段金亮，龚存昊，许东辉

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

汽车电子

低成本车载车联网终端实现方式研究

段金亮，龚存昊，许东辉

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

文章首先介绍了车联网系统的组成和主要实现的功能，然后阐述了整车CAN总线网络在乘用车领域的应用情况。介绍了车联网系统在诊断技术应用中的实现方式和UDS统一诊断协议中的主要服务协议。列举了传统车联网终端的实现方式的不足之处，最后详细阐述了集成式车辆网终端的实现可行性分析，具备成本低、易推广等优点，同时给出了集成式终端的系统框图方案。

Telematics；诊断；车身控制器；汽车

CLC NO.:U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)07-141-03

1、概述

Telematics车联网在汽车领域的应用越来越广泛，为车主提供驾驶、生活所必需的各种信息。通常所说的Telematics车联网系统就是指应用无线通信技术的车载电脑系统，汽车行驶中出现故障时，通过无线通信连接服务中心，进行远程车辆诊断，内置在汽车中的计算机记录汽车主要部件的状态，并随时为维修人员提供准确的故障位置和原因。汽车通过终端机接收信息并产看交通地图、路况介绍、交通信息、安全与治安服务、以及信息与娱乐服务等。目前，车联网系统在汽车领域中正被逐渐应用。

一个车联网系统主要包含三部分：车载终端（T-Box）、通信网络、后台系统。系统框图如图1所示：

T-Box作为车载终端安置在汽车内，担负着数据发送和接收的重任，是车辆实现车联网生态模式不可或缺的组成部分。通常其作为单独终端装置存在于车内，本文将重点研究T-Box的优化实现方式。

2、整车通信网络化

CAN是控制器局域网络（Controller Area Network）的缩写，由BOSCH公司在1986年推出。随着汽车技术的日益发展，汽车新产品开发平台化程度越来越高。同时由于汽车需要共享的信息增长迅速，所以汽车中搭载了越来越多的ECU模块。ECU模块彼此之间交互功能日益频繁，传统的线束方式由于其成本较高，构造复杂，而采用网络总线技术可以较完美的解决该项问题，降低了成本的同时也减少了总线线束的长度和种类。而相较于目前有些整车或零部件厂商使用的Flexray协议，CAN总线技术成熟，成本低廉，实时性和灵活性高，已经成为了汽车制造领域内使用范围最广的一种总线协议。在国内外大多数的整车企业中，已经成为了主流的控制器联网方式。

一个典型的汽车CAN总线网络系统拓扑图如图2所示：

图2 某汽车总线网络拓扑图

在CAN总线网络中，各个节点之间的信息通信采用多主广播方式，将T-Box连接到整车CAN总线网络系统中个，使整车各个节点模块与T-Box之间进行大量信息交互成为可能。事实上，再目前多数车联网应用中，车载终端也是通过整车网络数据总线获取需求的信息数据。

3、车联网诊断技术

车联网中比较重要的功能就是对汽车整车或零部件模块的故障诊断。诊断模式为车载终端通过连接CAN数据总线对目标节点发送诊断指令，目标节点反馈故障诊断信息，车载终端将故障信息储存、显示、上传。

随着CAN线成为主流通信模式， ISO14229即UDS（统一诊断服务）应运而生，当前在读取故障代码的基础上，还可以通过相应的诊断指令对某个ECU进行动作测试、实时数据读取、标定学习、软件刷新等。

由于UDS协议能够广泛应用于多种总线制式上，其已成为了众多整车厂使用的对象。UDS协议定义了许多诊断服务，表1中列举比较常见或常用的诊断服务：

表1 常用的诊断通信功能服务

T-Box执行诊断工作的流程，如图3所示：

①车载终端使用UDS诊断服务指令通过CAN总线向对象ECU发送相应的指令请求；

②ECU对此进行响应，将数据发给车载终端；

③车载终端存储这些数据，或是将这些数据上传至平台。

图3 T-Box诊断工作流程

4、车载终端实现方式研究

4.1 传统车联网终端

在当前主流的搭载方式如下图4-1所示，在整车上增加单独的终端装置，用于实现车联网相关功能。

图4

4.2 本文研究方式

与车身控制器（BCM）节点集成。如图4-2所示。下面进一步说明图4-1与图4-2中不同车联网终端搭载方式之间的优劣对比：

传统的车联网终端搭载方式的不足：

①结构：需要单独考虑自身结构以及在车身上的布置位置；

②线束：增加与T-Box模块连接的线束及其在车身上的布置和走向；

③成本：单独模块成本较高，不利于在所有车型上配置，目前应用车联网系统的较多为高档车型。

考虑到传统车联网终端搭载方式的问题，而BCM几乎在全系车型中都普遍存在，且均连接整车通信网络，其外部环境在整车环境中已经必然存在。改进后的车联网终端搭载方式集成T-Box功能后，外部结构及线束不需要额外增加，仅从内部结构上，需要增加与无线通信相关的硬件，如3G/4G模块，诊断通信功能主芯片已经存在这些功能。

基于上述前提条件，以及新实现方式的种种优势，下面就具体实现方式进行阐述。因为BCM已经存在如MCU在内的多数常用模块，具备了网络通信、诊断的功能或条件。在此基础上，根据T-Box模块的功能需求，在BCM上增加无线通信模块和GPS模块，分别用于实现远程数据的接收和上传以及定位功能。集成式模块的系统框图如下图所示。

图5 集成式模板系统框图

5、结论

传统T-Box作为独立模块搭载在汽车上，由于成本压力未能在全系车型上广泛配置。而因为配置这一模块则需要单独计算安装位置等结构数据，为整车开发增加研发投入。BCM作为整车普遍搭载的控制器，集成T-Box本身功能仅需要增加如无线通信等模块单元，免去外部结构、线束等诸多考虑因素，节省单独T-Box模块所带来的成本投入，便于在低中高档所有车型上普及使用。

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Lowcost On-board Vehicle Network Terminal Research

Duan Jinliang, Gong Cunhao, Xu Donghui
（Anhui Jianghuai Automobile Co. Ltd.Technical Center, Anhui Hefei 230601）

The article first introduced the Telematics system composition and the main function. Expounds the vehicle CAN bus network application in passenger vehicle poduct realization. Telematics system are introduced in the diagnosis of technical application is implemented and UDS diagmostic protocle,the main service. The article enumerates the traditional shortcomings of the T-Box. Finally expounds the feasibility of integrated mojules in detail, with low cost, easy popularization and application etc. Integrated terminal system block diagram is given.

Telematics; Diagnosis; BCM; Automobile

U463.6

A

1671-7988(2016)07-141-03

段金亮，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.044