車載電腦在汽車智能化發展中的作用

唐曉莉

（天津外國語大學）

隨著數字技術的飛速發展，現代信息化技術將越來越多地應用在轎車上。無論是美國、歐洲、日本，還是中國，汽車廠商們無不將汽車智能化作為主攻市場的手段之一。汽車智能化的發展離不開“車載電腦系統”的發展和完善，目前一些國內外高檔車型均配備了智能車載系統，其主要功能包括車載全能多媒體娛樂、GPS衛星導航、汽車故障診斷及移動辦公等。車載電腦在滿足人們對于車輛智能化應用需求的同時，進一步提升了汽車的檔次，文章對車載電腦在汽車智能化中所起到的重要作用進行了介紹。

1 車載電腦概述

車載電腦是專門針對汽車特殊運行環境及電器電路特點開發的具有抗高溫、抗塵、抗振功能并能與汽車電子電路相融合的專用汽車信息化產品。車載電腦系統又稱為“遠程信息處理系統”，它是集計算機多媒體技術、移動通訊技術、GPS技術和網絡技術等高新技術于一體，面向汽車行業，功能強、體積小、可靠性高的移動電腦系統[1]，可以從事汽車上各種各樣的工作，如不用手即可撥打手機、緊急尋找所需的方向、提供后座娛樂系統以及車內商務等。如今，車載電腦系統已經被廣泛地應用到家用轎車、貨柜牽引車、商務車、旅游車及豪華車等眾多車型。

2 車載電腦的結構與功能特點

車載電腦是一整套包括有主機、觸摸液晶顯示器以及GPS接收器的系統。主機采用目前兼容性和穩定性已經相當成熟的PC系統，包括CPU、內存、硬盤、CD-ROM、Windows操作系統、娛樂軟件以及導航軟件，除了具備衛星自導航系統GPS外，還可以同時成為多媒體視訊娛樂和無線通訊中心以及移動辦公室，使“網絡汽車”從概念化發展到了應用化。

操作系統是車載電腦的靈魂，使用它會讓汽車變得更可靠、更省油與更安全。與普通PC的操作系統不同的是，車載電腦的操作系統必須百分之百可靠，因為它們控制著汽車中許多重要的功能。對許多汽車軟件生產公司來說，他們面臨的共同挑戰就是開發出一種可靠性與性能方面不亞于汽車硬件的軟件。目前，車載電腦普遍采用微軟WindowsCE2.0操作系統。WindowsCE2.0是一個開放的、標準的基礎平臺，它的一些應用特征在所有的構造和模型里面都是固有的。WindowsCE2.0的外殼程序SHELL，即主菜單，可以通過語音界面或由觸摸式按鈕訪問其他任何應用軟件。包括先進的語音確認系統、語音綜合體、方位系統、地址簿、無線服務設備、AM/FM立體調整器、CD放音機、數字式音響設備，以及用戶自定義設置等相關應用軟件。

在結構上，車載電腦與普通電腦一樣，但車載電腦具有許多便攜式電腦所無法比擬的優勢，其集成度高、兼容性強、結構靈活、便于剪裁和升級，并且具有性能完備、結構緊湊、性價比優異、工作可靠、運行穩定、使用安全及操作簡便等特點。表1示出車載電腦與便攜式電腦的對比[2]。

表1 車載電腦與便攜式電腦的對比

3 主要功能

車載電腦結合導航、娛樂、日常事物處理等各種需求，作為一款高檔車輛所使用的新型產品，能夠實現“導航定位、網絡功能、信息指示、娛樂功能及安防功能”五大類功能，并具有強大的可擴展性。

3.1 導航定位

當汽車發動機啟動，車載電腦就開始控制系統進行監控和行駛記錄工作。車載電腦可以記錄汽車定位系統所收發的信息，記錄精度可達到1次/s。通過GPS準確的衛星定位和自動進行的路程計算，系統將制定出相應合理的行駛路線，并為駕駛員提供及時的前方路況和語音導航提示，以避免無必要的交通阻礙，使駕駛員順利輕松地到達目的地，如圖1所示。其帶有的時間喚醒功能或遠程控制呼叫中心，能夠使汽車的位置隨時被監控。

圖1 車載電腦的導航定位功能

3.2 網絡功能

從目前的情況來看，世界各大汽車公司的車身網絡控制和動力系統網絡控制的技術平臺均已基本建立，在新推出的車型中，全面采用網絡控制技術已成為可能，為信息和資源共享開辟了道路。

網絡技術在汽車中的應用可表現為：1）互聯網通訊。如 GPRS、CDMA、3G、WiMax、實時新聞、天氣預報、電子郵件及實時路況。2）車間通訊。車間通訊系統包括利用雷達追蹤前方車輛的功能“雷達巡航控制”和緊急車輛接近通知功能。當啟用雷達巡航控制時，車輛將通過無線傳輸，獲取前方車輛的減速和加速信息，可以比以往更穩定地進行加減速。在與急救車等緊急車輛接近時，不用頻繁觀察后方，儀表板上會出現“前方100 m有緊急車輛”等字樣。駕駛員可以集中注意力正視前方，實現安全駕駛。

3.3 信息指示

隨著信息網絡技術的不斷發展，汽車已經不再只是擁有4個輪子的交通工具，人們更加希望汽車作為日常生活以及工作范圍的一種延伸。對此，車載電腦具備的諸如自主泊車系統、疲勞監視系統、碰撞分析系統及語音識別系統等，為駕車者提供了極大的操縱便利，提高了駕駛安全性。

以遠程車輛診斷系統為例，如圖2所示，其信息存儲模塊可以為汽車故障提供科學診斷依據，同時為汽車設計提供有益的借鑒。在汽車發生故障的情況下，車載電腦的傳感器采集車內的多種信息，為遠程車輛監控提供豐富的數據資料。3G通訊網絡可以通過故障信息來初步確定故障產生的位置。車輛維修人員和后臺專家通過計算機網絡和數據庫，確定最佳的故障解決方案，從而能夠迅速修復車輛的故障。

圖2 車載電腦的遠程車輛診斷系統

3.4 娛樂功能

車載電腦的出現給汽車行業帶來了一場信息化的革命，讓每輛汽車都能構建成一個完美的車載信息與娛樂系統終端。例如移動信息平臺，包括網上聊天、瀏覽信息、網絡游戲、圖片下載、移動辦公、電子商務及股市行情等功能，使駕乘人員在車里就像呆在辦公室或是家里一樣，能夠收聽音樂、看電視、看視頻錄像以及上網處理工作等，如圖3所示，極大限度地滿足了人們對車載電腦多樣化的需求。

圖3 車載電腦的移動辦公功能

3.5 安防功能

車載電腦設計有4組輸入狀態指示燈，能夠用于監視汽車的狀態或汽車門被打開。車載電腦還帶有另外4組輸出狀態指示燈，為了特殊需要控制聯系，這些輸出能被用于報警等功能。

4 技術要求

車載電腦的抗振、抗摔力、散熱、安全設計及機體尺寸都必須符合汽車廠商和用戶的要求。

1）抗振要求：無論任何車輛都會有振動產生，根據使用的汽車對象不同，有高加速度大振幅和低加速度小振幅的情況，因此車載電腦需符合相應的抗振要求[3]。

2）顯示要求：在室外使用時，車載電腦避免不了陽光偏射甚至直射環境，需要通過選用高品質顯示器或優化結構設計最大限度地減少這種情況帶來的影響。

3）電源性能：車載電腦一般直接從車載電池取電，由于各種電瓶的使用狀態各不相同，加上點火及熄火的瞬時沖擊，因此對配合使用設備的電源要求很高。否則，極易損壞設備。

4）寬溫要求：我國大部分處在亞熱帶和溫帶地區，幅員遼闊，車輛的溫度環境極端，從-30～70℃均有可能，這對車載設備是個考驗。文獻[4]對如何解決車載電腦的散熱問題進行了相關介紹。

5）電磁干擾：特種車輛的使用不可能只有一臺電氣設備，特別是警用、醫用車輛。不合格的電磁輻射會給其他設備帶來嚴重的干擾，比如數傳電臺及醫用高精度體征監測等。文獻[5]提出了采用電源濾波及硬件看門狗電路的措施來提高車載電腦的電磁抗擾特性。

5 結論

隨著科技的快速發展，車載電腦的智能行車系統必將日益完善與成熟，車載電腦無疑讓汽車的智能化躍進了一大步。車載電腦實現了汽車原車功能與網絡連接，令多媒體娛樂功能大大地擴展；通過網絡連接，車主能夠利用網絡中的龐大資源進行信息查詢、網上商貿、與公司連接進行移動辦公等，人們甚至可以下載軟件來修改控制器軟件中的漏洞或提高汽車的性能；車載電腦還將實現車主與家庭連接，通過視頻功能，車主能夠時時了解家居的一切狀況。一個車載電腦可以包含無數種配置方案，根據消費者不同需求進行設置的車載電腦，就將產生不同種類。

微電子技術的飛速發展為車載電腦的發展提供了巨大的推動力。伴隨著汽車網絡協議的標準化進程，車載電腦網絡化將能更有效地提高汽車電氣的總成裝配效率，增進汽車的售后服務水平，簡便故障診斷和維修操作。