備管理納入到企業(yè)大數據庫管理中并配合生產(chǎn)安排。

     具體表現:相關(guān)管理數據自動(dòng)存儲,自動(dòng)進(jìn)行數據分析并形成報告和趨勢分析圖,為設備管理尤其在保養 檢查 維修和配合生產(chǎn)安排方面提供準確依據,提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

 2 、通過(guò)數據分析對設備提早進(jìn)行檢查和維修，降低設備維修成本。

    具體表現:可以自動(dòng)在系統中提醒各設備即將要做的保養檢查和易損件更換工作,設備管理人員和技術(shù)管理人員能有效預知該工作和提前計劃好各設備投入的生產(chǎn)安排.合理解決好設備生產(chǎn)安排和設備停機檢查之間的矛盾,近而提高設備的出勤率提高設備全年工作效率,為企業(yè)減少不必要的成本投入。

3、 有效監督和檢查設備的規范操作和規范保養，提高企業(yè)設備管理,降低設備使用成本。

    具體表現: 設備油耗的監控和管理,提醒和檢查司機的規范操作,燃油合理使用的管理和消耗趨勢報告可以防止人為造成的丟失.怠速的管理,防止設備長(cháng)時(shí)間怠速不熄火,無(wú)謂的消耗能源。 設備工作中速度的監控,防止出現由于超速引發(fā)的安全隱患和相關(guān)部件早期損壞。

4 、 及時(shí)有效的減低設備使用中的風(fēng)險，防止重大安全事故的發(fā)生,為企業(yè)安全生產(chǎn)提供保障。

    具體表現:系統監控設備的正常預熱并報警防止增壓器早期損壞并引發(fā)火情;吊具旋鎖定期探傷檢查系統自動(dòng)報警提醒防止由于旋鎖問(wèn)題出現掉箱事故,保障企業(yè)生產(chǎn)安全。

    全面監控設備兩大核心部件 –發(fā)動(dòng)機和變速箱,系統通過(guò)相關(guān)數據分析和比對全面掌握部件當前狀況,為故障判斷維修決策 大修安排提供依據,同時(shí)在系統中留存記錄和報告。

 

     由于有了車(chē)輛數據終端，采集司機駕駛行為數據，把司機的行為記錄下來(lái)，可以反演每個(gè)司機的駕駛習慣，把安全駕駛的規章制度用客觀(guān)的數據來(lái)評價(jià)和管理。避免危險駕駛行為，提高安全生產(chǎn)水平。

     初期的設備運行管理中預防維修體制（Time Based Maintenance,簡(jiǎn)稱(chēng)TBM）受到了預知維修體制（Predictive Maintenance）的挑戰，其依賴(lài)于早期落后的計算機系統和軟件來(lái)記錄故障并加以評估，由于缺乏完整、連續的數據采集系統，常使其預測的設備系統的不準確，為設備管理者帶來(lái)了一些困惑。隨著(zhù)設備狀態(tài)監測手段及計算機技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)形成了更加完善的體制：狀態(tài)維修。當前，云技術(shù)的發(fā)展、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的進(jìn)步及大數據概念的不斷延伸，當它們與設備管理系統有效的結合在一起的時(shí)候，我們的技術(shù)管理水平將得到革命性的飛躍。