車載智能終端與車聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā)

呂群芳　王亞晶

摘要：車載終端和車聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)是電動(dòng)汽車推廣應(yīng)用的重要組成部分，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)新能源汽車信息化和智能化的發(fā)展，同時(shí)，對(duì)治理大氣污染，提升城市品質(zhì)形象具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng)；車載終端；V2X

中圖分類號(hào)：TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）01-0167-01

急劇增長(zhǎng)的家用車輛和其他車輛給人們生活帶來(lái)便利的同時(shí)，也引發(fā)交通擁堵、交通事故頻發(fā)、停車?yán)щy等一系列社會(huì)問(wèn)題。同時(shí)人們對(duì)于車輛的安全駕駛、交通管理、車輛間的信息交換（如碰撞預(yù)警、危險(xiǎn)警告、交通擁堵檢測(cè)以及信息共享） 等服務(wù)均提出了新的要求，推動(dòng)了車載無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。

1 開發(fā)內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)

本研究是專門針對(duì)電動(dòng)汽車的車聯(lián)網(wǎng)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。研究包括：（1）車載信息智能終端，包括車身信息、動(dòng)力電池組使用信息、定位信息、車載傳感器信息等的匯集與顯示交互；（2）LTE-V等多種通信模式實(shí)現(xiàn)的V2X通信技術(shù)，包括車載信息終端上的動(dòng)力電池組信息、充電樁信息、交通燈信息、車間距信息、以及其他車輛信息等傳輸，車與車之間的通信、定位信息上傳，還有其他輔助通信如4G通信、LTE-V、NB-IoT與eMTC的融合；（3）信息安全模塊，包括無(wú)線信息加密解密、CAN總線保護(hù)、入侵檢測(cè)等；（4）云信息平臺(tái)與手機(jī)App，包括車輛故障預(yù)警、流量統(tǒng)計(jì)、擁堵提示，手機(jī)APP等。涉及的主要關(guān)鍵技術(shù)有車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、信息安全入侵檢測(cè)與防護(hù)技術(shù)、云信息平臺(tái)交通分析預(yù)報(bào)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)。

2 項(xiàng)目實(shí)施方案

本系統(tǒng)主要有車載信息終端模塊、基于LTE-V融合多種通信的V2X通信模塊、信息安全模塊、云信息服務(wù)平臺(tái)和手機(jī)App這5個(gè)部分構(gòu)成。

（1）車載信息智能終端模塊連接車身CAN總線和多種接口，可以獲取車內(nèi)絕大部分傳感器信息，匯集分析后通過(guò)V2X通信模塊發(fā)送給遠(yuǎn)端的云信息服務(wù)平臺(tái)。車載信息終端同時(shí)提供與駕駛員的人機(jī)交互功能，顯示車輛相關(guān)信息。信息安全模塊可以完成對(duì)V2X無(wú)線信息的加密解密以及入侵防護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)CAN總線上的入侵檢測(cè)與防護(hù)，通過(guò)信息安全模塊后的無(wú)線信息數(shù)據(jù)送往V2X通信模塊發(fā)送到云信息服務(wù)平臺(tái)。（2）V2X通信模塊主要是基于LTE-V通信，同時(shí)融合4G通信、NB-IoT通信、LoRa等通信模塊，構(gòu)成電動(dòng)汽車互聯(lián)的通信方式。其中LTE-V作為主要通信方式，它是通過(guò)電信運(yùn)營(yíng)商的支持LTE-V的基站群連接到電信運(yùn)營(yíng)商機(jī)房，從而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到云信息平臺(tái)。（3）信息安全模塊是完成對(duì)V2X無(wú)線通信信息的加密解密，以便于保證安全性與營(yíng)私性，同時(shí)該模塊還對(duì)CAN總線、無(wú)線通信信息進(jìn)行安全入侵檢測(cè)與防護(hù)。（4）云信息平臺(tái)是本系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，除了匯集分析車輛信息外，還連接道路信息（如交通燈）和電動(dòng)汽車充電樁信息，還分析電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的安全信息等等，把分析結(jié)果分發(fā)到對(duì)應(yīng)的車輛車主手機(jī)App上。（5）手機(jī)App可以顯示來(lái)自云信息平臺(tái)的車輛防盜、電池安全、位置定位、電池電量提醒等電動(dòng)汽車信息。

3 云信息平臺(tái)技術(shù)研究方案

云信息平臺(tái)的主要功能是處理并監(jiān)測(cè)各車輛和公共設(shè)施上傳的信息，監(jiān)測(cè)車輛的狀態(tài)、位置、車速、方向、電池電壓、電池電量、電池溫度、雷達(dá)等信息，在必要時(shí)提供所需的智能提醒服務(wù)。在線監(jiān)測(cè)電池溫度和充放電電壓等有關(guān)車輛安全的信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并報(bào)警。同時(shí)處理來(lái)自監(jiān)測(cè)終端（APP）發(fā)來(lái)的查看車輛狀態(tài)的請(qǐng)求，發(fā)送相應(yīng)的信息顯示，使用戶更便捷的了解當(dāng)前車內(nèi)情況，大大提高了車輛的安全性。

云信息平臺(tái)，是一個(gè)面向數(shù)據(jù)接入、清洗、挖掘和統(tǒng)計(jì)分析的智能監(jiān)控及輔助決策系統(tǒng)。系統(tǒng)兼容《GBT 32960.3-2016 電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》國(guó)標(biāo)協(xié)議[1]，進(jìn)入工信部新能源汽車公告目錄的車型都能夠接入系統(tǒng)，同時(shí)系統(tǒng)也能夠接入新能源汽車的國(guó)家監(jiān)測(cè)平臺(tái)和地方監(jiān)測(cè)平臺(tái)。車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上報(bào)到云信息平臺(tái)，包括車輛整車數(shù)據(jù)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)據(jù)、動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)、車輛定位數(shù)據(jù)、極值數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)。云信息平臺(tái)實(shí)時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)清洗，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)后保存，用于信息查詢和進(jìn)一步的數(shù)據(jù)挖掘。

云信息平臺(tái)實(shí)時(shí)展示車輛位置、狀態(tài)數(shù)據(jù)，提供車輛狀態(tài)監(jiān)控、報(bào)警監(jiān)控、軌跡查詢、運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢、客流數(shù)據(jù)查詢等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史記錄查詢功能；同時(shí)也提供了與車輛實(shí)時(shí)交互的能力，包括配置參數(shù)推送、商業(yè)廣告推送、預(yù)警信息推送、擁堵提示推送和行車路線推薦等；更重要的是，云信息平臺(tái)可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，完成特定主題的數(shù)據(jù)深度精準(zhǔn)挖掘和增值服務(wù)。

4 手機(jī)App軟件設(shè)計(jì)

車輛信息服務(wù)手機(jī)APP是一個(gè)基于Andriod操作系統(tǒng)的手持移動(dòng)終端應(yīng)用軟件，以下簡(jiǎn)稱車聯(lián)網(wǎng)APP。該APP是作為基于LTE-V融合多種通信的電動(dòng)汽車互聯(lián)信息服務(wù)平臺(tái)的手持終端應(yīng)用軟件，服務(wù)于汽車駕駛員。車聯(lián)網(wǎng)APP軟件功能分為身份認(rèn)證、綜合車況、位置定位、電池安全、電量提醒和車輛防盜這幾個(gè)功能模塊[2]。

（1）身份認(rèn)證功能模塊包括：用戶信息注冊(cè)（如車牌號(hào)、姓名、電話號(hào)碼等等）、用戶登錄和信息查看與修改等功能。（2）綜合車況功能模塊包括：車況檢測(cè)報(bào)告、用車報(bào)告這兩部分。其中車況檢測(cè)報(bào)告將對(duì)車輛故障、電池安全、剩余電量、電池包溫度、車輛安全狀態(tài)、安全駕駛、違章信息這幾個(gè)方面進(jìn)行檢測(cè)，最后給出一個(gè)綜合評(píng)分；用車報(bào)告則是以每日、每周、每月的不同時(shí)間周期給出一個(gè)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，內(nèi)容包括行車?yán)锍?、駕駛時(shí)間、平均速度、能量損耗、百公里能量損耗、大約費(fèi)用等等信息。（3）位置定位功能模塊包括：坐標(biāo)提示、地圖位置提示、定位源提示（LTE-V/4G、GPS、北斗那種為主要定位依據(jù)），行駛軌跡記錄等功能。（4）電池安全監(jiān)控模塊包括：電池信息查看、充電過(guò)熱報(bào)警、電池故障報(bào)警、電池組溫度報(bào)警（每個(gè)電池包）等功能。（5）電量提醒功能模塊包括：查看電池剩余電量估計(jì)值、剩余行駛里程估計(jì)值（包括城市行車、高架行車）、電池更換提醒等功能。（6）車輛防盜功能模塊包括：攝像頭圖片抓取、定位軌跡跟蹤、觸發(fā)車內(nèi)語(yǔ)音警告等功能。

5 結(jié)語(yǔ)

本方案具備電池安全管理、V2X、云信息平臺(tái)以及手機(jī)App，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力電池組剩余電量估計(jì)、電池均衡、電池安全預(yù)警、車輛防盜信息、云信息平臺(tái)實(shí)時(shí)車輛監(jiān)控、車身數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和監(jiān)測(cè)報(bào)警、遠(yuǎn)程控制等車聯(lián)網(wǎng)交互服務(wù)功能，可以應(yīng)用于家用電動(dòng)轎車、新能源公交大巴、出租車、專用車等領(lǐng)域，以及為新能源汽車整車廠配套。

參考文獻(xiàn)

[1] GBT 32960.3-2016.電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 頓文濤，趙玉成，王力斌，等.車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2015（8）：46-50.

Abstract：Vehicle terminal and vehicle networking information platform are important components of the promotion and application of electric vehicles. The development of vehicle networking technology promotes the development of information and intelligence of new energy vehicles， at the same time， it is of great significance to control air pollution and improve the image of city quality.

Key words：vehicle networking； vehicle terminal； V2X