汽車OBD車聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)

雷偉昌 北京星網(wǎng)宇達(dá)科技股份有限公司

汽車OBD車聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)

雷偉昌 北京星網(wǎng)宇達(dá)科技股份有限公司

隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)、新工藝得到了越來越多的應(yīng)用。汽車OBD車聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，對人們的駕車安全就提供了重要的保障。本文就此問題展開探討，主要研究了OBD車聯(lián)網(wǎng)的硬件與軟件設(shè)計。結(jié)果證明，該技術(shù)有著高準(zhǔn)確度、高可靠性等特點，可以快捷方便的將車輛的行駛信息及時反應(yīng)給使用者，從而實現(xiàn)了人和車的有效信息互通。

OBD車聯(lián)網(wǎng) 設(shè)計 實現(xiàn)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)已發(fā)展為當(dāng)前汽車科技的一個重要方面，已發(fā)展為汽車領(lǐng)域的一個非常重要的研究方向，近年來獲得了突破性的發(fā)展，可以說有著極為光明的成長前景。因為以往的汽車難以做到人與車的有效互聯(lián)，為了達(dá)成這一目標(biāo)，本文就汽車OBD車聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)展開研究，它屬于車聯(lián)網(wǎng)的一個重要研究方向，是一種用于車輛性能診斷的系統(tǒng)，能夠即時的監(jiān)視車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及汽車系統(tǒng)的工作情況。下面對其軟、硬件設(shè)計展開研究，以實現(xiàn)人和車的有效信息互通，該系統(tǒng)還能借助于移動設(shè)備即時掌握到汽車的運(yùn)行狀態(tài)，提高了車輛的安全可靠性，從而確保了駕車人員的人身安全。

1 汽車OBD車聯(lián)網(wǎng)的硬件設(shè)計

汽車OBD車聯(lián)網(wǎng)，在其研究模式上考慮，就是一個較為經(jīng)典的物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計，主要是由以下幾部分構(gòu)成，信息匯集、資料分析以及結(jié)果呈現(xiàn)等。由汽車CAN總線信息的匯集是最為基本，也是最為關(guān)鍵的，為了能夠把需要的信息從設(shè)備中采集出來，接著應(yīng)用Wi-Fi無線傳送手段迅速的傳遞到移動終端，就要對硬件電路進(jìn)行精確地設(shè)計。

因為OBD網(wǎng)關(guān)在車輛中工作情況的特異性以及復(fù)雜性，在進(jìn)行硬件的設(shè)計過程中就要注意到以下幾個方面，主要包括：

（1）較低的功耗。OBD網(wǎng)關(guān)的動力來源于車輛的12V蓄電池，假如它的功耗非常高，就會造成汽車啟動不了的問題出現(xiàn)，因此在進(jìn)行硬件的設(shè)計時，要特別注意選擇較低功耗的型號；

（2）較高的可靠性。本文中，人和車的有效信息互通的OBD車聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計融合了主動安全的理念，想要確保駕車人員與車輛的安全，就要確保OBD網(wǎng)關(guān)運(yùn)行的高可靠性；

（3）較強(qiáng)的抗干擾性。車輛中具有許多的電磁類型的干擾，為了確保OBD網(wǎng)關(guān)在這樣的工作環(huán)境下平穩(wěn)運(yùn)行，就要在設(shè)計硬件時重點考慮到電磁干擾上的設(shè)計，從而確保網(wǎng)關(guān)的強(qiáng)抗干擾性能；

（4）較小的外觀尺寸。OBD接口大多數(shù)情況下位處車輛方向盤的左下位置，為了不給駕車人員的正常操作造成困擾，這就需要注意將OBD網(wǎng)關(guān)的外觀尺寸設(shè)計的盡可能的小。

此外，要做好硬件系統(tǒng)的控制功能，主控芯片是不可或缺的。在對芯片進(jìn)行選擇時要注意到以下幾個方面，主要包括：

（1）車輛上的電磁干擾是非常強(qiáng)烈的，這就要求具有一個能夠抗干擾、性能也是非?？煽康腗CU；

（2）網(wǎng)關(guān)是從OBD判定口獲得CAN總線數(shù)據(jù)，為了使得硬件的設(shè)計盡可能的簡單，要選擇內(nèi)嵌CAN控制器的裝置，而且能夠有效的支持CAN2.0B協(xié)議；

（3）因為為了實現(xiàn)對即時性的追求，使用較為常見的嵌入式OSEK/VDX系統(tǒng)，因此芯片需要對這一系統(tǒng)給以支持；

（4）芯片需要有一定的內(nèi)部存放空間，而且能夠?qū)崿F(xiàn)即時的仿真調(diào)測。

2 汽車OBD車聯(lián)網(wǎng)的軟件設(shè)計

為了確保系統(tǒng)運(yùn)行過程的即時性，本文中應(yīng)用的是OSEK OS來當(dāng)作軟件的架構(gòu)，代替了之前的設(shè)計中應(yīng)用的死循環(huán)函數(shù)來實現(xiàn)程序設(shè)計的方式，而且該程序中改動單一環(huán)節(jié)并不會干擾到別的環(huán)節(jié)，對于多任務(wù)操作只需將其放到各自的調(diào)用函數(shù)就行了。系統(tǒng)節(jié)拍可以說是系統(tǒng)核心的脈動，在文中的系統(tǒng)中，系統(tǒng)節(jié)拍定時器應(yīng)用的是一個32位的計數(shù)器，當(dāng)開始值降為0時，就會調(diào)動相應(yīng)的中斷服務(wù)函數(shù)。

CAN協(xié)議允許的位速率一般介于1Kbit/s到1000Kbit/s。CAN系統(tǒng)中的所有節(jié)點都是應(yīng)用震蕩器來用做自身的時鐘源，而且所有節(jié)點的位定時數(shù)據(jù)是能夠單獨設(shè)置的。硬件節(jié)點一般會遭受周邊環(huán)境的感染，例如濕度、電壓或者用過的元件等都會造成晶體頻率的改變。按照CAN協(xié)議的規(guī)定，位速率，指的是一個可靠的發(fā)送裝置在未進(jìn)行再次同步的條件下每秒傳送的二進(jìn)制的位數(shù)。位時間，可以應(yīng)用位速率的倒數(shù)來獲得。位時間，一般被分成四個單獨且不會發(fā)生重疊的段。

最后，將本系統(tǒng)裝設(shè)到汽車上，將從OBD端口出來的CAN線、電源線引入到OBD網(wǎng)關(guān)，接著實現(xiàn)即時道路評測。通過實際的評測發(fā)現(xiàn)，用移動終端向網(wǎng)關(guān)傳送指令，這一OBD車聯(lián)網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，而且有著較高的準(zhǔn)確度以及較高的可靠性。

結(jié)語：隨著汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來。本文對汽車OBD車聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計進(jìn)行了研究，通過軟件以及硬件層面的設(shè)計，可以較好地實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)。通過即時道路評測，這一設(shè)計數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，即時效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，有著非常好的應(yīng)用前景。

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雷偉昌，1971—，男，民族：漢，籍貫（精確到市）:河南省平頂山市，當(dāng)前職務(wù)：硬件研發(fā)工程師，當(dāng)前職稱：無，學(xué)歷：本科，研究方向：慣性導(dǎo)航技術(shù)；駕?？荚?、訓(xùn)練系統(tǒng)；車載終端設(shè)備；汽車信號采集等。單位:北京星網(wǎng)宇達(dá)科技股份有限公司。