北京市纯电动汽车
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8
报文，状态值设为 00；在控制命令响应报文中，状态设置为“ok”时表示命令执行成功，为“er” 时表示命令执行失败。 5）校验：长度 1 个字节，将校验位之前的所有字节进行异或校验，以下同。 4.3.1 车辆数据本地存储周期设置命令 报文的格式如图 10 所示
图 10 车辆数据本地存储周期设置命令示意图
5
车载终端
上报周期T≠0
服务器
T T
GPS数据 G PS 数 据 GPS数据
上报周期T=0
单步查询
GPS数据
图5
GPS 数据上报消息流程示意图
4 协议报文
协议报文由报文头和报文体构成。
4.1 报文头格式
报文头采用 ASCII 编码，使用字符串表示相关含义，由图 6 所示。
图 6 报文头示意图
报文头共 52 个字节 1) 车号：长度为 15 字节，预留最后一个字节存放字符串结束符‘\0’ 。由车辆型号、车 牌号、车载终端编号组成。格式如图 7 所示。
2
图1
注册数据流程示意图
3.2 控制命令
控制命令由服务器向车载终端发送，实现下述功能： 1）设置车载终端数据上报时间周期：车载终端按照该周期定时地向服务器无线发送电池 数据等车辆数据。 2）设置车载终端本地存储数据时间周期：车载终端按照该周期定时存储 CAN 总线上的 数据。 3）设置 GPS 上报周期：车载终端按照该周期定时地向服务器无线发送 GPS 数据。 4）服务器单步查询命令：服务器要求车载终端立即上报车辆当前时刻的整车、电池、 GPS 等车辆数据。 5）服务器 IP 地址和端口号设置命令：远程修改车载终端所连接的服务器的 IP 地址和端 口号。 命令控制的消息流程见图 2。
图9
控制命令报文示意图
控制命令的报文体说明如下： 1)报文类型设置为 comd. 2）命令类型的长度 5Byte，预留最后一个字节用于存放字符串结束符‘\0’。使用小写英文 单词（缩写）表示控制命令类型： “reco”—车辆数据存储周期 “tran”—车辆数据上报周期 “ones”—点名查询车辆数据 “serv”—设置服务器 IP 和端口号 3）参数 1 的长度为 16 字节，预留最后一个字节用于存放字符串结束符‘\0’。参数 2 的长 度为 6 个字节，预留最后一个字节用于存放字符串结束符‘\0’。对不同类型的控制命令，设计 “参数 1”与“参数 2”有不同的具体含义，详见后面具体的控制命令报文。 4）状态的长度为 3 个字节，预留最后一个字节用于存放字符串结束符‘\0’。在控制命令
图2
命令控制消息流程示意图
3.3 电池数据上报
电池数据上报实现的功能如下：
3
1）车载终端将要监控的电池数据组成一条报文发送给服务器。 2）按照设定的时间周期车载终端向服务器定时上报电池数据。 3）车载终端接收单步查询命令，立即上报电池数据。 电池数据上报消息流程见图 3。
车载终端
上报周期T≠0
服务器
图 11 车辆数据上报周期设置命令示意图
说明： 1）命令类型设置为 tran； 2）参数 1 设置为定时上报数据时间周期，使用十进制字符串“HHMMSS”表示时间， 长度为 6 个字节，余下的 9 个字节置为 0，如“0000000000000120”表示采集周期为 1 分 20 秒，当设置为“000000000000000”时，表示上报数据的时间周期为 0，此时车载终端不再定 时上报数据； 3）参数 2 未使用，全部置为 0； 4）报文体长度设置为 31 字节。
图 16 某一箱某一块电池电压值示意图
4.5 电池温度数据报文
电池温度的报文格式如图 17 所示。 整车数据采用十六进制编码方式， 数据长度是变长的。
2.2 整车数据
具体包括：车速、挡位、加速踏板值、制动踏板值、电机故障代码、车辆系统故障状态、 里程。
2.3 GPS 数据
具体包括：经度、纬度、方向、速度。
3 功能体系
3.1 注册
注册主要是对连接监控中心的车载终端进行身份识别，功能包括： 1）TCP 连接建立，车载终端向服务器发送注册报文，服务器返回注册响应给车载终端。 2）只有注册成功，通信才能进行，否则服务器拒绝与车载终端通信。 注册数据流程如图 1。
说明： 1）命令类型设置为 serv； 2）参数 1 用来存放服务器的 IP 地址，IP 地址的有效长度最大为 15 字节，尾随其后的参 数 1 中的其他多余的字节均设置为 ‘\0’。 使用十进制字符串表示 IP 地址， 如 “202.112.145.81” 表示服务器的 IP 地址为 202.112.145.81； 3）参数 2 用来存放服务器的端口号，范围 1-65535，端口号的有效长度最大 5Byte，尾 随其后的参数 2 中的其他多余字节均设置为’\0’（至少预留一位用于存放字符串结束 符’\0’） 。如“10081” ，表示端口号为 10081； 4）车载终端收到该命令后，仍然以修改前的服务器 IP 地址和端口号返回命令响应报文。 然后以新的服务器 IP 地址和端口与服务器建立 TCP 连接。
4.2 注册报文Байду номын сангаас
注册报文只由报文头构成，如图 8 所示。车载终端将该报文发送给服务器，服务器接收 到注册报文后，向车载终端发送同样的报文作为响应。
7
图8
注册报文示意图
4.3 控制命令报文
控制命令报文是监控中心发给车载终端的命令报文，控制命令响应报文是车载终端发给 监控中心的命令执行结果的报文。控制命令共有 4 种，包括车辆数据本地存储周期设置命令、 车辆数据上报周期设置命令、点名查询车辆数据命令、设置车载终端所连接的服务器 IP 和端 口号命令。 控制命令报文中的所有数据都采用 ASCII 编码，格式如图 9 所示。
图 7 车号示意图
6
车辆型号长度为 2 字节，如 h1(表示 2 吨电动环卫车)，h2（表示 8 吨电动环卫车） ，G1 （表示电动公交车） 。 车牌号长度为 8 个字节：其中汉字按区位码编码，占 2 个字节。 车载终端编号的长度为 4 个字节。 2）预留：长度为 12 个字节，预留最后一个字节存放字符串结束符‘\0’。例如可用来 存储通信用的 SIM 卡号。便于后期扩展使用，若不使用可置为 0。 3 ）日期：长度为 9 字节，预留最后一个字节存放字符串结束符‘ \0’。使用字符串 “YYYYMMDD” （年月日）格式表示日期，如“20110719”表示 2011 年 7 月 19 日。 4）时间：有效长度固定为 7 字节，预留最后一个字节存放字符串结束符‘\0’。使用字 符串“HHMMSS”（小时分秒）表示时间，如“234310”表示 23 点 43 分 10 秒。 车载终端的日期时间要定期受车载终端的 GPS 时间校正，以下同。 5）报文类型：有效长度 5Byte，预留最后一个字节存放字符串结束符‘\0’。使用小写 英文单词（缩写）表示报文类型： “rego”—注册报文 “comd”—控制命令报文 “batc”—单体电池数据报文 “batm” —电池极值数据和报警报文 “batt” —电池温度数据报文 “vehi”—整车数据报文 “gpsd”—GPS 数据报文 6）报文体长度：长度 4Byte，预留最后一个字节存放字符串结束符‘\0’。如“100”表示报 文体长度为 100Byte。“0”表示报文体长度为 0。
1
2 监控数据
2.1 电动汽车电池数据
1） 电压： 每节单体电池电压及其位置、 最高单体电压及其位置、 最低单体电压及其位置、 总电压、电池绝缘。 2）温度：每个温度采集点的温度及其位置、最高温度采集点温度及其位置、最低温度采 集点温度及其位置。 3）电池报警：主要包括电池组过压报警、单体欠压报警、电池组欠压报警、单体过压报 警、电池组过压报警、SOC 低报警、温度差异报警、高温报警。 4）总电流。
1.3 术语和缩写
1）车载终端: 安装在电动汽车上，用来采集纯电动汽车运行数据并向远程监控中心无线 传输数据的专用设备。 2）服务器：运行在监控中心的计算机系统，用于接收并存储车载终端发送来的数据，同 时可向车载终端发送控制命令。 3）TCP：Transfer Control Protocol, 传输控制协议。 4）ASCII 码：American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准代 码，是基于拉丁字母的一套电脑编码系统。它主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是 现今最通用的单字节编码系统，并等同于国际标准 ISO/IEC 646。
9
4.3.3 单步查询命令 报文的格式如图 12 所示
图 12 单步查询命令示意图
说明： 1）命令类型设置为 ones； 2）参数 1 和参数 2 都未使用，全置为 0。 4.3.4 服务器 IP 地址和端口号设置命令
comd
31
serv
***.***.***.***
****
图 13 服务器 IP 地址和端口号设置命令示意图
北京市纯电动汽车 远程（实时）监控通信协议规范
（试用版）
北京交通大学 北京理工大学 二○一一年十月
1 引言
1.1 目的
遵循功能齐全、可靠性高、实用性强的原则，制定用于描述纯电动汽车远程（实时）监 控系统中，车载信息采集与传输终端（以下简称车载终端）与远程监控中心服务器（以下简 称服务器）之间的通信协议规范。
说明： 1)命令类型设置为 reco； 2)参数 1 设置为存储周期，使用十进制字符串“HHMMSS”表示时间，长度为 6 个字 节，余下的 9 个字节置为 0，如“000000000000134”表示采集周期为 1 分 34 秒，当设置为 “000000000000000”时，表示存储周期为 0，此时车载终端不再进行本地存储数据； 3)参数 2 未使用，设置为 0； 4)报文体长度设置为 31 字节。 4.3.2 车辆数据上报周期设置命令 报文的格式如图 11 所示
1.2 规范性引用文件
GB/T 19056：汽车行驶记录仪 JT/T794-2011：道路运行车辆卫星定位系统 YD/T1214：900/1800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）设备 技术要求—移动台 QC/T 413：汽车电气设备基本技术条件
SAEJ1939/11：CAN 通信协议
T T
电池数据 电池数据 电池数据
上报周期T=0
单步查询
电池数据
图3
电池数据上报消息流程示意图
3.4 整车数据上报
整车数据上报实现功能如下： 1）车载终端将要监控的整车数据组成一条报文发送给服务器。 2）按照设定的时间周期车载终端向服务器定时上报整车数据。 3）车载终端接收单步查询命令，立即上报整车数据。 整车数据上报消息流程如图 4。
4
车载终端
上报周期T≠0
服务器
T T
整车数据 整车数据 整车数据
上报周期T=0
单步查询
整车数据
图4
整车数据上报消息流程示意图
3.5 GPS 数据上报
GPS 数据上报实现功能如下： 1）车载终端将经度、纬度、方向、速度等 GPS 数据组成一条报文发送给服务器。 2）按照设定的时间周期车载终端向服务器定时上报 GPS 数据。 3）车载终端接收单步查询命令，立即上报 GPS 数据。 GPS 数据上报消息流程如图 5。
4.4 单体电池电压数据报文
单体电池数据报文格式如图 14 所示。
10
batc
图 14 电池数据报文示意图
图 14 中的电池电压的报文格式如图 15 所示。
图 15 电池电压报文示意图
说明： 1）报文类型设置为 batc； 2）单体电池总块数：长度为 1 个字节，如 0x78 表示单体电池总数为 120 块； 3） 某一箱某一块的电池电压： ， 格式如图 16 所示。 长度 7 个字节， 电池箱编号 4 个字节， 块号 1 个字节，电压值 2 个字节。 电池箱编号 4 个字节，格式为 B3B2B1B0，意义如下： B3 字节：表示电池生产商类，如 00：盟固力，01：普莱德，02：北大先行，……。 B2 字节：表示电池的类别，如 00：锰酸锂，01：磷酸铁锂，02：铅酸电池，……。 B1B0 两个字节表示电池管理系统的编号，范围是 0—65535。 块号 1 个字节，范围 0—255。 电压值 2 个字节，精度为 0.01，偏移量为 0。如电压值为 0x0185389*0.01-0=3.89 伏。
报文，状态值设为 00；在控制命令响应报文中，状态设置为“ok”时表示命令执行成功，为“er” 时表示命令执行失败。 5）校验：长度 1 个字节，将校验位之前的所有字节进行异或校验，以下同。 4.3.1 车辆数据本地存储周期设置命令 报文的格式如图 10 所示
图 10 车辆数据本地存储周期设置命令示意图
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车载终端
上报周期T≠0
服务器
T T
GPS数据 G PS 数 据 GPS数据
上报周期T=0
单步查询
GPS数据
图5
GPS 数据上报消息流程示意图
4 协议报文
协议报文由报文头和报文体构成。
4.1 报文头格式
报文头采用 ASCII 编码，使用字符串表示相关含义，由图 6 所示。
图 6 报文头示意图
报文头共 52 个字节 1) 车号：长度为 15 字节，预留最后一个字节存放字符串结束符‘\0’ 。由车辆型号、车 牌号、车载终端编号组成。格式如图 7 所示。
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图1
注册数据流程示意图
3.2 控制命令
控制命令由服务器向车载终端发送，实现下述功能： 1）设置车载终端数据上报时间周期：车载终端按照该周期定时地向服务器无线发送电池 数据等车辆数据。 2）设置车载终端本地存储数据时间周期：车载终端按照该周期定时存储 CAN 总线上的 数据。 3）设置 GPS 上报周期：车载终端按照该周期定时地向服务器无线发送 GPS 数据。 4）服务器单步查询命令：服务器要求车载终端立即上报车辆当前时刻的整车、电池、 GPS 等车辆数据。 5）服务器 IP 地址和端口号设置命令：远程修改车载终端所连接的服务器的 IP 地址和端 口号。 命令控制的消息流程见图 2。
图9
控制命令报文示意图
控制命令的报文体说明如下： 1)报文类型设置为 comd. 2）命令类型的长度 5Byte，预留最后一个字节用于存放字符串结束符‘\0’。使用小写英文 单词（缩写）表示控制命令类型： “reco”—车辆数据存储周期 “tran”—车辆数据上报周期 “ones”—点名查询车辆数据 “serv”—设置服务器 IP 和端口号 3）参数 1 的长度为 16 字节，预留最后一个字节用于存放字符串结束符‘\0’。参数 2 的长 度为 6 个字节，预留最后一个字节用于存放字符串结束符‘\0’。对不同类型的控制命令，设计 “参数 1”与“参数 2”有不同的具体含义，详见后面具体的控制命令报文。 4）状态的长度为 3 个字节，预留最后一个字节用于存放字符串结束符‘\0’。在控制命令
图2
命令控制消息流程示意图
3.3 电池数据上报
电池数据上报实现的功能如下：
3
1）车载终端将要监控的电池数据组成一条报文发送给服务器。 2）按照设定的时间周期车载终端向服务器定时上报电池数据。 3）车载终端接收单步查询命令，立即上报电池数据。 电池数据上报消息流程见图 3。
车载终端
上报周期T≠0
服务器
图 11 车辆数据上报周期设置命令示意图
说明： 1）命令类型设置为 tran； 2）参数 1 设置为定时上报数据时间周期，使用十进制字符串“HHMMSS”表示时间， 长度为 6 个字节，余下的 9 个字节置为 0，如“0000000000000120”表示采集周期为 1 分 20 秒，当设置为“000000000000000”时，表示上报数据的时间周期为 0，此时车载终端不再定 时上报数据； 3）参数 2 未使用，全部置为 0； 4）报文体长度设置为 31 字节。
图 16 某一箱某一块电池电压值示意图
4.5 电池温度数据报文
电池温度的报文格式如图 17 所示。 整车数据采用十六进制编码方式， 数据长度是变长的。
2.2 整车数据
具体包括：车速、挡位、加速踏板值、制动踏板值、电机故障代码、车辆系统故障状态、 里程。
2.3 GPS 数据
具体包括：经度、纬度、方向、速度。
3 功能体系
3.1 注册
注册主要是对连接监控中心的车载终端进行身份识别，功能包括： 1）TCP 连接建立，车载终端向服务器发送注册报文，服务器返回注册响应给车载终端。 2）只有注册成功，通信才能进行，否则服务器拒绝与车载终端通信。 注册数据流程如图 1。
说明： 1）命令类型设置为 serv； 2）参数 1 用来存放服务器的 IP 地址，IP 地址的有效长度最大为 15 字节，尾随其后的参 数 1 中的其他多余的字节均设置为 ‘\0’。 使用十进制字符串表示 IP 地址， 如 “202.112.145.81” 表示服务器的 IP 地址为 202.112.145.81； 3）参数 2 用来存放服务器的端口号，范围 1-65535，端口号的有效长度最大 5Byte，尾 随其后的参数 2 中的其他多余字节均设置为’\0’（至少预留一位用于存放字符串结束 符’\0’） 。如“10081” ，表示端口号为 10081； 4）车载终端收到该命令后，仍然以修改前的服务器 IP 地址和端口号返回命令响应报文。 然后以新的服务器 IP 地址和端口与服务器建立 TCP 连接。
4.2 注册报文Байду номын сангаас
注册报文只由报文头构成，如图 8 所示。车载终端将该报文发送给服务器，服务器接收 到注册报文后，向车载终端发送同样的报文作为响应。
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图8
注册报文示意图
4.3 控制命令报文
控制命令报文是监控中心发给车载终端的命令报文，控制命令响应报文是车载终端发给 监控中心的命令执行结果的报文。控制命令共有 4 种，包括车辆数据本地存储周期设置命令、 车辆数据上报周期设置命令、点名查询车辆数据命令、设置车载终端所连接的服务器 IP 和端 口号命令。 控制命令报文中的所有数据都采用 ASCII 编码，格式如图 9 所示。
图 7 车号示意图
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车辆型号长度为 2 字节，如 h1(表示 2 吨电动环卫车)，h2（表示 8 吨电动环卫车） ，G1 （表示电动公交车） 。 车牌号长度为 8 个字节：其中汉字按区位码编码，占 2 个字节。 车载终端编号的长度为 4 个字节。 2）预留：长度为 12 个字节，预留最后一个字节存放字符串结束符‘\0’。例如可用来 存储通信用的 SIM 卡号。便于后期扩展使用，若不使用可置为 0。 3 ）日期：长度为 9 字节，预留最后一个字节存放字符串结束符‘ \0’。使用字符串 “YYYYMMDD” （年月日）格式表示日期，如“20110719”表示 2011 年 7 月 19 日。 4）时间：有效长度固定为 7 字节，预留最后一个字节存放字符串结束符‘\0’。使用字 符串“HHMMSS”（小时分秒）表示时间，如“234310”表示 23 点 43 分 10 秒。 车载终端的日期时间要定期受车载终端的 GPS 时间校正，以下同。 5）报文类型：有效长度 5Byte，预留最后一个字节存放字符串结束符‘\0’。使用小写 英文单词（缩写）表示报文类型： “rego”—注册报文 “comd”—控制命令报文 “batc”—单体电池数据报文 “batm” —电池极值数据和报警报文 “batt” —电池温度数据报文 “vehi”—整车数据报文 “gpsd”—GPS 数据报文 6）报文体长度：长度 4Byte，预留最后一个字节存放字符串结束符‘\0’。如“100”表示报 文体长度为 100Byte。“0”表示报文体长度为 0。
1
2 监控数据
2.1 电动汽车电池数据
1） 电压： 每节单体电池电压及其位置、 最高单体电压及其位置、 最低单体电压及其位置、 总电压、电池绝缘。 2）温度：每个温度采集点的温度及其位置、最高温度采集点温度及其位置、最低温度采 集点温度及其位置。 3）电池报警：主要包括电池组过压报警、单体欠压报警、电池组欠压报警、单体过压报 警、电池组过压报警、SOC 低报警、温度差异报警、高温报警。 4）总电流。
1.3 术语和缩写
1）车载终端: 安装在电动汽车上，用来采集纯电动汽车运行数据并向远程监控中心无线 传输数据的专用设备。 2）服务器：运行在监控中心的计算机系统，用于接收并存储车载终端发送来的数据，同 时可向车载终端发送控制命令。 3）TCP：Transfer Control Protocol, 传输控制协议。 4）ASCII 码：American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准代 码，是基于拉丁字母的一套电脑编码系统。它主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是 现今最通用的单字节编码系统，并等同于国际标准 ISO/IEC 646。
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4.3.3 单步查询命令 报文的格式如图 12 所示
图 12 单步查询命令示意图
说明： 1）命令类型设置为 ones； 2）参数 1 和参数 2 都未使用，全置为 0。 4.3.4 服务器 IP 地址和端口号设置命令
comd
31
serv
***.***.***.***
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图 13 服务器 IP 地址和端口号设置命令示意图
北京市纯电动汽车 远程（实时）监控通信协议规范
（试用版）
北京交通大学 北京理工大学 二○一一年十月
1 引言
1.1 目的
遵循功能齐全、可靠性高、实用性强的原则，制定用于描述纯电动汽车远程（实时）监 控系统中，车载信息采集与传输终端（以下简称车载终端）与远程监控中心服务器（以下简 称服务器）之间的通信协议规范。
说明： 1)命令类型设置为 reco； 2)参数 1 设置为存储周期，使用十进制字符串“HHMMSS”表示时间，长度为 6 个字 节，余下的 9 个字节置为 0，如“000000000000134”表示采集周期为 1 分 34 秒，当设置为 “000000000000000”时，表示存储周期为 0，此时车载终端不再进行本地存储数据； 3)参数 2 未使用，设置为 0； 4)报文体长度设置为 31 字节。 4.3.2 车辆数据上报周期设置命令 报文的格式如图 11 所示
1.2 规范性引用文件
GB/T 19056：汽车行驶记录仪 JT/T794-2011：道路运行车辆卫星定位系统 YD/T1214：900/1800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）设备 技术要求—移动台 QC/T 413：汽车电气设备基本技术条件
SAEJ1939/11：CAN 通信协议
T T
电池数据 电池数据 电池数据
上报周期T=0
单步查询
电池数据
图3
电池数据上报消息流程示意图
3.4 整车数据上报
整车数据上报实现功能如下： 1）车载终端将要监控的整车数据组成一条报文发送给服务器。 2）按照设定的时间周期车载终端向服务器定时上报整车数据。 3）车载终端接收单步查询命令，立即上报整车数据。 整车数据上报消息流程如图 4。
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车载终端
上报周期T≠0
服务器
T T
整车数据 整车数据 整车数据
上报周期T=0
单步查询
整车数据
图4
整车数据上报消息流程示意图
3.5 GPS 数据上报
GPS 数据上报实现功能如下： 1）车载终端将经度、纬度、方向、速度等 GPS 数据组成一条报文发送给服务器。 2）按照设定的时间周期车载终端向服务器定时上报 GPS 数据。 3）车载终端接收单步查询命令，立即上报 GPS 数据。 GPS 数据上报消息流程如图 5。
4.4 单体电池电压数据报文
单体电池数据报文格式如图 14 所示。
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batc
图 14 电池数据报文示意图
图 14 中的电池电压的报文格式如图 15 所示。
图 15 电池电压报文示意图
说明： 1）报文类型设置为 batc； 2）单体电池总块数：长度为 1 个字节，如 0x78 表示单体电池总数为 120 块； 3） 某一箱某一块的电池电压： ， 格式如图 16 所示。 长度 7 个字节， 电池箱编号 4 个字节， 块号 1 个字节，电压值 2 个字节。 电池箱编号 4 个字节，格式为 B3B2B1B0，意义如下： B3 字节：表示电池生产商类，如 00：盟固力，01：普莱德，02：北大先行，……。 B2 字节：表示电池的类别，如 00：锰酸锂，01：磷酸铁锂，02：铅酸电池，……。 B1B0 两个字节表示电池管理系统的编号，范围是 0—65535。 块号 1 个字节，范围 0—255。 电压值 2 个字节，精度为 0.01，偏移量为 0。如电压值为 0x0185389*0.01-0=3.89 伏。