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1、第六章 车载信息系统 第一节概述 车载信息系统（In-vehicle Infotainment）是基于计算机、 卫星定位、网络及通讯、电子测量及控制等技术，为汽 车提供控制、安全、环保及舒适娱乐性功能和信息服务 的软硬件系统。 车载信息系统可以划分成4个层面，从高到低依次是客 户层、服务层、通讯层和车载层。 车载信息系统主要包括以下一些功能： 1）仪表及信息显示； 2）车辆监控及远程访问与故障诊断； 3）计算机网络通信及远程服务支持； 4）定位导航及位置服务； 2 第一节概述 5）车载电话及其他通信； 6）车载多媒体及娱乐； 7）辅助安全驾驶； 8）车间通信及车与陆基系统通信； 9）车载信息安
2、全； 10）车载数据搜集； 11）智能交通信息支持； 12）与汽车控制系统的信息融合； 13）汽车智能化的信息服务。 3 第一节概述 一、车载信息系统发展 车载信息系统的发展过程与一般的电子信息系统的发展 基本一样，由数字系统取代模拟系统，由简单的独立的 单功能系统逐渐发展为复合功能系统、网络化系统、智 能化系统；并且，车载信息系统与其它的车载系统关联 度越来越高，现在的汽车集中体现了机-电-信息一体化。 车载信息技术发展方向：全数字化，网络化，智能化， 与汽车控制系统以及智能交通系统信息一体化，与手机 平台的互连，音视频人机交互，汽车的机器人化。 4 图6-1 车载信息系统发展趋势 5 第一
3、节概述 二、车载信息技术 车载信息系统涉及多方面的信息技术，主要有音视频与 人机交互技术、计算机网络及通信技术、嵌入式系统应 用技术、地理信息系统及定位导航技术、测量及数据获 取技术、大数据与云计算、信息安全技术等。 概念上仍在不断发展的Telematics是综合车载信息技术比 较具体的一个体现，包括计算机、移动通信、数字广播 等；同时，又依托于ITS的“3S”，迅速发展成为融合技术 与服务的新业务。 6 第一节概述 Telamatics的技术特征充分表现了技术的融合。其主要技 术包括：卫星定位技术（GPS）；无线接入技术；蜂窝通 信技术（2G/3G）；专用短程通信的窄带网络技术 （DSRC）
4、；数字广播和多媒体广播技术（DMB），融合 成为4类主要功能： （1）基于卫星定位技术（GPS+GIS）的地面导航。 （2）基于ITS数字广播（GPS+GIS+LBS+CDMB）的智能交 通。 （3）基于无线移动通信技术（2G/3G+DSRC+WLAN）的 远程信息服务。 （4）基于数字广播技术（CDMB-T/CMMB+ITS）的车载文 化娱乐。 7 第一节概述 按照在车上实现的功能，车载信息系统可以分为： 1）多媒体及娱乐系统； 2）车载通信系统； 3）车载信息服务系统； 4）仪表及人机交互系统。 8 第二节车载多媒体及娱乐系统 一、概述 1、主要功能 汽车上的多媒体装置直接的功能主要包括：
5、播放音视频 信息，包括音响功能、视频播放功能，平面显示功能； 主要设备有喇叭及放大器，显示屏，提供多媒体信息源， 语音以及视频信息。 2、相关技术 车载音视频系统的设计与生产，属于汽车电子系统范畴。 硬件上要求达到车载电子装置的性能指标，但同时又有 音频、视频装置性能和功能的要求。 9 第二节车载多媒体及娱乐系统 3、分类 1）模拟的、数字的 2）信息源设备、播放显示设备 3）本地的、远程的 4）网络化的、独立连接的。 4、与其他车载系统的连接 现在的车载多媒体终端设备，往往不仅仅是作为传统的 音响、电视使用，是与车载的其他设备连接，并可以接 受其他系统的信息，成为其他系统的终端设备使用。 1
6、0 第二节车载多媒体及娱乐系统 二、车载多媒体系统结构 1、非网络化连接方式 11 图6-2 非网络连接多媒体系统结构 第二节 车载多媒体及娱乐系统 2、基于网络连接的方式 图6-3 一个MOST网络连接多媒体系统结构 12 第二节 车载多媒体及娱乐系统 三、安装与布置 车载信息系统主要依据功能、性能要求，车体结构，以 及工艺成本等因素确定安装以及布置，安装布局很大程 度受人机交互、车辆结构、车辆用途等的影响。 1、人机交互方式 作为由人操纵和使用乘坐的设备，汽车上的人机交互是 非常重要的部分。 广义讲，包括驾驶人员的驾驶操作及信息反馈、以及对 车载设备的使用界面，也包括乘坐人员的人机交互，以
7、 及本车交通环境下的周边人员车辆的交互。 13 第二节 车载多媒体及娱乐系统 信息设备和功能的人机交互部分的设计，也直接影响到 汽车使用的安全性、舒适性、美观造型等，成为汽车设 计、生产、评价的一个重要方面。 图6-4是一个奥迪MMI多媒体人机交互操作界面，其主要 控制区位于挡把后方，更加靠近驾驶者。MMI的系统操 作方式也很简单，中间的那个旋钮承担了几乎全部的操 作任务，左右旋转可以调节到不同的选项，按下中间的 黑色部分就是确定操作。而中间的黑色钮还可以八方向 拨动，主要是为导航系统服务的。 14 第二节 车载多媒体及娱乐系统 2、功能与性能因素 安装布置车内音视频装置显示和操作部分要考虑以
8、下一 些因素： 对驾驶员的驾驶过程安全性影响，包括可能的视觉错觉、 操作干涉等； 方便驾驶员和乘坐人员观看以及操作使用； 音响系统要考虑安装布局对音响效果的影响； 放大器与喇叭的连接布线； 主机及放大器散热； 事故时可能对乘员的伤害以及其他危害。 15 第二节 车载多媒体及娱乐系统 对于可能安装在车外的监控系统考虑安装位置时要考虑 以下因素： 对可能影响安全性的影响因素，车辆运行时脱落，尺寸 位置； 对监控信息获取方便有效，尽量不留或减少死角； 有利于保持摄像头的清洁和擦拭维护方便； 对于货车尤其挂车，要考虑监控头与控制器之间的长距 离连线，以及必要的连接头位置； 监控系统还要考虑被破坏的防护
9、问题。 16 第二节 车载多媒体及娱乐系统 四、非娱乐性音视频装置 1、监控报警 监控报警系统包括车辆异常状态的报警提示，防盗抢的 报警，以及交通环境潜在事故危险的提示等功能。 2、行车视觉辅助系统 驾驶员在开车时及倒车时，有一些视觉盲区，为使其获 得这些位置的情况，越来越多的车上安装视觉辅助监控， 包括倒车监控，以及更高级的全景影像系统。 倒车监控有基于超生测距和图像两种基本方法，倒车监 控装置主要由车载显示器、倒车摄像头或超生测距传感 器、以及控制器传输线等构成。 17 第三节车载通信系统 一、概述 这里所谓的车载通信，包括车上、以及车与车外目标的 通信，是在智能交通系统、传感器网络技术发
10、展基础上， 在车辆上应用先进的无线通信技术，实现交通高度信息 化、智能化的手段。 车载无线通讯是将汽车技术、电子技术、计算机技术、 无线通讯技术紧密结合，整合各种不同的应用装置而产 生的一种技术，主要实现汽车状况实时监测、车内无线 移动通信与办公、GPS/北斗全球定位、汽车行驶导航、 远程访问、车辆指挥调度、环境参数采集、车内娱乐等 功能。 18 第三节车载通信系统 车载通信技术和系统是实现汽车运用信息化、智能化的 重要基础。 车载通信一般包括车上装置间以及近距离的无线通信、 局域车车直接通信、车与陆基设施的通信、卫星通信、 以及基于无线移动网络实现的互联网通信。 一些车载通讯方式可以与车上的
11、电子系统连接，尤其是 通过总线网关与车载网络连接，进而实现与车载网络上 连接的各种车辆控制及信息系统节点传输信息。 二、主要通信功能 1、基本构成及连接方式 19 第三节车载通信系统 车载通讯系统一般由车载通信平台、移动互联网络、以 及各类服务中心构成。 车载通信主要基于 DSRC 技术、FM、蜂窝网络、WMiax 技术和 Wi-Fi技术，也包括短距离的无线信号传输技术， 如蓝牙等。 DSRC即Dedicated Short Range Communications（专用短程 通信技术）。DSRC是国际上专门开发适用于车载通信的 技术。 DSRC适用于ITS领域车车之间、车路之间的通信， 它可
12、以 实现小范围内图像、语音和数据的实时、准确和可靠的 双向传输，将车辆和道路有机连接。 20 第三节车载通信系统 DSRC典型的应用包括不停车收费、出入控制、车队管理、 车辆识别、信息服务等。 DSRC技术的特点： 通信距离一般在数十米（10m30m）； 工作频段：ISM5.8GHz、915MHz、2.45GHz； 通信速率：500kbps/250kbps，能承载大宽带的车载应用 信息； 加密通信机制：支持3DES、RSA算法；高安全性数据传输 机制，支持双向认证及加/解密； 具备统一的国家标准，各种产品之间的互换性、兼容性 强； 21 第三节车载通信系统 调频FM（frequency mod
13、ulation)通信是通过高频无线电在 波传输信息的技术。 蜂窝网络或蜂窝移动通信(Cellular Mobile Communication) 是一种移动通信硬件架构，分为模拟蜂窝网络和数字蜂 窝网络，主要区别于传输信息的方式。 WiMAX（World Interoperability for Microwave Access）是 一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术， 又称为广带无线接入(Broadband Wireless Access，BWA)标 准。 22 第三节车载通信系统 Wi-Fi (Wireless Fidelity)，无线保真技术是短距离无线技术。 该
14、技术使用的是2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属没 用许可的无线频段。 2、车辆网络连接及通信 车辆的网络连接包括移动的车辆与周边计算机网络及互 联网的连接、与周边车辆及其他交通参与者之间通过计 算机网络的连接。 车辆自组织网络（VANET）可以实现移动过程中车辆之 间的通信，以及低速移动或者静止时车辆与路边基础设 施之间的通信。 23 第三节车载通信系统 WAVE协议可以在数百米的半径范围内凭借每秒数十兆比 特的通信速度，对道路交叉点、加油站、停车场等提供 实时文字和图像信息，同时该通信技术也可以用于车车 间通信。 车辆也可以通过手机通信平台实现与外部互联。车载装 置通过手机卡与手机网络建
15、立通信连接，进而实现与外 部网络的连接。 3、语音通信 车载语音通信，主要是车载电话和对讲机等。 车载电话的配置有两种基本的方式： 1）带手柄的车载电话，其主要配件有主机、手柄、 24 第三节车载通信系统 手柄座、喇叭，如摩托罗拉车载电话M930/M930C、 M900/M900C、2700GPS、8989中英文版；诺基亚车载电 话6090、810 2）不带手柄的车载电话，其主要配件有主机、显示屏、 控制按钮、喇叭，如诺基亚610、616车载电话。 4、短距离通信 车载系统与外部装置的短距离通信，主要采用调频及蓝 牙技术，WiFi也可以用于一些短距离通信。 车载短距离通信主要实现车钥匙、手持多
16、媒体装置、以 及与路基装置之间的通信。 25 第三节车载通信系统 5、车载装置之间的通信与连接 车载设备及装置之间的通信，主要采用有线车载网络。 根据传输的信息不通，采用CAN、LIN、MOST、FlexRay、 车载以太网等网络。 三、基于通信的服务 1、车-路通信 车-路通信是实现车路协同的基础之一，主要有自动识别 交通标识，接收交通信息、如限速标志、动态道路信息， 以及不停车收费ETC系统等应用。 26 图6-5 在车-路通信中的应用 27 第三节车载通信系统 2、车-车通信 车与车之间的无线通讯，在一些特殊车辆应用环境，传 统上通过FM装置通信，也可以基于手机通信平台构建车 车通信。 为普通交通车辆之间提供的车车通信，一般是指基于 VANET实现的车车之间的通信，VANET主体上仍处于技术 研究开发阶段。 车车通信可以实
