一文淺析智慧網聯中汽車T-Box

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Telematics BOX,簡稱汽車T-BOX。

車聯網系統包含四部分,主機、汽車T-BOX、手機APP及後臺系統。主機主要用於的影音娛樂,以及車輛資訊顯示;汽車T-BOX主要用於和後臺系統/手機APP互聯通訊,實現後臺系統/手機APP的車輛資訊顯示與控制。

汽車T-BOX的原理

汽車T-BOX與主機透過CAN BUS匯流排通訊,實現指令與資訊的傳遞,從而獲取到包括車輛狀態、按鍵狀態等資訊以及傳遞控制指令等;透過音訊連線,實現雙方共用麥克與喇叭輸出。與手機APP是通過後臺系統以資料鏈路的形式進行間接通訊(雙向)。T-BOX與後臺系統通訊還包括語音和簡訊兩種形式,使用簡訊形式主要實現一鍵導航及遠端控制功能。

汽車T-BOX可深度讀取汽車CAN匯流排資料和私有協議,T-Box終端透過OBD模組和MCU,採集汽車的匯流排資料和對私有協議的反向控制;T-Box同時可以透過GPS模組對車輛位置進行定位,使用網路模組透過網路將資料傳出到雲伺服器。車主可以在手機APP端透過網路從雲伺服器中獲取車況報告、行車報告、油耗統計、故障提醒、違章查詢、位置軌跡、駕駛行為、安全防盜、預約服務、遠端找車等資訊,還可以在手機APP端透過網路與伺服器的連線,間接與網路模組互動,繼而透過網路模組與MCU之間的渠道,最終使用MCU提供控制汽車門、窗、燈、鎖、喇叭、雙閃、反光鏡摺疊、天窗、監聽中控警告和安全氣囊狀態等服務。

汽車T-BOX的部分功能

1、遠端控制 使用者可以透過手機APP控制車門開關、鳴笛閃燈、開啟空調、啟動發動機、車輛定位等等功能,透過使用這些功能,車輛的使用不僅方便了許多,而且還可以節約使用者很多時間。比如在夏日和冬季,提前在上車之前幾分鐘開啟空調製冷或者制熱,這樣使用者就可以不用等待,上車時車內就下降或上升到舒適的溫度了,讓使用者真正體驗到“入車即享冬暖夏涼”;車主在冬天的時候還可以使用遠端啟動功能進行熱車,車輛被盜時可以使用遠端關閉發動機;如果車主將鑰匙忘記在車內,或者不確定是否鎖了車門但又離開車輛很遠的時候,可以透過手機APP遠端控制開鎖和關鎖;並且在大型停車場也不用再害怕找不到車了,只需要用手機透過APP檢視車輛的定位瞭解大致方位,再控制車輛鳴笛、閃燈就可以知道車輛的具體位置了。

2、遠端查詢 透過手機APP就可以實現遠端查詢車輛狀態,比如車輛油箱裡還有沒有油,車窗車門有沒有關牢,電池電量還有多少夠不夠用,還可以行駛多久等等,非常全面的車輛狀態資訊都能在手機上看得到,不用自己親自細查,如果出現問題使用者也可以使用手機一目瞭然的查詢到;同時手機APP還可以自助診斷車況,看看各個系統有沒有問題,要是某個系統出現有問題的話,APP端就會報警提醒,這樣如果是跑長途的使用者也不用一項一項的自己逐一檢查了,直接用手機APP查詢車輛狀況就可以了。

3、安防服務功能 這一項主要是針對行車安全和防盜而設計的,包含了路邊救援協助、緊急救援求助、車輛異動自動報警、車輛異常資訊遠端自動上傳等服務。這些功能意義非凡,關鍵時刻甚至可以救命。例如,碰撞自動求救功能,車輛碰撞觸發安全氣囊後,T-BOX會自動觸發乘用車客戶救援熱線號碼,自動上傳車輛位置資訊至後臺,同時後臺將發信息給所有緊急聯絡人,簡訊中包含事故位置資訊,以及事件資訊,讓事故車輛和人員得到及時的救援。

T-BOX與Can通訊

下圖是目前汽車內的主流匯流排架構形式(圖中每個框代表一個ECU)

一文淺析智慧網聯中汽車T-Box

OBD: On-Board Diagnostic 車載診斷系統

MOST: Media Oriented System Transport 面向媒體的系統傳輸匯流排

CAN匯流排為了便於管理和控制,一般按功能需求進行劃分,傳統汽車主要分動力和車身兩大塊,車身匯流排採用低速,動力採用高速。還留有一路專門做診斷的CAN連到車內的OBD介面。另外,由於現在車內導航、影音的需求太大,CAN匯流排沒辦法提供給影片資料如此高的傳輸速率,所以在車載導航和娛樂系統中,一般採用速率可達22。5Mb/s 的MOST匯流排或其他類似的高速匯流排。不同匯流排網路之間通訊,全部依靠閘道器轉發報文。因此,閘道器也基本是車內匯流排中最重要的部件,重要性就相當於人體的脊椎。各廠商的架構根據其需求會略有不同,但總體上都是這種模式。

如果要實現車聯網,即車與網聯動。在CAN匯流排為主導的今天,勢必要將具有聯網功能的模組加入到車內CAN匯流排架構中。在已經實現第一階段技術的車聯網產品中,大概又有三種技術方案。

1. OBD盒子聯網

將可聯網的裝置(OBD盒子)插入車輛的OBD診斷介面,透過診斷CAN讀取車輛的相關行駛資訊。這種方案被很多網際網路企業採用,汽車廠商只有極少數採用。

優點:無需改動車內的匯流排架構,無需汽車廠商的配合,即插即用。因為OBD口是汽車強制必須留出來的,主要用作車輛檢測和後期的程序升級維護。

缺點:一般只能讀取車內資料,無法實現遠端控制,功能有限。而且,只要車廠封掉汽車行駛時的診斷CAN通訊,這種方式就沒用了。

2. Telematics(無線通訊車載系統)直連CAN匯流排

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直接將具有遠端通訊功能的模組接入CAN匯流排,透過telematics模組讀取各ECU的資訊,併發送相應的控制資訊,實現部分遠端操控功能。

優點:報文不需閘道器轉發,資訊傳遞直接有效,實現較為方便。

缺點:安全性不足,一旦telematics被攻擊,整車的CAN匯流排幾乎就暴露在駭客手中。我懷疑之前被黑的切諾基採用的就是這種方式。

3. Telematics連在CAN外網路

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如圖的例子,將telematics模組加入MOST匯流排,直接與娛樂系統連線,並透過MOST閘道器轉發相應的車輛資訊和控制資訊。

優點:外部網路與娛樂系統高度融合,便於實現車聯網娛樂和社交屬性;資訊需要透過MOST閘道器轉發,安全性較高。

缺點:MOST匯流排成本高,MOST閘道器開發難度大。

這三種技術方案雖然各有優劣,但只要連入了CAN匯流排,在閘道器允許的情況下基本都能實現對車內各ECU的訪問和控制,不論是車身部分還是動力部分。那為何我要將控制車身和控制動力放在兩個不同的階段呢?這一點主要是考慮到安全性問題,從技術角度看透過遠端啟動發動機、控制轉向基本都沒有障礙,但現今眾多廠商極少有這麼做的,大家忌憚的都是這安全性。

在智慧輔助駕駛系統不成熟的情況下,將動力部分開放給車聯網並沒有什麼明顯的優勢和賣點,現階段的消費者不會因為你能遠端啟動而多掏錢。但是如果智慧輔助駕駛技術越來越成熟,甚至出現自動駕駛,動力部分豈有不放開的理由,相應的安全性問題也會得到業界的重視。至於智慧輔助駕駛系統何時才能成熟?好像還是繞不過CAN匯流排的瓶頸。

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