基于車聯網的車輛被盜協尋功能的開發及應用

馬鈺嘉

摘 要：車輛被盜搶后的車輛位置相關信息追溯是用戶對車輛安全的一項核心需求。車輛被盜協尋作為車聯網系統的一項核心安全功能，可以監測用戶車輛的異常信息，并在車輛發生盜搶的情況下及時上傳車輛位置相關信息，及時為車輛的找尋提供重要線索。車輛被盜協尋功能的開發需要綜合考慮車聯網系統的硬件、軟件、TSP通信協議設計，并且配以車聯網服務套餐的設計及用戶續費策略，從而在車聯網整體商業模式上發掘更多盈利點。

關鍵詞：車聯網；被盜協尋；商業模式

中圖分類號：U491.2 文獻標識碼：A 文章編號：1005-2550（2018）04-0040-05

Abstract： The retrospect of vehicle information after the theft is a key requirement of vehicle users. To be the Internet of Vehicle's key function， vehicle search can detect the abnormal status of vehicles and uploading the information about vehicle location to provide the important clue. The development of vehicle search should take the design of Internet of Vehicle's hardware， software， communication protocol into consideration. Also， the service package and user's continues payment strategy should be set up to mining more profit points in the business mode of Internet of Vehicles.

Key Words： Internet of Vehicles； Vehicle track； Business mode

1 前言

近幾年來，隨著國內汽車剛性需求的旺盛增長及保有量的不斷提升，中國已經快速步入汽車社會。但由于停車場等基礎設施設置不足、管理滯后等原因，汽車盜搶案件也呈現急劇上升態勢。如何有效預防相關案件的發生，并在車輛被盜搶之后及時進行找回以便減少車主經濟損失，已經成為亟待解決的一個難題。

得益于車聯網技術的快速發展，基于車聯網系統的車輛定位與被盜協尋功能也已經不斷完善并在市場上投入使用[1-2]。通過車聯網系統內置的定位功能及軟件算法，車聯網后臺可以在車輛狀態異常時，第一時間通知車主；一旦確認車輛被盜搶，車聯網后臺可以實時定位車輛位置、查看車輛狀態信息，并將信息提供給公安機關等有關部門，以幫助車主盡快找回車輛[3]。目前神龍公司旗下的Blue-i、Citroen Connect兩大車聯網品牌都已配備車輛被盜協尋功能，并數次在找回丟失車輛、破獲車輛盜搶案件中發揮了關鍵作用[4]。此外，與車輛被盜協尋功等核心功能相匹配的車聯網服務套餐也得到開發，并在商業模式領域創造了新的盈利點。

2 車輛被盜協尋功能的實現原理

車輛被盜協尋功能的開發，主要是用于協助公安機關、車主迅速定位被盜搶車輛的位置，并盡可能挽回車主的經濟損失，其原理圖如圖1所示[5-6]。

依托于現有的車聯網體系架構，目前車輛被盜協尋功能模塊中可以實現[7]：

（1）車輛狀態異常時（被拖車拖走、被劇烈碰撞、超出電子圍欄區域、異常啟動、異常操作）時，通過車聯網后臺將相關報警信息告知用戶；

（2）在車輛被盜搶之后，快速、實時更新車輛位置和車況信息，并以特定通信協議傳輸到車聯網后臺。

在安裝有完整車聯網系統的車輛中，能夠使用內置傳感器監測車輛異常狀態的發生，并通過接收GPS/北斗衛星信號定位車輛位置，相關的異常報警信息及車輛位置能通過移動通信網絡傳輸至人工車聯網后臺。在監測到車輛發生異常狀態時，車聯網后臺會發送報警信息給用戶，同時確認車輛狀態的信息。一旦確定車輛發生盜搶情況，車聯網后臺可以通過人工客服指導車主向當地的公安機關報警，并向公安機關說明車輛被盜協尋功能的工作流程。在車聯網后臺收到公安機關發出的協尋請求，并審核完公安機關提供的證明材料（車型、車輛VIN號、車主身份證號、報警號等）之后，即可啟動車輛追蹤流程并將車輛實時位置、車況信息發送給公安機關，以便協助公安機關盡快找到車輛。

得益于車聯網系統內置充電電池及低功耗設計，即使被盜搶車輛關閉了發動機，被盜協尋功能依然能通過內置電源保持長時間工作狀態，增加了車輛位置相關信息可追溯的時間軸長度，從而有效提高了盜搶車輛被追回的可能性。

3 車輛被盜協尋功能涉及的硬件開發

3.1 硬件架構設計

如需實現被盜協尋功能，首先必須在車聯網系統的硬件架構設計上提前做好預留[1]。在神龍公司開發車輛被盜協尋功能時，對應的車聯網系統硬件架構圖如圖2所示。

整套架構設計以通信模組和MCU（微處理器）為核心，其中通信模組內置移動通信的調制解調器、GPS/北斗導航模塊、Flash存儲芯片，整體集成度較高，這樣外圍只需搭配GPS/北斗天線、移動通信網絡天線即可實現定位、通信功能，大幅提高了硬件電路的可靠性，同時內置Flash還能在上報車輛數據時作為緩存使用[2]。

MCU用于連接傳感器實現車輛異常狀態監測功能，此外還連接了外部蓄電池供電和內置電池供電。雙路供電設計也保證了外部供電斷開之后，車聯網系統依然能持續采集、上傳車輛位置數據。

通信模組與MCU通過SPI和UART接口進行連接。為了實現低功耗特性，一旦車輛關閉發動機之后，通信模組與MCU都會進入低功耗工作模式，僅保留監聽遠程配置信息和3D加速度信號的功能。

3.2 核心器件的選型

在針對車輛被盜協尋功能設計硬件架構時，還需考慮核心器件的選型問題，以便更好適配后續軟件開發工作[8]。目前神龍公司在開發車聯網產品時，主要基于如下性能指標進行器件選型：

（1）通信模組：優先選擇集成Cortex-A7 CPU、GPS/北斗系統定位模塊、128/256MB Flash存儲的模組，網絡制式上需同時支持WCDMA/TD-LTE/FDD-LTE，從而簡化外圍器件數目，同時保留足夠的擴展性。

（2）3D加速度傳感器：低功耗模式下電流消耗<20μA，以便降低對車輛蓄電池的消耗；加速度偵測范圍與分辨率應至少達到±12 g和13位的水平，以便在監測車輛異常移動時保持足夠的靈敏度。

（3）充電電池：電池容量不低于1000mAh，充放電工作溫度范圍達到-30℃～ 85℃，從而保證缺乏外部供電時能繼續長時間支持車輛定位功能。

4 車輛被盜協尋功能的軟件架構設計

4.1 車輛被盜協尋功能的工作模式

在針對車輛被盜協尋功能開發相對應的軟件時，需要首先考慮整套功能的工作模式與邏輯策略，從而保證車輛被盜協尋功能與車聯網服務后臺、整車功能更好地進行匹配[9]。

神龍公司在開發車輛被盜協尋功能時，首先定義了該功能對應的三種工作模式：

（1）服務關閉模式：車輛被盜協尋功能被遠程關閉，無法監測車輛異常移動信息，也無法實時定位、上傳車輛位置。在鑰匙關閉之后，車聯網系統也不會周期性喚醒。

（2）監測模式：車聯網系統會監測車輛異常移動信息，同時在車輛關閉鑰匙之后周期性進行喚醒，以便監測人工車聯網后臺是否下發了激活/關閉追蹤模式的請求信息。

（3）追蹤模式：車聯網系統會監測車輛異常移動信息，同時每5秒鐘采集、上傳一次車輛位置和車況信息。在該模式下，車輛會被標記為丟失狀態，相關的通話、娛樂、資訊等車聯網服務都會被遠程禁用。

三種工作模式的切換順序如圖3所示。其中監測模式為車聯網產品出廠默認狀態，在協助公安機關追蹤、定位車輛位置時，可通過車聯網后臺下發的遠程指令轉為追蹤模式；反之如果用戶在后期未針對車聯網服務套餐進行續費，則通過遠程配置轉為服務關閉模式。

4.2 車輛被盜協尋功能的邏輯策略

在定義完車輛被盜協尋功能的三種工作模式之后，需要進一步設計整套功能的邏輯策略。圖4展示了神龍公司開發的被盜協尋功能的邏輯策略圖，在車輛協尋功能處于監測模式時，即使車輛已經處于熄火休眠狀態，車聯網系統也會每隔60分鐘左右喚醒一次，從而檢查車聯網后臺是否已經發送出了激活追蹤模式的指令[10-11]。同時，車聯網系統也會持續監測車輛異常移動信息，一旦監測到異常移動信號會直接喚醒整套系統，并等待車聯網后臺發送的激活追蹤模式的指令。

一旦車輛發生盜搶情況，且車聯網后臺下發激活追蹤模式的指令之后，車聯網系統會進一步判斷車輛蓄電池是否被人為地移除，并根據實際情況選擇供電模式，同時啟動追蹤模式定位、上傳車輛位置相關信息。

4.3 TSP通信協議設計

為了保證車輛與車聯網后臺之間可以正常地進行通信、數據傳輸，還需要同步開發兩者之間的數據傳輸協議，即TSP（Telematics Service Providers）通信協議，在協議中會詳細定義各項指令與應答的交互規則、數據格式、數據長度、數據位定義等內容。這里以激活/關閉車輛被盜協尋功能追蹤模式為例，簡要介紹數據交互規則及數據傳輸格式的設計[12-13]。

在數據交互時，車聯網后臺與車聯網系統采用如下一問一答的單向通信方式進行數據交換：

（1）車聯網后臺下發激活追蹤模式的請求（Start Tracking Request）；

（2）車聯網系統收到請求之后，激活追蹤模式，同時上報應答信息（Start Tracking Request Ack）；

（3）車聯網系統持續上報包含車輛位置、車況信息的數據串（SVT_TRACE_INFO）；

（4）在需要關閉追蹤模式時，車聯網后臺下發關閉追蹤模式的請求（Stop Tracking Request）；

（5）車聯網系統收到請求之后，關閉追蹤模式，同時上報應答信息（Stop Tracking Request Ack）；

車聯網系統上報車輛位置、車況信息的數據串SVT_TRACE_INFO是全部指令和應答中最重要的項目，包含了車輛VIN號、車輛位置坐標信息等內容，其數據格式定義如表1所示：

在一個正規的TSP協議開發流程中，完成了車輛被盜協尋功能協議內容的定義之后，需要將其集成到整個車聯網通訊協議的框架中，并對整個通訊協議進行通信調試和相關功能的驗證。

5 用戶服務套餐設計及商業模式探索

車聯網作為一種能為用戶提供后續增值服務的產品，一般會在開發過程中同步設計后續的用戶服務套餐及續費策略，以便在商業模式上發掘更多的盈利點。被盜協尋功能作為車聯網安全類服務的一項核心內容，能在關鍵時刻為用戶挽回巨額經濟損失，已逐漸成為推動用戶購買、續費車聯網服務套餐的重要理由。

目前，國內主流車聯網品牌都采用了“全功能免費試用+增值服務套餐續費”的商業模式，并以車輛被盜協尋、車輛遠程控制等核心類服務來區分不同的用戶服務套餐，從而盡可能推動用戶購買更高級別的套餐和實現更高的盈利。

表2展示了上海通用安吉星系統與神龍公司東風標致Blue-i系統的部分增值服務套餐設計。從表中可以看出，由于安吉星系統在國內已經擁有大批穩定的客戶，服務套餐的設計上擁有更高的區分度，其車輛被盜協尋服務僅在最高級別的套餐中出現，同時為滿足購買普通套餐用戶的需求，還額外推出了車輛被盜協尋服務疊加包。東風標致Blue-i系統還處在積累用戶的階段，因此直接將被盜協尋作為標配服務提供給用戶。但無論如何，用戶如果想在免費試用期結束后繼續使用被盜協尋等服務，都必須持續購買相應的服務套餐。

針對車輛被盜協尋服務，后續還可以進一步優化現有的服務套餐，例如將車輛異常移動監測功能列為獨立的服務內容、開發季度或月度被盜協尋服務疊加包等，從而進一步提升車聯網整體商業模式的靈活性。

6 結語

車輛被盜協尋功能的開發涉及車聯網硬件架構、軟件邏輯策略、TSP通信協議、用戶服務套餐設計等多個方面，隨著用戶對汽車安全類服務的關注度不斷提升，被盜協尋功能在各車聯網品牌上的普及也漸成趨勢。目前神龍公司下屬的東風標致Blue-i、東風雪鐵龍Citroen Connect車聯網系統均配備被盜協尋功能，并多次在售后案例中發揮了關鍵作用，其定位準確性、追蹤時長等特性已經領先于國內主流車聯網品牌。同時，伴隨著更多安全類功能的推出，還進一步提升了用戶對車聯網服務套餐的續費率。

隨著車聯網技術的不斷發展，下一步還可以繼續針對車輛被盜協尋功能做出持續改善，例如增加遠程限制被盜車輛啟動發動機、遠程鎖定被盜車輛車門等功能，從而進一步拓展被盜協尋功能的實用性。

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