雷偉昌 北京星網(wǎng)宇達(dá)科技股份有限公司

汽車(chē)OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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隨著汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)、新工藝得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。汽車(chē)OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，對(duì)人們的駕車(chē)安全就提供了重要的保障。本文就此問(wèn)題展開(kāi)探討，主要研究了OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)。結(jié)果證明，該技術(shù)有著高準(zhǔn)確度、高可靠性等特點(diǎn)，可以快捷方便的將車(chē)輛的行駛信息及時(shí)反應(yīng)給使用者，從而實(shí)現(xiàn)了人和車(chē)的有效信息互通。

OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng) 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，車(chē)聯(lián)網(wǎng)已發(fā)展為當(dāng)前汽車(chē)科技的一個(gè)重要方面，已發(fā)展為汽車(chē)領(lǐng)域的一個(gè)非常重要的研究方向，近年來(lái)獲得了突破性的發(fā)展，可以說(shuō)有著極為光明的成長(zhǎng)前景。因?yàn)橐酝钠?chē)難以做到人與車(chē)的有效互聯(lián)，為了達(dá)成這一目標(biāo)，本文就汽車(chē)OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)展開(kāi)研究，它屬于車(chē)聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要研究方向，是一種用于車(chē)輛性能診斷的系統(tǒng)，能夠即時(shí)的監(jiān)視車(chē)輛的運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及汽車(chē)系統(tǒng)的工作情況。下面對(duì)其軟、硬件設(shè)計(jì)展開(kāi)研究，以實(shí)現(xiàn)人和車(chē)的有效信息互通，該系統(tǒng)還能借助于移動(dòng)設(shè)備即時(shí)掌握到汽車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)，提高了車(chē)輛的安全可靠性，從而確保了駕車(chē)人員的人身安全。

1 汽車(chē)OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng)的硬件設(shè)計(jì)

汽車(chē)OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng)，在其研究模式上考慮，就是一個(gè)較為經(jīng)典的物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)，主要是由以下幾部分構(gòu)成，信息匯集、資料分析以及結(jié)果呈現(xiàn)等。由汽車(chē)CAN總線(xiàn)信息的匯集是最為基本，也是最為關(guān)鍵的，為了能夠把需要的信息從設(shè)備中采集出來(lái)，接著應(yīng)用Wi-Fi無(wú)線(xiàn)傳送手段迅速的傳遞到移動(dòng)終端，就要對(duì)硬件電路進(jìn)行精確地設(shè)計(jì)。

因?yàn)镺BD網(wǎng)關(guān)在車(chē)輛中工作情況的特異性以及復(fù)雜性，在進(jìn)行硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程中就要注意到以下幾個(gè)方面，主要包括：

（1）較低的功耗。OBD網(wǎng)關(guān)的動(dòng)力來(lái)源于車(chē)輛的12V蓄電池，假如它的功耗非常高，就會(huì)造成汽車(chē)啟動(dòng)不了的問(wèn)題出現(xiàn)，因此在進(jìn)行硬件的設(shè)計(jì)時(shí)，要特別注意選擇較低功耗的型號(hào)；

（2）較高的可靠性。本文中，人和車(chē)的有效信息互通的OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)融合了主動(dòng)安全的理念，想要確保駕車(chē)人員與車(chē)輛的安全，就要確保OBD網(wǎng)關(guān)運(yùn)行的高可靠性；

（3）較強(qiáng)的抗干擾性。車(chē)輛中具有許多的電磁類(lèi)型的干擾，為了確保OBD網(wǎng)關(guān)在這樣的工作環(huán)境下平穩(wěn)運(yùn)行，就要在設(shè)計(jì)硬件時(shí)重點(diǎn)考慮到電磁干擾上的設(shè)計(jì)，從而確保網(wǎng)關(guān)的強(qiáng)抗干擾性能；

（4）較小的外觀尺寸。OBD接口大多數(shù)情況下位處車(chē)輛方向盤(pán)的左下位置，為了不給駕車(chē)人員的正常操作造成困擾，這就需要注意將OBD網(wǎng)關(guān)的外觀尺寸設(shè)計(jì)的盡可能的小。

此外，要做好硬件系統(tǒng)的控制功能，主控芯片是不可或缺的。在對(duì)芯片進(jìn)行選擇時(shí)要注意到以下幾個(gè)方面，主要包括：

（1）車(chē)輛上的電磁干擾是非常強(qiáng)烈的，這就要求具有一個(gè)能夠抗干擾、性能也是非?？煽康腗CU；

（2）網(wǎng)關(guān)是從OBD判定口獲得CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)，為了使得硬件的設(shè)計(jì)盡可能的簡(jiǎn)單，要選擇內(nèi)嵌CAN控制器的裝置，而且能夠有效的支持CAN2.0B協(xié)議；

（3）因?yàn)闉榱藢?shí)現(xiàn)對(duì)即時(shí)性的追求，使用較為常見(jiàn)的嵌入式OSEK/VDX系統(tǒng)，因此芯片需要對(duì)這一系統(tǒng)給以支持；

（4）芯片需要有一定的內(nèi)部存放空間，而且能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)的仿真調(diào)測(cè)。

2 汽車(chē)OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng)的軟件設(shè)計(jì)

為了確保系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的即時(shí)性，本文中應(yīng)用的是OSEK OS來(lái)當(dāng)作軟件的架構(gòu)，代替了之前的設(shè)計(jì)中應(yīng)用的死循環(huán)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)的方式，而且該程序中改動(dòng)單一環(huán)節(jié)并不會(huì)干擾到別的環(huán)節(jié)，對(duì)于多任務(wù)操作只需將其放到各自的調(diào)用函數(shù)就行了。系統(tǒng)節(jié)拍可以說(shuō)是系統(tǒng)核心的脈動(dòng)，在文中的系統(tǒng)中，系統(tǒng)節(jié)拍定時(shí)器應(yīng)用的是一個(gè)32位的計(jì)數(shù)器，當(dāng)開(kāi)始值降為0時(shí)，就會(huì)調(diào)動(dòng)相應(yīng)的中斷服務(wù)函數(shù)。

CAN協(xié)議允許的位速率一般介于1Kbit/s到1000Kbit/s。CAN系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)都是應(yīng)用震蕩器來(lái)用做自身的時(shí)鐘源，而且所有節(jié)點(diǎn)的位定時(shí)數(shù)據(jù)是能夠單獨(dú)設(shè)置的。硬件節(jié)點(diǎn)一般會(huì)遭受周邊環(huán)境的感染，例如濕度、電壓或者用過(guò)的元件等都會(huì)造成晶體頻率的改變。按照CAN協(xié)議的規(guī)定，位速率，指的是一個(gè)可靠的發(fā)送裝置在未進(jìn)行再次同步的條件下每秒傳送的二進(jìn)制的位數(shù)。位時(shí)間，可以應(yīng)用位速率的倒數(shù)來(lái)獲得。位時(shí)間，一般被分成四個(gè)單獨(dú)且不會(huì)發(fā)生重疊的段。

最后，將本系統(tǒng)裝設(shè)到汽車(chē)上，將從OBD端口出來(lái)的CAN線(xiàn)、電源線(xiàn)引入到OBD網(wǎng)關(guān)，接著實(shí)現(xiàn)即時(shí)道路評(píng)測(cè)。通過(guò)實(shí)際的評(píng)測(cè)發(fā)現(xiàn)，用移動(dòng)終端向網(wǎng)關(guān)傳送指令，這一OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，而且有著較高的準(zhǔn)確度以及較高的可靠性。

結(jié)語(yǔ)：隨著汽車(chē)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來(lái)。本文對(duì)汽車(chē)OBD車(chē)聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，通過(guò)軟件以及硬件層面的設(shè)計(jì)，可以較好地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。通過(guò)即時(shí)道路評(píng)測(cè)，這一設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，即時(shí)效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，有著非常好的應(yīng)用前景。

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雷偉昌，1971—，男，民族：漢，籍貫（精確到市）:河南省平頂山市，當(dāng)前職務(wù)：硬件研發(fā)工程師，當(dāng)前職稱(chēng)：無(wú)，學(xué)歷：本科，研究方向：慣性導(dǎo)航技術(shù)；駕?？荚嚒⒂?xùn)練系統(tǒng)；車(chē)載終端設(shè)備；汽車(chē)信號(hào)采集等。單位:北京星網(wǎng)宇達(dá)科技股份有限公司。