汽車遠程智能控制的研究

林梅 何婷 楊鑫 卿瑩燕 蔡順燕 張霞 李紅梅

摘 要：為滿足人們對汽車更加智能化，人性化的需求，基于全球定位系統（GPS），人工智能技術以及智能手機控制技術等實現汽車的遠程智能控制。文章將從國內外汽車智能控制發展現狀，汽車遠程智能控制如何實現，需要運用的技術點出發進行闡述，如何實現對汽車遠程智能控制，以及實現汽車遠程智能化控制后帶來的便利進行描述。文章主要從汽車如何實現遠程智能控制相關技術問題，以及其優缺點和未來發展前景。充分展現人工智能時代帶來的便利，促進汽車自動駕駛的時代的到來。

關鍵詞：汽車遠程智能控制;GPS;人工智能;汽車防盜

中圖分類號：U283.1 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）04-37-04

Research on Automotive Remote Intelligent Control^*

Lin Mei， He Ting， Yang Xin， Qing Yingyan， Cai Shunyan， Zhang Xia， Li Hongmei

（ Chengdu Normal University， Sichuan Chengdu 611130 ）

Abstract：?In order to meet the demand of more intelligent and humanized automobile， the remote intelligent control of automobile is realized based on （GPS）， artificial intelligence technology and smartphone control technology. This paper will describe the development status of automobile intelligent control at home and abroad， how to realize the remote intelligent control of automobile， the technical points to be used， how to realize the remote intelligent control of automobile， and the convenience brought about by the realization of remote intelligent control of automobile. This paper mainly focuses on the technical problems related to how to realize remote intelligent control， as well as its advantages and disadvantages and future development prospects. Fully demonstrate the era of artificial Intelligence The convenience of coming， promoting the era of auto autopilot.

Keywords： Automobile remote intelligent control; GPS ; Artificial intelligence; Vehicle anti-theft

CLC NO.： U283.1 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）04-37-04

1 國內外汽車遠程智能控制發展現狀

當今世界，汽車行業發展迅速，特別是近年來，隨著人工智能技術，大數據技術，云計算技術，5G通訊技術等智能技術的飛速發展，標志著汽車智能時代的到來。諸多傳統汽車公司、互聯網公司、人工智能公司等率先通過強強聯合的方式，力爭在激烈競爭中占據主導地位。

從汽車發展史來看，國外對于汽車的研究起步早，基礎好，在汽車遠程智能控制研究方面也略勝于國內。2009年以來，國家自然科學基金委員會舉辦“中國智能車未來挑戰賽”，吸引了多個高校和研究機構參與，促進了我國自動駕駛技術的發展。在此期間，一汽、北汽等傳統汽車企業也逐漸開始智能汽車的研究。自國務院在 2015 年發布《中國制造 2025》起，以自動駕駛技術為重點的智能網聯汽車成為未來汽車發展的重要戰略方向，大批初創企業投身自動駕駛領域。^[1]我國汽車智能控制研究進入一個全新發展的時代。汽車的智能控制技術，在近年來得到了更好的發展。

2017年7月，奧迪正式發布的新款車型奧迪A8，實現了首款3級自動駕駛級別的量產汽車，智能控制技術更加成熟。同年11月，谷歌waymo也完成了對L4級無人駕駛汽車的試運營。2018年初，通用汽車正式發布第四代自動駕駛汽車，這是首款無需駕駛員、方向盤和踏板就能實現安全駕駛的L4級自動駕駛量產汽車。同時，作為國內無人駕駛領域的先驅者，百度也取得了不少成果。 隨著人工智能等一些先進的技術的迅速發展，智能化汽車也成為未來的一種發展趨勢。^[2]

2 汽車市場已有的智能控制系統

相比傳統的汽車，目前市面上已經有很多較高檔的汽車可以實現汽車遠程智能控制，但僅限于某些車，及某些半智能的遠程控制，不具有普及化。總的來說，市面上目前具有遠程智能防盜裝置，遠程監控車況、遙控（車門鎖的開啟與關閉、遠程啟動車輛等）助手導航。

2.1 防盜裝置

從汽車出生之際，汽車就具有一定的防盜作用，和初級的防盜裝置和設備。成長至今，汽車首要分為機械式、電子式、網絡式。^[3]

機械式作為最傳統的防盜裝置，需要經過鎖定離合器、轉向盤、油門等來實現。盡管具有價格便宜，安裝方便等優點。但同時也具有一些缺點，該裝置的體積龐大，需要隨身佩戴鑰匙，不能及時報警，被盜后期不能進行后期的追蹤。^[4]

對于電子式防盜裝置，車主停車后，便可以火線圈與供油回路切斷，在下次使用車時利用解鎖鑰匙進行防盜系統的解鎖。該裝置雖然實現了報警，但是其誤報警率也高，警報響造成了擾民。隨著偷盜技術的提高也出現了通過合成解釋解鎖鑰匙發出的信號進行解鎖偷盜。

網絡式防盜裝置是利用GPS系統進行遠程監控。雖然更加簡便，但是其也同樣具有信號不好的情況。容易受到汽車所處環境的影響，但隨著5G技術的發展，該問題也的到了一定的解決。^[5]

2.2 行車記錄儀

用戶經過安裝行車記錄儀，同時鏈接手機端，可以實現對汽車行車的軌跡查閱。其缺點是，行車記錄儀屬于單獨安裝，容易被盜取，安裝費時。

2.3 遠程解鎖

用戶通過鑰匙遙控解鎖，打開或關閉車門。鑰匙通過發出微弱信號進行以上控制。操作較為方便，但鑰匙控制范圍較短，僅限于近距離使用，且鑰匙發出的信號也會收到多種原因的影響;用戶還需要定期給鑰匙更換電池。

3 汽車市場調研

3.1 汽車4s店調研分析

3.1.1 對成都新港比亞迪4S店調查關于智能汽車未來發展趨勢發現

汽車智能化已經成為一種趨勢，正在被越來越多的人所接受，但是在目前，國內許多的技術沒有達到，許多智能控制系統不能實現，5G時代的到來，可以加速汽車智能化的前進步伐，讓我們更快進入汽車智能化的時代。

3.1.2 成都仁浮奔馳4S店調查關于智能駕駛系統的優缺點發現

雖然目前已經有無人車，但是無人車智能系統存在許多弊端，如遠程控制時安全的實現，大多體現在汽車智能防盜上。防盜安全一直受到人們的重視，而汽車智能防盜是運用網絡來對汽車實現定位和追蹤，運用大數據的運算，準確掌控汽車目前的狀態或位置。涉及到準確問題和隱私問題，可利用大數據的運算，在提高準確性的同時降低隱私泄露。

3.2 汽車經銷商調研

3.2.1 四川寶汽汽車銷售服務有限公司調查關于汽車遠程智能控制系統的的接受程度發現

汽車的遠程智能控制的研制與實施，雖然受到大多數90后的支持與贊同。但是70后、80后以及老一代的人并沒有完全接受。對于智能遠程控制汽車的使用性能和各種要求保持著懷疑的態度。

3.2.2 成都朗途汽車銷售服務有限公司調查關于智能防盜裝置發現

經過調查分析，智能防盜系統并沒有太大的市場，因為技術還不夠成熟，并且存在諸多局限，比如隱私保密問題、或信息提示問題。對于汽車定位，如果信息較多或者較為繁瑣，會給生活帶來不便。因此，智能防盜裝置并沒有太大的銷售空間。

3.3 汽車維修廠調研

長通汽車零部件裝配有限公司和汽車維修廠（大唐富旭汽車服務有限公司、成都方達汽車服務有限公司）調查研究分析發現：

一般汽車裝配時選用原廠零件較多，如果原廠零件采用了智能系統，更換和裝配時不僅需要對整個智能系統就行調整更換，而且智能系統的更換價格較為昂貴，不能大面積推廣使用，受到限制。汽車智能防盜裝置目的是為人們生活帶來便利，更注重實用性和安全性，同時要求對于隱私性有較好的保密作用。并且對于無人駕駛車，在應急措施和應變能力上并沒有人工操作的汽車優秀，在安全性方面無人駕駛車反應較慢并且應變能力不高，面對突發情況不能有效地解決。

3.4 與傳統性能的比較

本文研究的遠程汽車智能控制系統，與傳統無人車駕駛技術相比，汽車遠程智能控制系統明顯改良了在安全性和使用性能方面的不足，更加智能化和人性化，能夠運用大數據的運算，更準確地在無人駕駛的情況下到達目的地，完成各種指令。改善了在隱私保密性方面的不足，轉為一對一的手機系統與汽車連接。在應急措施和應變能力上，汽車遠程智能控制系統應變能力更快，適用范圍更廣。

3.5 車主用戶調研分析

如表1，圖1，圖2所示，從各項調研結果來看，目前市面已有的汽車遠程控制范圍較窄，且不夠成熟，存在諸多問題。同時，各項遠程控制模塊區域獨立，多項功能需要不同的控制器，或不同的手機客戶端APP，操作也較為繁瑣，某些還需要繳納一定的管理費用。從調研結果來看，人們對于汽車能夠具有更多的智能化功能的渴望程度。特別是年輕一代，更希望汽車能夠具有更多的科技化，人性化，智能化的設計與功能。調研數據充分反映出汽車遠程智能化控制的可行性。

4 系統分析及設計原理

4.1 技術分析

汽車終端與遠距離的控制管聯系起來，主要依靠第三方平臺——GPS全球定位系統。GPS系統主要由GPS衛星（空間端）、地面監控部門（控制端）、GPS信號接收器（用戶端）三部分組成。控制端將信號傳送給空間端，空間端再將其發出的信號整合發送給用戶端，最后空間端將用戶端的運行情況反饋給控制端。具體來說，用戶可以通過智能手機下載相關控制軟件，再通過軟件設置相關模式。通關GPS反饋的信息進行輸入始發地與目的地，再將信息傳送給汽車終端進行相關控制運行。

隨著 IT 行業與互聯網技術的發展、全球衛星定位系統（GPS）設備的完善、單片機控制技術等技術的不斷突破，汽車遠程智能控制技術并不是不能實現的世紀難題，但是要想汽車遠距離全程智能控制，還要面臨許多的挑戰和困難，需要不停研究與討論。

4.2 整體設計

汽車遠程智能控制的實現過程需要使用全球衛星定位系統（GPS）、單片機控制技術、傳感器技術等多種技術相結合。除此之外，還需使用基于智能手機或電腦控制的汽車遠程控制系統的管理和監控的平臺，同時需要采用大數據技術，云計算技術隨時隨地對路況進行分析。實現汽車遠程智能控制，可以為人們的生活帶來便利。

4.2.1 軟件設計

目前已經有的汽車軟件APP有安米智能鑰匙，車輛監控等。盡管存在這些軟件，但大都功能單一，操作復雜，部分還存在會員注冊收費的現象。基于目前市面上已經存在的APP，研究出各項功能模塊化，用戶只需要下載該軟件，選擇與車像匹配的功能，就可以實時手機遠程控制汽車。^[6]初步構思汽車遠程控制軟件，主要由多個模塊組成：

軟件系統的設計是根據控制端模塊的實際情況進行的，主要由以下幾個區域組成，區域控制管理、鎖定及解鎖控制區域、擴管理區域、展通道控制區域、跟蹤模塊、定位區域、等功能區域等構成，用戶可以根據自身車的配置相關區域的選擇。^[3]同時還設計后來功能增加區域，后期可以根據汽車智能化的發展，適當添加功能模塊。真正做到了汽車遠程智能控制多模塊一體化。^[7]除此之外，用戶可以根據自身汽車的特點，適當刪除本車無用模塊部分，減少軟件繁瑣化操作。

軟件框架主要是定位區域、控制區域、跟蹤區域和幫助中心五大區域組成。每個區域下根據相應功能，劃分出小區域。通過劃分的區域，將所有控制功能都以小圖形的方式展現在手機上，使用戶能夠直接形象的進行操控。^[8]在幫助中心模塊將常見模塊的功能加以說明描述，防止用戶在使用時忘記模塊功能的情況。對于用戶操作失誤的情況，軟件會進行二次確認，即在點擊某項指令后彈出再次確認的窗口，防止用戶操作失誤而造成不必要的損失。對于模塊選擇錯誤，可以進設置區域進行相應的更改，這也是比較人性化的一個設計。

4.2.2 硬件設計

硬件主要包括車載終端中央處理器、GPS接收機、電源模塊、信號發射模塊和其它外圍設備組成。車載終端中央處理器主要完成GPS定位模塊與信號發射模塊之間的通信，接收車輛位置信息，并經過無線數據鏈路實現用戶遠程監控的目的。車載終端處理器直接汽車啟動系統相連，從而實現對汽車進行控制的功能。

（1）車載終端中央處理器ECU

其與車身各處的傳感器相連，同時接受來自各處的傳感器的信號，根據儲存的大量的信息進行綜合判斷分析，然后將信息轉化，并同過信號發射器傳送到用戶控制端。隨著5G的到來，電子設備傳輸速度越來越快，和準確。

（2）GPS接收器

傳統的信號接收器位于車身頂部，雖然能夠很好的接受到信號，但是同時容易被破壞。可以嘗試在車身的不同安裝三個信號接受器。這樣接受信號的能力不僅更強，也不易因為信號接收器突然壞掉的導致遠程操控失效。

（3）其它裝置

主要起輔助的作用，使汽車遠程智能控制更加的穩定與準確。

4.3 與傳統性能比較

本課題研究的遠程汽車智能控制系統，與傳統無人車駕駛技術相比，汽車遠程智能控制系統明顯改良了在安全性和使用性能方面的不足，更加智能化和人性化，能夠運用大數據的運算，更準確地在無人駕駛的情況下到達目的地，并且完成各種指令。改善了在隱私保密性方面的不足，轉為一對一的手機APP與汽車連接。在應急措施和應變能力上，汽車遠程智能控制系統應變能力更快，適用范圍更廣。

4.4 系統操控的實現

用戶只需要在手機上下載軟件，便可以實現對汽車的遠程操控。根據不同的情況選擇不同的模式，實現了車主自身對車況的監控。^[9]不僅保護來用戶的信息，也減輕了一定的工作量，讓操控更加方便。

5 未來展望

汽車遠程控制技術的研究與實現具有很好的科研價值和社會效益，可以在為人們的出行帶來便利的同時擁有提高安全保障。實現對汽車的遠程智能控制后，生活更加智能化：

（1）利用汽車的遠程控制系統，可以通過手機遠程控制汽車，隨時掌控汽車的行駛狀況，保證汽車快速準確地到達目的地目。在汽車發動前，可以通過該系統控制汽車調節車內的溫度與濕度，為乘車帶來的便利。

（2）利用汽車的遠程控制技術，可以對汽車進行實時監控、方便規劃和控制行駛區域、對汽車進行條件鎖定及解鎖控制，保障汽車的行駛安全。

此外，汽車遠程控制系統具備低功耗、低成本、保密性能好、操作簡單、適用范圍廣泛等優點。而在未來，人們的生活必將更加趨近于智能化。實現汽車的遠程智能控制必將是一重大突破。^[10]

參考文獻

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