向云帆

（深圳市中興微電子技術(shù)有限公司，廣東深圳，518000）

車(chē)載4G智慧終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

向云帆

（深圳市中興微電子技術(shù)有限公司，廣東深圳，518000）

本文將對(duì)車(chē)載4g智慧終端的設(shè)計(jì)原則以及設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)車(chē)載4g指揮終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，其中主要包括車(chē)載故障診斷系統(tǒng)、車(chē)載速度感應(yīng)系統(tǒng)、車(chē)載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及車(chē)載智能剎車(chē)系統(tǒng)四方面內(nèi)容。

車(chē)載4G；智慧終端；故障診斷

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)與汽車(chē)行業(yè)的相互結(jié)合，要想滿足人們對(duì)汽車(chē)行業(yè)的市場(chǎng)需求，就要將互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)與汽車(chē)行業(yè)相互融合。

1 車(chē)載4G智慧終端的設(shè)計(jì)原則以及設(shè)計(jì)目標(biāo)

車(chē)載4G智慧終端的設(shè)計(jì)原則主要包括以下幾點(diǎn)，第一，滿足各個(gè)方面的性能需求。其中主要包括汽車(chē)路由器的啟動(dòng)時(shí)間要在30秒之內(nèi)，汽車(chē)路由器的吞吐量要在50mp以上，端口的吞吐量要在10MP以上，熱插拔組件在運(yùn)行的過(guò)程中不能夠影響路由器的正常工作，覆蓋范圍要在50米左右。汽車(chē)車(chē)載終端的性能主要包括以下方面，第一，在對(duì)汽車(chē)的油耗量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)的誤差要在5%之內(nèi)。在對(duì)汽車(chē)行駛的里程數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)的誤差要在1%之內(nèi)。車(chē)輛定位的精度要在15米之內(nèi)，速度的精準(zhǔn)度要早0.1米每秒左右。汽車(chē)的冷啟動(dòng)時(shí)間要小于55秒，熱啟動(dòng)時(shí)間要小于15秒。除了要滿足以上要求之外，還要對(duì)汽車(chē)運(yùn)行的安全性以及可靠性進(jìn)行全面把控。另外，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中還要注意產(chǎn)品的可操作性以及使用效果。在安裝車(chē)載4G的過(guò)程中盡量使安裝步驟簡(jiǎn)單化，方便使用人員使用的同時(shí)，還能夠減少施工人員安裝的工作量。

車(chē)載4G智慧終端的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要包括數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性高、產(chǎn)品操作簡(jiǎn)便、占地面積小以及價(jià)格便宜等特點(diǎn)。在對(duì)于車(chē)載4g智慧終端進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可將系統(tǒng)大致分為三部分，第一部分是供電系統(tǒng)、第二部分為核心系統(tǒng)，第三部分為功能系統(tǒng)。供電系統(tǒng)主要為車(chē)載智慧終端提供能源支持，該系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響著汽車(chē)智慧終端整體的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)主要將外界電源轉(zhuǎn)換為各系統(tǒng)所需要的電源，并將其進(jìn)行分配，保證系統(tǒng)整體的運(yùn)行質(zhì)量。另外，在設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的過(guò)程中，還要注意負(fù)載平衡的問(wèn)題。以上三個(gè)部分的安裝順序?yàn)楣╇娤到y(tǒng)與核心系統(tǒng)相互連接，核心系統(tǒng)與功能系統(tǒng)相互連接。另外，該系統(tǒng)中主要由兩部分構(gòu)成，一部分為硬件系統(tǒng)，另一部分為軟件系統(tǒng)。通常情況下硬件系統(tǒng)安裝在系統(tǒng)的底部，硬件部分為系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)，只有將硬件系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行提高，才能夠提高系統(tǒng)整體的運(yùn)行質(zhì)量[1]。

2 車(chē)載4G智慧終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究

車(chē)載4G智能終端的設(shè)計(jì)涵蓋四個(gè)方面，即車(chē)載故障診斷系統(tǒng)、車(chē)載速度感應(yīng)系統(tǒng)、車(chē)載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、車(chē)載智能剎車(chē)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)的思路有一定的相似性。

2.1 車(chē)載故障診斷系統(tǒng)

汽車(chē)在行駛過(guò)程中會(huì)由于各類(lèi)意外狀況、部件老化等問(wèn)題出現(xiàn)故障，由于故障的類(lèi)型是多樣化的，故障程度也不盡相同，由人員進(jìn)行故障診斷和排除費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因此在4g智能終端設(shè)計(jì)了車(chē)載故障診斷系統(tǒng)。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)核心是單片機(jī)和傳感器；技術(shù)支持是嵌入技術(shù)、集成技術(shù)；基本支持來(lái)自廣泛的數(shù)據(jù)資料。具體而言，首先針對(duì)汽車(chē)故障的種種類(lèi)型、程度進(jìn)行數(shù)據(jù)收集工作，總結(jié)其規(guī)律，之后將數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)中，再嵌入傳感器，系統(tǒng)的模型基本完成。以溫度感應(yīng)為例，在系統(tǒng)工作時(shí)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障、有水浸入，電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路，溫度快速升高，傳感器偵知該問(wèn)題，并將問(wèn)題情況快速反饋至單片機(jī)的中央處理器端，中央處理器則根據(jù)數(shù)據(jù)記憶判斷問(wèn)題，反饋給駕駛?cè)耍{駛?cè)瞬槐貦z查即可了解故障類(lèi)型，直接進(jìn)行排除即可[2]。

2.2 車(chē)載速度感應(yīng)系統(tǒng)

車(chē)載速度感應(yīng)系統(tǒng)的核心是傳感器，其基本技術(shù)支持是嵌入技術(shù)，結(jié)構(gòu)組成包括監(jiān)測(cè)部分、中央處理器、輸出部分和數(shù)字顯示設(shè)備。該系統(tǒng)的工作同樣依賴(lài)數(shù)據(jù)，如某條公路限速為60公里/小時(shí)，人員在駛上該公路后，將車(chē)載速度感應(yīng)系統(tǒng)的警報(bào)參數(shù)設(shè)置為60，行駛過(guò)程中，如果速度過(guò)高，系統(tǒng)即會(huì)通過(guò)輸出部分發(fā)出警報(bào)，并通過(guò)數(shù)字顯示設(shè)備給出當(dāng)前速度值，人員可據(jù)此進(jìn)行調(diào)整，將速度降至60公里/小時(shí)以下。其工作流程為：監(jiān)測(cè)部分全程對(duì)汽車(chē)速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以每5秒為間隔將速度信息反饋給中央處理器，在汽車(chē)行駛速度不超過(guò)參數(shù)設(shè)定值的情況下，中央處理器默認(rèn)行駛狀態(tài)為“安全”，當(dāng)汽車(chē)行駛速度超過(guò)參數(shù)設(shè)定值時(shí)，監(jiān)測(cè)部分將信息反饋給中央處理器，處理器則同時(shí)將指令下達(dá)至輸出部分和數(shù)字顯示部分，人員第一時(shí)間了解超速信息，及時(shí)加以調(diào)整，保證駕駛的安全。

2.3 車(chē)載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也即通常訴說(shuō)的“WIFI”，一般需要以線路作為支持，如家用路由器等，車(chē)載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的原理與此有一定的差異，其更接近于目前城市的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)，是一種依賴(lài)強(qiáng)大通信技術(shù)、信息接收技術(shù)的新式系統(tǒng)。具體而言，車(chē)載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括接收天線、濾波器、信號(hào)強(qiáng)化器、輸出系統(tǒng)四個(gè)部分組成，其基本工作流程是，人員首先買(mǎi)入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，之后將接收天線放置于汽車(chē)頂部等露出位置，并使其盡量遠(yuǎn)離電動(dòng)機(jī)和導(dǎo)線，開(kāi)始進(jìn)行信號(hào)接收。由于城市環(huán)境下各類(lèi)不同波長(zhǎng)的通信活動(dòng)十分頻繁，而且存在來(lái)自不同磁場(chǎng)的干擾，收集所得無(wú)線信號(hào)的噪音較多，再使用濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，在確定波長(zhǎng)的條件下，濾波器可以對(duì)無(wú)線信號(hào)實(shí)現(xiàn)較為有效的提純，提純后的信號(hào)依然存在強(qiáng)度較弱的問(wèn)題，再通過(guò)信號(hào)強(qiáng)化器進(jìn)行強(qiáng)化，最后以輸出系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸出，人員即可在車(chē)內(nèi)享受無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2.4 車(chē)載智能剎車(chē)系統(tǒng)

智能剎車(chē)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與智能診斷系統(tǒng)十分類(lèi)似，其核心構(gòu)件是傳感器。主要的技術(shù)支持是集成技術(shù)。在汽車(chē)行駛過(guò)程中，人員可能會(huì)遇到各類(lèi)突發(fā)情況，如障礙物、不遵守交通規(guī)則的人員、車(chē)輛等等，部分駕齡較短的駕駛?cè)丝赡芊磻?yīng)不及，導(dǎo)致事故發(fā)生，智能剎車(chē)系統(tǒng)即針對(duì)這一問(wèn)題設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō)，車(chē)載智能剎車(chē)系統(tǒng)包括聲波設(shè)備、回波接收設(shè)備、中央處理器、連接器四個(gè)主要部分構(gòu)成[3]。

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)車(chē)載4G智慧終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行研究，能夠有效提高車(chē)輛的故障診斷質(zhì)量，同時(shí)還能夠有縮短車(chē)輛剎車(chē)的反應(yīng)時(shí)間。由此可以看出，對(duì)車(chē)載4G智慧終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，能夠?yàn)榻窈筌?chē)載4G智慧終端的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

[1]陳慶德,李紅良,金羿.基于4G和IPv6技術(shù)的智慧交通系統(tǒng)應(yīng)用方案研究[J].江蘇通信,2016,32(04):54-57.[2017-10-12].

[2]溫紀(jì)慶.WIFI環(huán)境下公交車(chē)載廣告?zhèn)髅较到y(tǒng)[D].青島理工大學(xué),2015.

[3]崔正杰.車(chē)載4G智慧終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南京郵電大學(xué),2015.

Design and implementation of vehicle 4G intelligent terminal

Xiang Yunfan
(Shenzhen Zhongxing Microelectronic Technology Co.,Ltd.,Shenzhen Guangdong,518000)

In this paper, the design principle of on-board terminal 4 g wisdom and design goals for a simple introduction, and for the design and implementation of vehicle terminal 4 g command, which mainly includes the on-board fault diagnosis system, vehicle speed sensor systems, automotive wireless network system, and car intelligent brake system four aspects.

Vehicle 4G; intelligent terminal; fault diagnosis