NFC智能汽車輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)

李嘉俊　王穎

摘 要：通過對NFC關(guān)鍵技術(shù)的研究，設(shè)計(jì)了基于NFC的智能汽車輔助導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在GPS導(dǎo)航信息不準(zhǔn)確或網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋較弱等情況下的智能輔助導(dǎo)航。利用手機(jī)NFC與車載嵌入式系統(tǒng)的近場通信方式，實(shí)現(xiàn)了地理信息請求、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)反饋等過程。通過系統(tǒng)的順利實(shí)施應(yīng)用，最終完成NFC智能汽車輔助導(dǎo)航系統(tǒng)NFC應(yīng)用模塊的設(shè)計(jì)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)車主地理信息的獲取，提升了出行體驗(yàn)和出行效率。

關(guān)鍵詞：NFC 智能導(dǎo)航 近場通信 地理信息服務(wù)

Design and Development of NFC Smart Car Auxiliary Navigation System

Li Jiajun Wang Ying

Abstract：Through the research of NFC key technologies， an NFC-based intelligent car assisted navigation system is designed， which realizes the intelligent assisted navigation under the conditions of inaccurate GPS navigation information or weak network signal coverage. Utilizing the mobile phone NFC and the vehicle-mounted embedded system's near field communication method， the process of geographic information request， data processing， and data feedback are realized. Through the smooth implementation and application of the system， the design and development of the NFC application module of the NFC smart car assisted navigation system is finally completed， which realizes the acquisition of geographic information of the car owner， and improves the travel experience and travel efficiency.

Key words：NFC， intelligent navigation， near field communication， geographic information service

在信息技術(shù)日益社會化的今天，地理信息逐漸成為城市規(guī)劃、設(shè)施管理和工程建設(shè)的重要工具，同時助推了全球化地理信息應(yīng)用的廣泛發(fā)展。本系統(tǒng)是為了改善人們的出行效率、針對人們駕駛車輛出行時無法獲取地理信息的情況下而設(shè)計(jì)的車輛輔助導(dǎo)航系統(tǒng)。

1 當(dāng)前車載導(dǎo)航丞待解決的問題

隨著智能車輛網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的高速發(fā)展，汽車也越來越人性化和智能化，但GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)仍然被人詬病，GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)主要存在幾個問題：一是系統(tǒng)卡鈍延遲的問題，原車自帶的GPS導(dǎo)航功能經(jīng)常會出現(xiàn)系統(tǒng)卡頓、死機(jī)等情況;二是人機(jī)交互差，當(dāng)用戶使用GPS車載導(dǎo)航搜索目的地時，需要先勾選一系列的前置選項(xiàng)，最后才是目的地名稱，如果中間環(huán)節(jié)點(diǎn)擊錯誤便要重新選擇，用戶體驗(yàn)較差。三是地圖版本更新慢，GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)通常需要一個季度更新一次或更長的時間，在此更新周期內(nèi)，很多城市的道路環(huán)境都有了巨大的變化，因此導(dǎo)航經(jīng)常會導(dǎo)到錯誤的地方。四是導(dǎo)航升級貴，目前大多數(shù)車載導(dǎo)航地圖版本升級需要到4S店進(jìn)行，相應(yīng)的價格較高[1]。

由于GPS車載導(dǎo)航具有上述一系列問題的存在，因此目前大部分人群更傾向于使用智能手機(jī)的地圖應(yīng)用來導(dǎo)航，但是在某些偏僻地區(qū)網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋較弱或在其他情況下智能手機(jī)無法實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能時，車主便無從獲取地理信息，因此設(shè)計(jì)一個NFC汽車輔助導(dǎo)航系統(tǒng)十分必要。

2 NFC智能汽車輔助導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如圖1所示，NFC智能汽車輔助導(dǎo)航系統(tǒng)主要由用戶端NFC手機(jī)APP、車載終端的NFC模塊和主控模塊以及業(yè)務(wù)平臺組成[2]。

NFC手機(jī)與車載終端的信息交互過程中，將地圖查詢請求通過手機(jī)NFC模塊發(fā)送至車載終端，車載終端與業(yè)務(wù)平臺進(jìn)行信息交互獲取地理信息后，再通過NFC模塊將地理信息傳輸至手機(jī)終端，整個過程不需要通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。在設(shè)計(jì)總體模塊的同時，并對嵌入式車載終端以及NFC手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。

1、主控模塊： 車載終端嵌入裝有l(wèi)inux系統(tǒng)的ARM芯片，能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行編寫、解碼、反饋傳輸，同時具備可移植性。主控模塊實(shí)現(xiàn)了車載終端的信息存儲、運(yùn)行、管理以及與業(yè)務(wù)平臺的信息交互。

2、NFC模塊：車載終端同時嵌入NFC模塊，是具有NFC功能的讀卡器或者開發(fā)板，實(shí)現(xiàn)與用戶手機(jī)端NFC設(shè)備的通信[3]。

業(yè)務(wù)平臺主要包括以下功能：

1、用戶信息管理：管理用戶的地理信息請求，記錄用戶的個性化信息和使用習(xí)慣等，便于管理用戶相關(guān)信息。

2、地理信息管理：管理地理方位信息、標(biāo)簽信息;標(biāo)簽信息可包含多媒體、圖片、文本等信息，文本信息通過NFC直接傳輸，圖片和多媒體只傳輸圖片和多媒體的URL移動終端再通過web方式獲取[4]。

3、查詢管理：接收查詢條件，進(jìn)行智能查詢，向智能信息終端返回查詢結(jié)果。查詢條件解析接口，地圖接口。

4、密鑰管理：為了增強(qiáng)用戶身份證書的安全性，用戶手機(jī)終端和車載終端的密鑰需定期更新。

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

基于NFC的智能信息推送系統(tǒng)需要完成指定信息查詢的功能，圖3所示為NFC信息交互過程：

具有NFC功能的智能通信終端：當(dāng)用戶需要查詢某指定地圖信息時，可在其移動終端上通過客戶端軟件編輯NFC查詢請求信息，如圖4所示：

將攜帶編輯好的請求信息的移動終端靠近具有信息查詢功能的智能信息終端，智能終端首先從移動終端卡上讀取身份證書;當(dāng)身份認(rèn)證通過后，工作在“閱讀器”模式下的智能信息終端獲取到用戶的請求信息后終端循環(huán)顯示推送信息，并且向系統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺發(fā)送請求進(jìn)行信息查詢[5];業(yè)務(wù)平臺收到請求后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將查詢結(jié)果反饋給智能信息終端;智能信息終端將查詢獲取的路線信息展示在顯示器上供用戶查看，如圖5所示：

用戶如需下載路線信息，即可通過移動終端向智能信息終端發(fā)送定向信息獲取請求，智能信息終端使用信息定向推送功能將路線信息推送到用戶移動終端上并存儲下來，發(fā)送至NFC手機(jī)客戶端軟件。

4 結(jié)論

NFC智能汽車輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使得車主能夠?qū)崿F(xiàn)在特殊情況下地理信息的獲取，對人們的出行活動具有極大的改善作用，進(jìn)而提高人們的生活質(zhì)量。此外，通過研究這一輔助導(dǎo)航系統(tǒng)，可以為相關(guān)技術(shù)人員在今后智能汽車的研發(fā)制造中提供有效的參考建議和可行性依據(jù)[6]。

截止2019年末，我國機(jī)動車保有量已達(dá)3.4億輛，私家車保有量也接近2億。人們的出行意愿也隨著疫情的結(jié)束逐漸恢復(fù)，因此，改善出行體驗(yàn)，提高出行效率也隨之成為汽車生產(chǎn)制造商追求的目標(biāo)之一。NFC智能汽車輔助導(dǎo)航系統(tǒng)不僅能夠提供導(dǎo)航數(shù)據(jù)，能彌補(bǔ)現(xiàn)有車載導(dǎo)航所存在的問題，并且NFC芯片性能穩(wěn)定、價格低廉，同時車載終端系統(tǒng)改造成本低，因此NFC汽車輔助導(dǎo)航系統(tǒng)將有巨大的發(fā)展空間，必然有廣泛的市場前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢建濤，王雷.基于Web Service的地理信息服務(wù)研究[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2004（01）.

[2]楊軍.NFC技術(shù)的應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及測試[J].現(xiàn)代電信科技，2009，39（10）.

[3]趙衛(wèi)鋒，李清泉，李必軍.利用城市POI數(shù)據(jù)提取分層地標(biāo)[J].遙感學(xué)報，2011（05）.

[4]周林，步豐林.嵌入式瀏覽器中JavaScript和DOM的支持[J].計(jì)算機(jī)工程，2004（S1）.

[5]劉浩.基于NFC技術(shù)的近場通信應(yīng)用探索[J].中國無線電.2010，（12）.

[6]杜啟宏，郭達(dá).基于智能卡的NFC技術(shù)的研究[J].移動通信.2010，34（Z1）.