汽車用車載終端的標(biāo)準(zhǔn)的綜述

吳詩宇 潘力溧 楊浩

摘? 要：現(xiàn)代汽車往大數(shù)據(jù)方面發(fā)展，汽車用車載終端是基礎(chǔ)硬件。國家相關(guān)部門在自身的角度上發(fā)布了一些標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)互相有存在某些共通點。本文對車載終端的主要標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了綜述，并歸納總結(jié)出了同時滿足各種標(biāo)準(zhǔn)的方法，為各廠家設(shè)計車載終端提供了參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);車載終端;標(biāo)準(zhǔn)綜述;解決方案

中圖分類號：U467.3? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1005-2550（2019）04-0002-04

Abstract： With the development of modern automobile to big data， vehicle terminal is the basic hardware. Relevant national departments have issued some standards from their own point of view， which have some common points with each other. In this paper， the main standards of on-board terminals are summarized， and methods to meet various standards at the same time are summarized， which provides a reference for manufacturers to design on-board terminals.

1? ?引言

在過去的十年內(nèi)，大數(shù)據(jù)開啟了一個令人激動的全新時代。結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)大量涌現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)本身蘊藏了巨大的價值。各大汽車制造商早已瞄準(zhǔn)大數(shù)據(jù)這一寶藏，重新構(gòu)建企業(yè)核心競爭力和品牌影響力。而政府及相關(guān)機構(gòu)為了規(guī)范汽車行業(yè)市場行為，更好的實現(xiàn)管理職能，也要借力于車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)這個工具[1]。

車載終端又叫T-BOX，是把車輛信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)平臺的車載部件，是車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。其通信協(xié)議的符合性、產(chǎn)品的可靠性，都最終影響著整個汽車大數(shù)據(jù)系統(tǒng)[2]。

為了更好的滿足政府及行業(yè)的大數(shù)據(jù)需求，引導(dǎo)汽車行業(yè)健康發(fā)展。國家相關(guān)部門及機構(gòu)針對車載終端，從自身的角度發(fā)布了一系列產(chǎn)品技術(shù)要求及試驗方法的檢測標(biāo)準(zhǔn)。

首先，交通運輸部發(fā)布了JT/T 794-2011《道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車載終端技術(shù)要求》[3]、JT/T 1076-2016《道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車載視頻終端技術(shù)要求》[4]。

其次，北京理工大學(xué)牽頭制定了GB/T 32960.2-2016《電動汽車遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第2部分：車載終端》[5]。

其三，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了GB 17691-2018《重型柴油車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》[6]。

以上標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)品技術(shù)要求上，存在不同程度的重疊。詳細(xì)解讀如下。

2? ?JT/T 794-2011 與JT/T 1076-2016

JT/T 794-2011《道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車載終端技術(shù)要求》，定義了普通的具有衛(wèi)星定位功能的車載終端的技術(shù)要求。用于代替GB/T 19056-2012《汽車行駛記錄儀》。

而JT/T 1076-2016《道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車載視頻終端技術(shù)要求》，在JT/T 794-2011 的基礎(chǔ)上，增加了音頻和視頻功能的技術(shù)要求。

JT/T 794-2011 用于普通營運車輛，而JT/T 1076-2016 的視頻車載終端目前多用于“兩客一危”的營運車輛，用于監(jiān)控駕駛員行為和車內(nèi)狀況。

電氣性能方面，JT/T 794-2011 與JT/T 1076-2016 完全一樣。要求如下：

終端內(nèi)具有電池，并能獨立工作10min;

終端能在寬電壓范圍工作，適應(yīng)反接電壓、過電壓;

終端在斷電后，能保存數(shù)據(jù)15天;

終端應(yīng)具有防止蓄電池虧電的切換功能。

高低溫環(huán)境適應(yīng)性方面，JT/T 794-2011 與JT/T 1076-2016 完全一樣，都是要求-40℃～85℃下儲存，-20℃～70℃下正常工作。電磁兼容性也完全一樣，都是要求靜電放電抗擾和抗車輛點火干擾。

機械適應(yīng)性方面，JT/T 794-2011 與JT/T 1076-2016 存在較大不同。區(qū)別如下表1 所示。

大量的試驗證明，JT/T 1076-2016 帶上了硬盤，并進(jìn)行了通電。機械適應(yīng)性試驗條件比JT/T 794-2011 更加嚴(yán)格。

另外，通信協(xié)議方面，都按JT/T 808-2013《道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)終端通訊協(xié)議及數(shù)據(jù)格式》[8]。

3? ?GB/T 32960.2-2016

GB/T 32960.2-2016《電動汽車遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第2部分：車載終端》，定義了電動汽車的車載終端的技術(shù)要求，主要功能只是把整車的CAN信息轉(zhuǎn)換成無線網(wǎng)絡(luò)信息（3G或4G）。

電氣性能方面，除了JT/T 794-2011的，還增加了電壓緩升緩降的測試，從大量測試結(jié)果看出，這項測試的通過率高，集成車載終端滿足的難度不大。

高低溫環(huán)境適應(yīng)性方面，要求-40℃～85℃下儲存，-30℃～70℃下正常工作。低溫工作比JT/T 794-2011 低了10℃，并增加了溫度梯度和濕熱循環(huán)等試驗，要求變高。電磁兼容性方面要求加嚴(yán)，增加了傳導(dǎo)抗擾度、發(fā)射抗擾度、輻射抗擾度、輻射發(fā)射和傳導(dǎo)性能等測試。可靠性方面，并增加了5年的壽命加速試驗。

機械適應(yīng)性方面，按照GB/T 28046.3-2011《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗第3 部分：機械負(fù)荷》[9]執(zhí)行。首先要求進(jìn)行三綜合的32h 的隨機振動，試驗條件如下。

從上表看出，相比于JT/T 1076-2016，耐振動試驗條件加嚴(yán)較多。耐沖擊試驗條件變化不大。

通信協(xié)議方面，與JT/T 794-2011 和JT/T 1076-2016 完全不同，采用GB/T 32960.3-2016《電動汽車遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第3部分：通信協(xié)議及數(shù)據(jù)格式》[10]。

4? ?GB 17691-2018

GB 17691-2018《重型柴油車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》的發(fā)布是近年來汽車行業(yè)的熱門事件。標(biāo)準(zhǔn)中附錄Q，規(guī)定了遠(yuǎn)程排放車載終端的技術(shù)條件和通信數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)格式上，相比于GB/T 32960.3-2016，增加了OBD 數(shù)據(jù)和發(fā)動機數(shù)據(jù);技術(shù)條件上，增加了網(wǎng)絡(luò)安全檢測，其他與GB/T 32960.2-2016 一致。

另外，此標(biāo)準(zhǔn)6.12.4中規(guī)定“從6a階段開始，車輛應(yīng)裝備符合附錄Q要求的遠(yuǎn)程排放管理車載終端，鼓勵車輛按本標(biāo)準(zhǔn)附錄Q要求進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。從6b階段開始，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)保證車輛在全壽命期內(nèi)，按本標(biāo)準(zhǔn)附錄Q要求進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，由生態(tài)環(huán)境主管部門和生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行接收”。規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的過渡期，避免了“一刀切”。

可以看出，GB 17691-2018相比于新能源汽車的車載終端標(biāo)準(zhǔn)，只是改變了軟件協(xié)議。與GB/T 32960.2-2016可以實現(xiàn)硬件通用。

5? ?解決方案

如何設(shè)計終端使其同時滿足多個標(biāo)準(zhǔn)，需要做如下硬件方面的設(shè)計。

硬件上應(yīng)具備支持GPS 和北斗的雙模定位解碼模塊;為了實現(xiàn)斷電后10min 的獨立運行，終端內(nèi)應(yīng)具備鋰電池;

為了保證能在-30℃～70℃下工作，并在-40℃～85℃存儲，所有芯片應(yīng)選用工業(yè)級的。并保證鋰電池在-30℃下的電量能獨立運行10min;

車載終端為了實現(xiàn)視頻監(jiān)控的功能，必須具備內(nèi)置或外置的硬盤。硬盤通過JT/T 1076-2016 的通電500Hz 隨機振動試驗;

而普通硬盤無法通過2000Hz 的3個方向32h 隨機振動，電動汽車的車載終端不要求儲存視頻，采用SD卡或CF卡的方式內(nèi)置在終端內(nèi)。電動汽車終載不帶硬盤，通過2000Hz的隨機振動;

車載終端需要通過濕熱循環(huán)的試驗，車載終端的防護(hù)等級要達(dá)到耐濕熱的嚴(yán)酷度。而要考慮散熱，此類部件外殼都有一些散熱孔，不利于防護(hù)。建議廠家在部分電路板層級做好防水;

為了實現(xiàn)乘用車、小型商用車和大型商用車的通用，電源芯片采用9V～36V的寬范圍輸入，同時也滿足了過電壓。另外為通過反向電壓試驗，電源側(cè)加入了正向二極管，避免了反向電源擊穿電路;

為了通過傳導(dǎo)抗擾度、發(fā)射抗擾度、輻射抗擾度、輻射發(fā)射和傳導(dǎo)性能等EMC測試，就需要在信號線和電源線入口處上做更好的屏蔽和接地設(shè)計。針對電源輸入側(cè)，電路上設(shè)計多級濾波電路，通過寬范圍的電源芯片后，再進(jìn)行濾波。電路板的接地，也采用多規(guī)格的電容和零歐姆電阻組合接地的方式;

硬件層級，設(shè)計更多的接口，針對不同的應(yīng)用，插上不同的設(shè)備，實現(xiàn)不同的功能。比如要實現(xiàn)視頻車載終端的功能，就要插上攝像頭、硬盤，啟動終端內(nèi)圖像辨識的模塊。如果只是實現(xiàn)電動汽車傳輸數(shù)據(jù)的功能，接上整車CAN線和電源即可;

為通過振動試驗，車載終端外部連接器采用防松、防誤插的形式。連接器與電路板之間建議采用插針焊接的方式。電路內(nèi)結(jié)構(gòu)上采用多點支撐的方式，并進(jìn)行利用振動臺進(jìn)行固有頻率的掃描，在設(shè)計階段就防止在2000Hz以下出現(xiàn)的共振。建議廠家在開模設(shè)計之前，就進(jìn)行固有頻率的仿真或試驗，防止磨具的浪費;

而沖擊試驗就是大加速度的短時脈沖，主要考核電路板固定方式和終端外殼的強度，此試驗與帶電跌落試驗類似，廠家可自行用跌落試驗進(jìn)行前期的研究或設(shè)計驗證。

通信軟件方面，底層協(xié)議一直都是基于TCP的，應(yīng)用層協(xié)議存在一定差別。

如果采用JT/T 808-2013，更多是遠(yuǎn)程平臺對終端發(fā)命令，終端執(zhí)行命令并返回狀態(tài);與此同時，終端不斷地進(jìn)行主動安全和駕駛員監(jiān)控的運算，并把運算結(jié)果存儲在本地，或必要時發(fā)送到遠(yuǎn)程平臺。單次有效通信的數(shù)據(jù)量更大，多采用4G的通信方式。

如果采用GB/T 32960.3-2016，只需要把整車CAN 線上的數(shù)據(jù)和定位實時發(fā)給遠(yuǎn)程平臺即可，主要實現(xiàn)平臺對整車運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，要求10s上傳一次數(shù)據(jù)，單次有效通信的數(shù)據(jù)量小，但更頻繁，本采用3G即可滿足需求。但考慮到3G網(wǎng)絡(luò)的逐步淘汰和JT/T 808-2013要求的4G，車載終端和平臺的通信方式建議采用4G。

從這2個主管部門制定的通信標(biāo)準(zhǔn)可以看出，交通部更看重的是道路的交通安全;工信部看重的是對新能源汽車的宏觀大數(shù)據(jù)管理和監(jiān)控。為了滿足這2個主管部門的述求，建議車載終端通過4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行JT/T 808 和GB/T 32960.3的數(shù)據(jù)混合發(fā)送，并可發(fā)送到不同的IP地址上。并預(yù)留5G接口，為以后支持5G，升級產(chǎn)品做好外觀和結(jié)構(gòu)上的準(zhǔn)備，節(jié)省開模和結(jié)構(gòu)設(shè)計費用。

并建議在終端內(nèi)設(shè)計遠(yuǎn)程升級的功能代碼。如果軟件協(xié)議更換了新的標(biāo)準(zhǔn)或IP地址更改，可通過固件遠(yuǎn)程升級的方式實現(xiàn)。這樣避免了后期終端裝車后，需要現(xiàn)場進(jìn)行軟件升級的麻煩，有助于減少售后與運營成本。

行業(yè)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所，也可以根據(jù)不同部門發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，整理得到車載終端的統(tǒng)一國家標(biāo)準(zhǔn)。實現(xiàn)不同主管機構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，統(tǒng)一后終端檢測和認(rèn)證，只需要按一個標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行即可，既滿足了不同主管機構(gòu)的述求，又實現(xiàn)了對終端廠家的減負(fù)和扶持。

6? ?結(jié)語

根據(jù)以上的解讀和歸納。各車載終端廠家，可以根據(jù)自身產(chǎn)品的特點，建立滿足多種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品系列，去應(yīng)對不同整車廠的要求，減少檢測與認(rèn)證成本。整車也可以對車載終端進(jìn)行家族化管理，減少售后與運營成本。

本文對車載終端相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的解讀和歸納為各廠家設(shè)計車載終端提供參考。

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