車載4G智慧終端的設計與實現(xiàn)

向云帆

（深圳市中興微電子技術(shù)有限公司，廣東深圳，518000）

車載4G智慧終端的設計與實現(xiàn)

向云帆

（深圳市中興微電子技術(shù)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(xiàn)進行研究，其中主要包括車載故障診斷系統(tǒng)、車載速度感應系統(tǒng)、車載無線網(wǎng)絡系統(tǒng)以及車載智能剎車系統(tǒng)四方面內(nèi)容。

車載4G；智慧終端；故障診斷

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)與汽車行業(yè)的相互結(jié)合，要想滿足人們對汽車行業(yè)的市場需求，就要將互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)與汽車行業(yè)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(nèi)，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(tǒng)計的過程中，統(tǒng)計的誤差要在5%之內(nèi)。在對汽車行駛的里程數(shù)進行統(tǒng)計的過程中，統(tǒng)計的誤差要在1%之內(nèi)。車輛定位的精度要在15米之內(nèi)，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(chǎn)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(shù)據(jù)收集的準確性高、產(chǎn)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(tǒng)大致分為三部分，第一部分是供電系統(tǒng)、第二部分為核心系統(tǒng)，第三部分為功能系統(tǒng)。供電系統(tǒng)主要為車載智慧終端提供能源支持，該系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響著汽車智慧終端整體的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)主要將外界電源轉(zhuǎn)換為各系統(tǒng)所需要的電源，并將其進行分配，保證系統(tǒng)整體的運行質(zhì)量。另外，在設計供電系統(tǒng)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(tǒng)與核心系統(tǒng)相互連接，核心系統(tǒng)與功能系統(tǒng)相互連接。另外，該系統(tǒng)中主要由兩部分構(gòu)成，一部分為硬件系統(tǒng)，另一部分為軟件系統(tǒng)。通常情況下硬件系統(tǒng)安裝在系統(tǒng)的底部，硬件部分為系統(tǒng)的設備基礎，只有將硬件系統(tǒng)的運行質(zhì)量進行提高，才能夠提高系統(tǒng)整體的運行質(zhì)量[1]。

2 車載4G智慧終端的設計與實現(xiàn)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(tǒng)、車載速度感應系統(tǒng)、車載無線網(wǎng)絡系統(tǒng)、車載智能剎車系統(tǒng)，其設計的思路有一定的相似性。

2.1 車載故障診斷系統(tǒng)

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(xiàn)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(tǒng)。

系統(tǒng)的設計核心是單片機和傳感器；技術(shù)支持是嵌入技術(shù)、集成技術(shù)；基本支持來自廣泛的數(shù)據(jù)資料。具體而言，首先針對汽車故障的種種類型、程度進行數(shù)據(jù)收集工作，總結(jié)其規(guī)律，之后將數(shù)據(jù)輸入單片機中，再嵌入傳感器，系統(tǒng)的模型基本完成。以溫度感應為例，在系統(tǒng)工作時，如果發(fā)動機出現(xiàn)故障、有水浸入，電力系統(tǒng)出現(xiàn)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(jù)數(shù)據(jù)記憶判斷問題，反饋給駕駛?cè)?，駕駛?cè)瞬槐貦z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(tǒng)

車載速度感應系統(tǒng)的核心是傳感器，其基本技術(shù)支持是嵌入技術(shù)，結(jié)構(gòu)組成包括監(jiān)測部分、中央處理器、輸出部分和數(shù)字顯示設備。該系統(tǒng)的工作同樣依賴數(shù)據(jù)，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(tǒng)的警報參數(shù)設置為60，行駛過程中，如果速度過高，系統(tǒng)即會通過輸出部分發(fā)出警報，并通過數(shù)字顯示設備給出當前速度值，人員可據(jù)此進行調(diào)整，將速度降至60公里/小時以下。其工作流程為：監(jiān)測部分全程對汽車速度進行監(jiān)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(shù)設定值的情況下，中央處理器默認行駛狀態(tài)為“安全”，當汽車行駛速度超過參數(shù)設定值時，監(jiān)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(shù)字顯示部分，人員第一時間了解超速信息，及時加以調(diào)整，保證駕駛的安全。

2.3 車載無線網(wǎng)絡系統(tǒng)

無線網(wǎng)絡系統(tǒng)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(wǎng)絡系統(tǒng)的原理與此有一定的差異，其更接近于目前城市的開放網(wǎng)絡，是一種依賴強大通信技術(shù)、信息接收技術(shù)的新式系統(tǒng)。具體而言，車載無線網(wǎng)絡系統(tǒng)包括接收天線、濾波器、信號強化器、輸出系統(tǒng)四個部分組成，其基本工作流程是，人員首先買入網(wǎng)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(huán)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(xiàn)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(tǒng)實現(xiàn)輸出，人員即可在車內(nèi)享受無線網(wǎng)絡服務。

2.4 車載智能剎車系統(tǒng)

智能剎車系統(tǒng)的設計與智能診斷系統(tǒng)十分類似，其核心構(gòu)件是傳感器。主要的技術(shù)支持是集成技術(shù)。在汽車行駛過程中，人員可能會遇到各類突發(fā)情況，如障礙物、不遵守交通規(guī)則的人員、車輛等等，部分駕齡較短的駕駛?cè)丝赡芊磻患埃瑢е率鹿拾l(fā)生，智能剎車系統(tǒng)即針對這一問題設計。具體來說，車載智能剎車系統(tǒng)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(gòu)成[3]。

3 結(jié)論

本文通過對車載4G智慧終端的設計與實現(xiàn)進行研究發(fā)現(xiàn)，對其進行研究，能夠有效提高車輛的故障診斷質(zhì)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(xiàn)進行研究，能夠為今后車載4G智慧終端的發(fā)展奠定基礎。

[1]陳慶德,李紅良,金羿.基于4G和IPv6技術(shù)的智慧交通系統(tǒng)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(huán)境下公交車載廣告?zhèn)髅较到y(tǒng)[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(xiàn)[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