车联网平台系统

戎 辉， 王文扬， 高夕冉

（1.中国汽车技术研究中心，天津 300300；2.河北工业大学，天津 300132）

车联网平台系统

戎 辉1，2， 王文扬1， 高夕冉1

（1.中国汽车技术研究中心，天津 300300；2.河北工业大学，天津 300132）

介绍车联网平台系统的组成，阐述车载终端、后台系统以及软件应用等各部分功能。

车联网；车载T-BOX；后台系统；手机APP

随着社会经济的发展和工业化进程的加快，很多国家进入了汽车化社会的时代，而汽车化社会带来的诸如交通阻塞、交通事故、能源消费和环境污染等社会问题正在日趋恶化。在探索既维护汽车化社会，又缓解其所带来的问题的过程中，借助现代化科技改善交通状况，以达到 “保障安全、提高效率、改善环境、节约能源”为目的的 “智能交通系统”概念便逐步形成，而车联网正是实现智能交通的一个重要技术手段。现有的车载系统技术存在很多的改进空间，无法满足日益增长的客观需求。所以需要一个改进的车联网系统，来实现在网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，以及根据不同的功能需求，对所有车辆的运行状态进行有效监管和提供综合服务。

1 车联网功能介绍

以车辆、服务平台作为终端，依托无线通信技术，通过实现车与路、车与车主、车主与车主、车主与第三方服务商的有效连接，从而为车辆提供多种服务 （如远程起动车辆、打开空调、调整座椅等）以及对车辆的有效监控。

2 车联网系统组成

如图1所示，车联网平台系统主要包含3部分：车载终端T-BOX、后台系统及手机APP。

图1 车联网平台系统组成

2.1 车载终端T-BOX

汽车里面有通信功能的盒子，主要实现车内网和车际网的通信，也实现车载娱乐、安全防护、信息收集与传递等功能。

T-BOX系统框图如图2所示，关键组成包括处理器部分、存储器部分、编译码器部分、音频部分、电源部分、WIFI／蓝牙部分、GPS部分、4G通信部分等。

图2T-BOX系统框图

T-BOX采用双处理器，主处理器采用的是Freescale Cortex A9 imx6芯片，主频高达800 MHz；从处理器采用的是Freescale MPC5604B芯片，主频高达48MHz。车辆起动时，两路CAN将数据传送给从处理器，从而存储在FRAM中，主处理器上电工作时，从处理器将数据传递给主处理器，从而将数据存储在随机存储器LPDDR3，程序存储在EMMC中。

音频编解码器Audio Codec，将用户的数字音频流进行编码发送给计算机程序，然后再解码成语音朗读给用户，如语音操作车辆等。

T-BOX内置定位模块，通过收取GPS／北斗卫星信号，得知车辆所在位置信息，也可用作导航功用。

4G通信模块采用的是华为公司的ME909Au-821芯片，包含LTE-FDD、LTE-TDD、HSPA+、TD-SCDMA和GSM 5种制式，通过操作SIM卡，设置移动、联通等多家运营商的通信。

无线功能模块可选择性强，由表1可看出，频段上GPS和BT／WIFI的频段隔离度较大，彼此的影响较小，且可以根据可选的模块和价格，考虑是否采用GPS、WIFI、BT复用，但当前主要的集成方案是GPS+陀螺仪+加速度，BT+WIFI的组合方式。

表1 无线部件组合方案

2.2 后台系统

上位机监控中心主要包含远程监控终端以及监控管理平台。平台是由下位机报送相关数据，通过上位机实现车辆行驶过程的监控管理。其中下位机通过GPRS将相关数据报送至上位机，由上位机分析并结合GIS技术，实现对车辆行驶记录的监控、查询统计、报表、数据分析等功能。

为应对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题，世界主要汽车生产国纷纷加快部署，将发展新能源汽车作为国家战略，加快推进技术研发和产业化，同时大力发展和推广应用汽车节能技术。节能与新能源汽车已成为国际汽车产业的发展方向，未来10年将迎来全球汽车产业转型升级的重要战略机遇期。目前中国汽车产销规模已居世界首位，预计在未来一段时期仍将持续增长，必须抓住机遇，抓紧部署，加快培育和发展节能与新能源汽车产业，促进汽车产业优化升级，实现由汽车工业大国向汽车工业强国转变。相对于传统车辆，新能源车辆使用电力作为其能量供给源，下面针对新能源汽车的后台系统做一下介绍。

使用新能源车辆信息实时采集和监控系统，记录新能源车辆行驶时的电池、电机的电压、电流、温度等相关状态参数，以及整车控制器等设备的运行数据，构建上述相关参数的数据库。通过对数据的分析、研究，一方面可以发现现有技术的缺陷，提出技术改进方案；另一方面，能够及时发现可能存在的安全隐患，通过监控系统向驾驶员预警，避免出现安全事故，保证车辆安全、可靠运行。

1）远程监控终端 远程监控终端采集车辆的位置、时间、状态等信息，通过网络传送给平台，平台再解析收到的数据信息，在PC终端实时显示车辆的状态、位置等信息，若有故障会及时报警，这些数据也会存储到数据库中备份。

2）监控管理平台 解析来自终端的数据，并实时显示，还可以实时追踪车辆，在线的、离线的、轨迹回放等。主要功能模块如图3所示。本监控管理平台可以兼容纯电动汽车、混合动力汽车等多种新能源车型。以纯电动汽车为例，本文介绍远程终端监控范围。

图3 监控管理平台功能模块

监控纯电动汽车的数据范围有温度和重要参数，如电机温度、电池包、车速、整车控制系统、电机驱动系统、电池管理系统和历史数据等。

整车控制系统分为故障、状态、基础数据、电池包温度、电池单体电压5个选项，每个选项中有自己的参数，故障中主要参数有：水泵工作状态、DCDC工作状态、空调工作状态、手／脚制动状态和蓄电池状态等。

电机驱动系统只有故障、状态、基础数据3个选项，故障中的主要参数有：电机控制器通信、控制器过热、IGBT、超速、电机过热／过流、电机过载等。

电池管理系统包含故障、状态、基础数据、电池包温度、电池单体电压5个选项，故障类型有电池温度过高或过低、充电电流过大、放电电流过大等。

“新能源数据走势”功能通过内部软件分析，根据用户设置的车牌号，区域起始终止时间呈现出一个折线图，清晰地观察出走势。

2.3 软件应用

通过车载诊断单元OBD可以读取到车辆的实时数据，通过移动互联网把数据传递到云服务器平台中进行运算与处理，最后在智能手机上显示出来。手机APP分为如下3个版本：用户、技术或售后人员和管理者。

2.3.1 用户

用户是自己单个车辆的层面，通过手机可以查看车辆的基本信息、远程控制车辆、自检车辆状况、位置追踪等，主要功能如下。

1）信息周期显示 水温、蓄电池电压、车速、行驶里程、平均油耗、胎压状态等。

2） 查询 前照灯状态、车门状态、车／天窗状态、空调状态、后备厢状态等。

3）自检类 蓄电池电压过低、蓄电池故障、 水温过高、防冻液液位过低、超速、油量过低等。

4）远程控制 远程开启空调，远程点亮前照灯（夜间找车），远程控制喇叭 （日间找车），远程控制车窗、车门，远程起动，远程锁车等。

5）位置追踪 位置查询、轨迹查询等。

2.3.2 技术或售后人员

技术或售后人员位于每一辆车的层面，通过手机也可以显示车辆的信息，比用户显示的信息更详尽，同时还可以进行远程故障诊断、找车、故障报警等，主要功能具体如下。

1）信息周期显示 水温、蓄电池电压、车速、行驶里程、平均油耗、胎压状态和电机温度等。

2）查询类 前照灯状态、车门状态、车／天窗状态、空调状态、后备厢状态等。

3）自检类 蓄电池电压过低、蓄电池故障、水温过高、防冻液液位过低、超速和油量过低等。

4）位置追踪 位置查询、轨迹查询等。

5）远程故障诊断 即车的什么部位发生了什么故障，故障码是什么。如：车辆的燃油供给系统、发动机电控系统、点火系统和油路工作情况等。

6）找车、故障报警 用户车辆被盗，主动将情况上报给服务中心，通过定位、警报等一系列措施寻回车辆。用户车辆有警情，同样主动上报给服务中心处理。

2.3.3 管理者

管理者或领导是所有车辆的层面，主要是统计类的数据，如实时在线车辆数量、出现故障车辆的数量、车辆行驶里程排序、车辆数量／地区、车健康状态与所在地区的关系、车辆平均行驶里程、车辆一般行驶多少里程容易发生什么样的故障等，页面显示见图4。

图4 管理者移动设备功能界面

3 结束语

车联网应用计算机、卫星定位、通信、传感等技术，通过无线通信网络的语音、数据和全球卫星定位系统，使汽车及驾驶人能够与外部进行双向信息传递，并开展道路救援、远程诊断、导航指引、娱乐等服务。可想而知，车联网的应用，使交通驾驶行为更加安全，减少交通事故的发生，有利于人们的生活。

本文介绍了车联网平台系统的组成，基于各部分功能的详尽描述。随着车联网的发展，将进一步深入细化、优化车联网平台系统的各部分功用，使服务更便利。

［1］ 张立成.面向车联网的车载智能终端研究与实现［D］.长安大学，2012.

［2］ 白文江.基于Android平台的移动应用开发研究［J］.太原大学学报，2011（3）：117-120.

［3］ 孙仁云，付百学.汽车电器与电子技术（第2版）［M］.北京：机械工业出版社，2011.

［4］ 王艺，邓佳佳，林毅.适用于车联网应用的移动通信网络［J］.电信科学，2012（6）：1-6.

（编辑 杨 景）

Introduction of Internet of Vehicle System

RONG Hui1，2，WANG Wen-yang1，GAO Xi-ran1
（1.China Automotive Technology Research Center，Tianjin 300300；2.Hebei University of Technology，Tianjin 300132，China）

This paper introduces components of the internet of vehicle system，its terminal，background system，software applications and their functions.

internet of vehicles；T-BOX；background system；mobile phone application

U463.6

A

1003－8639（2016）10－0019－03

2016-08-30

戎辉 （1981-），男，河北邯郸人，高级工程师，博士，研究方向为汽车电子、新能源、智能网联；王文扬（1980-），男，河北秦皇岛人，高级工程师，硕士，研究方向为汽车电子、新能源、智能网联；高夕冉 （1992-），女，天津人，助理工程师，硕士，研究方向为汽车电子、新能源、智能网联。