汽車遠程控制及無線通信研究
時間:2022-03-20 10:06:13
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摘要:隨著人民生活水平的提高,人民對汽車的要求已經不僅僅是代步工具,而是集安全、環保、娛樂、辦公及服務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、汽車技術、大數據、電子及計算機技術通過遠程控制來實現汽車狀況實時檢測、車內無線移動辦公、GPS全球定位、汽車行駛導航、車輛指揮調度、環境數據采集、車內娛樂等等功能。謹以此篇簡單的汽車遠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網中的應用。
關鍵詞:汽車遠程控制;汽車無線通信;車聯網;車聯網應用;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擔,于是我們便有了汽車遠程控制的想法。
1實現原理
1.1原理圖及電路圖。1.1.1實現原理。發射端(遙控器):使用筆記本電腦的USB連接APC220模擬串口發射控制信號。車載控制器:通過另一個APC220模塊來接收發射端的控制數據,轉給單片機Arduino來啟動控制電路。因Arduino沒有串口,因此增加擴展板來增加串口,APC220模塊插到擴展板上。控制電路采用繼電器(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:因無汽車點火試驗環境,汽車啟動電路暫由小燈泡替代。供電單片機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:窄帶物聯網(NarrowBandInternetofThings),特點是覆蓋廣,控制距離不受限制,功耗低等特點,在車聯網中有廣泛應用。使用需要運營商授權,受到信號覆蓋限制,現在模塊成本較高。ZIGBEE:是一種基于IEEE802.15.4協定的開放式的無線局域網標準。傳輸范圍較近,一般介于100米以內,在增加射頻的發射功率后,亦可增加到3km。特點是成本低、功耗低、距離近、復雜度低、速率低、的雙向無線通訊技術。在低成本、近距離的車聯網中也得到廣泛使用。APC220:傳輸距離1200米以內,調測很方便、成本較低,能達到項目方案目的,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,具有較強的抗干擾、糾錯、高靈敏度能力,有256bytes大容量緩存區,省電等優勢。3.2APC220參數可調設置。APC220模塊可以在配置軟件中修改以下各種參數。3.3APC220組網。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所有參數需要完全配置相同。在一對多時,通過主站點控制從站點,主站點發送指令,從站點接收到的地址碼后要與本機碼比較,對于不同地址的會將數據丟掉,不作響應;地址相同的將數據發送出去。為了避免相互干擾,同一時間只能一臺發射。因APC220能夠設置很多個頻道,因此在一個區域可以多個網絡并存。
4無線通信技術在車聯網中的應用
無線通信技術的快速發展,在車內、車車之間、車路之間、車人之間已經得到了非常廣泛的應用。各大汽車廠商開始關注車載通信,加裝各種智能功能。4.1車內通信。車內無線通信采用的通信方式有FMM/AM、ASK/FSK、藍牙、Zigbee、RFID、NFC及WiFi。FM/AM即車載收音機;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測及汽車鑰匙。藍牙通訊:傳輸距離為幾十米左右,抗噪聲能力強、傳輸速度快。使用場景是OBD監測、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在車內通信應用最多的是汽車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。如果手機和車載終端都支持NFC,在20CM以內可以實現互聯,并可將手機中的音頻、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、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,能夠完成小區域內識別高速運動下的移動目標,并能夠實現雙向通信,也可以傳輸語音、圖像、及數據信息等,應用場景是ETC不停車收費。
5結論
隨著5G的到來,車的自動控制、自動駕駛,車聯網、車際網及智能交通管理系統將會得到迅速發展,車的遠程控制、車聯網、智能汽車等將具有非常好的發展前景!
參考文獻
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作者:王傲博 單位:東北師范大學附屬中學
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