２ｏｌ７。２ｌ 网络与信惠Ｉ程 车载４Ｇ智慧终端的设计与实现 向云帆 （深圳市中兴微电子技术有限公司，广东深圳，５１８０００） 摘要：本文将对车载４ｇ智慧终端的设计原则以及设计目标进行简单的介绍，并对车载４ｇ指挥终端的设计与实现进行研究， 其中主要包括车载故障诊断系统、车载速度感应系统、车载无线网络系统以及车载智能刹车系统四方面内容。 关键词：车载４Ｇ；智慧终端；故障诊断 Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ４Ｇ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｘｉａｎｇ Ｙｕｎｆａｎ （Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｚｈｏｎｇｘｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，５１８０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｏｎ—ｂｏａｒｄ ｔｅｒｍｉｎａｌ ４ ｇ ｗｉｓｄｏｍ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｇｏａｌｓ ｆｏｒ ａ ｓｉｍｐｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ ４ ｇ ｃｏｍｍａｎｄ，ｗｈｉｃｈ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｏｎ—ｂｏａｒｄ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ，ｖｅｈｉｃｌｅ ｓｐｅｅｄ ｓｅｎｓｏｒ ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｃａｒ ｉｎｔｅｌ １ ｉｇｅｎｔ ｂｒａｋｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｕｒ ａｓｐｅｃｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｖｅｈｉｃｌｅ ４６：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｅｒｍｉｎａｌ：ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ０引言 成，一部分为硬件系统，另一部分为软件系统。通常情况下硬件系 互联网与汽车行业的相互结合，要想满足人们对汽车行业的 统安装在系统的底部，硬件部分为系统的设备基础，只有将硬件 系统的运行质量进行提高，才能够提高系统整体的运行质量 】。 市场需求，就要将互联网行业与汽车行业相互融合。 １车载４Ｇ智慧终端的设计原则以及设计目标 车载４Ｇ智慧终端的设计原则主要包括以下几点，第一，满足 ２车载４Ｇ智慧终端的设计与实现研究 车载４Ｇ智能终端的设计涵盖四个方面，即车载故障诊断系 各个方面的性能需求。其中主要包括汽车路由器的启动时间要在 统、车载速度感应系统、车载无线网络系统、车载智能刹车系统， ３０秒之内，汽车路由器的吞吐量要在５０ｍｐ以上，端口的吞吐量 其设计的思路有一定的相似性。要在ＩＯＭＰ以上，热插拔组件在运行的过程中不能够影响路由器 ２．１车载故障诊断系统 的正常工作，覆盖范围要在５０米左右。汽车车载终端的性能主要 汽车在行驶过程中会由于各类意外状况、部件老化等问题出 包括以下方面，第一，在对汽车的油耗量进行统计的过程中，统计 现故障，由于故障的类型是多样化的，故障程度也不尽相同，由人 的误差要在５％之内。在对汽车行驶的里程数进行统计的过程中， 员进行故障诊断和排除费时费力，因此在４ｇ智能终端设计了车 统计的误差要在１％之内。车辆定位的精度要在１５米之内，速度 载故障诊断系统。 的精准度要早Ｏ．１米每秒左右。汽车的冷启动时间要小于５５秒， 系统的设计核心是单片机和传感器：技术支持是嵌入技术、 热启动时间要小于１５秒。除了要满足以上要求之外，还要对汽车 集成技术；基本支持来自广泛的数据资料。具体而言，首先针对 运行的安全性以及可靠性进行全面把控。另外，在进行设计的过 汽车故障的种种类型、程度进行数据收集工作，总结其规律，之后 程中还要注意产品的可操作性以及使用效果。在安装车载４Ｇ的 将数据输入单片机中，再嵌入传感器，系统的模型基本完成。以温 过程中尽量使安装步骤简单化，方便使用人员使用的同时，还能 度感应为例，在系统工作时，如果发动机出现故障、有水浸入，电 够减少施工人员安装的工作量。 力系统出现短路，温度快速升高，传感器侦知该问题，并将问题情 车载４Ｇ智慧终端的设计目标主要包括数据收集的准确性 况快速反馈至单片机的处理器端，处理器则根据数据记 高、产品操作简便、占地面积小以及价格便宜等特点。在对于车 忆判断问题，反馈给驾驶人，驾驶人不必检查即可了解故障类型， 载４ｇ智慧终端进行设计的过程中，可将系统大致分为三部分，第 直接进行排除即可 。 一部分是供电系统、第二部分为核心系统，第三部分为功能系统。 供电系统主要为车载智慧终端提供能源支持，该系统的稳定性直 接影响着汽车智慧终端整体的稳定性。该系统主要将外界电源转 ２．２车载速度感应系统 车载速度感应系统的核心是传感器，其基本技术支持是嵌入 技术，结构组成包括监测部分、处理器、输出部分和数字显示 换为各系统所需要的电源，并将其进行分配，保证系统整体的运 行质量。另外，在设计供电系统的过程中，还要注意负载平衡的问 题。以上三个部分的安装顺序为供电系统与核心系统相互连接， 核心系统与功能系统相互连接。另外，该系统中主要由两部分构 设备。该系统的工作同样依赖数据，如某条公路限速为６０公里／ 小时，人员在驶上该公路后，将车载速度感应系统的警报参数设 置为６０，行驶过程中，如果速度过高，系统即会通过输出部分发 ６１ ｌ ■■∞ 网络与信息Ｉ程 出警报，并通过数字显示设备给出当前速度值，人员可据此进行 ２．４车载智能刹车系统 调整，将速度降至６０公里／小时以下。其工作流程为：监测部分 ２０，７．２， 智能刹车系统的设计与智能诊断系统十分类似，其核心构件 全程对汽车速度进行监测，以每５秒为间隔将速度信息反馈给中 是传感器。主要的技术支持是集成技术。在汽车行驶过程中，人员 央处理器，在汽车行驶速度不超过参数设定值的情况下，处 可能会遇到各类突发情况，如障碍物、不遵守交通规则的人员、车 理器默认行驶状态为“安全”，当汽车行驶速度超过参数设定值 辆等等，部分驾龄较短的驾驶人可能反应不及，导致事故发生，智 时，监测部分将信息反馈给处理器，处理器则同时将指令下 能刹车系统即针对这一问题设计。具体来说，车载智能刹车系统 达至输出部分和数字显示部分，人员第一时间了解超速信息，及 包括声波设备、回波接收设备、处理器、连接器四个主要部分 时加以调整，保证驾驶的安全。 构成 Ｊ。 ２．３车载无线网络系统 无线网络系统也即通常诉说的“ＷＩＦＩ”，一般需要以线路作为 ３结论 本文通过对车载４Ｇ智慧终端的设计与实现进行研究发现，对 支持，如家用路由器等，车载无线网络系统的原理与此有一定的 其进行研究，能够有效提高车辆的故障诊断质量，同时还能够有缩 差异，其更接近于目前城市的开放网络，是一种依赖强大通信技 短车辆刹车的反应时间。由此可以看出，对车载４Ｇ智慧终端的设计 术、信息接收技术的新式系统。具体而言，车载无线网络系统包括 接收天线、滤波器、信号强化器、输出系统四个部分组成，其基本 工作流程是，人员首先买入网络服务，之后将接收天线放置于汽 与实现进行研究，能够为今后车载４Ｇ智慧终端的发展奠定基础。 参考文献 车项部等露出位置，并使其尽量远离电动机和导线，开始进行信 【１ Ｊ陈庆德，李红良，金羿．基于４Ｇ和ＩＰｖ６技术的智慧交通 号接收。由于城市环境下各类不同波长的通信活动十分频繁，而 系统应用方案研究Ⅲ．江苏通信，２０１６，３２（０４）：５４—５７． 且存在来自不同磁场的干扰，收集所得无线信号的噪音较多，再 对无线信号实现较为有效的提纯，提纯后的信号依然存在强度较 ｆ２０１７—１Ｏ一１２】． 学，２０１５． 学。２０１ ５． 使用滤波器对信号进行过滤，在确定波长的条件下，滤波器可以 【２】温纪庆．ＷＩＦＩ环境下公交车载广告传媒系统【Ｄ】．青岛理工大 ３】崔正杰．车载４Ｇ智慧终端的设计与实现【Ｄ】．南京邮电大 弱的问题，再通过信号强化器进行强化，最后以输出系统实现输 【出，人员即可在车内享受无线网络服务。 （上接第６０页） 用户在对ＰＬＣ控制网络进行选择时，需重点考虑网络类型。 一需实时进行数据信息的传递，为了使ＰＬＣ站点之间数据信息传递 般来讲，符合国际标准的ＰＬＣ控制系统具有以下几方面 得更加畅通和自由，需在４个ＰＬＣ站点之间建立令牌环，即将４ 的优点：网络数据信息传输距离远、数据信息传输速度快、数据 个分开的ＰＬＣ站点都设置为主站点，各个主站点之间可进行数据 存储容量大，故障发生率较低，稳定性比较高，具有较强的抗干扰 信息的实时通讯。为了更加有效地节约资金，需选择集成编程接 能力，便于操作，灵活性较高和功能强大。其缺点主要体现在以下 口。通过对ＰＬＣ控制网络拓扑结构进行全面的分析后可知，由两 几方面：缺乏专业性，虽然投资的成本较低，对技术要求低，但无 个子网络组成了一个完整的ＰＬＣ网络系统，４个分散的ＰＬＣ主 法满足社会的多元化需求。若用户对数据通讯速度、数据通讯容 站肩负着数据信息传递的任务。在ＰＬＣ站点之间、ＰＬＣ站点和上 量等没有特殊要求，可选择ＭＰＩ网络，这种类型不仅能最大限度 位机之间数据实时传递和通信主要借助Ｐｒｏｆｉｂｕｓ子网来进行工 满足用户的基本需求，且还能有效节约成本。此外，用户可根据自 作。上位机的通讯接口采用Ｐｃ通讯卡，且各个ＰＬＣ站点采用专用 己实际的通讯功能来对控制网络类型进行选择。ｓ７通信功能主 的通讯模块来充当通讯接口。 要应用于工业化的以太网、ＭＰＩ网络中。Ｓ５兼容通讯主要应用 在工业化以太网中；ｓ７基本通信主要应用在ＭＰＩ网络中。因此， ４结束语 在选择西门子ＰＬＣ控制网络方案时，需根据实际情况进行优 可根据通信接口的支持能力、数据传输量、数据传输速度等来对 通信功能进行确定和选择，从而确定出各个节点的最佳的硬件设 计。此外，还能以西门子ＰＬＣ控制网络的通讯接口和传输介质为 基础来进行通信功能的选择和判断 。 化设计，对各个控制站点以及站点之间的信息传输量进行考虑和 分析，对ＰＬＣ控制进行优化，综合考虑各个通讯接口在各节点的 设计情况和支持情况，选择出经济合理且适用于控制实际控制网 络的方案。 ３西门子Ｓ７—３００４００ ＰＬＣ控制网络的应用分析 如某工厂生产线中使用的控制系统，其主要包含切割机、翻 参考文献 １】肖桃李．浅谈西门子ＰＬＣ控制网络的配置策略与应用［Ｊ１．内 钢机、冷却床等设备。在整个控制系统中，具备多个控制节点、且 【燃机与配件，２０１６（１０）：１０５—１０６． 信息传输量较大，设备较多且相对分散，设备之间连接复杂。根据 ２】梁成鹏．基于西门子ＰＬＣ控制网络的配置与应用［Ｊ】．可编程 以上实际情况来选择ＰＬＣ控制网络，首先需选择符合国际标准的 ［网络类型，并且从设备的实际运作情况和工艺角度来进行分析， 将ＰＬＣ站分为４个点。在实际的网络系统中，各个ＰＬＣ站点之间 控制器与工厂自动化．２０１４（０４）：５６—５９． ｌ ６２ ＆Ｅ２翻
