詳解車(chē)載信息系統(tǒng)平臺(tái)工作原理及未來(lái)發(fā)展
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(chē)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(lái)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(guò)程。它根據(jù)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的道路信息和由定位模塊及地圖模塊提供的當(dāng)前車(chē)輛位置產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)駕駛指令,如語(yǔ)音提示、圖形顯示等。另外,在車(chē)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(chē)載終端間的交互接口,用戶通過(guò)它將地圖顯示、信息查詢(xún)、路徑規(guī)劃等操作指令輸入終端中,控制器也通過(guò)它將以電子地圖為背景的車(chē)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(yǔ)音提示、可視圖形等多媒體方式表現(xiàn)出來(lái)。
地圖匹配和路徑規(guī)劃是車(chē)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(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多媒體信息、娛樂(lè)系統(tǒng)
對(duì)于購(gòu)買(mǎi)配有車(chē)載網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)的用戶來(lái)說(shuō),最大的受益是能在網(wǎng)絡(luò)中共享信息。汽車(chē)可以通過(guò)車(chē)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(guò)這種網(wǎng)絡(luò),用互聯(lián)網(wǎng)或者預(yù)訂服務(wù)訪問(wèn)家用網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容。隨著3G時(shí)代的到來(lái),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(lè)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~400Mb/s之間。要實(shí)現(xiàn)車(chē)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(wèn)題:
(1)這些新的應(yīng)用要求網(wǎng)絡(luò)的頻帶比現(xiàn)有汽車(chē)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。
(3)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。
?。?)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(lái),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(lái)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(lái),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(chē)市場(chǎng)中,從事消費(fèi)產(chǎn)品的公司都推崇Firewire接口(IEEE1394)。
(3)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(chē)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(kāi)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。
?。?)無(wú)線技術(shù)。由于眾多原因,汽車(chē)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(jiǎn)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(zhǎng),安裝MOST技術(shù)的數(shù)量就會(huì)越大。
在過(guò)去10年中,為促進(jìn)遠(yuǎn)程信息處理和車(chē)載多媒體系統(tǒng)的應(yīng)用,汽車(chē)行業(yè)制定了許多規(guī)范,IDB(IntelligentDataBus)是其中一個(gè)重要內(nèi)容。它首次確定了汽車(chē)行業(yè)用于信息、通信和娛樂(lè)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(lèi):低速設(shè)備(IDB-C)、高速設(shè)備(IDB-M)和無(wú)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(chē)輛中配置。由于它結(jié)合了CAN技術(shù),而目前許多汽車(chē)生產(chǎn)商已將CAN網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用于多種車(chē)載平臺(tái),因此IDB-C引起了汽車(chē)生產(chǎn)廠商的極大關(guān)注。IDB-C目前已成為SAEJ2366標(biāo)準(zhǔn)。
IDB-M包括D2B、MOST(MediaOrientedSystemTransport)、IDB1394等傳輸速率較高的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議,其中D2B已在Mercedes1999S型轎車(chē)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(kāi)發(fā),1992年,被Honda、Alpine公司應(yīng)用于汽車(chē)的多媒體控制系統(tǒng)中。D2B技術(shù)使汽車(chē)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(kāi)發(fā)了MOST協(xié)議,它是專(zhuān)門(mén)用于汽車(chē)工業(yè)的多媒體光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),速率可達(dá)50Mb/s。BMW目前在業(yè)界率先采用了MOST協(xié)議,DaimlerChrysler等歐洲汽車(chē)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)。
MOST網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建
MOST(MediaOrientedSystemTransport)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得汽車(chē)制造商和供應(yīng)商能夠簡(jiǎn)便地在車(chē)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(chē)載電話和車(chē)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(lè)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(chē)內(nèi)的娛樂(lè)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(chē)內(nèi)信息娛樂(lè)系統(tǒng)的骨干技術(shù)。采用MOST網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的汽車(chē)在2001年首次問(wèn)世,如今,已在23種車(chē)型中安裝了超過(guò)1000萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)。
要連接到MOST網(wǎng)絡(luò)上,一般需要通過(guò)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(chē)載信息平臺(tái)系統(tǒng)是通過(guò)一個(gè)三引腳的串行總線——媒體本地總線(MediaLB),連接到iNIC上(見(jiàn)圖5)。MediaLB能夠支持所有的MOST網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)類(lèi)型。
圖5MOST、iNIC與車(chē)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(guò)連接不包含在汽車(chē)之內(nèi)、要單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備。最可能出現(xiàn)的情況是不只有一個(gè)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)“可信的”網(wǎng)絡(luò)將支持汽車(chē)出廠之前已經(jīng)裝上去的設(shè)備。用戶可以通過(guò)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(guò)一個(gè)網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)領(lǐng)域間的訪問(wèn)控制功能。
汽車(chē)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(chē)的各個(gè)組成部分,汽車(chē)的結(jié)構(gòu)變得越來(lái)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(chē)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(chē)載信息平臺(tái)的開(kāi)放性的汽車(chē)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)成為可能。因?yàn)槠?chē)位置的不確定性,不可能通過(guò)有線的方式連接到Internet上,而GPRS作為一種比較成熟的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),恰好可以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。通過(guò)車(chē)載信息平臺(tái)上的GPRS模塊,就可以實(shí)現(xiàn)和Internet的無(wú)線連接,從而為汽車(chē)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(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家,車(chē)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(chē)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(chē)能夠通過(guò)Internet與特約汽車(chē)維修廠進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。在不久的將來(lái),汽車(chē)制造商通過(guò)Internet或移動(dòng)電話可以告知汽車(chē)駕駛員,他所擁有汽車(chē)的下一次檢測(cè)日期;當(dāng)汽車(chē)“拋錨”時(shí),不管該車(chē)是處于什么地方,他都能夠獲得在線快速服務(wù),并通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),讓特約汽車(chē)維修廠能夠隨時(shí)知道他的汽車(chē)的運(yùn)行和技術(shù)狀況。汽車(chē)專(zhuān)家將這類(lèi)遠(yuǎn)程無(wú)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(yíng)業(yè)務(wù),汽車(chē)制造商并因此進(jìn)一步提高對(duì)車(chē)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(chē)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
評(píng)論