現代汽車信息化技術

楊忠敏

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現代汽車信息化技術

楊忠敏

The Informatization Tech of Modern Cars

Yang Zhongmin

當車聯網對于廣大消費者仍然是一個概念時，車企已經開始與物聯網產業鏈展開了合作及試點工作。近期，車企在車聯網的布局動作頻頻，業內人士分析，在車上裝載智能應用服務終端，成為我國車企提升品質、進軍中高端汽車市場及搶占市場份額的重要手段。當汽車成為人們越來越不可或缺的生活配置時，其作為一個重要移動智能終端的功能被強化，人們更期待在車中享受到高科技智能化的體驗和服務。車聯網是物聯網中最可能率先推廣的技術。

汽車生產商及移動運營商已經敏銳地捕捉到了需求與商機，紛紛有所動作。當前車聯網主要以“車載終端+產品+后續服務平臺”的商業模式來搶占先機，而整合車聯網產業鏈上下游組成聯盟是一種有效方式。移動運營商也積極布局，為車聯網發展做準備。不久前中國移動與一汽集團簽署戰略合作協議，共同打造中國車聯網產品及服務基地、無線數字化城市產品及服務基地。中國聯通（600050）也密集與多家重要車企簽署了車聯網戰略合作協議，其中包括上海汽車、吉利汽車、長安汽車、比亞迪、奇瑞汽車、江蘇金龍等。根據協議，這些汽車制造商將采用中國聯通的汽車信息化系統，提供包括位置、通信、安防監盜、資訊、娛樂、遠程診斷和救援等全方位的服務。未來5～8年內中國聯通WCDMA網絡服務的3G智能汽車將突破3000萬輛。

當前我國汽車行業的發展已經面臨一個瓶頸，對產品的升級迫在眉睫，而車聯網正好為車企提供了升級發展的契機，不僅能吸引用戶、滿足用戶的多元化需求，而且能協助車企提升信息化水平，進軍中高端汽車市場。當前，車聯網的應用還處于初級階段。就當前的狀況來看，集團運營模式更適合運用車聯網，尤其是出租車公司、汽車租賃公司、擁有大量客貨車的運輸服務企業等，都已經在初步運用車聯網來了解每輛車的運行狀態和安全性；而個人客戶出于對隱私的保護，對車聯網的接受度還有待提升。目前，車企內部已經初步運用車聯網來進行生產運營的監測。目前東風已經在生產樣車中裝備了移動GPRS，主要作用是對樣車的各方面性能進行遠程監控，包括汽車的方位、車速、電機的運行狀態，并針對不同車型有更多細分的監控指標。

目前，信息化汽車的系統由兩部分組成，一部分是車輛本身的內部網絡系統，它由車載網絡計算機控制；另一部分是車輛外部的聯系網絡系統，包括GPS監測中心、互聯網及區域網服務商、車輛服務中心、單位或家庭電腦等。由此，也出現新的汽車后市場服務方式。比如推出不久的汽車遠程服務，以移動通訊和互聯網為依托，整合汽車后市場資源，服務涵蓋汽車救援、道路氣象、衛星導航、多媒體娛樂、車載電話、移動電視等各方面。

隨著以計算機技術、衛星定位和網絡技術為基礎的汽車信息系統技術日益發展，信息網絡汽車呼之欲出。近些年生產汽車商以e時代特征勾畫出了網絡概念車，例如福特“24-7”概念車，裝置了GPS、前后攝影系統、視聽功能、網上收發等設備，駕車者和乘客能夠在任何時刻享受網絡信息的氛圍。隨著汽車機電一體化技術的發展，車載微機電控功能及精確化程度不斷提高，增設了大量的高科技裝置，如微機綜合控制、多媒體音像、車載移動通訊、GPS衛星導航等，使車載電子器件數量和質量增加，線束直徑變粗，輸送信息量與精密度增大，線束的連接亦趨復雜。在現代汽車設計中，對提高汽車使用體積、質量和節省導線可謂精益求精，線束已成為急待解決的問題之一。現代轎車的線束設計采用多路數字傳輸網絡（VAN）技術，使用雙絞線、同軸電纜等傳輸介質，利用兩根總線輸送多種信號，其線束網絡設計在國內具有一定的領先性。多采用Bosch M7.4.4多點順序噴射發動機、多功能數字儀表、密碼防盜系統、Bosch 5.3防抱死制動系統（ABS）、電控氣囊、GPS衛星導航（選裝）等先進技術。

網絡汽車不僅僅是一種交通工具，而且能成為辦公、通訊、娛樂的場所。它綜合現有的硬件與軟件技術，包括衛星全球定位（GPS）、無線通信、網絡訪問、語音識別、平面顯示、夜視技術、人工神經網絡等技術。主要的新功能有遠程診斷與車輛控制功能、移動辦公功能、汽車網址功能、道路導航功能等。以這些功能可知，網絡汽車的系統構成實際上由兩部分組成，一部分是車輛本身的內部網絡系統，它由車載網絡計算機控制。通過數據總線連接無數個子網，控制發動機及其他總成、平面顯示與儀表盤顯示器、中控門鎖、無線電話等，各個子網都具有不同的時鐘速度和各自的功能。另一部分是車輛外部的聯系網絡系統，包括GPS監測中心、互聯網及區域網服務商、車輛服務中心、單位或家庭電腦等。

根據上述網絡汽車的概念，網絡概念車的主要裝置有電子地圖領航系統。它利用GPS接收機與DVD-ROM機結合，將儲存全國或某城鄉地區交通道路資料的光盤放入機盒內，根據GPS控制中心的指示，網絡汽車能知道自己在地圖上的所在位置和行駛方向，并知道到達目的地的最佳路線。有汽車前后攝影系統，它將開車盲角的位置通過中控臺平面顯示器顯示出來，在夜間可利用紅外線鏡頭將車前一切靜止及移動的物體所散發的熱量轉化成影像，在夜間行車時能遠距離探測到路面上的障礙物。有寬頻網絡無線連接系統，利用最近即將推出的GPRS系統（傳輸速度可100kbit/s）或者將來更快的CDMA系統（傳輸速度可達256kb；t/5），能使汽車寬頻網絡無線連接能夠實現，屆時每位車主和乘客都可設立自己的網絡地址，隨時在車上上網測覽或收發語音電子郵件，舉行遠程辦公會議，下載汽車維修資料等，甚至可以遙控居所的家用電器。

互聯網日益普及的今天，這種新型的通訊技術理所當然地要進入到汽車領域。早在1998年，歌樂（Clarion）公司就與微軟合作，利用Windows操作系統開發出世界上第一臺車載電腦系統“歌樂PC”，綜合運用了汽車音響、計算機技術、導航技術及自動語音識別技術，將汽車帶入一個將音響、視像與通訊三結合的信息網絡空間。與此同時，通用汽車公司也實施它的“Onstar”汽車通訊系統，通過系統的顯示屏，乘車者在車內可以完成打電話，互聯網通訊、衛星導航及看文娛節目等幾乎一切的信息通訊。早在2000年7月31日，福特汽車公司與Qualcomm公司合作，宣布共同組建一家新公司來開發和提供無線移動通信和信息服務，將語言、娛樂、互聯網接入和安全性服務帶入轎車和皮卡。并開發了一款與眾不同的汽車，取名“24-7”，該車采用先進的電子技術，駕車者可用聲控發出指令，利用先進的通訊與遠程數據傳送技術，隨時可以上網收發電子郵件，查看實時路況信息。“24-7”的含義就是車上的乘員每時每刻都可以與外界聯系，與當代信息技術緊扣在一起。隨著數字技術的飛速發展，現代信息化技術將越來越多地應用在轎車上。

未來汽車上的藍牙技術，它是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范，它將取代目前多種電纜連接方式，以低成本的近距離無線連接為基礎，使各種電子裝置在無線狀態下相互連接傳遞數據。藍牙無線業務采用的是不需要申請的2.4GHz的ISM波段，并采用額定速率為1600跳點/s的高速跳頻來減少干擾。除跳頻外，它還采用了時分雙工傳輸方案。它支持物理信道中1Mbit/s的最大帶寬。由于藍牙面向小功率、便攜式的應用，因此，一個典型的藍牙設備只有大約10m約有效范圍。藍牙能夠傳送語音和數據業務，并能夠同時支持同步通訊和異步通訊。

采用藍牙技術，可以通過嵌入在電子裝置上的一個寫有程序的微電子芯片，使所有相關設備在有效范圍內完成相互交換信息、傳遞數據的工作。它省去了那些將移動電話、個人信息處理系統及其他一些電子設備相互連接的電纜裝置。藍牙技術雖然出現不久，但己受到許多方面的關注。它在汽車電子裝置上的應用前景非常看好。德爾福汽車系統公司已經開發出可以讓駕乘人員用語音進行操控的車載藍牙設備；摩托羅拉公司還為汽車生產商推出了一種藍牙汽車工具包。有了它，用戶操控手持藍牙設備，就能夠與汽車設備之間進行無線聯系，比如無線遙控打開車門、與車內車輛檢測系統無線交換數據庫。采用藍牙技術的車載裝置將使人們很容易在車內通過英特網下載音樂、錄像和發送電子郵件。

作為第一步，汽車制造商不久就可以通過安裝車載免提電話系統與藍牙技術相適應的移動電話一同工作。它具有保持移動電話和個人電腦無繩連接的功能，即使用戶的個人電腦放在手提箱內。用戶還可以通過電話接收電子郵件，通過移動電話屏幕閱讀郵件標題，使網絡汽車的功能得以實現。可以預見，將來的汽車一旦發生故障，駕車者可以立即將故障碼顯示在顯示屏幕上，并通過藍牙技術E-mail到維修中心，維修中心的師傅查看故障碼并從數據庫中調出該車資料，判斷出故障的位置、原因和解決方案，立即指示車主如何去做。

藍牙技術的廣泛應用會徹底改變人們對互聯網的認識。電腦不再是接入網絡的惟一途徑，信息網絡將走向包括汽車在內的各方面。一旦汽車各數據處理器實現無線聯系，車上任何裝置都可以實現數字化，包括汽車車廂、座椅、發動機、底盤、汽車電器等，從而使汽車真正實現網絡化與智慧化。

現代汽車信息化技術包括GPS（全球定位導航系統）和互聯網應用，GPS技術利用衛星與用戶之間的相對位置，通過數據處理確定用戶的位置，可以監察和引導汽車運行，但服務項目有限。而利用現在的互聯網技術，就能夠拓展出許多項目的服務。移植手機無線上網的最新技術，配置大容量存儲及讀寫功能的車載電腦，就能夠逐步實現汽車應用互聯網。通過互聯網，車主不但可以直接進入廠商設置的網站查詢自己汽車的資料，一旦汽車有故障發生，也可以通過車載電腦將信息資料發向維修中心，維修中心下載信息資料可以了解到故障的位置和原因，維修工程師可以通過互聯網遠程操縱汽車自檢系統或指導車主處理。汽車應用互聯網技術，車主可以隨時了解到瞬間變化的股市行情，可以隨時發送與接收電子信件或傳真件，使車主在駕駛途中如同在辦公室一樣。這里所說的一切現時的技術都可以解決，關鍵問題是無線上網的速度和車載電腦的硬件質量。無線上網速度將取決于第三代無線電話通訊技術，例如3G技術的進展，車載電腦則取決于適應汽車運行中使用的硬件。早在2002年日本廠商先鋒和索尼等分別展示了可實用化的車載硬盤，存儲容量均為10GB，并批量生產。因為車載電腦與家用電腦的環境要求完全不一樣，它要耐震動和耐高溫，所以，硬盤技術的突破預示了車載電腦的應用將會廣泛開展。

現在絕大多數的車主是自己駕車。因此有關人士認為汽車信息化要著重解決“前排座位”技術應用，包括互聯網信息服務、遠程故障診斷等等，首先是為駕駛者設置的。現在有些汽車上的新技術已經應用PDA（個人數字信息助理集成），用PDA作為系統的可視化界面，記憶駕車者的個人信息，將車主對座椅的調整位置、日常交通路線的駕車習慣等記錄下來，使汽車具有“智能”。

速度控制在每小時80km的汽車行駛在郊外的公路上，駕車人欣賞著美妙的音樂，孩子們在后座上看電視。駕車人看著電腦屏幕的汽車儀表盤說出全家旅行的目的地，詳細線路圖便閃現在屏幕上。屏幕上同時可以顯示前方兩公里道路上車流的畫面。如果交通很擁擠，駕車人說“變更路線”，電腦就會提供幾條可選路線。當車主正聽著語音電子郵件時，一輛農用車竄到車主的前面，汽車上的傳感器非常靈敏，控制系統自動減速，使汽車與農用車保持適當的距離。這不是科幻影片中的畫面，也不是在白日做夢，這些描述的汽車技術在未來幾年內就會變成現實。過去，一種汽車從概念到現實一般要數年的時間。但隨著汽車技術的飛速發展和計算機技術的應用，消費者反饋的信息很快就會體現在新車型上。

轎車里的自動溫控系統已經采用紅外傳感器掃描前座乘客的體表溫度，以幫助車載電腦調節熱氣和冷氣，從而獲得最佳的舒適度。試想一下，當坐在車里的時候，此時外面已是大雪紛飛，車里卻是溫暖如春，不久將來這種情景會成為真實的畫面。

頂尖的人工智能技術以及網絡技術，使人們在汽車內能細心體會是什么

給我們駕車生活創造樂趣。汽車的普通元器件能通過汽車電腦與各種音像設備、電話、衛星、全球定位系統的裝備密切的融為一體。一上車，就可以利用語音識別系統與汽車進行簡單的交談。當汽車出了故障時，電腦會提醒小心駕駛，并建議呼叫維修中心來幫忙。如果迷失了方向，汽車電腦和全球定位系統會告訴確切的位置，并可以指明最近的加油站或旅館在哪里。初級語音命令系統已在奔馳S級轎車這樣的豪華汽車里得到應用，主要是用來控制空調和音響設備。用不了多久，汽車會變得更聽話，會幫讀電子郵件和預定晚餐。

通過汽車電腦可以網上測覽、收發電子郵件，在假期長途旅行中，孩子們會在車上看DVD電影或者用電腦玩游戲。有的顯示器就內置在前座的靠背，還配有無線耳機等裝置。乘客可以聽自己喜歡的CD、通過電視衛星收看收費電視或接受最新的交通和氣象信息。這對任何人都具有很大的誘惑力。更重要的是可以使用因特網遙控鎖車、關燈。甚至當車被盜后，也可以從網上將汽車發動機關掉。這樣的汽車的確是無可挑剔的。坐在這樣的汽車里面如同是在家里或者辦公室內一樣不會受到任何的限制。那時汽車已不僅僅是簡單意義上的代步工具了，它會成為得力的助手。這種網絡汽車的時代，并不遙遠，將會成為每一個消費者可以實現的夢想！

任何事物利弊兩存，汽車信息化也不例外。專家警告說，汽車信息化雖然給車主一種全新的感覺，但非常容易分散駕車者的注意力，例如在行駛途中收發電子郵件，如果不采取對應的預防措施，與此相關的交通事故勢必增加。當前汽車行業在提高安全性和人體工程學設計方面的工作遠落后于電子信息技術的發展速度，如果這樣發展下去會招致消費者的不滿乃至政府的介入，限制行駛中的汽車使用上網設備。從這個意義上講，推行汽車信息化是一個涉及各方面的系統工程。