基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家車系統(tǒng)的設計

黃思斯 譚澤富 蔡黎 蘭麗

【摘要】 本文提出了一種新型實時監(jiān)測管理家庭與汽車安全的遠程處理系統(tǒng)設計方案。該方案基于Zigbee技術的WSN （Wireless Sensor Network，無線傳感網(wǎng)絡）與OBD（On-Board Diagnostic，車載診斷系統(tǒng)）汽車自檢測技術作為底層數(shù)據(jù)采集的核心技術，通過將數(shù)據(jù)上傳云端，然后在云端HTML5技術設計無差別終端處理平臺，可在Android/IOS實時顯示，并反饋處理，最終達到保證汽車使用的便利與家庭生活的安全。

【關鍵詞】 無線傳感網(wǎng)絡 智能家居 車載診斷系統(tǒng)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

作為傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)應用背景下的兩大領域——智能家居與車聯(lián)網(wǎng)，其單獨兩個板塊發(fā)展都比較完善和成熟，但弊端也不可忽視的，對于智能家居來說，10年前就已經(jīng)在中國開始發(fā)展應用，可惜到目前也沒有產(chǎn)生大規(guī)模的經(jīng)濟效益，對于車聯(lián)網(wǎng)中OBD車載自檢測系統(tǒng)來說，單獨OBD功能過于單一，本設計的解決方案為聯(lián)動家庭和移動車生活，將兩個應用領域形成場景化發(fā)展，設計出一個完整的智能家車系統(tǒng)完成所有的功能。

二、智能家車系統(tǒng)設計

2.1“家”子系統(tǒng)

組建以家庭為單位的無線傳感器網(wǎng)絡：通過人體紅外、燃氣報警等傳感器采集室內(nèi)安全、燃氣異常等的家庭安全相關數(shù)據(jù)，經(jīng)協(xié)調(diào)器，以ZigBee協(xié)議傳輸給家用WiFi網(wǎng)關，最終通過Internet將全部數(shù)據(jù)上傳至Cloud云服務器，形成“家”子系統(tǒng)。

2.2 “車”子系統(tǒng)

搭建汽車信息在線檢測系統(tǒng)：通過車載自診斷系統(tǒng)解析ECU（Electronic Control Unit，汽車電子控制單元）及車載總線中的傳感器的數(shù)據(jù)（油耗、速度、水溫、經(jīng)緯度、故障碼等），經(jīng)網(wǎng)關通過LTE數(shù)據(jù)服務上傳至Cloud云服務器，形成“車”子系統(tǒng)；在Cloud云服務器配置IIS （Internet Information Services，互聯(lián)網(wǎng)信息服務），構建數(shù)據(jù)開放的查詢平臺，以圖形、圖表等形式，提供大數(shù)據(jù)的分析和服務，用戶可以通過IOS/Android終端的應用訪問數(shù)據(jù)，同時提供基于HTML5的微信公眾號互動服務，最終形成家車信息互聯(lián)互通的平臺。

三、系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)采用深圳飛比FB250XRF系列傳感器，實現(xiàn)家庭紅外防盜防火、檢測漏水漏氣漏電、IP遠程監(jiān)控、門磁數(shù)據(jù)采集、協(xié)調(diào)、上傳功能，通過對OBD系統(tǒng)的運用，解決汽車油耗、水溫、胎壓、經(jīng)緯度、安全氣囊等狀態(tài)的解析；傳感器和分協(xié)調(diào)器之間經(jīng)RS232串口連接并供電，所采集數(shù)據(jù)通過ZigBee協(xié)議傳輸至總協(xié)調(diào)器（包含A8網(wǎng)關），A8網(wǎng)關把ZigBee協(xié)議轉換為TCP/IP協(xié)議，最后通過家用無線路由器經(jīng)FTTB （Fiber to The Building，光纖到樓）網(wǎng)絡傳送至云服務器；汽車數(shù)據(jù)通過OBD模塊（具有LTE上網(wǎng)功能，把所解析的信息傳送至Internet）直接將數(shù)據(jù)上傳至云服務器；使用ZigBee采集傳輸傳感器數(shù)據(jù)，由總協(xié)調(diào)器和A8網(wǎng)關轉換為TCP/IP上傳至Internet云服務器。

信息傳輸過程中，利用家庭路由器、紅外等設備可減小成本，不同的2.4GHz下無線傳輸方式的應用，可保證信號不會受到家用變頻空調(diào)、電磁爐，市區(qū)無線廣播等信號的串擾和干擾，使數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸；軟件支撐采用IAR等編程軟件，編寫各類傳感器節(jié)點驅動程序、網(wǎng)絡節(jié)點協(xié)調(diào)程序、OBD接收譯碼算法、數(shù)據(jù)上傳云端程序編程；編寫移動終端數(shù)據(jù)融合處理程序、移動終端顯示程序，將兩子系統(tǒng)集成，調(diào)試達到兩數(shù)據(jù)的同時處理和顯示，完成整個系統(tǒng)運行，實現(xiàn)傳感器設備、數(shù)據(jù)上傳、應用在線訪問的目的；自建云服務器平臺：搭建Linux微內(nèi)核，配置云計算機軟件，安裝與管理服務器進行通訊的Agent程序，安裝配置Trans--warp Data Hub 4.3軟件，實現(xiàn)云服務器的大數(shù)據(jù)分析功能。

硬件采用TI公司的CC25XX系列芯片，通過ZigBee技術基于Z-Stack協(xié)議書寫底層程序，采集來自傳感節(jié)點的各類安全信息數(shù)據(jù)，用Visual Studio開發(fā)設計上位機軟件，用APP Inventor開發(fā)終端應用，微信互動平臺采用HTML5技術，最終實現(xiàn)IOS/Android多終端數(shù)據(jù)互動。

四、結語

本智能家車系統(tǒng)可以有效改變各種系統(tǒng)的不足，實現(xiàn)提前預知相關信息，提前報警，減少家庭、汽車安全事故的發(fā)生，維護社會穩(wěn)定和諧，通過Cloud云服務器的大數(shù)據(jù)挖掘分析得到諸多信息，如某片區(qū)偷盜案件發(fā)案率、某型號汽車故障率等，利于政府及相關部門的決策和管理；同時該系統(tǒng)應用能促進物聯(lián)網(wǎng)相關產(chǎn)品的銷售，從而帶動智能家居、家裝、汽車銷售與維修甚至運營商流量服務等的市場提升，創(chuàng)造較大的經(jīng)濟效益。

參 考 文 獻

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