現(xiàn)代汽車信息化技術(shù)

楊忠敏

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現(xiàn)代汽車信息化技術(shù)

楊忠敏

The Informatization Tech of Modern Cars

Yang Zhongmin

當(dāng)車聯(lián)網(wǎng)對于廣大消費(fèi)者仍然是一個(gè)概念時(shí)，車企已經(jīng)開始與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈展開了合作及試點(diǎn)工作。近期，車企在車聯(lián)網(wǎng)的布局動(dòng)作頻頻，業(yè)內(nèi)人士分析，在車上裝載智能應(yīng)用服務(wù)終端，成為我國車企提升品質(zhì)、進(jìn)軍中高端汽車市場及搶占市場份額的重要手段。當(dāng)汽車成為人們越來越不可或缺的生活配置時(shí)，其作為一個(gè)重要移動(dòng)智能終端的功能被強(qiáng)化，人們更期待在車中享受到高科技智能化的體驗(yàn)和服務(wù)。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)中最可能率先推廣的技術(shù)。

汽車生產(chǎn)商及移動(dòng)運(yùn)營商已經(jīng)敏銳地捕捉到了需求與商機(jī)，紛紛有所動(dòng)作。當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)主要以“車載終端+產(chǎn)品+后續(xù)服務(wù)平臺(tái)”的商業(yè)模式來搶占先機(jī)，而整合車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游組成聯(lián)盟是一種有效方式。移動(dòng)運(yùn)營商也積極布局，為車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展做準(zhǔn)備。不久前中國移動(dòng)與一汽集團(tuán)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同打造中國車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品及服務(wù)基地、無線數(shù)字化城市產(chǎn)品及服務(wù)基地。中國聯(lián)通（600050）也密集與多家重要車企簽署了車聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略合作協(xié)議，其中包括上海汽車、吉利汽車、長安汽車、比亞迪、奇瑞汽車、江蘇金龍等。根據(jù)協(xié)議，這些汽車制造商將采用中國聯(lián)通的汽車信息化系統(tǒng)，提供包括位置、通信、安防監(jiān)盜、資訊、娛樂、遠(yuǎn)程診斷和救援等全方位的服務(wù)。未來5～8年內(nèi)中國聯(lián)通WCDMA網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的3G智能汽車將突破3000萬輛。

當(dāng)前我國汽車行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)面臨一個(gè)瓶頸，對產(chǎn)品的升級(jí)迫在眉睫，而車聯(lián)網(wǎng)正好為車企提供了升級(jí)發(fā)展的契機(jī)，不僅能吸引用戶、滿足用戶的多元化需求，而且能協(xié)助車企提升信息化水平，進(jìn)軍中高端汽車市場。當(dāng)前，車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還處于初級(jí)階段。就當(dāng)前的狀況來看，集團(tuán)運(yùn)營模式更適合運(yùn)用車聯(lián)網(wǎng)，尤其是出租車公司、汽車租賃公司、擁有大量客貨車的運(yùn)輸服務(wù)企業(yè)等，都已經(jīng)在初步運(yùn)用車聯(lián)網(wǎng)來了解每輛車的運(yùn)行狀態(tài)和安全性；而個(gè)人客戶出于對隱私的保護(hù)，對車聯(lián)網(wǎng)的接受度還有待提升。目前，車企內(nèi)部已經(jīng)初步運(yùn)用車聯(lián)網(wǎng)來進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)營的監(jiān)測。目前東風(fēng)已經(jīng)在生產(chǎn)樣車中裝備了移動(dòng)GPRS，主要作用是對樣車的各方面性能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，包括汽車的方位、車速、電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并針對不同車型有更多細(xì)分的監(jiān)控指標(biāo)。

目前，信息化汽車的系統(tǒng)由兩部分組成，一部分是車輛本身的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它由車載網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)控制；另一部分是車輛外部的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括GPS監(jiān)測中心、互聯(lián)網(wǎng)及區(qū)域網(wǎng)服務(wù)商、車輛服務(wù)中心、單位或家庭電腦等。由此，也出現(xiàn)新的汽車后市場服務(wù)方式。比如推出不久的汽車遠(yuǎn)程服務(wù)，以移動(dòng)通訊和互聯(lián)網(wǎng)為依托，整合汽車后市場資源，服務(wù)涵蓋汽車救援、道路氣象、衛(wèi)星導(dǎo)航、多媒體娛樂、車載電話、移動(dòng)電視等各方面。

隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)、衛(wèi)星定位和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的汽車信息系統(tǒng)技術(shù)日益發(fā)展，信息網(wǎng)絡(luò)汽車呼之欲出。近些年生產(chǎn)汽車商以e時(shí)代特征勾畫出了網(wǎng)絡(luò)概念車，例如福特“24-7”概念車，裝置了GPS、前后攝影系統(tǒng)、視聽功能、網(wǎng)上收發(fā)等設(shè)備，駕車者和乘客能夠在任何時(shí)刻享受網(wǎng)絡(luò)信息的氛圍。隨著汽車機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，車載微機(jī)電控功能及精確化程度不斷提高，增設(shè)了大量的高科技裝置，如微機(jī)綜合控制、多媒體音像、車載移動(dòng)通訊、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航等，使車載電子器件數(shù)量和質(zhì)量增加，線束直徑變粗，輸送信息量與精密度增大，線束的連接亦趨復(fù)雜。在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，對提高汽車使用體積、質(zhì)量和節(jié)省導(dǎo)線可謂精益求精，線束已成為急待解決的問題之一。現(xiàn)代轎車的線束設(shè)計(jì)采用多路數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)（VAN）技術(shù)，使用雙絞線、同軸電纜等傳輸介質(zhì)，利用兩根總線輸送多種信號(hào)，其線束網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)在國內(nèi)具有一定的領(lǐng)先性。多采用Bosch M7.4.4多點(diǎn)順序噴射發(fā)動(dòng)機(jī)、多功能數(shù)字儀表、密碼防盜系統(tǒng)、Bosch 5.3防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電控氣囊、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航（選裝）等先進(jìn)技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)汽車不僅僅是一種交通工具，而且能成為辦公、通訊、娛樂的場所。它綜合現(xiàn)有的硬件與軟件技術(shù)，包括衛(wèi)星全球定位（GPS）、無線通信、網(wǎng)絡(luò)訪問、語音識(shí)別、平面顯示、夜視技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。主要的新功能有遠(yuǎn)程診斷與車輛控制功能、移動(dòng)辦公功能、汽車網(wǎng)址功能、道路導(dǎo)航功能等。以這些功能可知，網(wǎng)絡(luò)汽車的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)際上由兩部分組成，一部分是車輛本身的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它由車載網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)控制。通過數(shù)據(jù)總線連接無數(shù)個(gè)子網(wǎng)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)及其他總成、平面顯示與儀表盤顯示器、中控門鎖、無線電話等，各個(gè)子網(wǎng)都具有不同的時(shí)鐘速度和各自的功能。另一部分是車輛外部的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括GPS監(jiān)測中心、互聯(lián)網(wǎng)及區(qū)域網(wǎng)服務(wù)商、車輛服務(wù)中心、單位或家庭電腦等。

根據(jù)上述網(wǎng)絡(luò)汽車的概念，網(wǎng)絡(luò)概念車的主要裝置有電子地圖領(lǐng)航系統(tǒng)。它利用GPS接收機(jī)與DVD-ROM機(jī)結(jié)合，將儲(chǔ)存全國或某城鄉(xiāng)地區(qū)交通道路資料的光盤放入機(jī)盒內(nèi)，根據(jù)GPS控制中心的指示，網(wǎng)絡(luò)汽車能知道自己在地圖上的所在位置和行駛方向，并知道到達(dá)目的地的最佳路線。有汽車前后攝影系統(tǒng)，它將開車盲角的位置通過中控臺(tái)平面顯示器顯示出來，在夜間可利用紅外線鏡頭將車前一切靜止及移動(dòng)的物體所散發(fā)的熱量轉(zhuǎn)化成影像，在夜間行車時(shí)能遠(yuǎn)距離探測到路面上的障礙物。有寬頻網(wǎng)絡(luò)無線連接系統(tǒng)，利用最近即將推出的GPRS系統(tǒng)（傳輸速度可100kbit/s）或者將來更快的CDMA系統(tǒng)（傳輸速度可達(dá)256kb；t/5），能使汽車寬頻網(wǎng)絡(luò)無線連接能夠?qū)崿F(xiàn)，屆時(shí)每位車主和乘客都可設(shè)立自己的網(wǎng)絡(luò)地址，隨時(shí)在車上上網(wǎng)測覽或收發(fā)語音電子郵件，舉行遠(yuǎn)程辦公會(huì)議，下載汽車維修資料等，甚至可以遙控居所的家用電器。

互聯(lián)網(wǎng)日益普及的今天，這種新型的通訊技術(shù)理所當(dāng)然地要進(jìn)入到汽車領(lǐng)域。早在1998年，歌樂（Clarion）公司就與微軟合作，利用Windows操作系統(tǒng)開發(fā)出世界上第一臺(tái)車載電腦系統(tǒng)“歌樂PC”，綜合運(yùn)用了汽車音響、計(jì)算機(jī)技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)及自動(dòng)語音識(shí)別技術(shù)，將汽車帶入一個(gè)將音響、視像與通訊三結(jié)合的信息網(wǎng)絡(luò)空間。與此同時(shí)，通用汽車公司也實(shí)施它的“Onstar”汽車通訊系統(tǒng)，通過系統(tǒng)的顯示屏，乘車者在車內(nèi)可以完成打電話，互聯(lián)網(wǎng)通訊、衛(wèi)星導(dǎo)航及看文娛節(jié)目等幾乎一切的信息通訊。早在2000年7月31日，福特汽車公司與Qualcomm公司合作，宣布共同組建一家新公司來開發(fā)和提供無線移動(dòng)通信和信息服務(wù)，將語言、娛樂、互聯(lián)網(wǎng)接入和安全性服務(wù)帶入轎車和皮卡。并開發(fā)了一款與眾不同的汽車，取名“24-7”，該車采用先進(jìn)的電子技術(shù)，駕車者可用聲控發(fā)出指令，利用先進(jìn)的通訊與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送技術(shù)，隨時(shí)可以上網(wǎng)收發(fā)電子郵件，查看實(shí)時(shí)路況信息。“24-7”的含義就是車上的乘員每時(shí)每刻都可以與外界聯(lián)系，與當(dāng)代信息技術(shù)緊扣在一起。隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代信息化技術(shù)將越來越多地應(yīng)用在轎車上。

未來汽車上的藍(lán)牙技術(shù)，它是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它將取代目前多種電纜連接方式，以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，使各種電子裝置在無線狀態(tài)下相互連接傳遞數(shù)據(jù)。藍(lán)牙無線業(yè)務(wù)采用的是不需要申請的2.4GHz的ISM波段，并采用額定速率為1600跳點(diǎn)/s的高速跳頻來減少干擾。除跳頻外，它還采用了時(shí)分雙工傳輸方案。它支持物理信道中1Mbit/s的最大帶寬。由于藍(lán)牙面向小功率、便攜式的應(yīng)用，因此，一個(gè)典型的藍(lán)牙設(shè)備只有大約10m約有效范圍。藍(lán)牙能夠傳送語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并能夠同時(shí)支持同步通訊和異步通訊。

采用藍(lán)牙技術(shù)，可以通過嵌入在電子裝置上的一個(gè)寫有程序的微電子芯片，使所有相關(guān)設(shè)備在有效范圍內(nèi)完成相互交換信息、傳遞數(shù)據(jù)的工作。它省去了那些將移動(dòng)電話、個(gè)人信息處理系統(tǒng)及其他一些電子設(shè)備相互連接的電纜裝置。藍(lán)牙技術(shù)雖然出現(xiàn)不久，但己受到許多方面的關(guān)注。它在汽車電子裝置上的應(yīng)用前景非常看好。德爾福汽車系統(tǒng)公司已經(jīng)開發(fā)出可以讓駕乘人員用語音進(jìn)行操控的車載藍(lán)牙設(shè)備；摩托羅拉公司還為汽車生產(chǎn)商推出了一種藍(lán)牙汽車工具包。有了它，用戶操控手持藍(lán)牙設(shè)備，就能夠與汽車設(shè)備之間進(jìn)行無線聯(lián)系，比如無線遙控打開車門、與車內(nèi)車輛檢測系統(tǒng)無線交換數(shù)據(jù)庫。采用藍(lán)牙技術(shù)的車載裝置將使人們很容易在車內(nèi)通過英特網(wǎng)下載音樂、錄像和發(fā)送電子郵件。

作為第一步，汽車制造商不久就可以通過安裝車載免提電話系統(tǒng)與藍(lán)牙技術(shù)相適應(yīng)的移動(dòng)電話一同工作。它具有保持移動(dòng)電話和個(gè)人電腦無繩連接的功能，即使用戶的個(gè)人電腦放在手提箱內(nèi)。用戶還可以通過電話接收電子郵件，通過移動(dòng)電話屏幕閱讀郵件標(biāo)題，使網(wǎng)絡(luò)汽車的功能得以實(shí)現(xiàn)。可以預(yù)見，將來的汽車一旦發(fā)生故障，駕車者可以立即將故障碼顯示在顯示屏幕上，并通過藍(lán)牙技術(shù)E-mail到維修中心，維修中心的師傅查看故障碼并從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出該車資料，判斷出故障的位置、原因和解決方案，立即指示車主如何去做。

藍(lán)牙技術(shù)的廣泛應(yīng)用會(huì)徹底改變?nèi)藗儗ヂ?lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)。電腦不再是接入網(wǎng)絡(luò)的惟一途徑，信息網(wǎng)絡(luò)將走向包括汽車在內(nèi)的各方面。一旦汽車各數(shù)據(jù)處理器實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)系，車上任何裝置都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，包括汽車車廂、座椅、發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、汽車電器等，從而使汽車真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化與智慧化。

現(xiàn)代汽車信息化技術(shù)包括GPS（全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)）和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，GPS技術(shù)利用衛(wèi)星與用戶之間的相對位置，通過數(shù)據(jù)處理確定用戶的位置，可以監(jiān)察和引導(dǎo)汽車運(yùn)行，但服務(wù)項(xiàng)目有限。而利用現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就能夠拓展出許多項(xiàng)目的服務(wù)。移植手機(jī)無線上網(wǎng)的最新技術(shù)，配置大容量存儲(chǔ)及讀寫功能的車載電腦，就能夠逐步實(shí)現(xiàn)汽車應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)。通過互聯(lián)網(wǎng)，車主不但可以直接進(jìn)入廠商設(shè)置的網(wǎng)站查詢自己汽車的資料，一旦汽車有故障發(fā)生，也可以通過車載電腦將信息資料發(fā)向維修中心，維修中心下載信息資料可以了解到故障的位置和原因，維修工程師可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程操縱汽車自檢系統(tǒng)或指導(dǎo)車主處理。汽車應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，車主可以隨時(shí)了解到瞬間變化的股市行情，可以隨時(shí)發(fā)送與接收電子信件或傳真件，使車主在駕駛途中如同在辦公室一樣。這里所說的一切現(xiàn)時(shí)的技術(shù)都可以解決，關(guān)鍵問題是無線上網(wǎng)的速度和車載電腦的硬件質(zhì)量。無線上網(wǎng)速度將取決于第三代無線電話通訊技術(shù)，例如3G技術(shù)的進(jìn)展，車載電腦則取決于適應(yīng)汽車運(yùn)行中使用的硬件。早在2002年日本廠商先鋒和索尼等分別展示了可實(shí)用化的車載硬盤，存儲(chǔ)容量均為10GB，并批量生產(chǎn)。因?yàn)檐囕d電腦與家用電腦的環(huán)境要求完全不一樣，它要耐震動(dòng)和耐高溫，所以，硬盤技術(shù)的突破預(yù)示了車載電腦的應(yīng)用將會(huì)廣泛開展。

現(xiàn)在絕大多數(shù)的車主是自己駕車。因此有關(guān)人士認(rèn)為汽車信息化要著重解決“前排座位”技術(shù)應(yīng)用，包括互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)、遠(yuǎn)程故障診斷等等，首先是為駕駛者設(shè)置的。現(xiàn)在有些汽車上的新技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用PDA（個(gè)人數(shù)字信息助理集成），用PDA作為系統(tǒng)的可視化界面，記憶駕車者的個(gè)人信息，將車主對座椅的調(diào)整位置、日常交通路線的駕車習(xí)慣等記錄下來，使汽車具有“智能”。

速度控制在每小時(shí)80km的汽車行駛在郊外的公路上，駕車人欣賞著美妙的音樂，孩子們在后座上看電視。駕車人看著電腦屏幕的汽車儀表盤說出全家旅行的目的地，詳細(xì)線路圖便閃現(xiàn)在屏幕上。屏幕上同時(shí)可以顯示前方兩公里道路上車流的畫面。如果交通很擁擠，駕車人說“變更路線”，電腦就會(huì)提供幾條可選路線。當(dāng)車主正聽著語音電子郵件時(shí)，一輛農(nóng)用車竄到車主的前面，汽車上的傳感器非常靈敏，控制系統(tǒng)自動(dòng)減速，使汽車與農(nóng)用車保持適當(dāng)?shù)木嚯x。這不是科幻影片中的畫面，也不是在白日做夢，這些描述的汽車技術(shù)在未來幾年內(nèi)就會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。過去，一種汽車從概念到現(xiàn)實(shí)一般要數(shù)年的時(shí)間。但隨著汽車技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，消費(fèi)者反饋的信息很快就會(huì)體現(xiàn)在新車型上。

轎車?yán)锏淖詣?dòng)溫控系統(tǒng)已經(jīng)采用紅外傳感器掃描前座乘客的體表溫度，以幫助車載電腦調(diào)節(jié)熱氣和冷氣，從而獲得最佳的舒適度。試想一下，當(dāng)坐在車?yán)锏臅r(shí)候，此時(shí)外面已是大雪紛飛，車?yán)飬s是溫暖如春，不久將來這種情景會(huì)成為真實(shí)的畫面。

頂尖的人工智能技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使人們在汽車內(nèi)能細(xì)心體會(huì)是什么

給我們駕車生活創(chuàng)造樂趣。汽車的普通元器件能通過汽車電腦與各種音像設(shè)備、電話、衛(wèi)星、全球定位系統(tǒng)的裝備密切的融為一體。一上車，就可以利用語音識(shí)別系統(tǒng)與汽車進(jìn)行簡單的交談。當(dāng)汽車出了故障時(shí)，電腦會(huì)提醒小心駕駛，并建議呼叫維修中心來幫忙。如果迷失了方向，汽車電腦和全球定位系統(tǒng)會(huì)告訴確切的位置，并可以指明最近的加油站或旅館在哪里。初級(jí)語音命令系統(tǒng)已在奔馳S級(jí)轎車這樣的豪華汽車?yán)锏玫綉?yīng)用，主要是用來控制空調(diào)和音響設(shè)備。用不了多久，汽車會(huì)變得更聽話，會(huì)幫讀電子郵件和預(yù)定晚餐。

通過汽車電腦可以網(wǎng)上測覽、收發(fā)電子郵件，在假期長途旅行中，孩子們會(huì)在車上看DVD電影或者用電腦玩游戲。有的顯示器就內(nèi)置在前座的靠背，還配有無線耳機(jī)等裝置。乘客可以聽自己喜歡的CD、通過電視衛(wèi)星收看收費(fèi)電視或接受最新的交通和氣象信息。這對任何人都具有很大的誘惑力。更重要的是可以使用因特網(wǎng)遙控鎖車、關(guān)燈。甚至當(dāng)車被盜后，也可以從網(wǎng)上將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)掉。這樣的汽車的確是無可挑剔的。坐在這樣的汽車?yán)锩嫒缤窃诩依锘蛘咿k公室內(nèi)一樣不會(huì)受到任何的限制。那時(shí)汽車已不僅僅是簡單意義上的代步工具了，它會(huì)成為得力的助手。這種網(wǎng)絡(luò)汽車的時(shí)代，并不遙遠(yuǎn)，將會(huì)成為每一個(gè)消費(fèi)者可以實(shí)現(xiàn)的夢想！

任何事物利弊兩存，汽車信息化也不例外。專家警告說，汽車信息化雖然給車主一種全新的感覺，但非常容易分散駕車者的注意力，例如在行駛途中收發(fā)電子郵件，如果不采取對應(yīng)的預(yù)防措施，與此相關(guān)的交通事故勢必增加。當(dāng)前汽車行業(yè)在提高安全性和人體工程學(xué)設(shè)計(jì)方面的工作遠(yuǎn)落后于電子信息技術(shù)的發(fā)展速度，如果這樣發(fā)展下去會(huì)招致消費(fèi)者的不滿乃至政府的介入，限制行駛中的汽車使用上網(wǎng)設(shè)備。從這個(gè)意義上講，推行汽車信息化是一個(gè)涉及各方面的系統(tǒng)工程。