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汽车Tbox工作原理及主要功能

2021-09-06 汽车电子与软件 阅读:
车联网系统包含四部分,主机、汽车T-BOX、手机APP及后台系统。主机主要用于的影音娱乐,以及车辆信息显示;汽车T-BOX主要用于和后台系统/手机APP互联通信,实现后台系统/手机APP的车辆信息显示与控制。

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Telematics BOX,简称汽车T-BOX。BuRednc

车联网系统包含四部分,主机、汽车T-BOX、手机APP及后台系统。主机主要用于的影音娱乐,以及车辆信息显示;汽车T-BOX主要用于和后台系统/手机APP互联通信,实现后台系统/手机APP的车辆信息显示与控制。BuRednc

汽车Tbox的原理BuRednc

汽车T-BOX与主机通过CAN BUS总线通信,实现指令与信息的传递,从而获取到包括车辆状态、按键状态等信息以及传递控制指令等;通过音频连接,实现双方共用麦克与喇叭输出。与手机APP是通过后台系统以数据链路的形式进行间接通信(双向)。T-BOX与后台系统通信还包括语音和短信两种形式,使用短信形式主要实现一键导航及远程控制功能。BuRednc

汽车T-BOX可深度读取汽车CAN总线数据和私有协议,T-box终端通过OBD模块和MCU,采集汽车的总线数据和对私有协议的反向控制;T-box同时可以通过GPS模块对车辆位置进行定位,使用网络模块通过网络将数据传出到云服务器。车主可以在手机APP端通过网络从云服务器中获取车况报告、行车报告、油耗统计、故障提醒、违章查询、位置轨迹、驾驶行为、安全防盗、预约服务、远程找车等信息,还可以在手机APP端通过网络与服务器的连接,间接与网络模块交互,继而通过网络模块与MCU之间的渠道,最终使用MCU提供控制汽车门、窗、灯、锁、喇叭、双闪、反光镜折叠、天窗、监听中控警告和安全气囊状态等服务。BuRednc

汽车tbox的部分功能BuRednc

1、远程控制 用户可以通过手机APP控制门开关、鸣笛闪灯、开启空调、启动发动机、车辆定位等等功能,通过使用这些功能,车辆的使用不仅方便了许多,而且还可以节约用户很多时间。比如在夏日和冬季,提前在上车之前几分钟开启空调制冷或者制热,这样用户就可以不用等待,上车时车内就下降或上升到舒适的温度了,让用户真正体验到“入车即享冬暖夏凉”;车主在冬天的时候还可以使用远程启动功能进行热车,车辆被盗时可以使用远程关闭发动机;如果车主将钥匙忘记在车内,或者不确定是否锁了车门但又离开车辆很远的时候,可以通过手机APP远程控制开锁和关锁;并且在大型停车场也不用再害怕找不到车了,只需要用手机通过APP查看车辆的定位了解大致方位,再控制车辆鸣笛、闪灯就可以知道车辆的具体位置了。BuRednc

2、远程查询 通过手机APP就可以实现远程查询车辆状态,比如车辆油箱里还有没有油,车窗车门有没有关牢,电池电量还有多少够不够用,还可以行驶多久等等,非常全面的车辆状态信息都能在手机上看得到,不用自己亲自细查,如果出现问题用户也可以使用手机一目了然的查询到;同时手机APP还可以自助诊断车况,看看各个系统有没有问题,要是某个系统出现有问题的话,APP端就会报警提醒,这样如果是跑长途的用户也不用一项一项的自己逐一检查了,直接用手机APP查询车辆状况就可以了。BuRednc

3、安防服务功能 这一项主要是针对行车安全和防盗而设计的,包含了路边救援协助、紧急救援求助、车辆异动自动报警、车辆异常信息远程自动上传等服务。这些功能意义非凡,关键时刻甚至可以救命。例如,碰撞自动求救功能,车辆碰撞触发安全气囊后,T-BOX会自动触发乘用车客户救援热线号码,自动上传车辆位置信息至后台,同时后台将发信息给所有紧急联系人,短信中包含事故位置信息,以及事件信息,让事故车辆和人员得到及时的救援。BuRednc

Tbox与Can通信BuRednc

下图是目前汽车内的主流总线架构形式(图中每个框代表一个ECU)BuRednc

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OBD: On-Board Diagnostic 车载诊断系统BuRednc

MOST: Media Oriented System Transport 面向媒体的系统传输总线BuRednc

CAN总线为了便于管理和控制,一般按功能需求进行划分,传统汽车主要分动力和车身两大块,车身总线采用低速,动力采用高速。还留有一路专门做诊断的CAN连到车内的OBD接口。另外,由于现在车内导航、影音的需求太大,CAN总线没办法提供给视频数据如此高的传输速率,所以在车载导航和娱乐系统中,一般采用速率可达22.5Mb/s 的MOST总线或其他类似的高速总线。不同总线网络之间通信,全部依靠网关转发报文。因此,网关也基本是车内总线中最重要的部件,重要性就相当于人体的脊椎。各厂商的架构根据其需求会略有不同,但总体上都是这种模式。BuRednc

如果要实现车联网,即车与网联动。在CAN总线为主导的今天,势必要将具有联网功能的模块加入到车内CAN总线架构中。在已经实现第一阶段技术的车联网产品中,大概又有三种技术方案。BuRednc

1. OBD盒子联网BuRednc

将可联网的设备(OBD盒子)插入车辆的OBD诊断接口,通过诊断CAN读取车辆的相关行驶信息。这种方案被很多互联网企业采用,汽车厂商只有极少数采用。BuRednc

优点:无需改动车内的总线架构,无需汽车厂商的配合,即插即用。因为OBD口是汽车强制必须留出来的,主要用作车辆检测和后期的程序升级维护。BuRednc

缺点:一般只能读取车内数据,无法实现远程控制,功能有限。而且,只要车厂封掉汽车行驶时的诊断CAN通信,这种方式就没用了。BuRednc

2. Telematics(无线通信车载系统)直连CAN总线BuRednc

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直接将具有远程通信功能的模块接入CAN总线,通过telematics模块读取各ECU的信息,并发送相应的控制信息,实现部分远程操控功能。BuRednc

优点:报文不需网关转发,信息传递直接有效,实现较为方便。BuRednc

缺点:安全性不足,一旦telematics被攻击,整车的CAN总线几乎就暴露在黑客手中。我怀疑之前被黑的切诺基采用的就是这种方式。BuRednc

3. Telematics连在CAN外网络BuRednc

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如图的例子,将telematics模块加入MOST总线,直接与娱乐系统连接,并通过MOST网关转发相应的车辆信息和控制信息。BuRednc

优点:外部网络与娱乐系统高度融合,便于实现车联网娱乐和社交属性;信息需要通过MOST网关转发,安全性较高。BuRednc

缺点:MOST总线成本高,MOST网关开发难度大。BuRednc

总结BuRednc

这三种技术方案虽然各有优劣,但只要连入了CAN总线,在网关允许的情况下基本都能实现对车内各ECU的访问和控制,不论是车身部分还是动力部分。那为何我要将控制车身和控制动力放在两个不同的阶段呢?这一点主要是考虑到安全性问题,从技术角度看通过远程启动发动机、控制转向基本都没有障碍,但现今众多厂商极少有这么做的,大家忌惮的都是这安全性。BuRednc

在智能辅助驾驶系统不成熟的情况下,将动力部分开放给车联网并没有什么明显的优势和卖点,现阶段的消费者不会因为你能远程启动而多掏钱。但是如果智能辅助驾驶技术越来越成熟,甚至出现自动驾驶,动力部分岂有不放开的理由,相应的安全性问题也会得到业界的重视。至于智能辅助驾驶系统何时才能成熟?好像还是绕不过CAN总线的瓶颈。BuRednc

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