智能網(wǎng)聯(lián)汽車設(shè)計(jì)探析

1、智能網(wǎng)聯(lián)汽車設(shè)計(jì)探析摘要：在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中將OBD接口技術(shù)與手機(jī)APP軟件技術(shù) 相結(jié)合，從手機(jī)中直接讀取汽車各種運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對汽車運(yùn)行狀態(tài) 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和故障云診斷。同時(shí)，利用手機(jī)的攝像頭等硬件實(shí)現(xiàn)行 車記錄儀.倒車?yán)走_(dá)、導(dǎo)航信息等，以較小的成本完善智能網(wǎng)聯(lián)汽車 功能。關(guān)鍵詞：網(wǎng)聯(lián)汽車；車載終端；OBD1概述遠(yuǎn)程診斷是近幾年來車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的一個主要關(guān)鍵詞，OBD（OnBoardDiagnostics簡稱車載自動診斷系統(tǒng)）加手機(jī)APP的模式大行其道。由于OBD接口在車輛R常使用中并不會經(jīng)常用到，而且 通過OBD接口也能讀出非常豐富的車輛信息數(shù)據(jù)（車速、油耗、行 駛里程等）。手機(jī)廠商在移動互聯(lián)

2、網(wǎng)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，帶動了整個TMT 產(chǎn)業(yè)，一些從事移動互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)和手機(jī)企業(yè)也通過手機(jī)APP的方式 向車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)滲透，而OBD是實(shí)現(xiàn)這種滲透的最好載體，基于OBD 的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生1。與此同時(shí)，OBD設(shè)備的服務(wù)商也可以獲 取該數(shù)據(jù)，并從中挖掘潛在的大數(shù)據(jù)商業(yè)價(jià)值。另一方而，隨著手機(jī) 應(yīng)用的不斷發(fā)展，基于手機(jī)的導(dǎo)航應(yīng)用已經(jīng)被大多數(shù)年輕用戶所接受, 手機(jī)上有導(dǎo)航，再增加一些與車有關(guān)的服務(wù)，可以分走一部分傳統(tǒng)DVD導(dǎo)航產(chǎn)品的市場。另外，和傳統(tǒng)的DVD導(dǎo)航車機(jī)相比，此類產(chǎn)品的最大特點(diǎn)是價(jià)格便宜.免安裝，可以迅速行成用戶規(guī)模。目前比較有代表性的手機(jī)APP諸如多樂車助手、車況檢測大師以及車行者。1.2

3、總體設(shè)計(jì)本項(xiàng)目包扌2；行車記錄儀、倒車?yán)走_(dá)、導(dǎo)航信息.汽車運(yùn)行參數(shù)實(shí) 時(shí)監(jiān)控故障云診斷等功能。（1）行車記錄儀：手機(jī)應(yīng)用通過利用手機(jī) 上的攝像頭和存儲卡實(shí)現(xiàn)手機(jī)作為行車記錄儀的功能，實(shí)時(shí)監(jiān)控錄制 車前方的影像以備需要時(shí)提取播放。（2）導(dǎo)航信息.手機(jī)木身自帶GPS功能配合導(dǎo)航軟件實(shí)現(xiàn)手機(jī)導(dǎo)航功能，這部分已經(jīng)比較成熟。（3）汽車運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控及故障云診斷：目前絕大部分汽車都具備有一 個統(tǒng)一的CAN車載總線，通過這條總線各種傳感器及控制設(shè)備被連 在一起，同樣通過這條總線也可以采集全部的運(yùn)行信息用于進(jìn)行故障 診斷，本功能就是釆用CAN網(wǎng)關(guān)方式將CAN總線連入車載網(wǎng)絡(luò)，手 機(jī)通過WiFi方式可以采集車

4、載各種傳感器的參數(shù)進(jìn)行參數(shù)顯示，也 可以將參數(shù)傳送到云端進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行故障診斷、駕駛過程的記 錄與分析等功能。2硬件設(shè)計(jì)2.1CAN總線通信部分MCU與CAN總線之間的數(shù)據(jù)交換主要通過兩款硬件實(shí)現(xiàn)，分別為TJA1050CAN總線信息收發(fā)器以及MCP25：15CAN總線協(xié)議控制器。CAN總線是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，以其高 性能和高可靠性在自動控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為提高系統(tǒng)的驅(qū) 動能力，增大通信距離，實(shí)際應(yīng)用中多采用TJA1050作為CAN控制器 與物理總線間的接口，BP CAN收發(fā)器，以增強(qiáng)對總線的差動發(fā)送能力和對CAN控制器的差動接收能力。為進(jìn)一步增強(qiáng)抗干擾

5、能力，往 往在CAN控制器與收發(fā)器之間設(shè)置光電隔離電路。MCP2515是一款CAN總線協(xié)議控制器，完全支持CANV2.0B技術(shù)規(guī)范。該器件能發(fā)送和接收標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀以及遠(yuǎn)程幀。MCP2515自帶的兩個驗(yàn)收屏 蔽寄存器和六個驗(yàn)收濾波寄存器可以過濾掉不想要的報(bào)文，因此減少 了主單片機(jī)（MCU）的開銷。MCP25：L5與MCU的連接是通過SPI接 口來實(shí)現(xiàn)的。2.2測距模塊本設(shè)計(jì)測距模塊使用HC.SR04測距模塊，該模塊測距的基本原理 是通過計(jì)算發(fā)送與接受超聲波的時(shí)間差，來計(jì)算距離。MCU通過該 模塊實(shí)現(xiàn)倒車靂達(dá)功能。HUSR04超聲波測距模塊可提供2cm-400cm 的非接觸式距離感測功能，測距

6、精度可達(dá)高到3mm；模塊包插超聲 波發(fā)射器、接收器與控制電路。智能小車測距可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)前方的障 礙物，使智能小車可以及時(shí)轉(zhuǎn)向，避開障礙物。23WiFi模塊本設(shè)計(jì)WiFi模塊使用ESP8266模塊。ESP8266專為移動設(shè)備.可 穿戴電子產(chǎn)品和物聯(lián)應(yīng)用設(shè)計(jì)，并與其他幾項(xiàng)專利技術(shù)一起使機(jī)器實(shí) 現(xiàn)最低能耗。ESP8266與MCU使用串口連接3。3手機(jī)端功能設(shè)計(jì)手機(jī)App端分為四個模塊，（1）車輛信息5該界而主要查看當(dāng) 前車輛的各類信息，如車速.剩余油量等；還能查看對過往駕駛行為 的分析，以及今R天氣和出行建議。車輛信息主要通過WiFi網(wǎng)絡(luò)像MCU發(fā)送指令,MCU通過OBD接口向汽車中控發(fā)送查詢請求來

7、獲得。過往駕駛行為分析則主要依靠一些專家信息來分析用戶過往駕駛行 為，如速度的突變、經(jīng)常出現(xiàn)急剎車等，并相應(yīng)地給出改進(jìn)意見。（2）出行：該界而通過整合高德地圖API實(shí)現(xiàn)App內(nèi)置的駕車導(dǎo)航功能。（3）行車記錄：本設(shè)計(jì)通過隱藏?cái)z像界而實(shí)現(xiàn)了手機(jī)后臺 自動錄像的功能，也就是行車記錄儀功能。目前該功能可以做到即便 退岀應(yīng)用，只要其在后臺運(yùn)行，即可實(shí)時(shí)錄像。（4） “設(shè)置：該界面 主要是App使用設(shè)置功能。目前實(shí)現(xiàn)了行車記錄清晰度的設(shè)置、駕車 導(dǎo)航時(shí)是否調(diào)起獨(dú)立的高德地圖App進(jìn)行導(dǎo)航以及其他一些基礎(chǔ)設(shè)4總結(jié)（1）汽車運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控故障云診斷。本功能就是采用can網(wǎng)關(guān)方式將cn總線連入車載網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)通過wifi方式可以采集車載各 種傳感器的參數(shù)進(jìn)行參數(shù)顯示，也可以將參數(shù)傳送到云端進(jìn)行數(shù)據(jù)分 析，進(jìn)行故障診斷、駕駛過程的記錄與分析等功能。（2）整合地圖導(dǎo) 航應(yīng)用。（3）整合行車記錄儀。產(chǎn)品將通過OBD接口監(jiān)測到啟動信 號，進(jìn)而調(diào)用手機(jī)攝像頭在