汽車遠(yuǎn)程控制及無線通信研究

時間:2022-03-20 10:06:13

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汽車遠(yuǎn)程控制及無線通信研究

摘要:隨著人民生活水平的提高,人民對汽車的要求已經(jīng)不僅僅是代步工具,而是集安全、環(huán)保、娛樂、辦公及服務(wù)于一體的電子信息化智能汽車。車及交通管理的智能化就需要使用各種無線通信技術(shù)、汽車技術(shù)、大數(shù)據(jù)、電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)通過遠(yuǎn)程控制來實(shí)現(xiàn)汽車狀況實(shí)時檢測、車內(nèi)無線移動辦公、GPS全球定位、汽車行駛導(dǎo)航、車輛指揮調(diào)度、環(huán)境數(shù)據(jù)采集、車內(nèi)娛樂等等功能。謹(jǐn)以此篇簡單的汽車遠(yuǎn)程啟動控制來簡要分享APC220無線通訊模塊的使用,探討下無線通信在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:汽車遠(yuǎn)程控制;汽車無線通信;車聯(lián)網(wǎng);車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用;APC220

東北的冬天天氣寒冷,汽車打火后十幾分鐘后才能開走。每天清晨父母都會提前15~20分鐘下樓熱車,為了減輕父母提前熱車的負(fù)擔(dān),于是我們便有了汽車遠(yuǎn)程控制的想法。

1實(shí)現(xiàn)原理

1.1原理圖及電路圖。1.1.1實(shí)現(xiàn)原理。發(fā)射端(遙控器):使用筆記本電腦的USB連接APC220模擬串口發(fā)射控制信號。車載控制器:通過另一個APC220模塊來接收發(fā)射端的控制數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)給單片機(jī)Arduino來啟動控制電路。因Arduino沒有串口,因此增加擴(kuò)展板來增加串口,APC220模塊插到擴(kuò)展板上??刂齐娐凡捎美^電器(信號小電壓控制汽車啟動電路的大電流)接通汽車啟動電路2-3秒鐘模擬汽車打火。汽車啟動電路:因無汽車點(diǎn)火試驗(yàn)環(huán)境,汽車啟動電路暫由小燈泡替代。供電單片機(jī)Arduino供電采用5V電池盒供電;小燈泡供電采用12V鋰電池供電。

2無線通信方案選擇

2.1幾種無線傳輸方案比較。NB-IOT:窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NarrowBandInternetofThings),特點(diǎn)是覆蓋廣,控制距離不受限制,功耗低等特點(diǎn),在車聯(lián)網(wǎng)中有廣泛應(yīng)用。使用需要運(yùn)營商授權(quán),受到信號覆蓋限制,現(xiàn)在模塊成本較高。ZIGBEE:是一種基于IEEE802.15.4協(xié)定的開放式的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。傳輸范圍較近,一般介于100米以內(nèi),在增加射頻的發(fā)射功率后,亦可增加到3km。特點(diǎn)是成本低、功耗低、距離近、復(fù)雜度低、速率低、的雙向無線通訊技術(shù)。在低成本、近距離的車聯(lián)網(wǎng)中也得到廣泛使用。APC220:傳輸距離1200米以內(nèi),調(diào)測很方便、成本較低,能達(dá)到項(xiàng)目方案目的,此方案選用該種無線傳輸模式。

3APC220無線通信模塊簡要介紹

3.1APC220簡述。APC220模塊是嵌入式、多通道無線傳輸模塊,具有較強(qiáng)的抗干擾、糾錯、高靈敏度能力,有256bytes大容量緩存區(qū),省電等優(yōu)勢。3.2APC220參數(shù)可調(diào)設(shè)置。APC220模塊可以在配置軟件中修改以下各種參數(shù)。3.3APC220組網(wǎng)。APC220通道是半雙工的,可以完成一對一、一對多的通訊。本方案中是一對一的,在配置上兩塊APC220所有參數(shù)需要完全配置相同。在一對多時,通過主站點(diǎn)控制從站點(diǎn),主站點(diǎn)發(fā)送指令,從站點(diǎn)接收到的地址碼后要與本機(jī)碼比較,對于不同地址的會將數(shù)據(jù)丟掉,不作響應(yīng);地址相同的將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。為了避免相互干擾,同一時間只能一臺發(fā)射。因APC220能夠設(shè)置很多個頻道,因此在一個區(qū)域可以多個網(wǎng)絡(luò)并存。

4無線通信技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,在車內(nèi)、車車之間、車路之間、車人之間已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。各大汽車廠商開始關(guān)注車載通信,加裝各種智能功能。4.1車內(nèi)通信。車內(nèi)無線通信采用的通信方式有FMM/AM、ASK/FSK、藍(lán)牙、Zigbee、RFID、NFC及WiFi。FM/AM即車載收音機(jī);ASK/FSK(FSK即頻移鍵控、ASK即幅移鍵控,)最多的使用場景是胎壓監(jiān)測及汽車鑰匙。藍(lán)牙通訊:傳輸距離為幾十米左右,抗噪聲能力強(qiáng)、傳輸速度快。使用場景是OBD監(jiān)測、車載電話、、音箱等。RFID無線射頻識別,采用1-100GHz頻率范圍的微波通信,RFID在車內(nèi)通信應(yīng)用最多的是汽車RFID無鑰匙啟動或者RFID鑰匙。NFC是近距離、高帶寬、低能耗的雙向識別和連接RFID技術(shù)。如果手機(jī)和車載終端都支持NFC,在20CM以內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián),并可將手機(jī)中的音頻、視頻文件方便的傳送到車載終端,也可以汽車鑰匙。車載WIFI:除了可以連接手機(jī)、筆記本還可以連接DVR及行車記錄儀。4.2車外通信。車外無線通信采用的通信方式有2G/3G/4G、DSRC、RFID、ZigBee等。DSRC:短程專用通信技術(shù),能夠完成小區(qū)域內(nèi)識別高速運(yùn)動下的移動目標(biāo),并能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通信,也可以傳輸語音、圖像、及數(shù)據(jù)信息等,應(yīng)用場景是ETC不停車收費(fèi)。

5結(jié)論

隨著5G的到來,車的自動控制、自動駕駛,車聯(lián)網(wǎng)、車際網(wǎng)及智能交通管理系統(tǒng)將會得到迅速發(fā)展,車的遠(yuǎn)程控制、車聯(lián)網(wǎng)、智能汽車等將具有非常好的發(fā)展前景!

參考文獻(xiàn)

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作者:王傲博 單位:東北師范大學(xué)附屬中學(xué)