前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的智能網聯汽車設計探析，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘要：在智能網聯汽車中將OBD接口技術與手機APP軟件技術相結合，從手機中直接讀取汽車各種運行參數，實現對汽車運行狀態進行實時監測和故障云診斷。同時，利用手機的攝像頭等硬件實現行車記錄儀、倒車雷達、導航信息等，以較小的成本完善智能網聯汽車功能。

關鍵詞：網聯汽車；車載終端；OBD

1概述

1.1設計背景

遠程診斷是近幾年來車聯網行業發展的一個主要關鍵詞，OBD（OnBoardDiagnostics，簡稱車載自動診斷系統）加手機APP的模式大行其道。由于OBD接口在車輛日常使用中并不會經常用到，而且通過OBD接口也能讀出非常豐富的車輛信息數據（車速、油耗、行駛里程等）。手機廠商在移動互聯網領域的迅速發展，帶動了整個TMT產業，一些從事移動互聯網的企業和手機企業也通過手機APP的方式向車聯網行業滲透，而OBD是實現這種滲透的最好載體，基于OBD的車聯網產品應運而生[1]。與此同時，OBD設備的服務商也可以獲取該數據，并從中挖掘潛在的大數據商業價值。另一方面，隨著手機應用的不斷發展，基于手機的導航應用已經被大多數年輕用戶所接受，手機上有導航，再增加一些與車有關的服務，可以分走一部分傳統DVD導航產品的市場。另外，和傳統的DVD導航車機相比，此類產品的最大特點是價格便宜、免安裝，可以迅速行成用戶規模。目前比較有代表性的手機APP諸如多樂車助手、車況檢測大師以及車行者[2]。

1.2總體設計

本項目包括行車記錄儀、倒車雷達、導航信息、汽車運行參數實時監控故障云診斷等功能。（1）行車記錄儀：手機應用通過利用手機上的攝像頭和存儲卡實現手機作為行車記錄儀的功能，實時監控錄制車前方的影像以備需要時提取播放。（2）導航信息：手機本身自帶GPS功能配合導航軟件實現手機導航功能，這部分已經比較成熟。（3）汽車運行參數實時監控及故障云診斷：目前絕大部分汽車都具備有一個統一的CAN車載總線，通過這條總線各種傳感器及控制設備被連在一起，同樣通過這條總線也可以采集全部的運行信息用于進行故障診斷，本功能就是采用CAN網關方式將CAN總線連入車載網絡，手機通過WiFi方式可以采集車載各種傳感器的參數進行參數顯示，也可以將參數傳送到云端進行數據分析，進行故障診斷、駕駛過程的記錄與分析等功能。

2硬件設計

2.1CAN總線通信部分

MCU與CAN總線之間的數據交換主要通過兩款硬件實現，分別為TJA1050CAN總線信息收發器以及MCP2515CAN總線協議控制器。CAN總線是一種有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網絡，以其高性能和高可靠性在自動控制領域得到了廣泛的應用。為提高系統的驅動能力，增大通信距離，實際應用中多采用TJA1050作為CAN控制器與物理總線間的接口，即CAN收發器，以增強對總線的差動發送能力和對CAN控制器的差動接收能力。為進一步增強抗干擾能力，往往在CAN控制器與收發器之間設置光電隔離電路。MCP2515是一款CAN總線協議控制器，完全支持CANV2.0B技術規范。該器件能發送和接收標準和擴展數據幀以及遠程幀。MCP2515自帶的兩個驗收屏蔽寄存器和六個驗收濾波寄存器可以過濾掉不想要的報文，因此減少了主單片機（MCU）的開銷。MCP2515與MCU的連接是通過SPI接口來實現的。

2.2測距模塊

本設計測距模塊使用HC-SR04測距模塊，該模塊測距的基本原理是通過計算發送與接受超聲波的時間差，來計算距離。MCU通過該模塊實現倒車雷達功能。HC-SR04超聲波測距模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可達高到3mm；模塊包括超聲波發射器、接收器與控制電路。智能小車測距可以及時發現前方的障礙物，使智能小車可以及時轉向，避開障礙物。

2.3WiFi模塊

本設計WiFi模塊使用ESP8266模塊。ESP8266專為移動設備、可穿戴電子產品和物聯應用設計，并與其他幾項專利技術一起使機器實現最低能耗。ESP8266與MCU使用串口連接[3]。

3手機端功能設計

手機App端分為四個模塊，（1）“車輛信息”：該界面主要查看當前車輛的各類信息，如車速、剩余油量等；還能查看對過往駕駛行為的分析，以及今日天氣和出行建議。車輛信息主要通過WiFi網絡像MCU發送指令，MCU通過OBD接口向汽車中控發送查詢請求來獲得。過往駕駛行為分析則主要依靠一些專家信息來分析用戶過往駕駛行為，如速度的突變、經常出現急剎車等，并相應地給出改進意見[4]。（2）“出行”：該界面通過整合高德地圖API實現App內置的駕車導航功能。（3）“行車記錄”：本設計通過隱藏攝像界面實現了手機后臺自動錄像的功能，也就是行車記錄儀功能。目前該功能可以做到即便退出應用，只要其在后臺運行，即可實時錄像。（4）“設置”：該界面主要是App使用設置功能。目前實現了行車記錄清晰度的設置、駕車導航時是否調起獨立的高德地圖App進行導航以及其他一些基礎設置。

4總結

（1）汽車運行參數實時監控故障云診斷。本功能就是采用can網關方式將can總線連入車載網絡，手機通過wifi方式可以采集車載各種傳感器的參數進行參數顯示，也可以將參數傳送到云端進行數據分析，進行故障診斷、駕駛過程的記錄與分析等功能。（2）整合地圖導航應用。（3）整合行車記錄儀。產品將通過OBD接口監測到啟動信號，進而調用手機攝像頭在后臺拍攝，起到行車記錄儀的功能。（4）基于用戶習慣大數據，為用戶提供專業精準定制化的出行建議。（5）突破固有模式，實現與汽車廠商“微結合”，拓展服務空間。

作者:李嚴 馬宇航 鄒杰 單位:重慶市機電設計研究院 重慶理工大學電氣與電子工程學院