對(duì)于購買配有車載網(wǎng)絡(luò)汽車的用戶來說，最大的受益是能在網(wǎng)絡(luò)中共享信息。汽車可以通過車載網(wǎng)絡(luò)，將視頻、音頻和數(shù)據(jù)內(nèi)容傳給乘客，用戶可以通過這種網(wǎng)絡(luò)，用互聯(lián)網(wǎng)或者預(yù)訂服務(wù)訪問家用網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容。隨著3G時(shí)代的到來，迫切需要建立能夠提供這些服務(wù)、傳輸這些內(nèi)容的多媒體安全信息娛樂系統(tǒng)。

·多媒體傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

　　媒體和信息網(wǎng)絡(luò)主要面向遠(yuǎn)程信息處理、多媒體、導(dǎo)航系統(tǒng)等，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的傳輸波特率在250Kb/s～400 M b/s之間。要實(shí)現(xiàn)車載系統(tǒng)中多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽惹行枰鉀Q以下4個(gè)問題：

　?。?）這些新的應(yīng)用要求網(wǎng)絡(luò)的頻帶比現(xiàn)有汽車上的網(wǎng)絡(luò)頻帶寬一個(gè)數(shù)量級(jí)，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(nèi)容的性質(zhì)決定了它們?cè)诎l(fā)布內(nèi)容時(shí)，必須考慮到發(fā)布的方式能夠?yàn)橛脩羲邮?。音頻延遲或者是在顯示屏上出現(xiàn)錯(cuò)誤的顯示像素，是人們不能忍受的。

　?。?）由于內(nèi)容是以數(shù)字形式向外發(fā)布的，那么，設(shè)計(jì)人員必須十分關(guān)心如何保證內(nèi)容的安全。

　?。?）因?yàn)檫B接到客戶的外設(shè)上時(shí)，有可能會(huì)不經(jīng)意地把病毒帶進(jìn)來，所以必須確保網(wǎng)絡(luò)的安全，以防止病毒的入侵。

　　隨著嵌入式產(chǎn)品市場(chǎng)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(shù)競(jìng)相成為主流的解決方案。歸納起來，共有4種主要的技術(shù)：

　　（1）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）。在汽車市場(chǎng)中，從事消費(fèi)產(chǎn)品的公司都推崇Firewire接口（IEEE1394）。

　?。?）面向多媒體的系統(tǒng)傳輸（MOST）。用塑料纖維實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)，重量輕、成本低，深受供應(yīng)商的歡迎，而且在寶馬、奔馳和奧迪的一些汽車上已經(jīng)采用了這項(xiàng)技術(shù)。從技術(shù)的角度看，這個(gè)協(xié)議在設(shè)計(jì)時(shí)從一開始就支持多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，由總線提供同步通道，以確保足夠的帶寬。

　　（4）無線技術(shù)。由于眾多原因，汽車市場(chǎng)在采用新標(biāo)準(zhǔn)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(shì)，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(shù)據(jù)傳輸，但是由于缺乏一個(gè)明確的單一標(biāo)準(zhǔn)，整機(jī)制造商不愿使用它，也阻礙了它的推廣。多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在的時(shí)間越長(zhǎng)，安裝MOST技術(shù)的數(shù)量就會(huì)越大。

　　在過去10年中，為促進(jìn)遠(yuǎn)程信息處理和車載多媒體系統(tǒng)的應(yīng)用，汽車行業(yè)制定了許多規(guī)范，IDB（Intelligent Data Bus）是其中一個(gè)重要內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)。目前SAE已將各種IDB設(shè)備分為三類：低速設(shè)備（IDB-C）、高速設(shè)備（IDB-M）和無線通信設(shè)備（IDB-Wireless）。

　　IDB-C發(fā)展較快，估計(jì)今后數(shù)年可在一些車輛中配置。由于它結(jié)合了CAN技術(shù)，而目前許多汽車生產(chǎn)商已將CAN網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用于多種車載平臺(tái)，因此IDB-C引起了汽車生產(chǎn)廠商的極大關(guān)注。IDB-C目前已成為SAE J2366標(biāo)準(zhǔn)。

　　IDB-M包括D2B、MOST（Media Oriented System Transport）、IDB1394等傳輸速率較高的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，其中D2B已在M ercedes1999S型轎車中得到應(yīng)用。D2B技術(shù)于20世紀(jì)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(yīng)用于汽車的多媒體控制系統(tǒng)中。D2B技術(shù)使汽車變成了一個(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(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，速率可達(dá)50 Mb/s。BMW目前在業(yè)界率先采用了MOST協(xié)議，Daimler Chrysler等歐洲汽車制造商也計(jì)劃采用該協(xié)議。

　　目前的IDB-Wireless主要是指“藍(lán)牙”技術(shù)。

　　·MOST網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

　　MOST（Media Oriented System Transport）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得汽車制造商和供應(yīng)商能夠簡(jiǎn)便地在車內(nèi)增加一系列多媒體設(shè)備，如CD播放機(jī)、MP3、收音機(jī)、電視、DVD播放機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電話和車內(nèi)PC等，進(jìn)一步增強(qiáng)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(shù)據(jù)，以運(yùn)行信息娛樂系統(tǒng)）能否在各種溫度下正常運(yùn)行。

　　MOST光纖網(wǎng)絡(luò)為在車內(nèi)的娛樂和信息設(shè)備之間進(jìn)行音頻、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息的交換提供了基礎(chǔ)設(shè)施，而不再需要體積龐大的銅纜布線。MOST是支持車內(nèi)信息娛樂系統(tǒng)的骨干技術(shù)。采用MOST網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(gè)節(jié)點(diǎn)。

　　要連接到MOST網(wǎng)絡(luò)上，一般需要通過智能網(wǎng)絡(luò)接口控制器（iNIC），iNIC實(shí)現(xiàn)了PHT功能和MAC的大部分功能。車載信息平臺(tái)系統(tǒng)是通過一個(gè)三引腳的串行總線——媒體本地總線（Media LB），連接到iNIC上（見圖5）。Media LB能夠支持所有的MOST網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)類型。

圖5 MOST、iNIC與車載信息平臺(tái)關(guān)系圖

這個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須包含有連接點(diǎn)，這樣，最終用戶可以通過連接不包含在汽車之內(nèi)、要單獨(dú)購買的設(shè)備。最可能出現(xiàn)的情況是不只有一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)“可信的”網(wǎng)絡(luò)將支持汽車出廠之前已經(jīng)裝上去的設(shè)備。用戶可以通過第二個(gè)“不可信的”網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接到用戶設(shè)備上。我們可以通過一個(gè)網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)領(lǐng)域間的訪問控制功能。

汽車遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)

　　現(xiàn)代電子控制技術(shù)已滲透到汽車的各個(gè)組成部分，汽車的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，而Internet隨著全球信息化進(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)基于車載信息平臺(tái)的開放性的汽車遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)成為可能。因?yàn)槠囄恢玫牟淮_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(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，恰好可以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。通過車載信息平臺(tái)上的GPRS模塊，就可以實(shí)現(xiàn)和Internet的無線連接，從而為汽車的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)提供了最基本的技術(shù)保證。

　　目前，在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，車載信息平臺(tái)和導(dǎo)航服務(wù)項(xiàng)目已經(jīng)逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)配置。與此同時(shí)，汽車制造商正規(guī)劃著信息服務(wù)的下一個(gè)發(fā)展階段：使每輛汽車能夠通過Internet與特約汽車維修廠進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。在不久的將來，汽車制造商通過Internet或移動(dòng)電話可以告知汽車駕駛員，他所擁有汽車的下一次檢測(cè)日期；當(dāng)汽車“拋錨”時(shí)，不管該車是處于什么地方，他都能夠獲得在線快速服務(wù)，并通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，讓特約汽車維修廠能夠隨時(shí)知道他的汽車的運(yùn)行和技術(shù)狀況。汽車專家將這類遠(yuǎn)程無線通訊服務(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)，汽車制造商并因此進(jìn)一步提高對(duì)車主的服務(wù)水平，贏得更多客戶的信任及潛在客戶的興趣和關(guān)注。

　　·汽車遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　圖6為汽車遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其工作過程為：用戶通過車載信息平臺(tái)對(duì)汽車上的控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)測(cè)后向遠(yuǎn)程診斷服務(wù)中心發(fā)出遠(yuǎn)程診斷請(qǐng)求；服務(wù)中心經(jīng)權(quán)限檢驗(yàn)后，對(duì)用戶請(qǐng)求做出響應(yīng)，啟動(dòng)相應(yīng)功能模塊，開始診斷工作，并借助網(wǎng)絡(luò)與用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息交互傳遞。

圖6 汽車遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

　　·車載信息平臺(tái)的遠(yuǎn)程診斷功能
車載信息平臺(tái)的工作過程是：用戶通過鍵盤向車載信息平臺(tái)發(fā)出進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷的指令，嵌入式處理器通過與車內(nèi)其它功能模塊的進(jìn)行通信，獲得車內(nèi)各系統(tǒng)的工作狀態(tài)，將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；然后再通過無線傳輸模塊向遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)中心的請(qǐng)求診斷服務(wù)，請(qǐng)求得到允許后，車載信息平臺(tái)將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的車輛工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障代碼信息發(fā)送到遠(yuǎn)端的診斷服務(wù)器；診斷服務(wù)器收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行診斷分析，將診斷結(jié)果返回，車載信息平臺(tái)將接收到的診斷結(jié)果進(jìn)行顯示，從而達(dá)到診斷的目的。

　　·車載信息平臺(tái)與遠(yuǎn)程故障診斷中心的通信

　　要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷，必須要有遠(yuǎn)程通信技術(shù)的支持才有實(shí)現(xiàn)的可能。由于汽車的位置是不確定的，所以不可能通過有線的方式聯(lián)接到Internet，這樣要進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸就需要依靠無線通信。常用的無線通信實(shí)現(xiàn)方式有：

　?。?）利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)（GSM/GPRS、CDMA移動(dòng)網(wǎng)等）和相應(yīng)的無線通信產(chǎn)品；

　?。?）通過無線收發(fā)設(shè)備，如無線Modem、無線網(wǎng)橋等專門的無線局域網(wǎng)；

　?。?）利用收發(fā)集成芯片在監(jiān)測(cè)站端實(shí)現(xiàn)電路板級(jí)與監(jiān)控中心的無線通信。

車載信息平臺(tái)的應(yīng)用發(fā)展

　　車載信息平臺(tái)屬于汽車電子產(chǎn)業(yè)的一部分，車載信息平臺(tái)成為現(xiàn)代汽車的發(fā)展新潮流，具有非常廣闊的發(fā)展空間，以下是國(guó)外車載信息平臺(tái)應(yīng)用發(fā)展實(shí)例。

日產(chǎn)汽車公司 STAR WINGS 項(xiàng)目

　　在2007年10月25日開幕的第五屆北京國(guó)際環(huán)保節(jié)能汽車展上，日產(chǎn)汽車展示了其正在北京進(jìn)行試驗(yàn)的交通信息系統(tǒng)“星翼（STAR WINGS）”。日產(chǎn)星翼的與眾不同之處在于其不僅可以算出到達(dá)目的地的最短路線，而且可以算出到達(dá)目的地的最快路線。

　　星翼與北京市交通信息中心（BTIC）合作，通過北京市約1萬輛出租車經(jīng)由手機(jī)網(wǎng)絡(luò)收集探測(cè)信息，按照探測(cè)到的實(shí)時(shí)交通信息和過去積累的統(tǒng)計(jì)信息，對(duì)交通信息進(jìn)行補(bǔ)充，甚至可以推斷出實(shí)時(shí)交通信息中無法接收到的部分，因此能夠搜索出更準(zhǔn)確的最佳路線。日產(chǎn)汽車的計(jì)劃是在2008年北京奧運(yùn)會(huì)開幕之前能將該技術(shù)應(yīng)用于北京300萬輛汽車的1/5上。根據(jù)日產(chǎn)汽車的初步估算，通過更加平衡地疏導(dǎo)交通，這個(gè)系統(tǒng)將使北京的交通擁堵現(xiàn)象至少減少20%。如圖7～圖8所示：

圖7 STAR WINGS項(xiàng)目示意圖1

微軟與福特汽車合作開發(fā)的車載電腦作業(yè)系統(tǒng)Sync

　　美國(guó)福特汽車宣布將與微軟（Microsoft）結(jié)盟，共同開發(fā)一款稱為Sync的車載電腦作業(yè)系統(tǒng)（如圖9），利用無線傳輸和藍(lán)牙技術(shù)，消費(fèi)者可以撥打便攜式車載電話，或者傳輸下載音樂和收發(fā)電子郵件等。

　　車載電腦作業(yè)系統(tǒng)并不同與我們提到的車載信息服務(wù)系統(tǒng)（Telematics）的概念，它不屬于汽車控制系統(tǒng)的一部分，而是內(nèi)裝與汽車的新一代計(jì)算平臺(tái)。相關(guān)廠商除了要賦予汽車電腦多媒體娛樂和導(dǎo)航功能外，還要完成無線上網(wǎng)、行政辦公以及人機(jī)互動(dòng)等界面。

圖8 STAR WINGS項(xiàng)目示意圖2

圖9 車載電腦作業(yè)系統(tǒng)Sync示意圖