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支援多種OS與定位系統 高整合3G模組加速智慧車上路
 

【作者: Quectel副總經理】   2014年05月12日 星期一

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未來的智慧車輛是一個集環境感知、規畫決策、多等級輔助駕駛等功能於一體的綜合系統,將利用多種感測器、行動網路技術、智慧公路技術等實現汽車自動駕駛,獲得娛樂或者生活服務,並可隨時存取遠端資訊庫,取得導航、餐飲、旅館、加油站、停車場等資訊(圖1)


圖一 : 未來的智慧車輛可以隨時存取遠端資訊庫,獲得導航、餐飲、旅館、加油站、停車場等資訊資料。
圖一 : 未來的智慧車輛可以隨時存取遠端資訊庫,獲得導航、餐飲、旅館、加油站、停車場等資訊資料。

試想未來安裝智慧車載多媒體終端的車輛,駕駛員可以直接用語音進行多媒體搜索,不須要用手來操作導航軟體,保證行車的安全;得到語音指令的設備,透過無線網路存取伺服器,在資料庫中找尋位址,獲取路線圖,還可以獲得由交通管理中心提供即時的前方道路狀況資 訊,能了解哪些道路有塞車、事故等意外情況,必要時及時改變行駛路線。


車輛行駛過程中,駕駛員可以用語音尋找飯店、加油站,而同時,車輛駛過途中的旅館、停車場時,也能透過多媒體平台推送自身目前最新的位置、車位情況,讓車內人員及時了解資訊以做出選擇。


當不幸遭遇嚴重車禍,車載設備會自動啟動緊急報警系統,向指揮中心發送位置資訊和求援訊號,讓人員得以及時得到救援。對於運輸車輛,有了車載無線通訊系統,汽車與指揮中心更可以方便地交換資訊,即時調度。


車聯網的應用發展如火如荼,餐飲、購物、保險等行業逐漸融入到車載行業,和智慧手機普及後App的開發熱潮一樣,各類車載App、車聯網的系統也應運而生,而這些與資料存取相關、位置服務相關的應用,都須建立在車載智慧平台上,且需要穩定的通訊技術和定位技術做為基礎。


無線通訊速率左右車載應用成敗

過去第二代行動通訊(2G)技術的車載產品,受限於速度和資費,只能提供諸如簡訊之類的簡 單服務,如計程車調度等。如今4G網路都已經開始布局,但是資費還過於昂貴,網路建設還需時日,因此3G網路仍是現階段最佳的選擇。


整體封包無線電服務(GPRS)的傳輸速率一般都不超過100kbit/s,而如上海移遠通訊(Quectel)研製的UC20支援高速的資料傳輸,在高速封包存取(HSPA)/增強版高速封包存取(HSPA+)模式下,上行速度可達5.76Mbit/s,下行速度可達14.4Mbit/s,性能已經遠高於GPRS產品。UC20基於高通(Qualcomm)第二代全球行動通訊系統(UMTS)平台MDM6200開發,速率高、尺寸小且功耗低,可相容HSPA+/UMTS/增強型資料速率GSM演進(EDGE)/全球行動通訊系統(GSM)/GPRS等多種網路規格。


此外,凡是和車載相關的零部件,最被關注的一定是產品的品質。國際標準組織(ISO)於2002年3月公布一項行業性的品質體系要求,適用於整個汽車產業生產零部件與服務件的供應鏈,英文為ISO/TS 16949。因此,所有要進入車載行業的產品,必須先通過此項認證;這個認證對生產廠家提出非常高的要求。


整合多種定位方式 保證定位快速無盲區

圖二 : 除GNSS技術外,蜂巢定位技術也能為GNSS技術提供輔助定位。
圖二 : 除GNSS技術外,蜂巢定位技術也能為GNSS技術提供輔助定位。

高通UMTS平台MDM6200內置全球導航衛星系統(GNSS)接收器,為車載產品開發提供高整合度的平台。該接收器相容全球衛星定位系統(GPS)和GLONASS兩套定位系統,與單獨的GPS定位系統相比,除增加可見衛星,同時解決單系統覆蓋率不足的問題,並縮短首次定位時間(TTFF)的時間,特別是增強了在戶外惡劣環境中的定位精確度。UC20支援gpsOneXTRA輔助定位技術,使用者產品可以透過通訊模組,從網路服務器下載一個很小的XTRA檔,這個檔案包含基準時鐘和長達7天的GPS/GLONASS星歷數據預測,TTFF時間縮短到2秒。


除GNSS技術之外,廠商還開發出蜂巢定位技術,以做為GNSS技術的有力補充。當車載設備進入到像是地下通道或者城市峽谷等地形之中,環境因素會使得GNSS訊號變弱,此時就可以啟動蜂巢定位技術,利用基地台的資訊來定位(圖2)。


蜂巢定位技術的優劣,取決於基地台設置的密度,以及儲存於服務商資料庫中基地台資訊的資料。如今3G網路覆蓋率日益增長,而且廠商為客戶提供一個裝有大量基地台資訊資料庫的伺服器,該資料庫收集了全球二百多個國家大部分的基地台資訊,而且不斷地維護更新這個資料庫。


M2M模組設計新趨勢 相容多種智慧作業系統

車載應用日益繁多,對網路穩定性、安全性也有更高的要求。機器對機器(M2M)模組做為通訊的中介軟體,須要提供多種網路通訊協定來支撐上層應用,UC20內嵌TCP/IP通訊協定提供TCP、UDP、PPP、MMS、SMTP、FTP、HTTP、PING,用戶可以很簡單地實現網際網路(Internet)存取,而安全通訊端層(SSL)通訊協定,方便了使用者實現網路加密的功能。


今年年初的美國國際消費性電子展(CES)展上,Google為首的一些IT公司和汽車公司成立了開放汽車聯盟,要把Andriod系統引入未來的智慧汽車。Linux、WinCE也有一些擁護者。


M2M模組要在車載和其他行業使用,必定須要支援多種作業系統。例如有廠商就設計了相容Android和WinCE的RIL層,可以方便地在這些平台進行二次開發。此外,為了通用序列匯流排(USB)2.0介面,更設計出Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows CE5.0/6.0、Linux 2.6/3.0、Android 2.3/4.0下的多種驅動程式,可支援市面上所有主流的平台。


支援緊急呼叫系統勢在必行

圖三 : eCall可自動撥叫歐洲統一的緊急救援電話,並傳輸最小的緊急資料包至公共安全應答點,提供及時的救助服務。
圖三 : eCall可自動撥叫歐洲統一的緊急救援電話,並傳輸最小的緊急資料包至公共安全應答點,提供及時的救助服務。

eCall是由歐盟發起的緊急呼叫系統。在歐洲任何地方發生嚴重交通事故後,若司機和乘客失去知覺不能撥打電話,此一系統能夠自動撥叫歐洲統一的緊急救援電話,同時傳輸最小的緊急資料包至公共安全應答點(PSAP),提供及時的救助服務(圖3)。若設備廠家的產品要進入歐盟國家,eCall就是必備的功能。


車載資通訊市場方興未艾

智慧汽車的熱潮,對M2M模組廠家來說,是一個很好的機遇,如何提高產品品質及安全性能,同時兼顧產品的整合度、傳送速率,並降低能耗,是每個模組廠家須要不斷探索的問題,也是未來產品研發的重要方向。


本文作者為Quectel副總經理提供


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