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1、智能網(wǎng)聯(lián)汽車設計探究 摘要：隨著遠程診斷技術的發(fā)展，OBD接口與手機APP相結(jié)合的模式得到了廣泛應用，但該技術應用于智能網(wǎng)聯(lián)汽車上還相對較少。文章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車OBD接口技術，該技術能夠?qū)崿F(xiàn)基于OBD接口技術的智能網(wǎng)聯(lián)汽車設計。通過手機終端讀取汽車運行參數(shù)，實現(xiàn)汽車運行狀態(tài)故障云診斷，利用手機攝像頭等硬件實現(xiàn)汽車后方障礙物監(jiān)測，替代傳統(tǒng)倒車雷達的功能，以較小的成本實現(xiàn)傳統(tǒng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能，降低智能網(wǎng)聯(lián)汽車的開發(fā)成本。為智能網(wǎng)聯(lián)汽車設計領域提供了思路。 關鍵詞：網(wǎng)聯(lián)汽車；車載終端；OBD 隨著近幾年手機廠商在互聯(lián)網(wǎng)領域的迅速發(fā)展，OBD（車載診斷系統(tǒng)）接口

2、與手機APP相結(jié)合的模式得到了廣泛的應用。在車聯(lián)網(wǎng)領域，由于OBD接口可以讀取豐富的汽車信息數(shù)據(jù)，各大從事移動互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)也逐漸以OBD為載體，通過手機APP方式向車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)滲透。由OBD設備服務商獲取數(shù)據(jù)，挖掘分析潛在的商業(yè)價值。例如，車載導航的升級迭代及時性受限，往往不能及時滿足駕駛員的使用需求，可以使用深受年輕用戶歡迎且已普及的手機導航系統(tǒng)代替智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載導航系統(tǒng)，增加手機與汽車有關的服務。這種模式相比于傳統(tǒng)DVD導航汽車，產(chǎn)品價格便宜，并且可迅速形成用戶規(guī)模。目前此模式較有代表性的手機APP有樂車助手等[1]?；诖?，研究設計基于OBD接口技術的智能網(wǎng)聯(lián)汽車具有重要意義。文章將OB

3、D接口技術與手機APP技術相結(jié)合，應用于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的設計，可降低智能網(wǎng)聯(lián)汽車的投資成本以及縮短智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研發(fā)周期。 1智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述 智能網(wǎng)聯(lián)汽車是智能汽車與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的產(chǎn)物，是跨產(chǎn)業(yè)的新興體系，是國際汽車技術的發(fā)展方向。智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)是新科技革命下的新興產(chǎn)業(yè)，可實現(xiàn)節(jié)能減排，提升通行效率，拉動汽車、通信等行業(yè)協(xié)同發(fā)展，對促進國際汽車工業(yè)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義學界有不同的理解，通常是指裝載有不同種類傳感器、控制器等高效設備，能夠?qū)崿F(xiàn)車與人等車內(nèi)外的數(shù)據(jù)交換處理，滿足安全、舒適、節(jié)能行駛的汽車[2]。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術的快速發(fā)展推動傳統(tǒng)汽車

4、向智能網(wǎng)聯(lián)汽車演變，廣泛應用于智能交通等領域。現(xiàn)代汽車通過集成傳感器、布線系統(tǒng)，形成龐大復雜的車聯(lián)網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)是信息技術發(fā)展的重點，車聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)智能交通的重要方法。用戶對汽車智能化要求提高，車內(nèi)設備需要接入互聯(lián)網(wǎng)，與手機等智能終端設備連接。車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車結(jié)合，智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠應用于各個領域[3]。智能聯(lián)網(wǎng)汽車配備多種先進車載傳感器，智能網(wǎng)聯(lián)汽車采用通信技術實現(xiàn)輔助駕駛，對人、道路及交通環(huán)境進行感知決策，汽車是復雜網(wǎng)絡的節(jié)點，組成完整的復雜車聯(lián)網(wǎng)絡。智能網(wǎng)聯(lián)汽車車內(nèi)集成先進的智能設備[4]，通過協(xié)議將傳感器數(shù)據(jù)傳入中控設備；車外通過專用協(xié)議連接其他汽車，通過藍牙與智能電話設備連接。智能網(wǎng)聯(lián)汽車

5、可通過4G蜂窩網(wǎng)絡訪問互聯(lián)網(wǎng)，獲得遠程信息處理服務（如電子地圖等），用戶可使用應用程序APP連接到云端遠程控制。 2智能網(wǎng)聯(lián)汽車OBD接口技術研究 能源合理使用是建設資源節(jié)約型社會的重要方面。石油能源合理開發(fā)對環(huán)境友好型社會建設具有重要影響。我國石油生產(chǎn)未有效滿足消費需求，石油對外依賴日益嚴重，石油資源目前依然缺乏，對資源進行節(jié)約、高效使用是當前的重要任務。交通運輸是石油消費的主體，汽車燃油消耗是交通運輸?shù)闹匾糠?，國際能源機構預測我國道路機動車總量在2030年將達到2.7億輛，汽車保有量的增加使得交通運輸用油需求增大。車聯(lián)網(wǎng)技術可實現(xiàn)全方位汽車管理功能（汽車數(shù)字化、具

6、有維保等），是汽車的電子標簽。通過無線射頻等技術，對汽車屬性信息、動態(tài)信息提取利用，根據(jù)功能需求對汽車實行監(jiān)控。車聯(lián)網(wǎng)的關鍵是信息的獲取利用，使用的技術手段是無線通信技術?；诰W(wǎng)聯(lián)汽車為汽車檢測等服務是汽車交通領域的重要應用。車聯(lián)網(wǎng)中的信息重構是人車環(huán)境相關的復雜系統(tǒng)工程，需對汽車動靜態(tài)特性全面分析，車聯(lián)網(wǎng)獲得信息由單元傳輸?shù)骄W(wǎng)絡端，不同于臺架試驗的可控穩(wěn)態(tài)特性[5]。基于OBD接口技術的智能網(wǎng)聯(lián)汽車設計方案，如圖1所示。移動互聯(lián)網(wǎng)逐步發(fā)展中，汽車行業(yè)進入信息化時代，車聯(lián)網(wǎng)是利用車載電子傳感裝置，通過汽車導航系統(tǒng)、遠程服務器，使車與人及車與基礎設施實時聯(lián)網(wǎng)，對車、人、位置等進行綜合有效監(jiān)控管理

7、的網(wǎng)絡系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)會推動汽車節(jié)能減排的需求提高，將技術與駕車環(huán)境要素互聯(lián)，實現(xiàn)信息共享，提升交通便利性?；ヂ?lián)網(wǎng)平臺中汽車運行數(shù)據(jù)基于OBD系統(tǒng)獲得，自50年代開始，由于汽車技術的逐步滲入，電子控制系統(tǒng)快速發(fā)展，汽車廠商開始生產(chǎn)針對排放控制的系列新裝置，制造有檢測能力的車載電腦。汽車維修需求導致電子自診斷技術出現(xiàn)，OBD將故障碼存儲于電控單元存儲器，直接獲取所需監(jiān)控量測量值，可獲取汽車診斷參數(shù)信息（包括診斷故障碼等）。OBD的主要功能是在汽車超排時，點亮故障指示燈發(fā)出警報，借助故障診斷儀獲取OBD系統(tǒng)存儲代碼輔助診斷維修。廣泛應用的為OBD-II系統(tǒng)，系統(tǒng)特點是統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，但標準并非采用一

8、種通信協(xié)議。OBD可用于與其他企業(yè)互通數(shù)據(jù)，為車主提供服務。OBD系統(tǒng)可為主機廠進行ECU更新升級提供入口，通過OBD接口改寫ECU中的控制程序升級軟件。例如，在發(fā)現(xiàn)直接換擋變速器出現(xiàn)問題時，某車企用電腦刷寫變速器控制單元，改變DSG變速器參數(shù)控制變速器。 3基于OBD接口技術的智能網(wǎng)聯(lián)汽車設計 移動設備通信在互聯(lián)網(wǎng)領域迅速發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)通過手機APP向車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)滲透，OBD設備服務商可獲取數(shù)據(jù)，挖掘潛在商業(yè)價值。手機導航應用被年輕用戶接受，手機增加有關的服務，可分走傳統(tǒng)DVD導航產(chǎn)品的市場。項目包括行車記錄儀、導航信息、監(jiān)控故障云端等功能。手機應用通過攝像頭實現(xiàn)

9、手機行車記錄儀功能。手機自帶的GDP功能配合導航軟件實現(xiàn)手機導航功能。目前大部分汽車具備統(tǒng)一的CAN車載總線，連接各種傳感器，可采集全部的運行信息進行故障診斷，采用CAN網(wǎng)關方式連入車載網(wǎng)絡，手機可采集傳感器參數(shù)顯示，將參數(shù)進行數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)駕駛過程記錄分析等功能。OBD參數(shù)的汽車適配差異性統(tǒng)計情況，如表1所示。MCU（單片機）與CAN總線數(shù)據(jù)交換通過TJA1050CAN信息收發(fā)器與協(xié)議控制器實現(xiàn)。CAN總線是支持分布式控制的串行通信網(wǎng)絡，廣泛應用于自動控制領域，多采用TJA1050為控制器與物理總線接口。為增強抗干擾能力，在CAN控制器設置光電隔離電路。MCP2515是總線協(xié)議控制器，可發(fā)送

10、接收標準與擴展數(shù)據(jù)幀，自帶驗收屏蔽寄存器，可過濾不用的報文，減少MCU的內(nèi)存開銷，MCP2515通過SPI接口與MCP連接。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)程序，如圖2所示。設計測距模塊使用HC-SR04測距模塊，通過發(fā)送與接收超聲波的時間差計算距離。超聲波測距模塊提供非接觸式距離感測功能，小車測距可發(fā)現(xiàn)前方障礙物，使小車及時轉(zhuǎn)向避開。設計WiFi模塊使用ESP8266模塊，為移動設備與物聯(lián)網(wǎng)應用設計，與其他專利技術使機器能耗最低[6]。手機APP端分為汽車信息、行車記錄、設置模塊。汽車信息模塊的功能包括：查看汽車信息、對過往駕駛行為進行分析。汽車信息通過WiFi向MCU發(fā)送指令，通過OBD接口發(fā)送查詢請求獲得情況

11、，依靠專家信息分析用戶過往駕駛行為（如經(jīng)常出現(xiàn)急剎車等），進而給出改進意見。設計通過隱藏攝像界面實現(xiàn)自動錄像功能，目前行車記錄儀功能可做到后臺運行實時錄像。出行界面通過整合高德地圖API（應用程序編程接口）實現(xiàn)內(nèi)置駕車導航功能。APP使用設置功能能夠?qū)崿F(xiàn)形成記錄清晰度設置及基礎設置。 4結(jié)論 通過對智能網(wǎng)聯(lián)汽車OBD接口技術的深入研究，確定了將OBD接口技術和手機APP相結(jié)合的技術路線，提出了一種基于OBD接口技術的智能網(wǎng)聯(lián)汽車設計方法，該技術主要有4點創(chuàng)新：1）研發(fā)人員可以通過手機端APP讀取汽車運行參數(shù)，實時監(jiān)控故障報文，并通過無線網(wǎng)絡將這些參數(shù)傳送到云端處理器進行數(shù)據(jù)分析，將智能網(wǎng)聯(lián)汽車的運行過程記錄下來，高效地進行汽車狀態(tài)的云診斷。2）通過OBD接口監(jiān)測到車輛啟動信號，隨時調(diào)用車載攝像頭進行行駛狀態(tài)的記錄，結(jié)合智能算法可以開發(fā)出多種復雜場景的安全預警功能，并且可以后臺操控。3）可以整合地圖導航等第三方手機應用程序，為用戶提供專業(yè)精準定制化出行建議，智能高效。本技術方案以較小的成本實現(xiàn)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的一些功能，可降低智能網(wǎng)聯(lián)汽車的開發(fā)成本。