现代汽车信息化技术

杨忠敏



现代汽车信息化技术

杨忠敏

The Informatization Tech of Modern Cars

Yang Zhongmin

当车联网对于广大消费者仍然是一个概念时，车企已经开始与物联网产业链展开了合作及试点工作。近期，车企在车联网的布局动作频频，业内人士分析，在车上装载智能应用服务终端，成为我国车企提升品质、进军中高端汽车市场及抢占市场份额的重要手段。当汽车成为人们越来越不可或缺的生活配置时，其作为一个重要移动智能终端的功能被强化，人们更期待在车中享受到高科技智能化的体验和服务。车联网是物联网中最可能率先推广的技术。

汽车生产商及移动运营商已经敏锐地捕捉到了需求与商机，纷纷有所动作。当前车联网主要以“车载终端+产品+后续服务平台”的商业模式来抢占先机，而整合车联网产业链上下游组成联盟是一种有效方式。移动运营商也积极布局，为车联网发展做准备。不久前中国移动与一汽集团签署战略合作协议，共同打造中国车联网产品及服务基地、无线数字化城市产品及服务基地。中国联通（600050）也密集与多家重要车企签署了车联网战略合作协议，其中包括上海汽车、吉利汽车、长安汽车、比亚迪、奇瑞汽车、江苏金龙等。根据协议，这些汽车制造商将采用中国联通的汽车信息化系统，提供包括位置、通信、安防监盗、资讯、娱乐、远程诊断和救援等全方位的服务。未来5～8年内中国联通WCDMA网络服务的3G智能汽车将突破3000万辆。

当前我国汽车行业的发展已经面临一个瓶颈，对产品的升级迫在眉睫，而车联网正好为车企提供了升级发展的契机，不仅能吸引用户、满足用户的多元化需求，而且能协助车企提升信息化水平，进军中高端汽车市场。当前，车联网的应用还处于初级阶段。就当前的状况来看，集团运营模式更适合运用车联网，尤其是出租车公司、汽车租赁公司、拥有大量客货车的运输服务企业等，都已经在初步运用车联网来了解每辆车的运行状态和安全性；而个人客户出于对隐私的保护，对车联网的接受度还有待提升。目前，车企内部已经初步运用车联网来进行生产运营的监测。目前东风已经在生产样车中装备了移动GPRS，主要作用是对样车的各方面性能进行远程监控，包括汽车的方位、车速、电机的运行状态，并针对不同车型有更多细分的监控指标。

目前，信息化汽车的系统由两部分组成，一部分是车辆本身的内部网络系统，它由车载网络计算机控制；另一部分是车辆外部的联系网络系统，包括GPS监测中心、互联网及区域网服务商、车辆服务中心、单位或家庭电脑等。由此，也出现新的汽车后市场服务方式。比如推出不久的汽车远程服务，以移动通讯和互联网为依托，整合汽车后市场资源，服务涵盖汽车救援、道路气象、卫星导航、多媒体娱乐、车载电话、移动电视等各方面。

随着以计算机技术、卫星定位和网络技术为基础的汽车信息系统技术日益发展，信息网络汽车呼之欲出。近些年生产汽车商以e时代特征勾画出了网络概念车，例如福特“24-7”概念车，装置了GPS、前后摄影系统、视听功能、网上收发等设备，驾车者和乘客能够在任何时刻享受网络信息的氛围。随着汽车机电一体化技术的发展，车载微机电控功能及精确化程度不断提高，增设了大量的高科技装置，如微机综合控制、多媒体音像、车载移动通讯、GPS卫星导航等，使车载电子器件数量和质量增加，线束直径变粗，输送信息量与精密度增大，线束的连接亦趋复杂。在现代汽车设计中，对提高汽车使用体积、质量和节省导线可谓精益求精，线束已成为急待解决的问题之一。现代轿车的线束设计采用多路数字传输网络（VAN）技术，使用双绞线、同轴电缆等传输介质，利用两根总线输送多种信号，其线束网络设计在国内具有一定的领先性。多采用Bosch M7.4.4多点顺序喷射发动机、多功能数字仪表、密码防盗系统、Bosch 5.3防抱死制动系统（ABS）、电控气囊、GPS卫星导航（选装）等先进技术。

网络汽车不仅仅是一种交通工具，而且能成为办公、通讯、娱乐的场所。它综合现有的硬件与软件技术，包括卫星全球定位（GPS）、无线通信、网络访问、语音识别、平面显示、夜视技术、人工神经网络等技术。主要的新功能有远程诊断与车辆控制功能、移动办公功能、汽车网址功能、道路导航功能等。以这些功能可知，网络汽车的系统构成实际上由两部分组成，一部分是车辆本身的内部网络系统，它由车载网络计算机控制。通过数据总线连接无数个子网，控制发动机及其他总成、平面显示与仪表盘显示器、中控门锁、无线电话等，各个子网都具有不同的时钟速度和各自的功能。另一部分是车辆外部的联系网络系统，包括GPS监测中心、互联网及区域网服务商、车辆服务中心、单位或家庭电脑等。

根据上述网络汽车的概念，网络概念车的主要装置有电子地图领航系统。它利用GPS接收机与DVD-ROM机结合，将储存全国或某城乡地区交通道路资料的光盘放入机盒内，根据GPS控制中心的指示，网络汽车能知道自己在地图上的所在位置和行驶方向，并知道到达目的地的最佳路线。有汽车前后摄影系统，它将开车盲角的位置通过中控台平面显示器显示出来，在夜间可利用红外线镜头将车前一切静止及移动的物体所散发的热量转化成影像，在夜间行车时能远距离探测到路面上的障碍物。有宽频网络无线连接系统，利用最近即将推出的GPRS系统（传输速度可100kbit/s）或者将来更快的CDMA系统（传输速度可达256kb；t/5），能使汽车宽频网络无线连接能够实现，届时每位车主和乘客都可设立自己的网络地址，随时在车上上网测览或收发语音电子邮件，举行远程办公会议，下载汽车维修资料等，甚至可以遥控居所的家用电器。

互联网日益普及的今天，这种新型的通讯技术理所当然地要进入到汽车领域。早在1998年，歌乐（Clarion）公司就与微软合作，利用Windows操作系统开发出世界上第一台车载电脑系统“歌乐PC”，综合运用了汽车音响、计算机技术、导航技术及自动语音识别技术，将汽车带入一个将音响、视像与通讯三结合的信息网络空间。与此同时，通用汽车公司也实施它的“Onstar”汽车通讯系统，通过系统的显示屏，乘车者在车内可以完成打电话，互联网通讯、卫星导航及看文娱节目等几乎一切的信息通讯。早在2000年7月31日，福特汽车公司与Qualcomm公司合作，宣布共同组建一家新公司来开发和提供无线移动通信和信息服务，将语言、娱乐、互联网接入和安全性服务带入轿车和皮卡。并开发了一款与众不同的汽车，取名“24-7”，该车采用先进的电子技术，驾车者可用声控发出指令，利用先进的通讯与远程数据传送技术，随时可以上网收发电子邮件，查看实时路况信息。“24-7”的含义就是车上的乘员每时每刻都可以与外界联系，与当代信息技术紧扣在一起。随着数字技术的飞速发展，现代信息化技术将越来越多地应用在轿车上。

未来汽车上的蓝牙技术，它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它将取代目前多种电缆连接方式，以低成本的近距离无线连接为基础，使各种电子装置在无线状态下相互连接传递数据。蓝牙无线业务采用的是不需要申请的2.4GHz的ISM波段，并采用额定速率为1600跳点/s的高速跳频来减少干扰。除跳频外，它还采用了时分双工传输方案。它支持物理信道中1Mbit/s的最大带宽。由于蓝牙面向小功率、便携式的应用，因此，一个典型的蓝牙设备只有大约10m约有效范围。蓝牙能够传送语音和数据业务，并能够同时支持同步通讯和异步通讯。

采用蓝牙技术，可以通过嵌入在电子装置上的一个写有程序的微电子芯片，使所有相关设备在有效范围内完成相互交换信息、传递数据的工作。它省去了那些将移动电话、个人信息处理系统及其他一些电子设备相互连接的电缆装置。蓝牙技术虽然出现不久，但己受到许多方面的关注。它在汽车电子装置上的应用前景非常看好。德尔福汽车系统公司已经开发出可以让驾乘人员用语音进行操控的车载蓝牙设备；摩托罗拉公司还为汽车生产商推出了一种蓝牙汽车工具包。有了它，用户操控手持蓝牙设备，就能够与汽车设备之间进行无线联系，比如无线遥控打开车门、与车内车辆检测系统无线交换数据库。采用蓝牙技术的车载装置将使人们很容易在车内通过英特网下载音乐、录像和发送电子邮件。

作为第一步，汽车制造商不久就可以通过安装车载免提电话系统与蓝牙技术相适应的移动电话一同工作。它具有保持移动电话和个人电脑无绳连接的功能，即使用户的个人电脑放在手提箱内。用户还可以通过电话接收电子邮件，通过移动电话屏幕阅读邮件标题，使网络汽车的功能得以实现。可以预见，将来的汽车一旦发生故障，驾车者可以立即将故障码显示在显示屏幕上，并通过蓝牙技术E-mail到维修中心，维修中心的师傅查看故障码并从数据库中调出该车资料，判断出故障的位置、原因和解决方案，立即指示车主如何去做。

蓝牙技术的广泛应用会彻底改变人们对互联网的认识。电脑不再是接入网络的惟一途径，信息网络将走向包括汽车在内的各方面。一旦汽车各数据处理器实现无线联系，车上任何装置都可以实现数字化，包括汽车车厢、座椅、发动机、底盘、汽车电器等，从而使汽车真正实现网络化与智慧化。

现代汽车信息化技术包括GPS（全球定位导航系统）和互联网应用，GPS技术利用卫星与用户之间的相对位置，通过数据处理确定用户的位置，可以监察和引导汽车运行，但服务项目有限。而利用现在的互联网技术，就能够拓展出许多项目的服务。移植手机无线上网的最新技术，配置大容量存储及读写功能的车载电脑，就能够逐步实现汽车应用互联网。通过互联网，车主不但可以直接进入厂商设置的网站查询自己汽车的资料，一旦汽车有故障发生，也可以通过车载电脑将信息资料发向维修中心，维修中心下载信息资料可以了解到故障的位置和原因，维修工程师可以通过互联网远程操纵汽车自检系统或指导车主处理。汽车应用互联网技术，车主可以随时了解到瞬间变化的股市行情，可以随时发送与接收电子信件或传真件，使车主在驾驶途中如同在办公室一样。这里所说的一切现时的技术都可以解决，关键问题是无线上网的速度和车载电脑的硬件质量。无线上网速度将取决于第三代无线电话通讯技术，例如3G技术的进展，车载电脑则取决于适应汽车运行中使用的硬件。早在2002年日本厂商先锋和索尼等分别展示了可实用化的车载硬盘，存储容量均为10GB，并批量生产。因为车载电脑与家用电脑的环境要求完全不一样，它要耐震动和耐高温，所以，硬盘技术的突破预示了车载电脑的应用将会广泛开展。

现在绝大多数的车主是自己驾车。因此有关人士认为汽车信息化要着重解决“前排座位”技术应用，包括互联网信息服务、远程故障诊断等等，首先是为驾驶者设置的。现在有些汽车上的新技术已经应用PDA（个人数字信息助理集成），用PDA作为系统的可视化界面，记忆驾车者的个人信息，将车主对座椅的调整位置、日常交通路线的驾车习惯等记录下来，使汽车具有“智能”。

速度控制在每小时80km的汽车行驶在郊外的公路上，驾车人欣赏着美妙的音乐，孩子们在后座上看电视。驾车人看着电脑屏幕的汽车仪表盘说出全家旅行的目的地，详细线路图便闪现在屏幕上。屏幕上同时可以显示前方两公里道路上车流的画面。如果交通很拥挤，驾车人说“变更路线”，电脑就会提供几条可选路线。当车主正听着语音电子邮件时，一辆农用车窜到车主的前面，汽车上的传感器非常灵敏，控制系统自动减速，使汽车与农用车保持适当的距离。这不是科幻影片中的画面，也不是在白日做梦，这些描述的汽车技术在未来几年内就会变成现实。过去，一种汽车从概念到现实一般要数年的时间。但随着汽车技术的飞速发展和计算机技术的应用，消费者反馈的信息很快就会体现在新车型上。

轿车里的自动温控系统已经采用红外传感器扫描前座乘客的体表温度，以帮助车载电脑调节热气和冷气，从而获得最佳的舒适度。试想一下，当坐在车里的时候，此时外面已是大雪纷飞，车里却是温暖如春，不久将来这种情景会成为真实的画面。

顶尖的人工智能技术以及网络技术，使人们在汽车内能细心体会是什么

给我们驾车生活创造乐趣。汽车的普通元器件能通过汽车电脑与各种音像设备、电话、卫星、全球定位系统的装备密切的融为一体。一上车，就可以利用语音识别系统与汽车进行简单的交谈。当汽车出了故障时，电脑会提醒小心驾驶，并建议呼叫维修中心来帮忙。如果迷失了方向，汽车电脑和全球定位系统会告诉确切的位置，并可以指明最近的加油站或旅馆在哪里。初级语音命令系统已在奔驰S级轿车这样的豪华汽车里得到应用，主要是用来控制空调和音响设备。用不了多久，汽车会变得更听话，会帮读电子邮件和预定晚餐。

通过汽车电脑可以网上测览、收发电子邮件，在假期长途旅行中，孩子们会在车上看DVD电影或者用电脑玩游戏。有的显示器就内置在前座的靠背，还配有无线耳机等装置。乘客可以听自己喜欢的CD、通过电视卫星收看收费电视或接受最新的交通和气象信息。这对任何人都具有很大的诱惑力。更重要的是可以使用因特网遥控锁车、关灯。甚至当车被盗后，也可以从网上将汽车发动机关掉。这样的汽车的确是无可挑剔的。坐在这样的汽车里面如同是在家里或者办公室内一样不会受到任何的限制。那时汽车已不仅仅是简单意义上的代步工具了，它会成为得力的助手。这种网络汽车的时代，并不遥远，将会成为每一个消费者可以实现的梦想！

任何事物利弊两存，汽车信息化也不例外。专家警告说，汽车信息化虽然给车主一种全新的感觉，但非常容易分散驾车者的注意力，例如在行驶途中收发电子邮件，如果不采取对应的预防措施，与此相关的交通事故势必增加。当前汽车行业在提高安全性和人体工程学设计方面的工作远落后于电子信息技术的发展速度，如果这样发展下去会招致消费者的不满乃至政府的介入，限制行驶中的汽车使用上网设备。从这个意义上讲，推行汽车信息化是一个涉及各方面的系统工程。