摘  要：車載數(shù)據(jù)終端 ( 又稱為 T-BOX) 是新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵零部件。其通過 4G 或 5G 遠程無線通訊、GNSS 衛(wèi)星定位和 CAN 總線通訊功能，實現(xiàn)車輛的數(shù)據(jù)采集存儲上傳和遠程指令的接收轉(zhuǎn)發(fā)，從而滿足遠程監(jiān)控、報警、遠程診斷等多種在線應(yīng)用的需求。同時隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的快速發(fā)展，車載數(shù)據(jù)終端的功能需求也在不斷的豐富。因此，如何定義車載數(shù)據(jù)終端的功能需求成為了零件系統(tǒng)開發(fā)過程中的關(guān)鍵項。本文通過一款純電動汽車樣車的開發(fā)，進行車載數(shù)據(jù)終端的功能需求研究，得出關(guān)鍵功能需求及定義，從而使車載數(shù)據(jù)終端能更好的為智能網(wǎng)聯(lián)汽車服務(wù)。

　　關(guān)鍵詞：車載數(shù)據(jù)終端　車載終端　數(shù)據(jù)采集終端　遠程監(jiān)控系統(tǒng)　T-box　車聯(lián)網(wǎng)

　　1　引言

　　隨著車載通信技術(shù)、信息技術(shù)和汽車技術(shù)的發(fā)展，新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)汽車的發(fā)展趨勢。據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源信息，世界新能源車滲透率總體呈現(xiàn)快速提升趨勢，2022 年一季度已經(jīng)達到 10% 水平，其中中國達到 18%，德國 21%，挪威 73%，美國 6%。車載 T-BOX(Telematics Box，遠程通信終端)作為新能源汽車或智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵零部件，承載著車內(nèi)與車外的通訊業(yè)務(wù)功能，可深度讀取汽車 CAN 總線數(shù)據(jù)和私有協(xié)議，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳到云服務(wù)器，為新能源汽車或智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供可靠、完整的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，因此本文也將車載 T-BOX 稱為車載數(shù)據(jù)終端。

　　車載數(shù)據(jù)終端承載的功能也隨著車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展日益豐富，從最初的遠程安全監(jiān)控的法規(guī)功能需求，拓展到遠程控制、OTA、娛樂等車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)功能需求。因此如何更好的定義車載數(shù)據(jù)終端的功能，也成為了車企開發(fā)的一大關(guān)鍵技術(shù)步驟。本文通過純電動汽車的項目案例，對車載數(shù)據(jù)終端的功能需求進行研究，從而確認車載數(shù)據(jù)終端的功能需求及定義，確認功能邊界，有利于車載數(shù)據(jù)終端和車聯(lián)網(wǎng)車型的快速開發(fā)。

　　2　遠程監(jiān)控及車聯(lián)網(wǎng)的功能架構(gòu)

　　自 2017 年 1 月 1 日起，中國要求新生產(chǎn)的新能源汽車須安裝車載終端，將車輛的狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳到企業(yè)服務(wù)平臺、國家及地方監(jiān)控平臺，實現(xiàn)遠程安全監(jiān)控功能。同時隨著 4G/5G 網(wǎng)絡(luò)的推廣，智能網(wǎng)聯(lián)汽車得到快速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)的應(yīng)用功能也是通過車端與云端服務(wù)器的連接而實現(xiàn)。因此實現(xiàn)遠程監(jiān)控及車聯(lián)網(wǎng)的功能架構(gòu)原理基本一致，其中，車載數(shù)據(jù)終端起到了車內(nèi)和車外的數(shù)據(jù)交互的橋梁作用。車載數(shù)據(jù)終端的硬件原理框圖，由通信模塊(圖示為 4G 模塊)、MCU 微控制器模塊、CAN 通信模塊、以太網(wǎng)芯片、WIFI 模塊、藍牙模塊、定位模塊、存儲模塊、備用電池模塊、音頻處理模塊等構(gòu)成，功能模塊的取舍可根據(jù)具體車型的實際功能需求而定。

　　3　車載數(shù)據(jù)終端的功能需求分析

　　在進行車載數(shù)據(jù)終端的詳細開發(fā)前，優(yōu)先進行功能需求分析。項目車型為純電動汽車樣車，主要的需求來源為法規(guī)標準要求和業(yè)務(wù)需求。法規(guī)標準要求和業(yè)務(wù)需求并不是完全獨立隔離的，部分功能需求是存在一致的，比如數(shù)據(jù)采集、存儲、上傳等，因此需要詳細分析。

　　3.1　法規(guī)標準要求分析

　　在法規(guī)標準方面，主要有純電動汽車準入要求的標準及智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)標準。GB/T 32960 是《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)定》中的強制要求，分為三部分， 序號 1~3 項。GB/T 32960.1為標準總則，主要規(guī)定了一些術(shù)語和定義，比如監(jiān)控系統(tǒng)中的公共平臺、企業(yè)平臺、車載終端等名稱定義。GB/T 32960.2 主要是對車載數(shù)據(jù)終端的要求，明確了數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、補發(fā)等功能需求及要求。

　　GB/T 32960.3 主要是通信協(xié)議及數(shù)據(jù)格式，規(guī)定了電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)中，各個部分之間的通信協(xié)議，包括協(xié)議結(jié)構(gòu)、通信連接、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與定義、數(shù)據(jù)單元格式與定義等內(nèi)容，車載數(shù)據(jù)終端上傳數(shù)據(jù)給企業(yè)平臺時，可參照執(zhí)行。網(wǎng)聯(lián)化汽車的的劇增，車輛對外接口的增加，增加了車載信息安全的風(fēng)險。車載信息安全涉及用戶的行駛、財產(chǎn)、數(shù)據(jù)、隱私等安全，世界各國高度重視，也陸續(xù)出臺系列法規(guī)標準。車載數(shù)據(jù)終端是網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)外通信節(jié)點，是車載信息安全的最重要一環(huán)。其中 4~7 的相關(guān)標準要求，車載數(shù)據(jù)終端的信息安全需求主要有：硬件安全、系統(tǒng)安全、軟件安全、通信安全、數(shù)據(jù)安全等。

　　3.2　業(yè)務(wù)功能需求分析車載通信技術(shù)的發(fā)展，極大豐富了車輛的使用場景，項目車型上也提出了以下車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)功能需求。

　　4　車載數(shù)據(jù)終端的功能需求定義

　　基于對法規(guī)標準要求和業(yè)務(wù)需求的分析，確定了車載數(shù)據(jù)終端較完善的潛在功能需求。并進行了分類，主要分為 8 大類：聯(lián)網(wǎng)通信功能、數(shù)據(jù)處理功能、信息安全功能、遠控功能、近控功能、網(wǎng)絡(luò)共享功能、道路救援功能、OTA 功能等。進一步定義如下：●　聯(lián)網(wǎng)通信功能：通信是基礎(chǔ)，通信方式可以有遠程通信、近場通信、有線通信。遠程通信應(yīng)至少具備 4G 通信，未來可向 5G 或C-V2X 發(fā)展。近場通信可有藍牙、WIFI 方式;有線通信則需具備 CAN 網(wǎng)絡(luò)、接入整車的CAN通信網(wǎng)絡(luò)，可選以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、USB網(wǎng)絡(luò)。

　　●　數(shù)據(jù)處理功能：則包含了法規(guī)標準和企業(yè)業(yè)務(wù)需求的數(shù)據(jù)采集、存儲、上傳、監(jiān)控報警、時間校時、定位更新、獨立工作等內(nèi)容。●　信息安全功能：具備硬件、系統(tǒng)、軟件、通信、數(shù)據(jù)的安全功能，滿足相關(guān)法規(guī)要求。●　遠控功能：可遠程控制車輛的 ECU節(jié)點，比如遠控車門、窗、空調(diào)、暖風(fēng)等;或可實現(xiàn)遠程診斷，獲取整車故障碼信息，便于快速遠程分析問題。●　近控功能：可實現(xiàn)近場藍牙鑰匙開關(guān)門或通過藍牙信號控制行車等;如有 IOT 設(shè)備接入，可拓展更多的近場控制功能。●　網(wǎng)絡(luò)共享功能：車機或其他聯(lián)網(wǎng)電子設(shè)備可以通過 USB 接口或以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接車載數(shù)據(jù)終端的 4G/5G 網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。●　道路救援功能：可實現(xiàn)車輛緊急呼叫、一鍵電話救援、道路服務(wù)請求等功能。如用戶遭遇緊急情況，或需要道路服務(wù)時，車載系統(tǒng)可自動或手動撥打緊急呼救電話，同時將車輛故障相關(guān)的信息發(fā)送到呼叫中心，如實現(xiàn) Ecall、Bcall、Icall 等功能。●　OTA 功 能： 車 載 數(shù) 據(jù) 終 端 不 僅 可OTA 自身，還可通過 CAN 通道、USB 通道、以太網(wǎng)通道等 OTA 其他 ECU 節(jié)點。

　　5　結(jié)語

　　通過對車載數(shù)據(jù)終端的功能需求分析，可見其最大功能為可集成眾多通信方式，構(gòu)建遠程通信、近場通信、有線通信基礎(chǔ)。不僅滿足了法規(guī)遠程安全監(jiān)控的功能需求，且衍生出了各種方便用戶的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)功能。本文研究的車載數(shù)據(jù)終端的潛在功能需求分類，有效的助力項目完成相關(guān)開發(fā)應(yīng)用，其他純電動車型可參考應(yīng)用。但由于本文僅針對純電動汽車的部分法規(guī)及業(yè)務(wù)需求進行分析，其他車型的法規(guī)標準、性能要求等未作描述，因此實際開發(fā)中，可根據(jù)實際的車輛類型，綜合法規(guī)、成本、周期、業(yè)務(wù)或市場需求等進行更詳細的功能需求配置和定義。

　　參考文獻：

　　[1] 王子坤 . 基于 GB/T32960 標準的遠程監(jiān)控車載終端研究與實現(xiàn) [D]. 重慶大學(xué) 2019

　　[2] 王文揚，陳正，陳祥威 . 新能源汽車遠程監(jiān)控終端的設(shè)計 [J]. 汽車電氣，2015(1).

　　[3]GB/T 32960-2016，電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 [S].

　　[4]GB/T 40855-2021，電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)信息安全技術(shù)要求及試驗方法 [S].[5]GB/T 40861-2021，汽車信息安全通用技術(shù)要求 [S].

　　[6]GB/T 40856-2021，車載信息交互系統(tǒng)信息安全技術(shù)要求及試驗方法 [S].[7]GB/T 40857-2021，汽車網(wǎng)關(guān)信息安全技術(shù)要求及試驗方法 [S].

　　[8] 新浪網(wǎng)技術(shù)(中國)有限公司官方帳號 .2022年第一季度中國占世界新能源車份額59%[DB/OL].

　　選自期刊《汽車零部件》

　　作者信息：莊濟寧　崔碩　黃建鵬　唐燕上汽通用五菱汽車股份有限公司　廣西柳州市　545007