車載信息系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)展

隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)和電子技術(shù)的發(fā)展，車輛導(dǎo)航、通信、移動(dòng)辦公、多媒體娛樂、安防輔助駕駛和遠(yuǎn)程故障診斷等功能電子系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)聯(lián)網(wǎng)形成車載信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。未來的汽車儀表系統(tǒng)向著集成化、智能化、全圖形化車載信息系統(tǒng)平臺(tái)的方向發(fā)展。

車載信息系統(tǒng)平臺(tái)綜述

　　未來的車載信息系統(tǒng)平臺(tái)將全面超越傳統(tǒng)汽車儀表的現(xiàn)有功能，系統(tǒng)主要功能包括：全圖形化數(shù)字儀表、GPS導(dǎo)航、車載多媒體影音娛樂、整車狀態(tài)顯示、遠(yuǎn)程故障診斷、無線通信、網(wǎng)絡(luò)辦公、信息處理、智能交通輔助駕駛等等。未來的車載信息平臺(tái)是人、車、環(huán)境的充分交互，集電子、通信、網(wǎng)絡(luò)、嵌入式等技術(shù)為一體的高端車載綜合信息顯示平臺(tái)。車載信息系統(tǒng)平臺(tái)的主要功能至少應(yīng)該包括以下方面：

儀表顯示

　　主要包含傳統(tǒng)儀表的所有功能。以液晶屏（LCD）作為顯示終端，所需的大量、復(fù)雜的信息能夠以圖形方式，靈活、準(zhǔn)確地顯示在LCD屏幕上?；镜囊笫歉吡炼蕊@示圖形，高實(shí)時(shí)性響應(yīng)，能夠接收來自CAN總線和傳感器的信號(hào)。

車輛監(jiān)控及遠(yuǎn)程故障診斷

　　通過收集的信息進(jìn)行車輛信息的診斷和分析，更加智能的監(jiān)控車輛的性能和狀況，并給予用戶提示，同時(shí)通過車載信息平臺(tái)的GPRS模塊將診斷分析數(shù)據(jù)與診斷服務(wù)中心實(shí)時(shí)雙向傳遞。通過外連GPS模塊和通訊模塊，并通過監(jiān)控中心，進(jìn)行車輛防盜監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制。

無線上網(wǎng)

　　通過覆蓋全國的GSM/CDMA/GPRS信號(hào)，隨時(shí)隨地?zé)o線上網(wǎng)，最高速率可達(dá)153.6Kbps，可實(shí)現(xiàn)E-Mail、FTP、網(wǎng)上聊天、瀏覽信息、網(wǎng)絡(luò)游戲、圖片下載、移動(dòng)辦公、電子商務(wù)等網(wǎng)絡(luò)功能。速度快、性能穩(wěn)定、安全可靠。

導(dǎo)航信息

　　實(shí)現(xiàn)完善的導(dǎo)航功能。通過GPS全球定位系統(tǒng)，無論用戶在世界的任何角落，都能即時(shí)定位和連續(xù)定位，除了提供自主導(dǎo)航、信息查詢、最佳行車路徑計(jì)算、軌跡記錄和回放等功能之外，還提供交通堵塞預(yù)測(cè)、停車場(chǎng)停車向?qū)А⒖膳c網(wǎng)絡(luò)連接的地圖數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新等高級(jí)功能。導(dǎo)航信息系統(tǒng)的顯示限于局部區(qū)域，應(yīng)不影響儀表系統(tǒng)的同時(shí)顯示。

車載電話

　　采用CDMA無線通信或VOIP網(wǎng)絡(luò)電話，車載免提與無線耳機(jī)無縫切換，保證車主在通話過程中的駕駛安全。

車載娛樂

　　車載娛樂系統(tǒng)已經(jīng)由以前的收音機(jī)和一個(gè)卡帶機(jī)或CD機(jī)進(jìn)化成可以通過用戶和其它車輛通訊，擁有多種娛樂和信息的系統(tǒng)。比許多其它的音頻/視頻應(yīng)用，如家電的A / V系統(tǒng)應(yīng)用要求更豐富。滿足人們對(duì)汽車娛樂性、舒適性的要求，可進(jìn)行衛(wèi)星數(shù)字廣播接收、車載數(shù)字電視接收、CD/DVD播放等，并具有MP3/MP4/IPOD/USB等多媒體播放功能。音視頻文件可以通過無線下載，徹底免去使用碟片的種種麻煩。前置中控臺(tái)或頭枕式真彩顯示屏和高保真車載音響，更是為用戶提供了專業(yè)級(jí)視聽享受。

輔助安全駕駛

　　主要包括：駕駛員疲勞監(jiān)視，前、后方測(cè)距雷達(dá)系統(tǒng)，碰撞分析、剎車控制、安全報(bào)警系統(tǒng)以及輔助倒車后視系統(tǒng)。駕駛員監(jiān)視器安置于方向盤下方，用于拍攝駕駛員的面部，并自動(dòng)分析眼皮開度，經(jīng)分析后如果發(fā)現(xiàn)有疲勞駕駛，會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)；同時(shí)，前方測(cè)距雷達(dá)和車后的測(cè)距雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)測(cè)量前、后方車距，并將此信息發(fā)送至碰撞分析單元。如果有碰撞危險(xiǎn)，會(huì)發(fā)出警報(bào)，同時(shí)自動(dòng)剎車或控制安全帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使乘員在碰撞發(fā)生前處在一個(gè)提前設(shè)計(jì)的最佳姿勢(shì)，使事故的后果減小到最低。

　　其輔助倒車后視功能主要是通過撥倒檔，便可從高清晰液晶顯示屏上看到車后的全彩影像，輔助倒車、后視攝像頭具備防眩和夜視的功能，便于保證車主夜間倒車的安全。

新型智能交通系統(tǒng)的車載信息采集系統(tǒng)

　　獲得實(shí)時(shí)、可靠的交通信息一直是智能交通系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸問題，建立智能交通車載信息采集系統(tǒng)，可以為智能交通系統(tǒng)中駕駛行為特性的研究、交通數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等提供良好的輔助測(cè)試、驗(yàn)證平臺(tái)，還可以作為一個(gè)輔助檢測(cè)手段，為我國智能交通系統(tǒng)多功能實(shí)驗(yàn)車的建設(shè)和發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，從而加速我國智能交通系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究和開發(fā)。

車載信息平臺(tái)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展

　　車載信息平臺(tái)包括多方面技術(shù)，下面僅將其中涉及到的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)簡單介紹如下：

基于嵌入式技術(shù)的Telematics系統(tǒng)

　　Telematics是一個(gè)由通信和信息科學(xué)組成的合成詞，通常稱為車載遠(yuǎn)程信息處理。它綜合了汽車制造和IT技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通信、數(shù)字廣播等；同時(shí)，又依托于ITS的“3S”，從而迅速發(fā)展成為融合技術(shù)與服務(wù)的新業(yè)務(wù)。Telematics通過無線信道連接車載終端機(jī)與服務(wù)中心，以構(gòu)成提供信息服務(wù)的通信鏈路。通過安裝于車內(nèi)的終端系統(tǒng)，分析汽車內(nèi)與車外發(fā)生的各種狀況，收集駕駛和行車所必需的各種信息，同時(shí)執(zhí)行一系列的必要控制，為駕駛員和乘客提供方便、安全和娛樂。

　　Telamatics的技術(shù)特征充分表現(xiàn)了現(xiàn)代科技的大融合。它應(yīng)用5種主要技術(shù)：衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）；無線接入技術(shù)；蜂窩通信技術(shù)（2G/3G）；專用短程通信的窄帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（DSRC）；數(shù)字廣播和多媒體廣播技術(shù)（DMB），融合成為4類主要功能：

　?。?）基于衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS+GIS）的地面導(dǎo)航。根據(jù)道路狀態(tài)引導(dǎo)車輛以最佳路線抵達(dá)目的地。

　　（2）基于ITS數(shù)字廣播（GPS+GIS+LBS+CDMB）的智能交通。典型應(yīng)用為對(duì)路面實(shí)時(shí)狀況的領(lǐng)航。它不同于以地理信息為基礎(chǔ)的導(dǎo)航，而是在導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，以路面上發(fā)生的實(shí)時(shí)位置信息（Location Based Services，LBS），引導(dǎo)車輛不僅選擇最佳地理路由，而且選擇所需時(shí)間最短的優(yōu)化路由。通過ITS信息中心發(fā)布的路面狀況實(shí)時(shí)多媒體信息，以廣播形式傳送語音、分析和測(cè)算處理的結(jié)果，以數(shù)據(jù)形式將遙感測(cè)量的地理數(shù)據(jù)合成為引導(dǎo)實(shí)時(shí)駕駛的領(lǐng)航圖，及時(shí)提醒駕駛員避開交通堵塞或突發(fā)事件的路段，給出最佳修改行車路線，以最短時(shí)間到達(dá)目的地。

　?。?）基于無線移動(dòng)通信技術(shù)（2 G/3G+DSRC+WLAN）的遠(yuǎn)程信息服務(wù)。一方面以WLAN形式構(gòu)建車內(nèi)的微微網(wǎng)，以通用的信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化通信和信息服務(wù)，這與手機(jī)通信和無線上網(wǎng)的功能基本一致；另一方面以RFID溝通標(biāo)簽與讀取器，再以DSRC互聯(lián)服務(wù)中心，以信息平臺(tái)方式，既將ECU收集的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、尾氣、輪胎、汽油及行車狀況等的汽車信息送到服務(wù)中心的維修站，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程車輛故障診斷和求助；將過路的計(jì)費(fèi)信息和服務(wù)的費(fèi)用信息送到服務(wù)中心的結(jié)算站，服務(wù)中心可據(jù)此分析和判斷車輛有無故障、有無可能出現(xiàn)的失控、失盜等緊急情況，既能及時(shí)告知駕駛員，又能指令汽車減速、停止運(yùn)行或無法啟動(dòng)。同時(shí)，準(zhǔn)確記賬并自動(dòng)收費(fèi)。

　?。?）基于數(shù)字廣播技術(shù)（CDMB-T/CMMB+ITS）的車載文化娛樂。它不僅要在車上顯示電視節(jié)目、路面狀況、MTV、電子游戲等，還要顯示和管理個(gè)人節(jié)目信息資源（數(shù)據(jù)廣播），并隨時(shí)經(jīng)廣播寬帶下載地理、地貌、地圖等信息，還能顯示如E-Mail接收的互聯(lián)網(wǎng)信息。

　　Telematics裝置通常是一種嵌入式系統(tǒng)，它在軟、硬件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)上與普通嵌入式系統(tǒng)并沒有差異。在PC產(chǎn)業(yè)里，運(yùn)算平臺(tái)的選擇，也就是處理器及其相關(guān)參考設(shè)計(jì)的選擇，是相當(dāng)有限的，不外乎Intel或是AMD的那幾種，然而嵌入式系統(tǒng)的硬件卻需要面對(duì)各式各樣不同的需求。正確的選型及架構(gòu)設(shè)計(jì)必須能符合客戶及產(chǎn)品需求，這是一件相當(dāng)重要的事情。目前比較流行的一種基于嵌入式技術(shù)的Telematics系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其硬件系統(tǒng)采用了高效、靈活的ARM+FPGA構(gòu)架，其中ARM（Advanced RISC Machine）是一種高性能的32位精簡指令運(yùn)算集微處理器，主要完成外部數(shù)據(jù)采集、整理、分析、存儲(chǔ)等功能，F(xiàn)PGA（Field?Programmable?Gate?Array）即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，主要用于用戶界面的顯示。這種硬件架構(gòu)一個(gè)比較典型的應(yīng)用實(shí)例就是賽靈思與微軟汽車業(yè)務(wù)部推出的智能車載信息平臺(tái)，它又被稱為Microsoft Telematics Platform（微軟車載信息處理平臺(tái)），巧妙地通過語音命令結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)連接進(jìn)行通信和控制，是一種用于集成各種移動(dòng)設(shè)備和通過互聯(lián)網(wǎng)與無線網(wǎng)絡(luò)傳送信息的集線器。

　　微軟公司的汽車業(yè)務(wù)部與賽靈思共同創(chuàng)建了能夠以低成本點(diǎn)提供這些優(yōu)點(diǎn)的硬件平臺(tái)，從而促進(jìn)了面向全世界駕駛者的更簡單、更可靠且消費(fèi)得起的解決方案的開發(fā)。

　　對(duì)任何硬件平臺(tái)而言，靈活性和伸縮性對(duì)架構(gòu)能否成功獲得市場(chǎng)接受都至關(guān)重要，無論是基本系統(tǒng)還是高性能的高端車載信息系統(tǒng)。鑒于此，微軟開發(fā)了一個(gè)真正可以定制和伸縮的汽車標(biāo)準(zhǔn)車載信息處理平臺(tái)。

　　該平臺(tái)整合了一個(gè)基于ARM 9的微控制器，支持32MB閃存/32MB DRAM以上的內(nèi)存，并包含集成GPS藍(lán)牙和一個(gè)GSM電話模塊。外部車輛連接包括一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)接口以及有保護(hù)的模擬和數(shù)字I/O，用于實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)和按鈕輸入等功能。該平臺(tái)的基本架構(gòu)如圖1所示。

　　微軟利用了FPGA技術(shù)的靈活性和高集成度能力。該平臺(tái)使用了一個(gè)Spartan3 XC3S400 FPGA，用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立的目的，如GSM電話接口、車輛接口（CAN控制器和K-線路）以及復(fù)雜的音頻信號(hào)調(diào)節(jié)和路由功能（如圖2所示）。

　　FPGA提供的高集成度也具有在一個(gè)器件內(nèi)包含多種總線、接口和時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)，從而使利用EMI的設(shè)計(jì)容易管理。此外，減少組件數(shù)量和電路板空間將降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)更高的制造質(zhì)量，在任何汽車設(shè)計(jì)中這些都是重要的因素。

圖1 微軟遠(yuǎn)程信息處理硬件平臺(tái)架構(gòu)

　　在了解了車輛開發(fā)的實(shí)質(zhì)和目前已有的眾多不同的車輛接口，微軟有意設(shè)計(jì)了一個(gè)靈活的解決方案，可允許對(duì)后端車輛接口進(jìn)行快速修改而不影響下層架構(gòu)和系統(tǒng)性能。例如，未來將有可能調(diào)節(jié)FPGA解決方案，使之能滿足帶有諸如MOST、IDB-1394 或其它數(shù)字車輛網(wǎng)絡(luò)等汽車總線的最終應(yīng)用的需求。

圖2 賽靈思spartan3 FPGA設(shè)計(jì) [!--empirenews.page--]

車載信息平臺(tái)顯示系統(tǒng)

　　車載信息平臺(tái)一般以液晶屏（LCD）作為顯示終端，所需的大量、復(fù)雜的信息能夠以圖形方式，靈活、準(zhǔn)確地顯示在LCD屏幕上。LCD的橫截面很像是很多層三明治疊在一起。每面最外一層是透明的玻璃基體，玻璃基體中間就是薄膜電晶體。顏色過濾器和液晶層可以給顯示出紅、藍(lán)和綠三種最基本的顏色。通常，LCD后面都有照明燈以顯示畫面。

　　一般只要電流不變動(dòng)，液晶都在非結(jié)晶狀態(tài)。這時(shí)液晶允許任何光線通過。液晶層受到電壓變化的影響后，液晶只允許一定數(shù)量的光線通過。光線的反射角度按照液晶控制。當(dāng)液晶的供應(yīng)電壓變動(dòng)時(shí)，液晶就會(huì)產(chǎn)生變形，因而光線的折射角度就會(huì)不同，從而產(chǎn)生色彩的變化。與CRT顯示器相比，其優(yōu)勢(shì)在于LCD顯示器消耗電能較少；不會(huì)產(chǎn)生CRT那樣的電磁輻射；不會(huì)產(chǎn)生CRT那樣的閃爍現(xiàn)象；尺寸非常小、重量較輕、可視面積大。這些特點(diǎn)使得LCD液晶屏特別適合用在車載信息平臺(tái)上。

　　車載信息平臺(tái)往往所需要顯示的信息量極大，但LCD顯示尺寸及車內(nèi)安裝空間有限，所以往往采用一屏多顯或多屏顯示技術(shù)將汽車儀表信息、車身狀況信息、導(dǎo)航信息、多媒體信息、倒車后視等信息顯示在LCD液晶屏上。如圖3是一個(gè)多屏顯示技術(shù)的實(shí)例：

　　近年來，隨著客戶對(duì)于“平視顯示器”（HUD）的需求量的逐漸上升，各大車廠也在尋求適合HUD的質(zhì)量控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)要不僅能保證高度的安全性，而且能和生產(chǎn)線的速度相適應(yīng)。HUD抬頭數(shù)字顯示儀（Heads Up Display）又叫平視顯示系統(tǒng)，是一種由電子組件、顯示組件、控制器、高壓電源等組成的綜合電子顯示設(shè)備。它可以把重要的信息，通過光學(xué)部件投射到方向盤正前方風(fēng)窗玻璃上的光/電顯示裝置上，使駕駛員不必低頭，就能看清重要的信息。這種顯示系統(tǒng)的作用是提高汽車的安全性。如今平視顯示系統(tǒng)快速發(fā)展，已經(jīng)應(yīng)用在高端轎車上，如圖4所示，即是BMW X5系X6系車型上所安裝的HUD系統(tǒng)。

圖3 多屏顯示技術(shù)實(shí)例

圖4 BMW X5系X6系車型的HUD系統(tǒng)

車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)

　　車載導(dǎo)航系統(tǒng)包括車載導(dǎo)航終端、數(shù)字地圖、導(dǎo)航平臺(tái)三大部分。其中數(shù)字地圖、導(dǎo)航平臺(tái)都是在后臺(tái)服務(wù)，其軟硬件環(huán)境可以不受什么限制；車載導(dǎo)航終端（VNT）則不然，因?yàn)槠涔ぷ鳝h(huán)境惡劣，軟硬條件有限，給其研發(fā)工作帶來很大挑戰(zhàn)。

　　導(dǎo)航平臺(tái)負(fù)責(zé)收集、分析處理（含數(shù)據(jù)融合）由交通信息采集系統(tǒng)采集的各類道路交通地理信息，將其通過通信系統(tǒng)（如無線尋呼）下傳到專門節(jié)點(diǎn)和車輛上。交通信息采集系統(tǒng)包括固定的交通信息檢測(cè)系統(tǒng)（視頻、微波、線圈、激光等交通檢測(cè)器）和動(dòng)態(tài)交通檢測(cè)器（以出租車為例，它既裝備有車載導(dǎo)航系統(tǒng)，同時(shí)自身還可以作為一種交通信息探測(cè)器，以集群通信網(wǎng)與其中心進(jìn)行通信）。通信系統(tǒng)包括有線和無線通信兩種方式，負(fù)責(zé)車輛與導(dǎo)航平臺(tái)（綜合信息平臺(tái)、交管中心）之間的信息交流，從而達(dá)到車輛和路網(wǎng)間的信息互通。VNS主要由車輛定位模塊、多媒體導(dǎo)航電子地圖、車載通信模塊及其它車內(nèi)設(shè)備構(gòu)成。多媒體導(dǎo)航電子地圖為系統(tǒng)提供諸如地理特征、道路位置、交通規(guī)則、基礎(chǔ)設(shè)施等多種交通地理信息。它基于GIS操作和查詢電子地圖，包括提供電子地圖顯示、瀏覽、縮放以及信息檢索服務(wù)等功能。車輛定位模塊由定位傳感器和數(shù)據(jù)處理器組成，可以提供實(shí)時(shí)、連續(xù)的車輛位置信息，為使定位信息在電子地圖上顯示更加準(zhǔn)確，需要進(jìn)行地圖匹配。地圖匹配將定位輸出的位置與地圖數(shù)據(jù)庫提供的道路位置信息進(jìn)行比較，并通過適當(dāng)?shù)哪Ｊ狡ヅ浜妥R(shí)別過程確定車輛當(dāng)前的行駛路段以及在路段中的準(zhǔn)確位置。

　　如果電子地圖的精度非常高，將使系統(tǒng)的整體定位精度得到提高，并為路徑引導(dǎo)提供可靠保證。車載導(dǎo)航終端安裝有操作系統(tǒng)、多媒體電子地圖、地理信息系統(tǒng)與相關(guān)軟件系統(tǒng)。它們負(fù)責(zé)接收和處理信息，進(jìn)行路徑規(guī)劃，幫助駕駛員在旅行前或旅行中選擇合適的出行路線，規(guī)劃以后的結(jié)果需要由路徑引導(dǎo)功能來實(shí)現(xiàn)。路徑引導(dǎo)是幫助駕駛員沿預(yù)定路線行駛從而順利到達(dá)目的地的過程。它根據(jù)地圖數(shù)據(jù)庫中的道路信息和由定位模塊及地圖模塊提供的當(dāng)前車輛位置產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)駕駛指令，如語音提示、圖形顯示等。另外，在車載導(dǎo)航終端中，由顯示器、控制器及相關(guān)軟件系統(tǒng)構(gòu)成的人機(jī)交互模塊是一個(gè)重要的組成部分。它提供用戶與車載終端間的交互接口，用戶通過它將地圖顯示、信息查詢、路徑規(guī)劃等操作指令輸入終端中，控制器也通過它將以電子地圖為背景的車輛位置、最優(yōu)路徑規(guī)劃結(jié)果、實(shí)時(shí)駕駛引導(dǎo)指令等用戶需要的信息以語音提示、可視圖形等多媒體方式表現(xiàn)出來。

　　地圖匹配和路徑規(guī)劃是車載導(dǎo)航終端（VNT）的兩項(xiàng)最重要的技術(shù)，好的地圖匹配方法可以大大提高系統(tǒng)的定位精度，路徑規(guī)劃算法的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品的導(dǎo)航功能。基于車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多媒體信息、娛樂系統(tǒng)#e#基于車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多媒體信息、娛樂系統(tǒng)

　　對(duì)于購買配有車載網(wǎng)絡(luò)汽車的用戶來說，最大的受益是能在網(wǎng)絡(luò)中共享信息。汽車可以通過車載網(wǎng)絡(luò)，將視頻、音頻和數(shù)據(jù)內(nèi)容傳給乘客，用戶可以通過這種網(wǎng)絡(luò)，用互聯(lián)網(wǎng)或者預(yù)訂服務(wù)訪問家用網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容。隨著3G時(shí)代的到來，迫切需要建立能夠提供這些服務(wù)、傳輸這些內(nèi)容的多媒體安全信息娛樂系統(tǒng)。

·多媒體傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

　　媒體和信息網(wǎng)絡(luò)主要面向遠(yuǎn)程信息處理、多媒體、導(dǎo)航系統(tǒng)等，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的傳輸波特率在250Kb/s～400 M b/s之間。要實(shí)現(xiàn)車載系統(tǒng)中多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，迫切需要解決以下4個(gè)問題：

　　（1）這些新的應(yīng)用要求網(wǎng)絡(luò)的頻帶比現(xiàn)有汽車上的網(wǎng)絡(luò)頻帶寬一個(gè)數(shù)量級(jí)，例如，控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）和局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LIN）。

　　（2）視頻和音頻內(nèi)容的性質(zhì)決定了它們?cè)诎l(fā)布內(nèi)容時(shí)，必須考慮到發(fā)布的方式能夠?yàn)橛脩羲邮?。音頻延遲或者是在顯示屏上出現(xiàn)錯(cuò)誤的顯示像素，是人們不能忍受的。

　?。?）由于內(nèi)容是以數(shù)字形式向外發(fā)布的，那么，設(shè)計(jì)人員必須十分關(guān)心如何保證內(nèi)容的安全。

　　（4）因?yàn)檫B接到客戶的外設(shè)上時(shí)，有可能會(huì)不經(jīng)意地把病毒帶進(jìn)來，所以必須確保網(wǎng)絡(luò)的安全，以防止病毒的入侵。

　　隨著嵌入式產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展，隨之而來的是系統(tǒng)方面的一些難題，許多新出現(xiàn)的技術(shù)競(jìng)相成為主流的解決方案。歸納起來，共有4種主要的技術(shù)：

　?。?）CAN技術(shù)。CAN技術(shù)是目前正在使用的一種技術(shù)，而且新版的CAN已經(jīng)提高了帶寬。但這個(gè)協(xié)議并不支持高質(zhì)量的服務(wù)。

　?。?）Firewire接口（IEEE1394）。在汽車市場(chǎng)中，從事消費(fèi)產(chǎn)品的公司都推崇Firewire接口（IEEE1394）。

　?。?）面向多媒體的系統(tǒng)傳輸（MOST）。用塑料纖維實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)，重量輕、成本低，深受供應(yīng)商的歡迎，而且在寶馬、奔馳和奧迪的一些汽車上已經(jīng)采用了這項(xiàng)技術(shù)。從技術(shù)的角度看，這個(gè)協(xié)議在設(shè)計(jì)時(shí)從一開始就支持多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，由總線提供同步通道，以確保足夠的帶寬。

　　（4）無線技術(shù)。由于眾多原因，汽車市場(chǎng)在采用新標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)展緩慢。盡管超寬頻帶技術(shù)（UWB）簡化了安裝和維修，在價(jià)格方面還有優(yōu)勢(shì)，而且在技術(shù)上它似乎更適合于噪聲環(huán)境下的短距離高速數(shù)據(jù)傳輸，但是由于缺乏一個(gè)明確的單一標(biāo)準(zhǔn)，整機(jī)制造商不愿使用它，也阻礙了它的推廣。多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在的時(shí)間越長，安裝MOST技術(shù)的數(shù)量就會(huì)越大。

　　在過去10年中，為促進(jìn)遠(yuǎn)程信息處理和車載多媒體系統(tǒng)的應(yīng)用，汽車行業(yè)制定了許多規(guī)范，IDB（Intelligent Data Bus）是其中一個(gè)重要內(nèi)容。它首次確定了汽車行業(yè)用于信息、通信和娛樂系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)。目前SAE已將各種IDB設(shè)備分為三類：低速設(shè)備（IDB-C）、高速設(shè)備（IDB-M）和無線通信設(shè)備（IDB-Wireless）。

　　IDB-C發(fā)展較快，估計(jì)今后數(shù)年可在一些車輛中配置。由于它結(jié)合了CAN技術(shù)，而目前許多汽車生產(chǎn)商已將CAN網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用于多種車載平臺(tái)，因此IDB-C引起了汽車生產(chǎn)廠商的極大關(guān)注。IDB-C目前已成為SAE J2366標(biāo)準(zhǔn)。

　　IDB-M包括D2B、MOST（Media Oriented System Transport）、IDB1394等傳輸速率較高的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，其中D2B已在M ercedes1999S型轎車中得到應(yīng)用。D2B技術(shù)于20世紀(jì)80年代后期由Philips、Sony、Matsushita等公司共同開發(fā)，1992年，被Honda、Alpine公司應(yīng)用于汽車的多媒體控制系統(tǒng)中。D2B技術(shù)使汽車變成了一個(gè)流動(dòng)的多媒體工具。但是D2B的速度還是太慢，因而在1998年，Audi、BMW等公司又聯(lián)合開發(fā)了MOST協(xié)議，它是專門用于汽車工業(yè)的多媒體光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，速率可達(dá)50 Mb/s。BMW目前在業(yè)界率先采用了MOST協(xié)議，Daimler Chrysler等歐洲汽車制造商也計(jì)劃采用該協(xié)議。

　　目前的IDB-Wireless主要是指“藍(lán)牙”技術(shù)。[!--empirenews.page--]

　　·MOST網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

　　MOST（Media Oriented System Transport）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得汽車制造商和供應(yīng)商能夠簡便地在車內(nèi)增加一系列多媒體設(shè)備，如CD播放機(jī)、MP3、收音機(jī)、電視、DVD播放機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電話和車內(nèi)PC等，進(jìn)一步增強(qiáng)模塊化功能。MOST網(wǎng)絡(luò)的性能取決于光纖發(fā)射器和接收器（用于傳送數(shù)據(jù)，以運(yùn)行信息娛樂系統(tǒng)）能否在各種溫度下正常運(yùn)行。

　　MOST光纖網(wǎng)絡(luò)為在車內(nèi)的娛樂和信息設(shè)備之間進(jìn)行音頻、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息的交換提供了基礎(chǔ)設(shè)施，而不再需要體積龐大的銅纜布線。MOST是支持車內(nèi)信息娛樂系統(tǒng)的骨干技術(shù)。采用MOST網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的汽車在2001年首次問世，如今，已在23種車型中安裝了超過1000萬個(gè)節(jié)點(diǎn)。

　　要連接到MOST網(wǎng)絡(luò)上，一般需要通過智能網(wǎng)絡(luò)接口控制器（iNIC），iNIC實(shí)現(xiàn)了PHT功能和MAC的大部分功能。車載信息平臺(tái)系統(tǒng)是通過一個(gè)三引腳的串行總線——媒體本地總線（Media LB），連接到iNIC上（見圖5）。Media LB能夠支持所有的MOST網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)類型。

圖5 MOST、iNIC與車載信息平臺(tái)關(guān)系圖

這個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須包含有連接點(diǎn)，這樣，最終用戶可以通過連接不包含在汽車之內(nèi)、要單獨(dú)購買的設(shè)備。最可能出現(xiàn)的情況是不只有一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)“可信的”網(wǎng)絡(luò)將支持汽車出廠之前已經(jīng)裝上去的設(shè)備。用戶可以通過第二個(gè)“不可信的”網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接到用戶設(shè)備上。我們可以通過一個(gè)網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)領(lǐng)域間的訪問控制功能。

汽車遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)

　　現(xiàn)代電子控制技術(shù)已滲透到汽車的各個(gè)組成部分，汽車的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，而Internet隨著全球信息化進(jìn)程的推進(jìn)得到了飛速的發(fā)展，這就為汽車維修行業(yè)間的資源共享，信息交流提供了快捷和自由的途徑，也使建立一個(gè)基于車載信息平臺(tái)的開放性的汽車遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)成為可能。因?yàn)槠囄恢玫牟淮_定性，不可能通過有線的方式連接到Internet上，而GPRS作為一種比較成熟的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，恰好可以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。通過車載信息平臺(tái)上的GPRS模塊，就可以實(shí)現(xiàn)和Internet的無線連接，從而為汽車的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)提供了最基本的技術(shù)保證。

　　目前，在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，車載信息平臺(tái)和導(dǎo)航服務(wù)項(xiàng)目已經(jīng)逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)配置。與此同時(shí)，汽車制造商正規(guī)劃著信息服務(wù)的下一個(gè)發(fā)展階段：使每輛汽車能夠通過Internet與特約汽車維修廠進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。在不久的將來，汽車制造商通過Internet或移動(dòng)電話可以告知汽車駕駛員，他所擁有汽車的下一次檢測(cè)日期；當(dāng)汽車“拋錨”時(shí)，不管該車是處于什么地方，他都能夠獲得在線快速服務(wù)，并通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，讓特約汽車維修廠能夠隨時(shí)知道他的汽車的運(yùn)行和技術(shù)狀況。汽車專家將這類遠(yuǎn)程無線通訊服務(wù)看作是該行業(yè)一個(gè)非常重要的、極具前途的經(jīng)營業(yè)務(wù)，汽車制造商并因此進(jìn)一步提高對(duì)車主的服務(wù)水平，贏得更多客戶的信任及潛在客戶的興趣和關(guān)注。

　　·汽車遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　圖6為汽車遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其工作過程為：用戶通過車載信息平臺(tái)對(duì)汽車上的控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)測(cè)后向遠(yuǎn)程診斷服務(wù)中心發(fā)出遠(yuǎn)程診斷請(qǐng)求；服務(wù)中心經(jīng)權(quán)限檢驗(yàn)后，對(duì)用戶請(qǐng)求做出響應(yīng)，啟動(dòng)相應(yīng)功能模塊，開始診斷工作，并借助網(wǎng)絡(luò)與用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息交互傳遞。

圖6 汽車遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

　　·車載信息平臺(tái)的遠(yuǎn)程診斷功能
車載信息平臺(tái)的工作過程是：用戶通過鍵盤向車載信息平臺(tái)發(fā)出進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷的指令，嵌入式處理器通過與車內(nèi)其它功能模塊的進(jìn)行通信，獲得車內(nèi)各系統(tǒng)的工作狀態(tài)，將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；然后再通過無線傳輸模塊向遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)中心的請(qǐng)求診斷服務(wù)，請(qǐng)求得到允許后，車載信息平臺(tái)將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的車輛工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障代碼信息發(fā)送到遠(yuǎn)端的診斷服務(wù)器；診斷服務(wù)器收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行診斷分析，將診斷結(jié)果返回，車載信息平臺(tái)將接收到的診斷結(jié)果進(jìn)行顯示，從而達(dá)到診斷的目的。

　　·車載信息平臺(tái)與遠(yuǎn)程故障診斷中心的通信

　　要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷，必須要有遠(yuǎn)程通信技術(shù)的支持才有實(shí)現(xiàn)的可能。由于汽車的位置是不確定的，所以不可能通過有線的方式聯(lián)接到Internet，這樣要進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸就需要依靠無線通信。常用的無線通信實(shí)現(xiàn)方式有：

　?。?）利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)（GSM/GPRS、CDMA移動(dòng)網(wǎng)等）和相應(yīng)的無線通信產(chǎn)品；

　?。?）通過無線收發(fā)設(shè)備，如無線Modem、無線網(wǎng)橋等專門的無線局域網(wǎng)；

　　（3）利用收發(fā)集成芯片在監(jiān)測(cè)站端實(shí)現(xiàn)電路板級(jí)與監(jiān)控中心的無線通信。

車載信息平臺(tái)的應(yīng)用發(fā)展

　　車載信息平臺(tái)屬于汽車電子產(chǎn)業(yè)的一部分，車載信息平臺(tái)成為現(xiàn)代汽車的發(fā)展新潮流，具有非常廣闊的發(fā)展空間，以下是國外車載信息平臺(tái)應(yīng)用發(fā)展實(shí)例。

日產(chǎn)汽車公司 STAR WINGS 項(xiàng)目

　　在2007年10月25日開幕的第五屆北京國際環(huán)保節(jié)能汽車展上，日產(chǎn)汽車展示了其正在北京進(jìn)行試驗(yàn)的交通信息系統(tǒng)“星翼（STAR WINGS）”。日產(chǎn)星翼的與眾不同之處在于其不僅可以算出到達(dá)目的地的最短路線，而且可以算出到達(dá)目的地的最快路線。

　　星翼與北京市交通信息中心（BTIC）合作，通過北京市約1萬輛出租車經(jīng)由手機(jī)網(wǎng)絡(luò)收集探測(cè)信息，按照探測(cè)到的實(shí)時(shí)交通信息和過去積累的統(tǒng)計(jì)信息，對(duì)交通信息進(jìn)行補(bǔ)充，甚至可以推斷出實(shí)時(shí)交通信息中無法接收到的部分，因此能夠搜索出更準(zhǔn)確的最佳路線。日產(chǎn)汽車的計(jì)劃是在2008年北京奧運(yùn)會(huì)開幕之前能將該技術(shù)應(yīng)用于北京300萬輛汽車的1/5上。根據(jù)日產(chǎn)汽車的初步估算，通過更加平衡地疏導(dǎo)交通，這個(gè)系統(tǒng)將使北京的交通擁堵現(xiàn)象至少減少20%。如圖7～圖8所示：

圖7 STAR WINGS項(xiàng)目示意圖1

微軟與福特汽車合作開發(fā)的車載電腦作業(yè)系統(tǒng)Sync

　　美國福特汽車宣布將與微軟（Microsoft）結(jié)盟，共同開發(fā)一款稱為Sync的車載電腦作業(yè)系統(tǒng)（如圖9），利用無線傳輸和藍(lán)牙技術(shù)，消費(fèi)者可以撥打便攜式車載電話，或者傳輸下載音樂和收發(fā)電子郵件等。

　　車載電腦作業(yè)系統(tǒng)并不同與我們提到的車載信息服務(wù)系統(tǒng)（Telematics）的概念，它不屬于汽車控制系統(tǒng)的一部分，而是內(nèi)裝與汽車的新一代計(jì)算平臺(tái)。相關(guān)廠商除了要賦予汽車電腦多媒體娛樂和導(dǎo)航功能外，還要完成無線上網(wǎng)、行政辦公以及人機(jī)互動(dòng)等界面。

圖8 STAR WINGS項(xiàng)目示意圖2

圖9 車載電腦作業(yè)系統(tǒng)Sync示意圖