汽車遠程控制及無線通信在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

王傲博

摘 要：隨著人民生活水平的提高，人民對汽車的要求已經(jīng)不僅僅是代步工具，而是集安全、環(huán)保、娛樂、辦公及服務(wù)于一體的電子信息化智能汽車。車及交通管理的智能化就需要使用各種無線通信技術(shù)、汽車技術(shù)、大數(shù)據(jù)、電子及計算機技術(shù)通過遠程控制來實現(xiàn)汽車狀況實時檢測、車內(nèi)無線移動辦公、GPS全球定位、汽車行駛導(dǎo)航、車輛指揮調(diào)度、環(huán)境數(shù)據(jù)采集、車內(nèi)娛樂等等功能。謹(jǐn)以此篇簡單的汽車遠程啟動控制來簡要分享APC220無線通訊模塊的使用，探討下無線通信在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：汽車遠程控制;汽車無線通信;車聯(lián)網(wǎng);車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用;APC220

中圖分類號：U471.2? 文獻標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2019）04-44-03

前言

東北的冬天天氣寒冷，汽車打火后十幾分鐘后才能開走。每天清晨父母都會提前15～20分鐘下樓熱車，為了減輕父母提前熱車的負(fù)擔(dān)，于是我們便有了汽車遠程控制的想法。

1 實現(xiàn)原理

1.1 原理圖及電路圖

1.1.1 實現(xiàn)原理

發(fā)射端（遙控器）：使用筆記本電腦的USB連接APC220模擬串口發(fā)射控制信號。

車載控制器：通過另一個APC220模塊來接收發(fā)射端的控制數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)給單片機Arduino來啟動控制電路。因Arduino沒有串口，因此增加擴展板來增加串口，APC220模塊插到擴展板上。

控制電路采用繼電器（信號小電壓控制汽車啟動電路的大電流）接通汽車啟動電路2-3秒鐘模擬汽車打火。

汽車啟動電路：因無汽車點火試驗環(huán)境，汽車啟動電路暫由小燈泡替代。

供電單片機Arduino供電采用5V電池盒供電;小燈泡供電采用12V鋰電池供電。

2 無線通信方案選擇

2.1 幾種無線傳輸方案比較

NB-IOT：窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow BandInternetof Things），特點是覆蓋廣，控制距離不受限制，功耗低等特點，在車聯(lián)網(wǎng)中有廣泛應(yīng)用。使用需要運營商授權(quán)，受到信號覆蓋限制，現(xiàn)在模塊成本較高。

ZIGBEE：是一種基于IEEE 802.15.4協(xié)定的開放式的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。傳輸范圍較近，一般介于100米以內(nèi)，在增加射頻的發(fā)射功率后，亦可增加到3km。特點是成本低、功耗低、距離近、復(fù)雜度低、速率低、的雙向無線通訊技術(shù)。在低成本、近距離的車聯(lián)網(wǎng)中也得到廣泛使用。

APC220：傳輸距離1200米以內(nèi)，調(diào)測很方便、成本較低，能達到項目方案目的，此方案選用該種無線傳輸模式。

3 APC220無線通信模塊簡要介紹

3.1 APC220簡述

APC220模塊是嵌入式、多通道無線傳輸模塊，具有較強的抗干擾、糾錯、高靈敏度能力，有256bytes大容量緩存區(qū)，省電等優(yōu)勢。

3.2 APC220參數(shù)可調(diào)設(shè)置

APC220模塊可以在配置軟件中修改以下各種參數(shù)。

3.3 APC220組網(wǎng)

APC220通道是半雙工的，可以完成一對一、一對多的通訊。本方案中是一對一的，在配置上兩塊APC220所有參數(shù)需要完全配置相同。在一對多時，通過主站點控制從站點，主站點發(fā)送指令，從站點接收到的地址碼后要與本機碼比較，對于不同地址的會將數(shù)據(jù)丟掉，不作響應(yīng);地址相同的將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

為了避免相互干擾，同一時間只能一臺發(fā)射。因APC220能夠設(shè)置很多個頻道，因此在一個區(qū)域可以多個網(wǎng)絡(luò)并存。

4 無線通信技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，在車內(nèi)、車車之間、車路之間、車人之間已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。各大汽車廠商開始關(guān)注車載通信，加裝各種智能功能。

4.1 車內(nèi)通信

車內(nèi)無線通信采用的通信方式有FMM/AM、ASK/FSK、藍牙、Zigbee、RFID、NFC及WiFi。

FM/AM即車載收音機;

ASK/FSK（FSK即頻移鍵控、ASK即幅移鍵控，）最多的使用場景是胎壓監(jiān)測及汽車鑰匙。

藍牙通訊：傳輸距離為幾十米左右，抗噪聲能力強、傳輸速度快。使用場景是OBD監(jiān)測、車載電話、、音箱等。

RFID無線射頻識別，采用1-100GHz頻率范圍的微波通信，RFID在車內(nèi)通信應(yīng)用最多的是汽車RFID無鑰匙啟動或者RFID鑰匙。

NFC是近距離、高帶寬、低能耗的雙向識別和連接RFID技術(shù)。如果手機和車載終端都支持NFC，在20CM以內(nèi)可以實現(xiàn)互聯(lián)，并可將手機中的音頻、視頻文件方便的傳送到車載終端，也可以汽車鑰匙。

車載WIFI：除了可以連接手機、筆記本還可以連接DVR及行車記錄儀。

4.2 車外通信

車外無線通信采用的通信方式有2G/3G/4G、DSRC、RFID、ZigBee等。

DSRC：短程專用通信技術(shù)，能夠完成小區(qū)域內(nèi)識別高速運動下的移動目標(biāo)，并能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通信，也可以傳輸語音、圖像、及數(shù)據(jù)信息等，應(yīng)用場景是ETC不停車收費。

5 結(jié)論

隨著5G的到來，車的自動控制、自動駕駛，車聯(lián)網(wǎng)、車際網(wǎng)及智能交通管理系統(tǒng)將會得到迅速發(fā)展，車的遠程控制、車聯(lián)網(wǎng)、智能汽車等將具有非常好的發(fā)展前景！

參考文獻

[1] 深圳市安美通科技有限公司.APC230-43 多通道微功率嵌入式無線數(shù)傳模塊.2008年.

[2] 中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院.智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試與評價技術(shù).2017年.

[3] 任小洪，梁立飛，賈書香，王天文.四川理工學(xué)院.基于ZIGBEE的CC2430芯片的汽車遙控門設(shè)計.

[4] 曹呈榮，余世明，湯健彬.浙江工業(yè)大學(xué).基于無線通信的汽車輪胎壓力檢測系統(tǒng).2006年.

[5] 張東偉，王文揚，杜明星，魏克新.天津理工大學(xué).基于車聯(lián)網(wǎng)的車輛遠程控制系統(tǒng)設(shè)計.2017年.