詳解車載信息系統(tǒng)平臺(tái)工作原理及未來發(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(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(yǔ)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)

　　對(duì)于購(gòu)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~400Mb/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邮堋Ｒ纛l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)。

　　（2）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。

　?。?）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(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（IntelligentDataBus）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)50Mb/s。BMW目前在業(yè)界率先采用了MOST協(xié)議，DaimlerChrysler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)。

　　MOST網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

　　MOST（MediaOrientedSystemTransport）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得汽車制造商和供應(yīng)商能夠簡(jiǎn)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（MediaLB），連接到iNIC上（見圖5）。MediaLB能夠支持所有的MOST網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)類型。

圖5MOST、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(gòu)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(guó)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(yíng)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)