汽車遠程控制及無線通信在車聯網中的應用

王傲博

摘 要：隨著人民生活水平的提高，人民對汽車的要求已經不僅僅是代步工具，而是集安全、環保、娛樂、辦公及服務于一體的電子信息化智能汽車。車及交通管理的智能化就需要使用各種無線通信技術、汽車技術、大數據、電子及計算機技術通過遠程控制來實現汽車狀況實時檢測、車內無線移動辦公、GPS全球定位、汽車行駛導航、車輛指揮調度、環境數據采集、車內娛樂等等功能。謹以此篇簡單的汽車遠程啟動控制來簡要分享APC220無線通訊模塊的使用，探討下無線通信在車聯網中的應用。

關鍵詞：汽車遠程控制;汽車無線通信;車聯網;車聯網應用;APC220

中圖分類號：U471.2? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2019）04-44-03

前言

東北的冬天天氣寒冷，汽車打火后十幾分鐘后才能開走。每天清晨父母都會提前15～20分鐘下樓熱車，為了減輕父母提前熱車的負擔，于是我們便有了汽車遠程控制的想法。

1 實現原理

1.1 原理圖及電路圖

1.1.1 實現原理

發射端（遙控器）：使用筆記本電腦的USB連接APC220模擬串口發射控制信號。

車載控制器：通過另一個APC220模塊來接收發射端的控制數據，轉給單片機Arduino來啟動控制電路。因Arduino沒有串口，因此增加擴展板來增加串口，APC220模塊插到擴展板上。

控制電路采用繼電器（信號小電壓控制汽車啟動電路的大電流）接通汽車啟動電路2-3秒鐘模擬汽車打火。

汽車啟動電路：因無汽車點火試驗環境，汽車啟動電路暫由小燈泡替代。

供電單片機Arduino供電采用5V電池盒供電;小燈泡供電采用12V鋰電池供電。

2 無線通信方案選擇

2.1 幾種無線傳輸方案比較

NB-IOT：窄帶物聯網（Narrow BandInternetof Things），特點是覆蓋廣，控制距離不受限制，功耗低等特點，在車聯網中有廣泛應用。使用需要運營商授權，受到信號覆蓋限制，現在模塊成本較高。

ZIGBEE：是一種基于IEEE 802.15.4協定的開放式的無線局域網標準。傳輸范圍較近，一般介于100米以內，在增加射頻的發射功率后，亦可增加到3km。特點是成本低、功耗低、距離近、復雜度低、速率低、的雙向無線通訊技術。在低成本、近距離的車聯網中也得到廣泛使用。

APC220：傳輸距離1200米以內，調測很方便、成本較低，能達到項目方案目的，此方案選用該種無線傳輸模式。

3 APC220無線通信模塊簡要介紹

3.1 APC220簡述

APC220模塊是嵌入式、多通道無線傳輸模塊，具有較強的抗干擾、糾錯、高靈敏度能力，有256bytes大容量緩存區，省電等優勢。

3.2 APC220參數可調設置

APC220模塊可以在配置軟件中修改以下各種參數。

3.3 APC220組網

APC220通道是半雙工的，可以完成一對一、一對多的通訊。本方案中是一對一的，在配置上兩塊APC220所有參數需要完全配置相同。在一對多時，通過主站點控制從站點，主站點發送指令，從站點接收到的地址碼后要與本機碼比較，對于不同地址的會將數據丟掉，不作響應;地址相同的將數據發送出去。

為了避免相互干擾，同一時間只能一臺發射。因APC220能夠設置很多個頻道，因此在一個區域可以多個網絡并存。

4 無線通信技術在車聯網中的應用

無線通信技術的快速發展，在車內、車車之間、車路之間、車人之間已經得到了非常廣泛的應用。各大汽車廠商開始關注車載通信，加裝各種智能功能。

4.1 車內通信

車內無線通信采用的通信方式有FMM/AM、ASK/FSK、藍牙、Zigbee、RFID、NFC及WiFi。

FM/AM即車載收音機;

ASK/FSK（FSK即頻移鍵控、ASK即幅移鍵控，）最多的使用場景是胎壓監測及汽車鑰匙。

藍牙通訊：傳輸距離為幾十米左右，抗噪聲能力強、傳輸速度快。使用場景是OBD監測、車載電話、、音箱等。

RFID無線射頻識別，采用1-100GHz頻率范圍的微波通信，RFID在車內通信應用最多的是汽車RFID無鑰匙啟動或者RFID鑰匙。

NFC是近距離、高帶寬、低能耗的雙向識別和連接RFID技術。如果手機和車載終端都支持NFC，在20CM以內可以實現互聯，并可將手機中的音頻、視頻文件方便的傳送到車載終端，也可以汽車鑰匙。

車載WIFI：除了可以連接手機、筆記本還可以連接DVR及行車記錄儀。

4.2 車外通信

車外無線通信采用的通信方式有2G/3G/4G、DSRC、RFID、ZigBee等。

DSRC：短程專用通信技術，能夠完成小區域內識別高速運動下的移動目標，并能夠實現雙向通信，也可以傳輸語音、圖像、及數據信息等，應用場景是ETC不停車收費。

5 結論

隨著5G的到來，車的自動控制、自動駕駛，車聯網、車際網及智能交通管理系統將會得到迅速發展，車的遠程控制、車聯網、智能汽車等將具有非常好的發展前景！

參考文獻

[1] 深圳市安美通科技有限公司.APC230-43 多通道微功率嵌入式無線數傳模塊.2008年.

[2] 中國電子信息產業發展研究院.智能網聯汽車測試與評價技術.2017年.

[3] 任小洪，梁立飛，賈書香，王天文.四川理工學院.基于ZIGBEE的CC2430芯片的汽車遙控門設計.

[4] 曹呈榮，余世明，湯健彬.浙江工業大學.基于無線通信的汽車輪胎壓力檢測系統.2006年.

[5] 張東偉，王文揚，杜明星，魏克新.天津理工大學.基于車聯網的車輛遠程控制系統設計.2017年.