車載4G智慧終端的設計與實現

向云帆

（深圳市中興微電子技術有限公司，廣東深圳，518000）

車載4G智慧終端的設計與實現

向云帆

（深圳市中興微電子技術有限公司，廣東深圳，518000）

本文將對車載4g智慧終端的設計原則以及設計目標進行簡單的介紹，并對車載4g指揮終端的設計與實現進行研究，其中主要包括車載故障診斷系統、車載速度感應系統、車載無線網絡系統以及車載智能剎車系統四方面內容。

車載4G；智慧終端；故障診斷

0 引言

互聯網與汽車行業的相互結合，要想滿足人們對汽車行業的市場需求，就要將互聯網行業與汽車行業相互融合。

1 車載4G智慧終端的設計原則以及設計目標

車載4G智慧終端的設計原則主要包括以下幾點，第一，滿足各個方面的性能需求。其中主要包括汽車路由器的啟動時間要在30秒之內，汽車路由器的吞吐量要在50mp以上，端口的吞吐量要在10MP以上，熱插拔組件在運行的過程中不能夠影響路由器的正常工作，覆蓋范圍要在50米左右。汽車車載終端的性能主要包括以下方面，第一，在對汽車的油耗量進行統計的過程中，統計的誤差要在5%之內。在對汽車行駛的里程數進行統計的過程中，統計的誤差要在1%之內。車輛定位的精度要在15米之內，速度的精準度要早0.1米每秒左右。汽車的冷啟動時間要小于55秒，熱啟動時間要小于15秒。除了要滿足以上要求之外，還要對汽車運行的安全性以及可靠性進行全面把控。另外，在進行設計的過程中還要注意產品的可操作性以及使用效果。在安裝車載4G的過程中盡量使安裝步驟簡單化，方便使用人員使用的同時，還能夠減少施工人員安裝的工作量。

車載4G智慧終端的設計目標主要包括數據收集的準確性高、產品操作簡便、占地面積小以及價格便宜等特點。在對于車載4g智慧終端進行設計的過程中，可將系統大致分為三部分，第一部分是供電系統、第二部分為核心系統，第三部分為功能系統。供電系統主要為車載智慧終端提供能源支持，該系統的穩定性直接影響著汽車智慧終端整體的穩定性。該系統主要將外界電源轉換為各系統所需要的電源，并將其進行分配，保證系統整體的運行質量。另外，在設計供電系統的過程中，還要注意負載平衡的問題。以上三個部分的安裝順序為供電系統與核心系統相互連接，核心系統與功能系統相互連接。另外，該系統中主要由兩部分構成，一部分為硬件系統，另一部分為軟件系統。通常情況下硬件系統安裝在系統的底部，硬件部分為系統的設備基礎，只有將硬件系統的運行質量進行提高，才能夠提高系統整體的運行質量[1]。

2 車載4G智慧終端的設計與實現研究

車載4G智能終端的設計涵蓋四個方面，即車載故障診斷系統、車載速度感應系統、車載無線網絡系統、車載智能剎車系統，其設計的思路有一定的相似性。

2.1 車載故障診斷系統

汽車在行駛過程中會由于各類意外狀況、部件老化等問題出現故障，由于故障的類型是多樣化的，故障程度也不盡相同，由人員進行故障診斷和排除費時費力，因此在4g智能終端設計了車載故障診斷系統。

系統的設計核心是單片機和傳感器；技術支持是嵌入技術、集成技術；基本支持來自廣泛的數據資料。具體而言，首先針對汽車故障的種種類型、程度進行數據收集工作，總結其規律，之后將數據輸入單片機中，再嵌入傳感器，系統的模型基本完成。以溫度感應為例，在系統工作時，如果發動機出現故障、有水浸入，電力系統出現短路，溫度快速升高，傳感器偵知該問題，并將問題情況快速反饋至單片機的中央處理器端，中央處理器則根據數據記憶判斷問題，反饋給駕駛人，駕駛人不必檢查即可了解故障類型，直接進行排除即可[2]。

2.2 車載速度感應系統

車載速度感應系統的核心是傳感器，其基本技術支持是嵌入技術，結構組成包括監測部分、中央處理器、輸出部分和數字顯示設備。該系統的工作同樣依賴數據，如某條公路限速為60公里/小時，人員在駛上該公路后，將車載速度感應系統的警報參數設置為60，行駛過程中，如果速度過高，系統即會通過輸出部分發出警報，并通過數字顯示設備給出當前速度值，人員可據此進行調整，將速度降至60公里/小時以下。其工作流程為：監測部分全程對汽車速度進行監測，以每5秒為間隔將速度信息反饋給中央處理器，在汽車行駛速度不超過參數設定值的情況下，中央處理器默認行駛狀態為“安全”，當汽車行駛速度超過參數設定值時，監測部分將信息反饋給中央處理器，處理器則同時將指令下達至輸出部分和數字顯示部分，人員第一時間了解超速信息，及時加以調整，保證駕駛的安全。

2.3 車載無線網絡系統

無線網絡系統也即通常訴說的“WIFI”，一般需要以線路作為支持，如家用路由器等，車載無線網絡系統的原理與此有一定的差異，其更接近于目前城市的開放網絡，是一種依賴強大通信技術、信息接收技術的新式系統。具體而言，車載無線網絡系統包括接收天線、濾波器、信號強化器、輸出系統四個部分組成，其基本工作流程是，人員首先買入網絡服務，之后將接收天線放置于汽車頂部等露出位置，并使其盡量遠離電動機和導線，開始進行信號接收。由于城市環境下各類不同波長的通信活動十分頻繁，而且存在來自不同磁場的干擾，收集所得無線信號的噪音較多，再使用濾波器對信號進行過濾，在確定波長的條件下，濾波器可以對無線信號實現較為有效的提純，提純后的信號依然存在強度較弱的問題，再通過信號強化器進行強化，最后以輸出系統實現輸出，人員即可在車內享受無線網絡服務。

2.4 車載智能剎車系統

智能剎車系統的設計與智能診斷系統十分類似，其核心構件是傳感器。主要的技術支持是集成技術。在汽車行駛過程中，人員可能會遇到各類突發情況，如障礙物、不遵守交通規則的人員、車輛等等，部分駕齡較短的駕駛人可能反應不及，導致事故發生，智能剎車系統即針對這一問題設計。具體來說，車載智能剎車系統包括聲波設備、回波接收設備、中央處理器、連接器四個主要部分構成[3]。

3 結論

本文通過對車載4G智慧終端的設計與實現進行研究發現，對其進行研究，能夠有效提高車輛的故障診斷質量，同時還能夠有縮短車輛剎車的反應時間。由此可以看出，對車載4G智慧終端的設計與實現進行研究，能夠為今后車載4G智慧終端的發展奠定基礎。

[1]陳慶德,李紅良,金羿.基于4G和IPv6技術的智慧交通系統應用方案研究[J].江蘇通信,2016,32(04):54-57.[2017-10-12].

[2]溫紀慶.WIFI環境下公交車載廣告傳媒系統[D].青島理工大學,2015.

[3]崔正杰.車載4G智慧終端的設計與實現[D].南京郵電大學,2015.

Design and implementation of vehicle 4G intelligent terminal

Xiang Yunfan
(Shenzhen Zhongxing Microelectronic Technology Co.,Ltd.,Shenzhen Guangdong,518000)

In this paper, the design principle of on-board terminal 4 g wisdom and design goals for a simple introduction, and for the design and implementation of vehicle terminal 4 g command, which mainly includes the on-board fault diagnosis system, vehicle speed sensor systems, automotive wireless network system, and car intelligent brake system four aspects.

Vehicle 4G; intelligent terminal; fault diagnosis