基于Telematics的车联网集成化服务监控与管理平台设计
随着汽车电子技术的发展，汽车智能化技术正在逐步得到应用，这种技术使汽车的操纵越来越简单，动力性和经济性越来越高，行驶安全性越来越好，因此，智能化是未来汽车发展的趋势，车联网作为物联网在汽车行业的应用领域之一，是汽车智能化的重要发展方向。本文将基于Telematics技术，实现车载物联网信息采集与数据服务关键技术，建设车载物联网监控与管理服务应用平台，从而将车辆从车内信息扩展到基于无线互联网的全局集成化智能监控与管理平台。
标签：车联网 Telematics 集成化 车载终端 服务后台
0 引言
汽车工业是我国的支柱性产业，绿汽车、节能减排已成为当今汽车工业发展的主旋律，然而，面对因汽车增多而日益突出的交通拥堵问题、安全问题，仅有“绿”是不够的，未来的新能源汽车应与车辆“智能化”相结合，这将成为汽车工业的发展方向。要完成从汽车大国到汽车强国的转变，解决污染、拥堵及安全问题，提升汽车的信息技术含量，特别是发展汽车智能化
技术是关键。今后汽车升级主要是由电子技术驱动，70%的汽车创新来源于汽车电子，随着汽车电子技术的发展，汽车智能化技术正在逐步得到应用，这种技术使汽车的操纵越来越简单，动力性和经济性越来越高，行驶安全性越来越好，因此，智能化是未来汽车发展的趋势，车联网作为物联网在汽车行业的应用领域之一，是汽车智能化的重要发展方向[1,2]。
本文将基于Telematics技术，实现车载物联网信息采集与数据服务关键技术，建设车载物联网监控与管理服务应用平台，从而将车辆从车内信息扩展到基于无线互联网的全局集成化智能监控与管理平台。基于宽带无线网络技术，以单个车辆为信息终端，在研制车载智能化软硬件设备的基础上，实现车内相关信息采集与双向动态传输；进而建设车载物联网监控与管理服务应用平台，实现车辆的鉴权、定位、安全监控与追踪、远程操作与故障诊断、智能化调度等集成化控制与管理目标，为我国车联网的建设与发展奠定基础。
1 Telematics技术
Telematics是Telecom与Informatics的合称，一般译为“车载信息服务系统”[3]，是20世纪90年代发展起来的新技术，近几年来发展迅速。Telematics是物联网在汽车产业上的重要应用，即本文所述的车联网中核心的部分。车载Telematics系统通过全球卫星定位系统（GPS），
利用无线网络语音传输、数据通信技术，使汽车驾乘者在车内随时随地与外部后台、服务资源做双向的信息传递，享受实时化、位置化、个性化的各类应用服务[4]。随着全球汽车产业的发展，高科技元素在车载系统中的运用也逐渐成为大势所趋。语音输入输出与车载终端互动将是车载终端发展的一大趋势。在这其中，语音技术在车载信息服务系统中的应用尤其迅猛，它不仅成为了驾驶者获取信息、互动娱乐、程序操控的重要工具，而且在车载设备综合控制终端中担负着日益重要的角，在改善行车安全，提升车载娱乐价值，以及促进车载信息化效能的发挥等作用愈发无可替代。随着Telematics的不断发展，其导航技术将更加直观，更加易用。传统的静态导航将逐渐被动态导航所取代，导航将不断地向3D导航技术、实景导航技术及在线化方式发展，地图增量更新技术、动态交通信息技术将在导航技术中全面应用[5]。Telematics终端将从产品化向服务化方向发展，如果没有Telematics服务提供商（TSP）做桥梁，无法真正实现Telematics的服务。
2车载物联网集成化服务监控与管理平台架构设计与功能规划
2.1 车载物联网集成化服务监控与管理平台需求分析。车载物联网信息采集与数据服务关键技术及软硬件产品是涉及无线通信技术、GPS（卫星导航）技术、传感技术、GIS（地理信
息）技术、数据库技术等多种技术的结合。该平台主要提供汽车安全及防护、地面导航、信息通信、生活娱乐、远程诊断等服务。基于Telematics系统的车载物联网集成化服务管理平台，将车辆监控与辅助导航等多项功能相结合，对汽车上多种电子智能系统集成应用，根据汽车用户驾驶需求提供可视化、语音化的服务，并且通过无线连接网络方式，实时地传递信息，将车辆信息等传递到服务后台，从而达到用户与后台的无缝连接。
2.2 车载物联网集成化服务监控与管理平台的体系架构设计，包括车辆终端、TSP个人门户终端+坐席软件系统+服务器支撑端+数据库、知识库四层次的体系架构。车载物联网集成化服务与管理平台结构图如图1。
如果用户需要服务，可通过车载终端进行呼叫，由无线互联网进行传输，将数据信息传递到车联网服务中心后台，后台服务器根据用户需求，调用数据库中相关服务信息，并远程下载到用户的汽车终端内，从而达到用户操作简单化，保证了驾驶的安全性。车载物联网集成化服务监控与管理平台层次图如图2。
2.3 车载物联网集成化服务监控与管理平台的功能规划与模块设计，包括车辆终端、TSP个人门户终端、服务器支撑端、坐席软件系统的功能规划与模块设计。TSP终端设备在硬件方
面包括车载主机、通信模块、平面显示、GPS接收器。车载主机的处理器为运算及控制的核心，整个控制器具有强化外壳且符合车用规范（-40℃～+85℃或105℃、防震、防摔、高稳定性）。通信模块除了蓝牙、2G／2.5G／3G、DSRC等无线双向的通讯技术外，还包括GPS、Radio RDS、Satellite Radio、DVB-T／DVB-H／T-DMB等单向接收的无线技术，这些技术都具有天线、射频和基频三大基本组成单元。平面显示可分为前座与后座系统的平面液晶显示器，前座可显示车载主机提供的汽车内外资讯，后座可为乘客提供各式娱乐影视画面。GPS接收器为TSP终端设备的核心部件，由RF前端、GPS引擎、处理器、内存和即时时钟芯片（RTC）等单元所组成；其外部还有被动或主动天线，以及搭配温度补偿型振荡器（TCXO）。TSP终端设备提供车辆故障诊断，车身信息采集等应用服务，在相应的软件功能开发过程中，引入中间件的概念，将与网络及TSP服务相关的部分集成管理，与车载主机软件之间通过TSP终端中间件协议交互，对导航软件及各类应用程序（LBS服务、网络应用软件）也通过TSP终端中间件协议交互，因此在不同平台主机上移植时，主机软件实现相关协议即可，减少了移植工作量。车载物联网集成化服务监控与管理平台车载终端软件架构如图3。3 车载物联网集成化服务监控与管理平台数据增值服务关键技术
3.1 融合复杂物联网数据的远程车辆故障诊断与预测技术
远程车辆故障诊断是一个复杂的系统，包含车载故障诊断单元、TSP服务系统和无线通讯网络。车辆故障诊断单元通过车辆传感设备获取车辆的轮胎压力、轮胎温度、引擎压力、引擎温度、油位高度等信息，通过无线通讯网络传送到TSP服务系统，TSP服务系统通过分析车辆的运行参数和故障码，通知车主故障的严重程度，并提供必要的支持服务，安排必要的保养或者修理建议来解决出现的故障。
3.2 融合复杂物联网数据与知识的远程实时定位与跟踪技术
实现基于GPS/北斗II卫星的定位服务技术、AGPS基于或网络星历的辅助定位服务技术、基于LBS位置信息的实时定位服务技术、基于多图源坐席整合的不同车载终端地图定位及搜索服务技术。
3.3 面向坐席软件系统的海量数据处理与多系统整合应用技术
坐席软件系统是个多业务系统，其内部维护包括如地图查询系统、客户与坐席管理系统、呼叫系统以及第三方业务与服务等多个系统，每个系统各自负责处理不同的业务内容。通常在用户来电请求的一个完整周期内，会涉及到多方系统间的相互调用与信息传递工作，需要能
在底层无缝地对各个系统进行整合，并在前端采用统一的交互界面供坐席人员使用，为车载客户提供一站式全面的服务，成为坐席软件系统的开发难点。
采用分层结构设计，从上到下依次分为应用界面层、业务逻辑层和数据支撑层，降低系统的耦合度，可很好地保证未来的可扩展性和复用性。采用单点登录方法，即在多个系统中，坐席只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统，可将多系统的业务进行无缝融合。
3.4 复杂车载物联网数据增值服务技术
驾驶员通过车载终端、无线网络通讯与TSP服务中心联系，可以得到包括路边救援、辅助报警、动态交通信息服务、一键导航、天气预报、股票、新闻等多种远程服务。
4 结束语
目前我国在车载信息服务上以GPS导航系统为主，没有真正意义上的车载信息服务系统，主要是因为缺少了TSP服务。本文研究的不是一个车载终端硬件，也不是一个单纯的软件，而是一个完整的车载信息服务系统，平台将车辆智能终端、TSP个人门户、坐席软件系统、服务器支持端、数据库、知识库等系统进行有机的结合，服务端和终端协作配合，为车辆用户
提供内容丰富的服务。基于Telematics技术，对3G宽带无线互联网、GPS定位系统、GIS地理信息系统的综合应用，打造新型的车载信息服务平台，帮助国内自主知识产权车载智能终端产品及集成化服务监控与管理平台的设计与研发。系统基于Telematics技术，通过宽带无线网络技术，以单个车辆为信息终端，在研制车载智能化软硬件设备的基础上，实现车内相关信息采集与双向动态传输；进而建设车载物联网监控与管理服务应用平台，实现车辆的鉴权、定位、安全监控与追踪、远程操作与故障诊断、智能化调度等集成化控制与管理目标，为我国车联网的建设与发展奠定基础。
汽车导航软件参考文献：
[1]Wang Jianqiang，Wu Chenwen.A Novel Opportunistic Routing Protocol Applied to Vehicular Ad Hoc Networks［C］The 5th International Conference on Computer Science ＆Education，2010: 1005~1009.
[2]王建强，李世威，曾俊伟等.车联网发展模式探析[J].计算机技术与发展，2011（12）：235~238.
[3]蔡其达，邱简谦等.Telematics应用与技术趋势简介[J].汽车电子，2008（05）：84~88.
[4]余嵘.车载Telematics系统研究[J].汽车电器，2011（07）：1~8.
[5]王建强，吴辰文，李晓军.车联网架构与关键技术研究[J].微计算机信息，2011，27(4):156－158.
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