配置4G LTE的OBD车联网标准终端TBox将成为智能化标志.docx
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配置4GLTE的OBD车联网标准终端TBox将成为智能化标志
配置4GLTE的OBD车联网标准终端T-Box将成为智能化标志
配置4GLTE的OBD设备(EST627车联网标准终端T-Box)将深度连接汽车CANBUS总线系统,完美读取门窗灯喇叭后视镜中控警告后尾箱超声波信号,完美实现自动空调,远程自动座椅调整,读取CAN总线系统安全气囊状态信息及胎压信息,给汽车一个更高达上的空间。
HUD、智能影音、高保真音乐、远程商务视频会议等等,可开发出与人、与车息息相关的智能应用。
车联网标准终端T-Box,是一项面向需求,提升汽车4S店集团产业经济结构的新兴产品。
通过车规级的处理芯片利用无线通信技术来实现,基于“汽车级”对可靠性、工作温度、抗干扰等方面的苛刻要求,主要实现4G远程无线通讯、GPS卫星定位、加速度传感和CAN通讯功能。
实现车辆远程监控、远程控制、安全监测和报警、远程诊断等多种在线应用。
早在几个个月之前,车联网OBD交流圈就曾经讨论过4G在未来汽车领域的广泛应用。
国外德尔福早就准备了4G类的产品面试,价格大约是300美刀。
在我们看来,这也许是个诱惑,也许是个机会,华为的4G模块大约在80美金左右,相对于现有并不成熟的OBD车联网市场来说,投入产出比明显不协调,在本届2014广州国际汽车展上,OnStar安吉星车载4GLTE服务将首次实现搭载于凯迪拉克新车,宣布4G的车联网已经来临,在4G的技术下,高出3G十倍数据传输速率,让3G地位略显尴尬。
玩车联网的企业很多,国内用2G模块的产品厂家大致掰掰手指能掰出上千家,运用到4G模块开发新项目的企业并不多,据了解,2G满足数据传输,目前覆盖面广,网络成熟,4G才刚刚开始,国内大多原来做通讯模块的企业正在潜心研发功能好,价格低廉的4G模块。
从底层硬件到云端服务开发,再到资源调配,满足于车内多方的需求,车联网标准终端T-Box,要作用表现在三方面功能:
1、远程控制功能:
可以通过手机APP远程升窗落锁、远程控制天窗后视镜折叠、远程控制空调等。
比如,车主在冬天的时候可以使用远程启动功能进行热车,车辆被盗时可使用远程关闭发动机功能;又比如车主将钥匙忘记在车内,或者不确定是否锁了车门但又已走远的时候,可以通过手机APP远程控制开锁和上锁。
2、远程查询功能:
可以通过手机远程自助诊断车辆故障、手机远程车况自助查询。
车主可以自助诊断车辆的健康状况,车辆在静止状态的时候,通过手机APP发起车况诊断指令,对DTC、DID进行相关内容的读取,然后在手机APP上查看诊断结果,通俗而易懂。
3、安防服务功能:
这一项主要是针对行车安全和防盗而设的,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之后,EST627车联网标准终端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地址信息,以及事件信息,让事故车辆和人员得到及时的救援。
移动通讯网络给我们带来了更广泛的空间,更多的接口,大量的数据传输也将一改车与车、车与人、人与网的智能网络建设,串联起整条车联网产业链,并激发产业链上各方的发展热情,丰富APP开发、提升用户体验,新的车联网商业模式也将在4G的网络覆盖下创新与变革。
第一章产品概述
EST627是由深圳速锐得科技针对行业用户精心打造的一款OBD智能信息终端硬件,产品集OBD+GPRS+GPS+G·SENSOR+FLASH+振动传感器于一体,实现车辆数据的实时获取、跟踪定位和状态监测,帮助企业更高效、更智能实现车队管理、车辆远程监控。
图-01产品外观图(外观可定制)
第二章产品特性
◆产品模块化,多核分布式处理,OBD解码数据处理与主控MCU分离,实现数据读取、计算更精准
◆OBD模块适应当前先进技术(支持发动机自动启停、支持多CAN等),支持实时数据获取,驾驶习惯数据获取,熄火自动生成本次行程报告
◆超低功耗设计,自动启动休眠,自动检测电瓶电压、自动报警
◆工业级高稳定性GPRS模块,支持基站定位,内置GSM高灵敏度天线,支持TCP/IP数据传输,支持域名/IP地址连接服务器
◆内置振动传感器,休眠模式下,实现异常振动监测并震动上报至服务器
◆内置大容量存储芯片,支持离线状态下数据存储,支持数据补传
◆内置高灵敏度6轴加速度传感器,融合精准加速度、角速度算法,实时获取车辆当前姿态,支持急加速、急减速、急转弯、碰撞等
◆高灵敏度GPS模块与主机分离,实现GPS搜星信号更稳定,支持定位跟踪、同步授时
◆休眠模式下,支持电瓶低电压监测报警、异常震动报警等
◆标准API接口指令,服务器解析更智能、方便
◆支持自定义上传实时数据间隔
◆车辆启动、熄火、休眠自动上报消息
◆支持在线、远程升级,支持在线、远程配置产品参数
◆内置锂电池,支持设备掉电报警
第三章产品功能
第四章产品参数
◆产品尺寸
◆主要部件组成
序号
名称
型号
生产商
1
MCU
STM32F103RCT6
ST
2
OBD模块
EST527-mini
THREAD
3
GPRS模块
Sim800H
Simcom
4
GPS模块
UBLOX-6010-ST
UBLOX
5
G·Sensor
MPU6050
InvenSense
6
FLASH
W25Q64
WINBOND
7
震动传感器
SW420
KOSOD
◆接口定义
1.MicroUSB
a)设备在线配置、升级
b)外接GPS模块
c)产品调试
2.SIM卡槽
SIM卡类型:
MicroSIM卡,支持联通、移动的2G卡,SIM卡尺寸大小即与iPhone4手机上面使用的SIM卡大小一致,如下图所示:
SIM卡插入方向:
◆OBD模块通讯协议支持列表
序号
协议名称
国际标准
1
ISO9141-2
ISO9141-2
2
KWP2000_5BPS
IS014230(KWP)
3
KWP2000_FAST
4
CANBUS_11B_500K
ISO15765(CANBUS)
5
CANBUS_29B_500K
6
CANBUS_11B_250K
7
CANBUS_29B_250K
◆电气参数
部件
参数
参数值
终端
重量
0.035kg
储存温度
-40℃~+85℃
工作电压
12.8V
工作电流
120mA
最大电压
22V
最大电流
2A
休眠电流
1.5mA
锂电池
容量
200mAh
电压
3.7V
GPRS模块
支持频段
850/900/1800/1900MHz
数据传输
85.6kbps(下行)
42.8kbps(上行)
数据传输类型
TCP/UDP
GPRS多时隙
Class10
GPRS移动台
ClassB
GPS模块
尺寸大小
16*12*2.4mm
工作电压
5.0V
接口
全速TTL串口
坐标系
WGS-84
协议
NMEA0183
灵敏度
-153dBm(捕获)
-159dBm(跟踪)
热启动
<1秒
温启动
<37秒
冷启动
<39秒
高度
<18000米
速度
<515m/s
加速度
<4g
◆LED灯状态定义
常亮
慢闪
快闪
灭
红灯
(电源灯)
设备正常工作
1、设备未激活
2、设备初始化错误(RTC/FLASH/G·Sensor)
正在升级
设备已休眠
绿灯
(ECU通讯灯)
ECU通讯成功
ECU未连接上或通讯失败
蓝灯
(GPRS模块状态灯)
模块入网成功
模块未入网
GPRS模块电源关闭
第五章产品应用解析
1、设备初始化
◆初始化流程图
2、工作流程
终端与ECU通讯成功,设备进入正常工作后,循环执行的任务列表清单如下(以6秒的间隔上传时间为例):
序号
执行任务
执行频率
(ms)
说明
1
获取加速度
500
2
获取角速度
1000
3
GPS定位
1000
4
获取当前车速
1000
5
获取OBD数据
6000
包括OBD实时数据,驾驶习惯数据以及自定义OBD数据
6
上传默认数据
6000
7
执行网络检测
12000
8
执行基站定位
60000
如果未接GPS,才会触发基站定位
9
服务器下发指令
0
收到后立即执行
说明:
a)加速度值、角速度值只在程序内进行运算,如果超过阀值,默认数据流中相应的急加速、急减速、急转弯值将会累加;
b)GPS定位分2种定位,基站定位和GPS定位,如果有外接GPS设备,基站定位暂停获取,一旦检测到GPS定位失败,基站定位会立即激活,并按照每1分钟的频率更新一次基站定位信息,如果GPS和基站定位都获取失败,将直接显示默认为0的数值(在此建议后台服务器添加过滤机制,将无效的定位数据过滤);
c)当前车速每1S检测一次,如当前车速超过设定阀值,将触发超速报警;
d)网络检测分2种,如果GPRS模块已经关闭,10S之后,将再次开启,并重新执行GPRS模块初始化(包含同步设置、入网、建立TCP链接);若GPRS模块在正常运行并且存在SIM卡,则依次执行查看本地网络信号、检查GPRS信号、检查TCP状态等,若SIM卡不存在,GPRS模块将关机;
e)当终端收到服务器下发的指令后,终端会将指令存入消息队列,并立即开始执行指令任务。
3、休眠流程
4、缓存记录补传
当车辆在行驶过程中,遇到网络信号不稳定导致网络掉线时,所有的实时数据都将存至FLASH模块,当车辆熄火并且与服务器建立了TCP连接之后,终端准备休眠之前,会以每1秒的频率将FLASH数据补传至服务器。
补传记录开始之前,设备会先发一条12的消息至服务器,以告知服务器接下来上报的数据都是补传的数据,补传记录发送完成之后,终端同样会发送一条12的消息至服务器,通知服务器补传记录已经全部发送完成。
5、授时机制
◆GPS授时
当有外接GPS模块时,如果终端有连续5次收到有效的定位数据和时间,终端将获取GPS当前时间来修改RTC时间,修改的前提条件是依据年、月、日、时、分来判定,如有一个条件不相等,GPS时间都会自动更新RTC时间。
◆服务器授时
服务器可以下发AT+SCRTC指令来同步终端RTC时间,具体设置指令请参考EST627的API数据手册。
6、休眠机制
当终端检测到汽车熄火后,并在熄火后的90秒内发动机没有再次启动,在执行完数据补传记录之后,终端将进入休眠。
终端休眠后,只有振动传感器、点火检测模块及MCU的RTC时间会工作,其他所有外设都将关闭,主控MCU进入停机模式。
在休眠过程中,终端会每隔2小时自动唤醒检测一次电瓶电压,如果检测的电瓶电压低于设定的阀值(默认是11.0V),终端将进入工作模式,并连接服务器,上报低电压报警消息。
7、唤醒机制
◆汽车打火唤醒
汽车启动后,当电瓶电压高于12.8V,终端将自动唤醒,进入工作模式。
◆异常唤醒
以下条件都会触发终端唤醒:
a)设备从OBD口拔下
b)震动唤醒
c)低电压唤醒
8、报警机制
◆掉电报警
设备从OBD口拔出后,会进入掉电报警模式,此模式下,OBD、GPS模块、GSENSOR模块不工作,GPRS模块工作,并连接服务器上报终端掉电报警消息。
◆异常震动报警
汽车进入休眠后,震动传感器将开始工作,如果震动次数在指定时间内达到震动阀值后,终端将立即唤醒,同时会开启OBD电源,以防止是驾驶员进入产生的车辆抖动(如开关车门、坐进车内等动作)导致上报错误的震动报警消息。
如果在1分钟以内,OBD仍然没有与汽车ECU通讯成功,终端将判定此次震动为异常震动,并连接服务器,上报异常震动消息;如果1分钟以内OBD与ECU通讯成功,终端会进入正常工作模式,不上报异常震动消息。
◆碰撞报警
当车辆行驶过程中,碰撞的判断条件是依据当前加速度的值,如果超过碰撞阀值,并且当前车速在短时间内降到0,终端将向服务器上报碰撞报警消息。
第六章产品功能解析
1、终端主动上报
◆请求时间同步
终端请求同步时间最多执行2轮请求。
第一轮请求在GPRS模块初始化完成并建立TCP连接之后,每次等待时间是15秒,重复发送3次请求;如果在初始化中,TCP没有建立成功,在进入正常工作流程中,一旦TCP建立成功后,终端会立即请求时间同步,这里的请求机制也第一轮的请求机制是一致的,每次请求等待15秒,重复发送3次。
每轮请求一旦有收到服务器下发的同步时间指令,将结束时间同步。
如下图:
终端向服务器请求时间时间同步:
服务器向终端下发时间同步指令:
终端收到服务器下发的时间同步指令后,返回设置成功的消息:
◆实时数据流上报
设备默认每6S上报一个数据包至服务器(命令字为01),包含一组实时数据流($OBD-RT开头),一组驾驶习惯数据流($OBD-HBT开头),如果开启了自定义OBD数据流,还会有一组自定义OBD数据流($OBD-GRP-[Index]:
Index=1,2,3,4),六组GPS定位数据($GPS开头),具体数据定义请参考API手册。
默认数据流中,都有一个流水号,流水号在每次熄火之后自动清零。
◆汽车启动、熄火上报
终端与车辆ECU通讯成功后,会马上记录当前的时间,并将在TCP连接建立成功之后,立即上报服务器汽车已启动的消息(命令字为02)。
如下图所示:
车辆熄火之后,终端会立即上报服务器车辆熄火的消息,与车辆启动消息不同的是,汽车熄火消息中包含了汽车熄火后的位置信息(命令字为03),如下图所示:
◆本次行程汇总统计上报
汽车熄火后,会立即上报熄火消息,再等待30S之后,会上报本次行程汇总统计数据(命令字为10),具体数据定义请参考API手册。
◆记录补传开始结束上报
终端开始上报,命令字为12,消息体为00,结束上报后,命令字为12,消息体为01,如下图所示:
◆设备休眠上报
所有任务执行完成之后,上报服务器终端将进入休眠,进入休眠之前,会主动断开关闭TCP连接,关闭所有电源开关。