基于物联网的智能家车系统的设计

黄思斯 谭泽富 蔡黎 兰丽

【摘要】 本文提出了一种新型实时监测管理家庭与汽车安全的远程处理系统设计方案。该方案基于Zigbee技术的WSN （Wireless Sensor Network，无线传感网络）与OBD（On-Board Diagnostic，车载诊断系统）汽车自检测技术作为底层数据采集的核心技术，通过将数据上传云端，然后在云端HTML5技术设计无差别终端处理平台，可在Android/IOS实时显示，并反馈处理，最终达到保证汽车使用的便利与家庭生活的安全。

【关键词】 无线传感网络 智能家居 车载诊断系统Design of smart home and car system Based on the Internet of things technology

Huang sisi1， Tan zefu1 ， Cai li1 ， Lan li2

（1.Signal and information processing Key Lab， CTGU， Chongqing 404000；2. Chongqing changan industy（group） co..LTD 400000） Abstract：This paper presents a new design scheme of remote processing system for real-time monitoring and management of home and car safety. The scheme is based on Zigbee WSN （Wireless Sensor Network） and OBD （On-Board Diagnostic） since the detection technology as the core technology of the underlying data acquisition， through the data uploaded to the cloud， based on the HTML5 technology to design a non differential terminal processing platform， can be displayed in real time in Android/IOS， and feedback processing. Finally， achieve the convenience of the use of cars and the safety of family life.

Keywords： Wireless Sensor Network；Smart home；On-Board Diagnostic

一、引言

作为传统物联网应用背景下的两大领域——智能家居与车联网，其单独两个板块发展都比较完善和成熟，但弊端也不可忽视的，对于智能家居来说，10年前就已经在中国开始发展应用，可惜到目前也没有产生大规模的经济效益，对于车联网中OBD车载自检测系统来说，单独OBD功能过于单一，本设计的解决方案为联动家庭和移动车生活，将两个应用领域形成场景化发展，设计出一个完整的智能家车系统完成所有的功能。

二、智能家车系统设计

2.1“家”子系统

组建以家庭为单位的无线传感器网络：通过人体红外、燃气报警等传感器采集室内安全、燃气异常等的家庭安全相关数据，经协调器，以ZigBee协议传输给家用WiFi网关，最终通过Internet将全部数据上传至Cloud云服务器，形成“家”子系统。

2.2 “车”子系统

搭建汽车信息在线检测系统：通过车载自诊断系统解析ECU（Electronic Control Unit，汽车电子控制单元）及车载总线中的传感器的数据（油耗、速度、水温、经纬度、故障码等），经网关通过LTE数据服务上传至Cloud云服务器，形成“车”子系统；在Cloud云服务器配置IIS （Internet Information Services，互联网信息服务），构建数据开放的查询平台，以图形、图表等形式，提供大数据的分析和服务，用户可以通过IOS/Android终端的应用访问数据，同时提供基于HTML5的微信公众号互动服务，最终形成家车信息互联互通的平台。

三、系统工作原理

系统采用深圳飞比FB250XRF系列传感器，实现家庭红外防盗防火、检测漏水漏气漏电、IP远程监控、门磁数据采集、协调、上传功能，通过对OBD系统的运用，解决汽车油耗、水温、胎压、经纬度、安全气囊等状态的解析；传感器和分协调器之间经RS232串口连接并供电，所采集数据通过ZigBee协议传输至总协调器（包含A8网关），A8网关把ZigBee协议转换为TCP/IP协议，最后通过家用无线路由器经FTTB （Fiber to The Building，光纤到楼）网络传送至云服务器；汽车数据通过OBD模块（具有LTE上网功能，把所解析的信息传送至Internet）直接将数据上传至云服务器；使用ZigBee采集传输传感器数据，由总协调器和A8网关转换为TCP/IP上传至Internet云服务器。

信息传输过程中，利用家庭路由器、红外等设备可减小成本，不同的2.4GHz下无线传输方式的应用，可保证信号不会受到家用变频空调、电磁炉，市区无线广播等信号的串扰和干扰，使数据稳定传输；软件支撑采用IAR等编程软件，编写各类传感器节点驱动程序、网络节点协调程序、OBD接收译码算法、数据上传云端程序编程；编写移动终端数据融合处理程序、移动终端显示程序，将两子系统集成，调试达到两数据的同时处理和显示，完成整个系统运行，实现传感器设备、数据上传、应用在线访问的目的；自建云服务器平台：搭建Linux微内核，配置云计算机软件，安装与管理服务器进行通讯的Agent程序，安装配置Trans--warp Data Hub 4.3软件，实现云服务器的大数据分析功能。

硬件采用TI公司的CC25XX系列芯片，通过ZigBee技术基于Z-Stack协议书写底层程序，采集来自传感节点的各类安全信息数据，用Visual Studio开发设计上位机软件，用APP Inventor开发终端应用，微信互动平台采用HTML5技术，最终实现IOS/Android多终端数据互动。

四、结语

本智能家车系统可以有效改变各种系统的不足，实现提前预知相关信息，提前报警，减少家庭、汽车安全事故的发生，维护社会稳定和谐，通过Cloud云服务器的大数据挖掘分析得到诸多信息，如某片区偷盗案件发案率、某型号汽车故障率等，利于政府及相关部门的决策和管理；同时该系统应用能促进物联网相关产品的销售，从而带动智能家居、家装、汽车销售与维修甚至运营商流量服务等的市场提升，创造较大的经济效益。

参 考 文 献

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