我們生活在車時代
車的發(fā)展變遷,經(jīng)歷了人力、畜力時代,進入機械時代,再到機電一體化時代,變化得越來越快,越來越大,車也變得越來越靈巧和聰明。
在人力、畜力時代,車的變化主要體現(xiàn)在輪子的多寡上,這個過程足足經(jīng)過了數(shù)千年。
隨著工業(yè)革命的開始,車進入了機械時代。
首先,車在動力上有了變化。18世紀,隨著蒸汽機的出現(xiàn),車開始擺脫人力和畜力,開始以機器為動力——中文稱之為“汽”車,以區(qū)別于“馬”車。因為這個時期的車是以蒸“汽”為動力的,而不是以“馬”為動力的。世界上第一臺蒸汽機車很笨重,速度不足4km/h,而且每連續(xù)行走十幾分鐘就要停下來加水以保證蒸汽機能夠有足夠的蒸汽提供動力。
19世紀中期是蒸汽機車的鼎盛時代。到了19世紀后期,卡爾·本茨制成了世界上第一輛內(nèi)燃式汽油機三輪車,速度能夠達到15km/h。隨后內(nèi)燃機逐漸代替外燃式的蒸汽機成為車的動力來源。和外燃式的蒸汽機相比,內(nèi)燃式的汽油機以汽油為燃料,汽車由此變得更加輕巧、靈活、可用。一直到現(xiàn)代,汽車仍然以這種內(nèi)燃機為動力來源。所以與蒸汽機車相比,人們通常更傾向于把卡爾·本茨制造的內(nèi)燃機車作為現(xiàn)代汽車的鼻祖。從外燃式蒸汽機車到內(nèi)燃式汽油機車,汽車動力來源的變遷,讓汽車從笨拙變靈巧,這個轉(zhuǎn)身用了一百多年。
在動力問題解決之后,車的材質(zhì)和外形也有了變化。車逐漸擺脫了木頭,披上了鋼鐵外殼,造型上也有了更多的變化:出現(xiàn)了車廂,車變成了移動的小房子——用現(xiàn)代人的眼光來看,更有汽車樣兒了。
在汽車機械時代后期,以1912年通用的凱迪拉克汽車使用了電啟動機為標志,“電”逐漸在車上開始應(yīng)用,汽車電子萌芽。隨著電子喇叭、電子雨刷器、收音機、數(shù)字鐘等一系列電路的應(yīng)用,汽車電子逐漸發(fā)展起來。下雨的時候汽車可以根據(jù)雨量大小把車窗上的水刮走;轉(zhuǎn)彎的時候,能夠根據(jù)轉(zhuǎn)彎方向在不同位置亮燈;有情況的時候可以鳴笛示警;還能一邊開車一邊聽收音機;車上還有時鐘,跟家里客廳一樣隨時可以知道時間;還有儀表盤,能夠知道速度油量等多種信息——汽車不但變得更靈活,還正在變得有智慧!
到了上世紀80年代,隨著微電腦在車上應(yīng)用的技術(shù)日趨成熟,倒車雷達、車速示警、道路監(jiān)視、電子地圖、車載電話等紛紛出現(xiàn)在車載系統(tǒng)上。倒車的時候能指示障礙物;車速快了油量不足了安全帶沒系上都能示警;能顯示地圖,還能打電話——汽車不但有智慧,而且正在變得更聰明!
2000年后,影響車速的是道路狀況而不再是車輛本身。隨著多路傳輸系統(tǒng)、數(shù)字信號處理系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展,汽車逐步向智能化邁進。汽車可以告訴你怎么走能到你想去的地方,汽車可以讓你播放各種音樂,汽車可以讓你上網(wǎng),汽車可以讓你看電視……汽車變成了移動的客廳、移動的辦公室、移動的娛樂室——汽車簡直變得睿智起來了!
從1886年內(nèi)燃式汽油機車誕生至今,汽車速度從15km/h到200km/h以上,從簡單的機械組合變成機電結(jié)合。汽車電子的發(fā)展,讓汽車從簡單變聰明,從弱到強,從慢到快,這個華麗的轉(zhuǎn)身用了第二個一百年——比起動力變化的第一個百年,這一百年中發(fā)生的事兒可是多多了啊!
聰明的汽車
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,機電一體化是大勢所趨,汽車行業(yè)當然也不會例外。最近一百年,尤其是最近幾十年的汽車發(fā)展史中,汽車電子的快速發(fā)展有力的證明了這一點。
電子化、智能化——汽車真是越來越聰明了!
其實不論是硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)還是技術(shù)、服務(wù),只要是應(yīng)用在汽車上的、與電子相關(guān)的都統(tǒng)稱為汽車電子。汽車電子的分類,角度不同,分類也不同,目前并沒有統(tǒng)一的分類標準。那么就讓我們從不同的角度來看一看,在現(xiàn)代汽車中,都包含了哪些電子產(chǎn)品,應(yīng)用了哪些電子技術(shù)吧。
如果我們從信息流轉(zhuǎn)的角度來看的話,主要分為兩類,一類是信號接收;另一類是通信,兩者的區(qū)別在于“交互”。
信號接收的特點是,信息是只進不出的。車輛直接使用接收來的信號但不會給信息源發(fā)送反饋信息。信息的傳遞是單向的、廣播式的,其中以廣播信號、電視信號、GPS衛(wèi)星信號為主要代表。
通信的特點是,信息是雙向的。車輛接收信息的同時會給信號源發(fā)送反饋信息。信息的傳遞是雙向的、交互式的,其中以互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)為主要代表。其次,在近距離下,應(yīng)用藍牙的方式還可以實現(xiàn)汽車和其他移動設(shè)備之間的通信。而在車內(nèi)部,總線系統(tǒng)擔(dān)負著信息交換的職責(zé)。如果把車內(nèi)的各種電子設(shè)備和元器件看做是不同的城市的話,那么車內(nèi)的各種總線就是連接這些城市的鐵路和公路,而在車內(nèi)流轉(zhuǎn)的各種數(shù)據(jù),按照數(shù)據(jù)分類分別對應(yīng)的是列車、汽車和馬車,不同的車在不同的路上跑,各司其職,使車內(nèi)電子設(shè)備結(jié)成統(tǒng)一的整體,為用戶提供多樣的服務(wù)。
如果我們從車內(nèi)電子設(shè)備的作用來看的話,種類就更多了,簡單劃分的話,有監(jiān)控系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)兩種。
1. 車內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng):用于監(jiān)視、控制、管理車內(nèi)設(shè)備
a) 車行電腦,用于整車,包括底盤、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等的操作識別及控制;
b) 監(jiān)視系統(tǒng),例如傳感器、攝像頭,用于監(jiān)視車輛狀態(tài);
c) 診斷系統(tǒng),用于檢查車輛狀態(tài);
d) 空調(diào)控制系統(tǒng)。
2. 應(yīng)用系統(tǒng)
a) 導(dǎo)航系統(tǒng),電子地圖、地點查詢、路線規(guī)劃、導(dǎo)航服務(wù)、實時交通信息播報等;
b) 娛樂系統(tǒng),音響、視頻播放、收音機、電視播放等;
c) 信息服務(wù)系統(tǒng),Internet連接及服務(wù),SP連接及服務(wù),數(shù)字電視點播;
d) 通信系統(tǒng),Hand free phone(免提電話);
e) 設(shè)備管理系統(tǒng),內(nèi)置及外接設(shè)備、存儲器等的管理。
在汽車電子中,用于數(shù)據(jù)流傳導(dǎo)的總線系統(tǒng)、用于整車機械控制的控制系統(tǒng)等,對于普通的駕駛者來說,通常是透明的,不可見的。用戶最熟知、最常用的車載電子產(chǎn)品通常是音響、收音機等應(yīng)用系統(tǒng)。
如上述2中所述,根據(jù)功能不同,車內(nèi)會裝載不同的應(yīng)用系統(tǒng)。近年來,隨著汽車電子技術(shù)的逐漸成熟,各種應(yīng)用系統(tǒng)有逐漸融合的勢態(tài)。
車內(nèi)多種應(yīng)用系統(tǒng)的集成和融合情況,我們通常稱之為AVNC系統(tǒng)。AVNC是A (Audio,音頻)、V (Visual,視頻)、N (Navigation,導(dǎo)航)、C (Communication,通信)的縮寫,包含了車內(nèi)電子的幾個最重要的應(yīng)用。如果一輛汽車中能夠播放CD、mp3、收聽收音機,還能播放DVD硬碟或者其他視頻文件,則稱其為AV系統(tǒng);如果在AV系統(tǒng)之上,還配置有導(dǎo)航功能,則稱之為AVN系統(tǒng);如果在AVN系統(tǒng)之上,具有免提電話、連接互聯(lián)網(wǎng)的功能,則稱之為AVNC系統(tǒng)。雖然應(yīng)用方向不同,但是不同方向之間的分界并不明顯,經(jīng)常會有交叉。下面我們以N(Navigation,導(dǎo)航)系統(tǒng)為例,了解一下不同應(yīng)用方向之間的交叉及技術(shù)融合。
汽車導(dǎo)航產(chǎn)品,近些年有長足的發(fā)展,甚至有人笑稱,不帶導(dǎo)航設(shè)備的話,不敢開出家門10km。汽車導(dǎo)航產(chǎn)品,只從字面上來理解的話,是為汽車做導(dǎo)航的產(chǎn)品,其中必然要包含有一下基本功能:
電子地圖:電子地圖是導(dǎo)航的基礎(chǔ),電子地圖首先需要通過原始數(shù)據(jù)勘測、采集,然后存儲成原始數(shù)據(jù)。編譯器解析原始數(shù)據(jù),根據(jù)標準格式 存儲成導(dǎo)航系統(tǒng)能夠利用的地圖數(shù)據(jù)庫。地圖數(shù)據(jù)庫中將包含地圖顯示用數(shù)據(jù)、檢索用數(shù)據(jù)、路線規(guī)劃用數(shù)據(jù)及路線導(dǎo)航用數(shù)據(jù)。
地圖顯示:把地圖數(shù)據(jù)路中的道路及POI(Point of Interest,興趣點)等附屬數(shù)據(jù)顯示出來。
車輛定位:通過GPS信號接收器,接收GPS信號,然后把GPS信號和電子地圖中存儲的拓撲結(jié)構(gòu)的道路信息相匹配,把車輛位置定位到實際道路上 。
數(shù)據(jù)檢索:根據(jù)用戶輸入的分類、名稱、地址、電話等信息,在檢索用數(shù)據(jù)中查找某一個具體的POI數(shù)據(jù) 。
規(guī)劃路線:用戶可以把查找到的POI或者其他地點設(shè)定為目的地,導(dǎo)航系統(tǒng)會利用路線規(guī)劃用數(shù)據(jù),自動規(guī)劃一條從車輛位置到目的地的最優(yōu)路線。
路線導(dǎo)航:利用路線導(dǎo)航用數(shù)據(jù),通過聲音、圖像等手段,提示用戶在哪里轉(zhuǎn)彎、沿哪個方向行駛,以便引導(dǎo)用戶沿導(dǎo)航系統(tǒng)規(guī)劃出來的最優(yōu)路線順利到達目的地。
汽車導(dǎo)航產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展了二十多年,盡管上述導(dǎo)航相關(guān)的基本功能沒有太大的變化。但是這些基本功能和其他方向之間已經(jīng)有了很大的交叉依賴關(guān)系。
在汽車上裝載了C (Communication,通信)模塊之后,導(dǎo)航系統(tǒng)能夠從外部獲取更豐富的信息完善導(dǎo)航功能。電子地圖更新的時候,不但可以利用DVD光盤、SD/USB 等外接移動存儲設(shè)備來升級數(shù)據(jù)庫,還可以通過網(wǎng)絡(luò)直接下載最新數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)檢索的時候,不僅能夠檢索本地數(shù)據(jù),還可以通過網(wǎng)絡(luò)得到關(guān)于POI信息的詳細說明及動態(tài)評價,甚至能夠接收服務(wù)器或者其他移動終端通過短信等方式發(fā)送來的POI信息或者道路信息;路線規(guī)劃的時候,不僅僅能夠使用本地的數(shù)據(jù),還可以通過網(wǎng)絡(luò)取得實時交通信息,在路線規(guī)劃的時候,規(guī)避擁堵路段;路線導(dǎo)航的時候,也可以通過網(wǎng)絡(luò)取得沿路的天氣信息、突發(fā)的交通事件等警示信息。
汽車的電子之路
汽車電子化,在最初的萌芽階段,只有區(qū)區(qū)幾個電路,那時的汽車還是帶了幾個電路的、龐大的鋼鐵怪獸。而今,汽車電子化成了現(xiàn)代汽車的最重要特征。在最近的二十年里,汽車電子迎來了快速的發(fā)展,這從汽車電子大事記中可看出:
1886年,現(xiàn)代汽車誕生;
1912年,電啟動機的應(yīng)用,標志著汽車電子的萌芽;
1991年,平均每輛汽車消耗的電子設(shè)備的價格大約占整車的10%;
1998年,平均每輛汽車消耗的電子設(shè)備的價格大約占整車的15%;
2003年,平均每輛汽車消耗的電子設(shè)備的價格大約占整車的20%;
汽車電子從無到有,用了26年時間;第一個10%用了近80年,第二個10%只用了12年。汽車電子的快速發(fā)展勢不可擋!
作為汽車產(chǎn)業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)的結(jié)合,汽車電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用大大提升了汽車的動力性、安全性、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性,并且為使用者提供了多種多樣的娛樂服務(wù),提升了汽車的舒適性,大大推動了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。反過來,汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,也為汽車電子產(chǎn)業(yè)提供了更加為廣闊的市場,帶動汽車電子產(chǎn)業(yè)更進一步發(fā)展。兩者相輔相成,順應(yīng)機電一體化的大趨勢,快速發(fā)展已是必然。
在汽車電子得到長足發(fā)展的今天,自動檔汽車隨處可見,導(dǎo)航設(shè)備遍地都是,汽車電子設(shè)備已經(jīng)是汽車不可或缺的一部分。在車展上,偶然看到一輛沒有電子設(shè)備(或者電子設(shè)備比較少)的老爺車,我們會把他們當成文物——只能看,不能摸!我們并不是不想摸,已經(jīng)不知道該如何駕駛它。汽車越來越聰明了,我們都被“慣”壞了。
用戶是上帝,一定要“嬌慣”的,這就要求產(chǎn)品一定要越來越聰明——所有的領(lǐng)域全都如此,傻瓜相機就是這么來的,汽車也不能免俗。
隨著C (Communication,通信)模塊在車輛上的逐步應(yīng)用、普及,隨著3G移動通信能力的提升,隨著“云”概念的興起,我們有理由相信,在汽車機電一體化的進程中,一定少不了網(wǎng)絡(luò)化、終端化。試想一下:云端有海量的數(shù)據(jù)及無窮的數(shù)據(jù)處理能力,網(wǎng)絡(luò)通信速度和穩(wěn)定性不再是瓶頸,那時汽車上的應(yīng)用豈不是可以拋卻繁瑣的本地處理,而只作為終端,遨游于龐大的汽車電子網(wǎng)絡(luò)中,隨心所欲地和其他汽車及網(wǎng)絡(luò)溝通交流?
機械電子一體化是大趨勢,汽車電子也必然會和汽車機械結(jié)合得越來越緊密,磨合得越來越好。如果說汽車電子是大腦,汽車機械是手臂,請讓我們一起期待如臂使指的將來。
能夠和其他汽車及網(wǎng)絡(luò)有效溝通,能夠隨心所欲駕馭機械力量!——好吧,我承認,我的面前出現(xiàn)了一個汽車人的形象??!
二十年后的汽車專賣店中——看清楚了哦,不是玩具店中——也許我們可以說“我要一個大黃蜂!”——你呢?