分時租賃遠程控制技術及應用方案

文/劉發軍 李冠宇

1 背景介紹

1.1 車聯網及技術

隨著物聯網(IOT)技術的不斷發展，車聯網(IOV)作為其中的一個重要分支已成為近年的研究和發展熱點。車聯網是車（V）與 X (X:車、路、人及互聯網等)之間利用 RFID、傳感器和無線通信等技術，進行信息交換、控制和數據通信的網絡系統，車聯網是物聯網、無線通信網及移動互聯網技術在汽車行業中的典型應用。車聯網通過收集整合汽車、道路、人的各種關聯信息，最后轉化成相應的車聯網服務，這些服務在很大程度可以提高出行的便捷性，同時能緩解城市交通堵塞，減少車輛尾氣等問題。車聯網涉及的主要技術有 RFID 射頻技術 、位置定位技術 ( GPS /北斗等) 、傳感及信息融合技術、無線傳輸技術 ( 4G 等無線通信技術) 及云計算技術等。

1.1.1 RFID 射頻識別技術

RFID(Radio Frequency Identif ication)是一種利用無線射頻通信實現的非接觸式自動識別技術，通過應用射頻識別信號，對目標物進行識別并獲取相關數據。RFID射頻識別技術結合網絡技術、數據庫技術及中間件技術等，構建一個由大量聯網的 RFID 終端組成的比互聯網更為龐大的物聯網，此技術是物聯網的基礎技術。

1.1.2 位置定位技術

位置定位技術通常是以衛星為基礎的無線導航定位技術，通過衛星信號確定位置坐標與電子地圖數據的匹配，便可確定汽車在電子地圖中的準確位置，目前有GPS及北斗兩大位置定位系統。通過定位精度的提高，準確獲取車輛位置，提高車聯網實時路況精準度及交通事件定位精確度。

1.1.3 傳感及信息融合技術

利用傳感器及汽車總線采集車輛、道路等交通基礎設施的運行參數等，傳感技術需要根據不同物體的運行參數進行定制采集，如汽車需要碰撞、胎壓、剎車、發動機等運行參數。無線傳感器網絡通過車輛傳感器和路的傳感器來獲得數字化的車路信息，同時通過車聯網將車路信息狀態傳輸到控制服務中心，實現傳感數據的融合。

1.2.4 無線傳輸技術

無線傳輸技術將傳感器采集得到的數據發送至遠端服務系統、其他終端，或者接收控制指令完成對車輛的遠程控制。通過無線傳輸技術，實現車聯網信息的交換、共享和遠程控制。

1.2.5 云計算技術

車聯網系統通過網絡以按需、易擴展方式獲得云計算所提供的服務。云計算將被用于汽車網絡位置定位、汽車流量分析計算、智能交通控制計算、大型車輛路徑規劃以及分時租賃運營優化計算等。

1.2 分時租賃及趨勢

隨著車聯網技術的迅速發展及共享經濟概念的興起，汽車分時租賃業務逐漸深入到人們的實際生活中，和傳統汽車租賃與專車服務等方式相比，汽車分時租賃可通過手機隨時租車，用車及還車，同時支持按車輛實際使用時間及里程來計算用車費用，這種汽車租賃方式更為經濟、環保，并能大大提升汽車利用率，緩解城市交通壓力。

我國在2012年6月就發布了《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》，明確了新能源汽車產業發展以“純電驅動”為我國汽車工業轉型的主要戰略取向的技術路線和階段目標。電動汽車相比較傳統的燃油車，具備作為汽車分時租賃的天然優勢，純電動汽車分時租賃不同于傳統車的租賃業務，無論是從純電動汽車推廣還是從國家的環境保護的角度上來講，純電動汽車分時租賃都比傳統車租賃業務有著更為深遠的意義。目前電動汽車分時租賃應用廣泛，為推進電動汽車分時租賃示范應用及實踐，重點在科技園區、大學校園、交通樞紐、旅游景點等區域，推動建設電動汽車分時租賃網絡及應用平臺，構建城市多層次公共交通體系，節能減排，實現綠色出行。

2 分時租賃遠程控制場景

傳統汽車租賃主要是燃油車，相比傳統汽車的租賃，分時租賃目前主要是針對新能源電動汽車，以電動汽車作為主要租賃對象，電動汽車天然百分之百聯網，具備網聯信息化能力，同時國家強制要求把車輛及各關鍵部件狀態信息上報到指定的監控平臺。傳統汽車租賃方式主要通過線下門店進行，不涉及端到端一體化的線上租車、用車、還車及控車等業務流程，所有相關業務通過人工干預和交付來完成。分時租賃需要為用戶實現隨時、按需及便捷的租還車業務。電動給汽車分時租賃主要有五大應用場景：

（1）商圈/CBD；

（2）科技園區；

（3）交通樞紐；

（4）旅游景區；

（5）大學校園。

這幾類應用場景都有一個共同的業務需求場景：用戶需要在線上完成租車、用車、還車及遠程控制車輛。

鑒于分時租賃業務需求及應用場景，傳統汽車租賃的燃油車及車載終端，己經很難滿足分時租賃過程中的汽車端的各項功能，例如：能在任意時間、任意地點通過手機進行網上租車，通過手機在線查詢車輛位置、剩余電量、剩余里程以及車輛歷史行駛軌跡，遠程開關車門、遠程充電、遠程開啟空調、遠程開啟加熱及尋車等功能。為解決以上痛點，本文提出一種電動汽車分時租賃遠程控制技術及應用方案，結合電動汽車分時租賃業務需求，在智能車載終端上實現車輛信息的上傳與遠程控制，確保信息的實時性與有效性，在給用戶帶來舒適高科技駕駛體驗同時，提升電動汽車使用便捷性、共享性及安全性，實現電動汽車能夠隨時、便捷地租車、還車及遠程控車。

3 分時租賃遠程控制技術方案

基于車聯網的電動汽車分時租賃遠程控制技術方案集中運用計算機、通信、自動化控制及汽車工程等技術，主要由智能車載終端、車身控制模塊（BCM）、用戶租車APP/小程序、后臺管理系統及后端云服務平臺幾部分組成，系統技術方案如圖1所示。

圖1：分時租賃遠程控制技術方案圖

分時租賃智能車載終端（T-BOX)負責整車的通信和控制，內置3G/4G、GPS/北斗、RFID、藍牙以及Wi-Fi等模塊，是整車通信和控制樞紐，完成車輛信息狀態的采集上報及上層控制命令到CAN網絡層的轉發。車身控制模塊、前端車機等關鍵部件都可通過T-BOX接入車聯網，形成網聯能力。智能車載終端（T-BOX)根據后端云端平臺設置的數據上傳時間，按要求自動上傳采集到的上行數據，包括電池狀態數據、整車狀態數據、GPS數據以及報警數據等，同時通過增加CAN總線接口，以滿足對其他終端的實時控制，并通過通訊模塊傳送到監控平臺。

車身控制模塊（BCM）通過CAN總線與T-BOX模塊相連，車載終端T-BOX與BCM之間完成同步交互才能保證認證順利通過，并通過T-BOX接入后端云服務平臺，主要實現車輛關鍵數據的定時上傳、接收用戶遠程控制指令以及完成安全認證管理等相關工作。電動汽車車身控制模塊在基于傳統車輛基礎功能模塊即包括大燈控制、雨刮控制、車窗升降控制、車身防盜控制、Boot loader和CAN/ LIN網關等基礎上提供分時租賃車端控制系統的核心控制單元，增加遠程開關鎖和遠程尋車等功能，保證車輛安全及完善車身防盜功能。

用戶租車APP/小程序通過通訊網絡連接到后端云服務平臺，在后端云服務平臺核驗用戶身份通過后，用戶可在線進行訂車、用車、還車，同時可以實時對租賃車輛進行遠程控制，比如：開關車門、閃燈鳴笛，定位車輛位置以及查詢車輛信息狀態等工作。用戶租車APP/小程序通過安裝在用戶手機中，實現軟件程序自檢、在線升級、賬號密碼登錄、車輛信息顯示和車輛控制。

后臺管理系統主要負責車輛管理、網點管理、訂單管理以及車輛監控管理等，是分時租賃平臺運營管理中心，運營管理員可發起對車輛的遠程操控，包括遠程查看車輛信息及遠程控制車輛。

四川鹽湖化工的成立是鹽湖股份在營銷模式上轉變的重要舉措，同時，也是鹽湖切入工業品互聯網+時代的主要載體之一。

后端云服務平臺負責與車輛、租車APP/小程序、第三方CP/SP平臺等通信和交互，負責收集、分揀、存儲及分析車輛關鍵數據信息，訂單數據信息、車輛軌跡數據信息等，同時為各方提供各類接口服務，包括分時租賃遠程控制接口、車輛信息查詢接口、車輛OTA升級接口等，實施對車輛的遠程控制和信息交互。

4 分時租賃遠程控制應用方案

基于以上技術解決方案，在新能源電動汽車分時租賃中，為用戶實現以下主要遠程控制應用：

（1）遠程租還車及充電；

（2）遠程操控車輛；

（3）遠程查看車輛信息。

4.1 遠程租還車及充電應用方案

用戶根據租車APP/小程序上顯示的租車網點選擇對應車輛并下單，訂車成功后，后端云服務平臺給用戶推送訂車成功短信及APP消息，為用戶鎖定車輛，同時為用戶保留15分鐘的取車時間，用戶到達指定網點可以通過租車APP/小程序實現遠程取還車及充電，具體如下：

（2）在用戶找到指定車輛后，用戶可通過租車APP/小程序界面操控“用車”按鈕，同樣地，后端云服務平臺把接收到“用車”指令發送到對應車輛上的智能車載終端T-BOX，智能車載終端通過CAN總線及BCM的配合控制車輛開門、車輛解鎖及認證等工作，后端云服務平臺開始為此訂單計費，計費模式可按時間或里程兩種方式來計費，具體可在后端云服務平臺進行靈活設置，通過此過程為用戶完成遠程“用車”控制。在用戶拔出車輛的充電槍后，可啟動并開始駕駛車輛。

（3）用戶用完車后，把車輛駛入到還車地點，需要還車時，用戶可通過租車APP/小程序界面操控“還車”按鈕進行遠程還車。此時TBOX會自動把車輛的充電狀態、熄火狀態、車門開關狀態以及車輛位置等通過通訊網絡上傳到后端云服務平臺，后端云服務平臺判斷車輛是否停放到規定的還車網點（具體的還車網點范圍可在后臺靈活設置電子圍欄），車輛是否熄火，車窗車燈是否關閉，車門是否上鎖，充電槍是否對接充電，當在滿足以上各還車條件后，后端云服務平臺下發“還車成功”到智能車載終端TBOX，智能車載終端TBOX通過CAN總線及BCM的配合控制車輛閉鎖及重置還車后的車輛狀態，后端云服務平臺提示用戶還車成功。后端云服務平臺根據計費方式進行訂單結算，用戶可通過選擇支付方式（比如微信支付、支付寶支付、和包支付）來完成訂單支付。

（4）在用戶駕駛車輛過程中，考慮到車輛電量不夠情況下，可為車輛進行掃碼充電。后端云服務平臺通過對接第三方充電樁平臺為用戶中途提供充電服務。通過租車APP/小程序地圖導航到對應充電站，用戶把車輛開到對應充電站后，插槍并掃碼充電，APP/小程序發送指令給后端云服務平臺，后端云服務平臺把指令發送到第三方充電樁平臺并按充電雙方平臺約定的充電規則完成用戶中途充電的應用。

4.2 遠程操控車輛應用方案

在分時租賃應用中，遠程操控車輛主要涉及到遠程尋車中的閃燈鳴笛，用車過程中的開關車門等遠程控車操作。鳴笛閃燈主要用在當用戶訂車成功并到達租車網點后，用戶通過閃燈及鳴笛操控，輔助用戶快速找到對應的車輛。在用車途中用戶可通過租車APP/小程序界面操控“開門”或“關門”按鈕來遠程控制車輛的開門及關門，后端云服務平臺把接收到“開門”或“關門”指令發送到對應車輛上的智能車載終端T-BOX，智能車載終端通過CAN總線及BCM的配合控制車輛開門及關門。對于在地下車庫或網絡信號覆蓋不是特別好的地方，用戶可以通過開啟手機藍牙來操控“開門”或“關門”按鈕并遠程控制車輛的開門及關門。通過手機藍牙與智能車載T-BOX的通訊連接，智能車載終端T-BOX接收來自手機的“開門”或“關門”指令，智能車載T-BOX通過與CAN總線及BCM的配合控制車輛開門及關門，解決網絡信號不好時的遠程控車操作。

4.3 遠程查看車輛信息應用方案

在用戶租車過程中，用戶可通過手機APP/小程序查看各租車網點信息以及車輛信息，主要的車輛信息有車輛充電狀態、車輛位置、車輛剩余電量、車輛可行駛里程等。智能車載終端T-BOX把采集到的車輛信息按一定的時間間隔上傳到后端云服務平臺，上傳時間間隔在后端云服務平臺可靈活設置，當用戶通過租車APP/小程序界面操控查看按鈕，后端云服務平臺接收查看指令并把查詢到的車輛信息結果快速返回到用戶租車APP/小程序端。此外，在后臺管理系統也可以實時發起遠程查看車輛信息，智能車載終端T-BOX接收來自后端云服務平臺的實時查詢指令，智能車載T-BOX通過與CAN總線及BCM的配合完成下行車輛信息的查看和上行車輛信息查看的反饋操作。

5 結束語

車聯網技術和分時租賃正在形成一個發展熱潮，本文結合車聯網技術及分時租賃應用場景，設計的分時租賃遠程控制技術及應用方案，具有全面的分時租賃數據采集分析能力、網絡交互能力及車輛遠程控制能力，經過實驗測試，整體方案滿足分時租賃各類應用場景對遠程控制車輛的需求。因受場地和試驗條件的限制，研究沒有充分驗證該方案在大規模應用環境下的車輛遠程控制，下一步的工作方向將研究該技術及應用方案在大規模實際應用中的性能。