詳解車(chē)載信息系統平臺工作原理及未來(lái)發(fā)展

　　如果電子地圖的精度非常高，將使系統的整體定位精度得到提高，并為路徑引導提供可靠保證。車(chē)載導航終端安裝有操作系統、多媒體電子地圖、地理信息系統與相關(guān)軟件系統。它們負責接收和處理信息，進(jìn)行路徑規劃，幫助駕駛員在旅行前或旅行中選擇合適的出行路線(xiàn)，規劃以后的結果需要由路徑引導功能來(lái)實(shí)現。路徑引導是幫助駕駛員沿預定路線(xiàn)行駛從而順利到達目的地的過(guò)程。它根據地圖數據庫中的道路信息和由定位模塊及地圖模塊提供的當前車(chē)輛位置產(chǎn)生適當的實(shí)時(shí)駕駛指令，如語(yǔ)音提示、圖形顯示等。另外，在車(chē)載導航終端中，由顯示器、控制器及相關(guān)軟件系統構成的人機交互模塊是一個(gè)重要的組成部分。它提供用戶(hù)與車(chē)載終端間的交互接口，用戶(hù)通過(guò)它將地圖顯示、信息查詢(xún)、路徑規劃等操作指令輸入終端中，控制器也通過(guò)它將以電子地圖為背景的車(chē)輛位置、最優(yōu)路徑規劃結果、實(shí)時(shí)駕駛引導指令等用戶(hù)需要的信息以語(yǔ)音提示、可視圖形等多媒體方式表現出來(lái)。

　　地圖匹配和路徑規劃是車(chē)載導航終端（VNT）的兩項最重要的技術(shù)，好的地圖匹配方法可以大大提高系統的定位精度，路徑規劃算法的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品的導航功能。

　　基于車(chē)載網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的多媒體信息、娛樂(lè )系統

　　對于購買(mǎi)配有車(chē)載網(wǎng)絡(luò )汽車(chē)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，最大的受益是能在網(wǎng)絡(luò )中共享信息。汽車(chē)可以通過(guò)車(chē)載網(wǎng)絡(luò )，將視頻、音頻和數據內容傳給乘客，用戶(hù)可以通過(guò)這種網(wǎng)絡(luò )，用互聯(lián)網(wǎng)或者預訂服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)家用網(wǎng)絡(luò )上的內容。隨著(zhù)3G時(shí)代的到來(lái)，迫切需要建立能夠提供這些服務(wù)、傳輸這些內容的多媒體安全信息娛樂(lè )系統。

　　多媒體傳輸系統的設計方案

　　媒體和信息網(wǎng)絡(luò )主要面向遠程信息處理、多媒體、導航系統等，網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的傳輸波特率在250Kb/s~400Mb/s之間。要實(shí)現車(chē)載系統中多媒體數據傳輸的功能，迫切需要解決以下4個(gè)問(wèn)題：

　?。?）這些新的應用要求網(wǎng)絡(luò )的頻帶比現有汽車(chē)上的網(wǎng)絡(luò )頻帶寬一個(gè)數量級，例如，控制器局域網(wǎng)絡(luò )（CAN）和局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )（LIN）。

　?。?）視頻和音頻內容的性質(zhì)決定了它們在發(fā)布內容時(shí)，必須考慮到發(fā)布的方式能夠為用戶(hù)所接受。音頻延遲或者是在顯示屏上出現錯誤的顯示像素，是人們不能忍受的。

　?。?）由于內容是以數字形式向外發(fā)布的，那么，設計人員必須十分關(guān)心如何保證內容的安全。

　?。?）因為連接到客戶(hù)的外設上時(shí)，有可能會(huì )不經(jīng)意地把病毒帶進(jìn)來(lái)，所以必須確保網(wǎng)絡(luò )的安全，以防止病毒的入侵。

　　隨著(zhù)嵌入式產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展，隨之而來(lái)的是系統方面的一些難題，許多新出現的技術(shù)競相成為主流的解決方案。歸納起來(lái)，共有4種主要的技術(shù)：

　?。?）CAN技術(shù)。CAN技術(shù)是目前正在使用的一種技術(shù)，而且新版的CAN已經(jīng)提高了帶寬。但這個(gè)協(xié)議并不支持高質(zhì)量的服務(wù)。

　?。?）Firewire接口（IEEE1394）。在汽車(chē)市場(chǎng)中，從事消費產(chǎn)品的公司都推崇Firewire接口（IEEE1394）。

　?。?）面向多媒體的系統傳輸（MOST）。用塑料纖維實(shí)現這項技術(shù)，重量輕、成本低，深受供應商的歡迎，而且在寶馬、奔馳和奧迪的一些汽車(chē)上已經(jīng)采用了這項技術(shù)。從技術(shù)的角度看，這個(gè)協(xié)議在設計時(shí)從一開(kāi)始就支持多媒體數據傳輸的需要，由總線(xiàn)提供同步通道，以確保足夠的帶寬。

　?。?）無(wú)線(xiàn)技術(shù)。由于眾多原因，汽車(chē)市場(chǎng)在采用新標準方面進(jìn)展緩慢。盡管超寬頻帶技術(shù)（UWB）簡(jiǎn)化了安裝和維修，在價(jià)格方面還有優(yōu)勢，而且在技術(shù)上它似乎更適合于噪聲環(huán)境下的短距離高速數據傳輸，但是由于缺乏一個(gè)明確的單一標準，整機制造商不愿使用它，也阻礙了它的推廣。多個(gè)標準存在的時(shí)間越長(cháng)，安裝MOST技術(shù)的數量就會(huì )越大。

　　在過(guò)去10年中，為促進(jìn)遠程信息處理和車(chē)載多媒體系統的應用，汽車(chē)行業(yè)制定了許多規范，IDB（IntelligentDataBus）是其中一個(gè)重要內容。它首次確定了汽車(chē)行業(yè)用于信息、通信和娛樂(lè )系統的接口標準。目前SAE已將各種IDB設備分為三類(lèi)：低速設備（IDB-C）、高速設備（IDB-M）和無(wú)線(xiàn)通信設備（IDB-Wireless）。

　　IDB-C發(fā)展較快，估計今后數年可在一些車(chē)輛中配置。由于它結合了CAN技術(shù)，而目前許多汽車(chē)生產(chǎn)商已將CAN網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品應用于多種車(chē)載平臺，因此IDB-C引起了汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)商的極大關(guān)注。IDB-C目前已成為SAEJ2366標準。

　　IDB-M包括D2B、MOST（MediaOrientedSystemTransport）、IDB1394等傳輸速率較高的標準和協(xié)議，其中D2B已在Mercedes1999S型轎車(chē)中得到應用。D2B技術(shù)于20世紀80年代后期由Philips、Sony、Matsushita等公司共同開(kāi)發(fā)，1992年，被Honda、Alpine公司應用于汽車(chē)的多媒體控制系統中。D2B技術(shù)使汽車(chē)變成了一個(gè)流動(dòng)的多媒體工具。但是D2B的速度還是太慢，因而在1998年，Audi、BMW等公司又聯(lián)合開(kāi)發(fā)了MOST協(xié)議，它是專(zhuān)門(mén)用于汽車(chē)工業(yè)的多媒體光纖網(wǎng)絡(luò )標準，速率可達50Mb/s。BMW目前在業(yè)界率先采用了MOST協(xié)議，DaimlerChrysler等歐洲汽車(chē)制造商也計劃采用該協(xié)議。

　　目前的IDB-Wireless主要是指“藍牙”技術(shù)。

　　MOST網(wǎng)絡(luò )的構建

　　MOST（MediaOrientedSystemTransport）網(wǎng)絡(luò )技術(shù)使得汽車(chē)制造商和供應商能夠簡(jiǎn)便地在車(chē)內增加一系列多媒體設備，如CD播放機、MP3、收音機、電視、DVD播放機、導航系統、車(chē)載電話(huà)和車(chē)內PC等，進(jìn)一步增強模塊化功能。MOST網(wǎng)絡(luò )的性能取決于光纖發(fā)射器和接收器（用于傳送數據，以運行信息娛樂(lè )系統）能否在各種溫度下正常運行。

　　MOST光纖網(wǎng)絡(luò )為在車(chē)內的娛樂(lè )和信息設備之間進(jìn)行音頻、視頻、數據和控制信息的交換提供了基礎設施，而不再需要體積龐大的銅纜布線(xiàn)。MOST是支持車(chē)內信息娛樂(lè )系統的骨干技術(shù)。采用MOST網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的汽車(chē)在2001年首次問(wèn)世，如今，已在23種車(chē)型中安裝了超過(guò)1000萬(wàn)個(gè)節點(diǎn)。

　　要連接到MOST網(wǎng)絡(luò )上，一般需要通過(guò)智能網(wǎng)絡(luò )接口控制器（iNIC），iNIC實(shí)現了PHT功能和MAC的大部分功能。車(chē)載信息平臺系統是通過(guò)一個(gè)三引腳的串行總線(xiàn)——媒體本地總線(xiàn)（MediaLB），連接到iNIC上（見(jiàn)圖5）。MediaLB能夠支持所有的MOST網(wǎng)絡(luò )數據類(lèi)型。

圖5MOST、iNIC與車(chē)載信息平臺關(guān)系圖

　　這個(gè)網(wǎng)絡(luò )必須包含有連接點(diǎn)，這樣，最終用戶(hù)可以通過(guò)連接不包含在汽車(chē)之內、要單獨購買(mǎi)的設備。最可能出現的情況是不只有一個(gè)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )。一個(gè)“可信的”網(wǎng)絡(luò )將支持汽車(chē)出廠(chǎng)之前已經(jīng)裝上去的設備。用戶(hù)可以通過(guò)第二個(gè)“不可信的”網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接到用戶(hù)設備上。我們可以通過(guò)一個(gè)網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現兩個(gè)領(lǐng)域間的訪(fǎng)問(wèn)控制功能。

　　汽車(chē)遠程故障診斷系統

　　現代電子控制技術(shù)已滲透到汽車(chē)的各個(gè)組成部分，汽車(chē)的結構變得越來(lái)越復雜，而Internet隨著(zhù)全球信息化進(jìn)程的推進(jìn)得到了飛速的發(fā)展，這就為汽車(chē)維修行業(yè)間的資源共享，信息交流提供了快捷和自由的途徑，也使建立一個(gè)基于車(chē)載信息平臺的開(kāi)放性的汽車(chē)遠程故障診斷系統成為可能。因為汽車(chē)位置的不確定性，不可能通過(guò)有線(xiàn)的方式連接到Internet上，而GPRS作為一種比較成熟的無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)，恰好可以彌補上述缺點(diǎn)。通過(guò)車(chē)載信息平臺上的GPRS模塊，就可以實(shí)現和Internet的無(wú)線(xiàn)連接，從而為汽車(chē)的遠程故障診斷系統提供了最基本的技術(shù)保證。

　　目前，在汽車(chē)工業(yè)發(fā)達的國家，車(chē)載信息平臺和導航服務(wù)項目已經(jīng)逐漸成為標準配置。與此同時(shí)，汽車(chē)制造商正規劃著(zhù)信息服務(wù)的下一個(gè)發(fā)展階段：使每輛汽車(chē)能夠通過(guò)Internet與特約汽車(chē)維修廠(chǎng)進(jìn)行數據通訊。在不久的將來(lái)，汽車(chē)制造商通過(guò)Internet或移動(dòng)電話(huà)可以告知汽車(chē)駕駛員，他所擁有汽車(chē)的下一次檢測日期；當汽車(chē)“拋錨”時(shí)，不管該車(chē)是處于什么地方，他都能夠獲得在線(xiàn)快速服務(wù)，并通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )，讓特約汽車(chē)維修廠(chǎng)能夠隨時(shí)知道他的汽車(chē)的運行和技術(shù)狀況。汽車(chē)專(zhuān)家將這類(lèi)遠程無(wú)線(xiàn)通訊服務(wù)看作是該行業(yè)一個(gè)非常重要的、極具前途的經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)，汽車(chē)制造商并因此進(jìn)一步提高對車(chē)主的服務(wù)水平，贏(yíng)得更多客戶(hù)的信任及潛在客戶(hù)的興趣和關(guān)注。

　　·汽車(chē)遠程故障診斷系統的結構