詳解車載信息系統(tǒng)平臺工作原理及未來發(fā)展

　　如果電子地圖的精度非常高，將使系統(tǒng)的整體定位精度得到提高，并為路徑引導提供可靠保證。車載導航終端安裝有操作系統(tǒng)、多媒體電子地圖、地理信息系統(tǒng)與相關軟件系統(tǒng)。它們負責接收和處理信息，進行路徑規(guī)劃，幫助駕駛員在旅行前或旅行中選擇合適的出行路線，規(guī)劃以后的結果需要由路徑引導功能來實現(xiàn)。路徑引導是幫助駕駛員沿預定路線行駛從而順利到達目的地的過程。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輛位置產生適當的實時駕駛指令，如語音提示、圖形顯示等。另外，在車載導航終端中，由顯示器、控制器及相關軟件系統(tǒng)構成的人機交互模塊是一個重要的組成部分。它提供用戶與車載終端間的交互接口，用戶通過它將地圖顯示、信息查詢、路徑規(guī)劃等操作指令輸入終端中，控制器也通過它將以電子地圖為背景的車輛位置、最優(yōu)路徑規(guī)劃結果、實時駕駛引導指令等用戶需要的信息以語音提示、可視圖形等多媒體方式表現(xiàn)出來。

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

　　基于車載網絡技術的多媒體信息、娛樂系統(tǒng)

　　對于購買配有車載網絡汽車的用戶來說，最大的受益是能在網絡中共享信息。汽車可以通過車載網絡，將視頻、音頻和數據內容傳給乘客，用戶可以通過這種網絡，用互聯(lián)網或者預訂服務訪問家用網絡上的內容。隨著3G時代的到來，迫切需要建立能夠提供這些服務、傳輸這些內容的多媒體安全信息娛樂系統(tǒng)。

　　多媒體傳輸系統(tǒng)的設計方案

　　媒體和信息網絡主要面向遠程信息處理、多媒體、導航系統(tǒng)等，網絡協(xié)議的傳輸波特率在250Kb/s~400Mb/s之間。要實現(xiàn)車載系統(tǒng)中多媒體數據傳輸的功能，迫切需要解決以下4個問題：

　　（1）這些新的應用要求網絡的頻帶比現(xiàn)有汽車上的網絡頻帶寬一個數量級，例如，控制器局域網絡（CAN）和局域互聯(lián)網絡（LIN）。

　　（2）視頻和音頻內容的性質決定了它們在發(fā)布內容時，必須考慮到發(fā)布的方式能夠為用戶所接受。音頻延遲或者是在顯示屏上出現(xiàn)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心如何保證內容的安全。

　?。?）因為連接到客戶的外設上時，有可能會不經意地把病毒帶進來，所以必須確保網絡的安全，以防止病毒的入侵。

　　隨著嵌入式產品市場的發(fā)展，隨之而來的是系統(tǒng)方面的一些難題，許多新出現(xiàn)的技術競相成為主流的解決方案。歸納起來，共有4種主要的技術：

　?。?）CAN技術。CAN技術是目前正在使用的一種技術，而且新版的CAN已經提高了帶寬。但這個協(xié)議并不支持高質量的服務。

　　（2）Firewire接口（IEEE1394）。在汽車市場中，從事消費產品的公司都推崇Firewire接口（IEEE1394）。

　　（3）面向多媒體的系統(tǒng)傳輸（MOST）。用塑料纖維實現(xiàn)這項技術，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上已經采用了這項技術。從技術的角度看，這個協(xié)議在設計時從一開始就支持多媒體數據傳輸的需要，由總線提供同步通道，以確保足夠的帶寬。

　　（4）無線技術。由于眾多原因，汽車市場在采用新標準方面進展緩慢。盡管超寬頻帶技術（UWB）簡化了安裝和維修，在價格方面還有優(yōu)勢，而且在技術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。多個標準存在的時間越長，安裝MOST技術的數量就會越大。

　　在過去10年中，為促進遠程信息處理和車載多媒體系統(tǒng)的應用，汽車行業(yè)制定了許多規(guī)范，IDB（IntelligentDataBus）是其中一個重要內容。它首次確定了汽車行業(yè)用于信息、通信和娛樂系統(tǒng)的接口標準。目前SAE已將各種IDB設備分為三類：低速設備（IDB-C）、高速設備（IDB-M）和無線通信設備（IDB-Wireless）。

　　IDB-C發(fā)展較快，估計今后數年可在一些車輛中配置。由于它結合了CAN技術，而目前許多汽車生產商已將CAN網絡產品應用于多種車載平臺，因此IDB-C引起了汽車生產廠商的極大關注。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型轎車中得到應用。D2B技術于20世紀80年代后期由Philips、Sony、Matsushita等公司共同開發(fā)，1992年，被Honda、Alpine公司應用于汽車的多媒體控制系統(tǒng)中。D2B技術使汽車變成了一個流動的多媒體工具。但是D2B的速度還是太慢，因而在1998年，Audi、BMW等公司又聯(lián)合開發(fā)了MOST協(xié)議，它是專門用于汽車工業(yè)的多媒體光纖網絡標準，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。

　　MOST網絡的構建

　　MOST（MediaOrientedSystemTransport）網絡技術使得汽車制造商和供應商能夠簡便地在車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(tǒng)、車載電話和車內PC等，進一步增強模塊化功能。MOST網絡的性能取決于光纖發(fā)射器和接收器（用于傳送數據，以運行信息娛樂系統(tǒng)）能否在各種溫度下正常運行。

　　MOST光纖網絡為在車內的娛樂和信息設備之間進行音頻、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。MOST是支持車內信息娛樂系統(tǒng)的骨干技術。采用MOST網絡技術的汽車在2001年首次問世，如今，已在23種車型中安裝了超過1000萬個節(jié)點。

　　要連接到MOST網絡上，一般需要通過智能網絡接口控制器（iNIC），iNIC實現(xiàn)了PHT功能和MAC的大部分功能。車載信息平臺系統(tǒng)是通過一個三引腳的串行總線——媒體本地總線（MediaLB），連接到iNIC上（見圖5）。MediaLB能夠支持所有的MOST網絡數據類型。

圖5MOST、iNIC與車載信息平臺關系圖

　　這個網絡必須包含有連接點，這樣，最終用戶可以通過連接不包含在汽車之內、要單獨購買的設備。最可能出現(xiàn)的情況是不只有一個專用網絡。一個“可信的”網絡將支持汽車出廠之前已經裝上去的設備。用戶可以通過第二個“不可信的”網絡聯(lián)接到用戶設備上。我們可以通過一個網關來實現(xiàn)兩個領域間的訪問控制功能。

　　汽車遠程故障診斷系統(tǒng)

　　現(xiàn)代電子控制技術已滲透到汽車的各個組成部分，汽車的結構變得越來越復雜，而Internet隨著全球信息化進程的推進得到了飛速的發(fā)展，這就為汽車維修行業(yè)間的資源共享，信息交流提供了快捷和自由的途徑，也使建立一個基于車載信息平臺的開放性的汽車遠程故障診斷系統(tǒng)成為可能。因為汽車位置的不確定性，不可能通過有線的方式連接到Internet上，而GPRS作為一種比較成熟的無線數據傳輸技術，恰好可以彌補上述缺點。通過車載信息平臺上的GPRS模塊，就可以實現(xiàn)和Internet的無線連接，從而為汽車的遠程故障診斷系統(tǒng)提供了最基本的技術保證。

　　目前，在汽車工業(yè)發(fā)達的國家，車載信息平臺和導航服務項目已經逐漸成為標準配置。與此同時，汽車制造商正規(guī)劃著信息服務的下一個發(fā)展階段：使每輛汽車能夠通過Internet與特約汽車維修廠進行數據通訊。在不久的將來，汽車制造商通過Internet或移動電話可以告知汽車駕駛員，他所擁有汽車的下一次檢測日期；當汽車“拋錨”時，不管該車是處于什么地方，他都能夠獲得在線快速服務，并通過移動網絡，讓特約汽車維修廠能夠隨時知道他的汽車的運行和技術狀況。汽車專家將這類遠程無線通訊服務看作是該行業(yè)一個非常重要的、極具前途的經營業(yè)務，汽車制造商并因此進一步提高對車主的服務水平，贏得更多客戶的信任及潛在客戶的興趣和關注。

　　·汽車遠程故障診斷系統(tǒng)的結構