符邵東 殷超 饒莉莉

摘 要：隨著物聯(lián)網(wǎng)等科學技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)革命正在推動汽車設計翻開新的一頁，在現(xiàn)代消費者需求多樣化，個性化的市場環(huán)境中，現(xiàn)代汽車發(fā)展也就成為科學研究熱點之一。本文采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設計智能汽車服務系統(tǒng)，實現(xiàn)汽車遠程行駛及安全監(jiān)測等智能服務功能。本系統(tǒng)的設計主要分為三部分：底層傳感數(shù)據(jù)采集與自動檢測設計（MQ，HC-05），服務器設計（tomcat，mysql）和android手機客戶端設計。通過系統(tǒng)設計，消費者可以和智能汽車實時進行友好交互，加上客戶端較好的視覺設計，從而讓用戶更加方便，舒心的體驗汽車智慧型服務。本文給出了硬件設計與軟件設計方案，并在最后完成了系統(tǒng)的測試工作。測試結(jié)果表明，本系統(tǒng)能完成相應的功能，圍繞汽車進行多方位服務。

關(guān)鍵詞：智能汽車服務 物聯(lián)網(wǎng) 藍牙 無線通訊

中圖分類號：U463.6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（b）-0029-03

進入21世紀以后，汽車的使用已經(jīng)越來越廣，不過帶來的問題也隨之增加。如：交通事故不斷發(fā)生，城市尾氣等造成的環(huán)境污染加重，長時間行駛導致駕駛員頸椎疼痛等。隨著人們生活水平的不斷提高，上述問題也越發(fā)被人們所重視。同時，汽車行業(yè)和科學技術(shù)的融合發(fā)展，也將自動化、智能化、多功能作為21世紀汽車發(fā)展的新趨勢。智能汽車概念的提出成為了現(xiàn)代汽車發(fā)展的主流方向。所以，對汽車進行整體的改造和性能上的提升，有利于提高汽車的安全性，舒適性以及提供優(yōu)良的人車交互界面供消費者方便使用。

物聯(lián)網(wǎng)已成為新一代信息技術(shù)的重要組成部分之一，在其基礎(chǔ)之上，車聯(lián)網(wǎng)概念也已被引申提出。車聯(lián)網(wǎng)是汽車技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高度融合。車輛可通過此技術(shù)以GPS，傳感器等裝置完成自身環(huán)境和狀態(tài)信息的采集，再通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將自身的各種信息匯聚至中央處理器，最后通過計算機技術(shù)使得信息可被分析及處理。正因為有車聯(lián)網(wǎng)概念及相關(guān)技術(shù)，使得智能汽車的發(fā)展和智慧型服務可以快速進行設計和研究。

智能汽車服務系統(tǒng)的設計研究意義不僅在于汽車產(chǎn)品與技術(shù)的升級，更是國際上公認的未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點。當前主要發(fā)達國家均高度重視智能汽車的發(fā)展，投入力度不斷加大，將之視為解決人類未來智慧出行問題以及構(gòu)建智能社會的重要支撐。

1 系統(tǒng)硬件設計方案

1.1 系統(tǒng)整體硬件框架

本系統(tǒng)以底層電路板和模塊驅(qū)動為基礎(chǔ)，通過開發(fā)板和集成模塊的綜合使用從而實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)和電機轉(zhuǎn)動等功能。單片機采用串口通訊方式將實時采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至手機端。手機端也可以和藍牙模塊連接后對底層進行發(fā)送指令達到實時控制的效果。手機端的用戶數(shù)據(jù)以訪問本地服務器的形式和后臺數(shù)據(jù)庫進行交互和處理。系統(tǒng)整體硬件框架圖如圖1所示。

1.2 底層硬件數(shù)據(jù)采集與通信設計

本系統(tǒng)底層以主開發(fā)板和附加底板搭建構(gòu)成。主開發(fā)板上帶主控芯片，通過多條杜邦線和附加底板相連接，以實現(xiàn)控制底板電路模塊的功能。多個采集和檢測模塊分別集成在這兩塊開發(fā)板上，傳感數(shù)據(jù)采集模塊包含酒精，煙霧，溫度等傳感器和光敏電阻。檢測驅(qū)動模塊分為：紅外對管，電機驅(qū)動等器件組合。最后加上藍牙模塊即可完成數(shù)據(jù)采集及傳輸設計。

2 系統(tǒng)軟件設計方案

系統(tǒng)軟件設計主要包括藍牙模塊軟件設計、物聯(lián)網(wǎng)云層服務器設計、手機客戶端設計這3個部分組成。

2.1 HC-05藍牙模塊軟件設計

此設計軟件包括藍牙指令調(diào)試工具和串口調(diào)試助手，通過這兩個軟件可以完成對藍牙模塊的AT指令設置和串口通信的測試。

（1）藍牙模塊AT指令設計。

PC端打開藍牙指令工具和串口調(diào)試助手，將藍牙模塊先上電即進入AT命令響應狀態(tài)，設置藍牙指令工具的波特率38400，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無校驗位，無流控制。再對HC-05進行AT指令設置。具體流程步驟如下：先用四條杜邦線將藍牙模塊和小車端的主開發(fā)板相連接，電源線和地線對應連接，模塊上的發(fā)送端和接收端TXD，RXD分別連接主開發(fā)板上的P3.0和P3.1口。在指令工具中，首先發(fā)送AT進行測試。若回復OK，則表明藍牙串口正確連接。也可以發(fā)送AT+RESET或者AT+VERSION？進行模塊的復位和獲取軟件版本號。再次發(fā)送AT+ADDR？用來獲取當前模塊地址。最后發(fā)送AT+RANME，如果可以快速獲取設備名稱和地址就證明藍牙模塊設置AT指令成功。

（2）藍牙穿透協(xié)議測試設計。

進行藍牙穿透協(xié)議測試，步驟如下：先用AT指令設置模塊為主機模式。此時使用串口調(diào)試助手設置串口通信方式（和使用藍牙指令工具類似），在單片機中燒錄串口接收數(shù)據(jù)測試LED燈代碼，啟動單片機，串口調(diào)試助手發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，如果此時可以在單片機上看到LED亮起，則證明藍牙模塊可以完成數(shù)據(jù)傳輸功能。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)云層服務器設計

本系統(tǒng)云層設計采用服務器Tomcat和數(shù)據(jù)庫Mysql。數(shù)據(jù)庫設計采用JDBC編程。本系統(tǒng)的設計模式為DAO。此設計模式將數(shù)據(jù)訪問和業(yè)務邏輯分層，實現(xiàn)解耦合，有利于數(shù)據(jù)的封裝。根據(jù)DAO模式設計要求。本設計分為DAO，VO和SERVICE?；诳蛻舳嗽O計需求，在數(shù)據(jù)庫中建立用戶等表存儲相關(guān)數(shù)據(jù)信息。然后對數(shù)據(jù)操作邏輯處理方法封裝在DAO類中，VO類作為JavaBean，加上服務器端Servlet程序設計，即可完成對數(shù)據(jù)庫整體操作和處理。物聯(lián)網(wǎng)云層整體流程如圖2所示。

2.3 Android手機客戶端設計

客戶端作為用戶體驗該系統(tǒng)的直接前臺，必須集功能特性，界面?zhèn)€性化及多方面綜合為一體。讓用戶能夠在使用基本和核心功能的基礎(chǔ)之上，也能夠在視覺和其他觸覺體驗上增加舒適性和服務性。本系統(tǒng)從用戶審美角度出發(fā)，盡可能將客戶端界面朝著易用和娛樂方向發(fā)展和設計，充分應用安卓主流框架和對數(shù)據(jù)校驗處理技術(shù)，最終完成菜單設計（主菜單，側(cè)滑菜單等），基本功能設計（登錄注冊，數(shù)據(jù)監(jiān)測等）和第三方引入設計（地圖集成等）。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)智能汽車服務系統(tǒng)的實現(xiàn)

基于物聯(lián)網(wǎng)智能汽車服務系統(tǒng)是以智能車系統(tǒng)模擬，底層使用多個傳感模塊對數(shù)據(jù)進行采集，藍牙透傳串口協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，上層使用手機客戶端接收數(shù)據(jù)并監(jiān)控顯示，后臺使用服務器和數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進行保存和交互。

（1）系統(tǒng)參數(shù)。

本次設計的系統(tǒng)整體參數(shù)表如表1所示。

（2）底層數(shù)據(jù)的采集與傳輸實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)采集包括溫度，酒精濃度等，一旦單片機進行上電工作，底層的數(shù)據(jù)會不斷發(fā)送至手機端，具體實現(xiàn)如下：溫度設定為超過30°，酒精濃度超過20mg/100mL即底層和手機端同時報警并提示，并且手機端自動發(fā)送短信至家人手機端給予第一時間提示，車輛緊急剎車（根據(jù)外界環(huán)境因素和車輛實際情況，數(shù)據(jù)臨界值可以進行相修改）。

（3）Android app實現(xiàn)。

打開基于物聯(lián)網(wǎng)智能汽車服務系統(tǒng)的APP軟件，登錄之后進入到的是由3個fragment碎片組成的菜單，分別為：互動，車場，導航?；影ㄖ蛣討B(tài)。通知是指接收后臺管理系統(tǒng)發(fā)來的消息推送。動態(tài)是指用戶可以在這里進行一些休閑性活動，例如小游戲等。車場包含三大車系。為了符合廣大車主的需求，此系統(tǒng)可以連接不同車系中的不同汽車品牌，從而讓大部分車主都能夠體驗該系統(tǒng)。但是具體車輛是否支持需要交給后臺管理系統(tǒng)的研發(fā)是否完成，完成后是否通過消息推送的方式通知用戶是否可以連接該品牌車輛。導航通過GPS定位模塊和手機端加入高德地圖API實現(xiàn)，達到實時監(jiān)控小車位置的目的。

4 結(jié)語

本設計綜合使用了物聯(lián)網(wǎng)底層、物聯(lián)網(wǎng)云層服務器，android等嵌入式物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)技術(shù)進行了智能汽車模擬的服務設計。具體功能如下：

（1）手機客戶端實現(xiàn)對汽車數(shù)據(jù)參數(shù)的監(jiān)測（溫度等）。

（2）實現(xiàn)了遠程遙控車輛（車速、燈光等）。

（3）模擬車型的選擇和其他有關(guān)汽車的服務（維修資等）。

（4）客戶端的界面設計也是一大優(yōu)勢，符合消費者對客戶端的市場需求。

目前物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)正在迅速發(fā)展，關(guān)于未來汽車行業(yè)在智能化，科技化方向的變革勢必是一種阻擋不了的新趨勢。除了本系統(tǒng)設計的汽車服務之外，圍繞汽車關(guān)于生活方面的服務正在被各大公司和科技巨頭所研究如服務訂閱，信息查詢等功能。

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