汽车电子发展现状【调研报告】

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1、第一部分 汽车电子信息工程的现状汽车电子信息工程的现状n 在我国，随着经济的发展，汽车逐渐进入家庭， 汽车工业也开始迅猛发展。汽车，作为一种交通工 具，在人们日常生活中的作用越来越重要，汽车的 性能和外观也随之被关注。汽车不仅是一种交通工 具，今后更将是人们工作和生活的一部分。汽车电 子系统不仅要保证汽车的安全可靠运行，而且要给 人们提供的各种现代生活的资讯和享受。前言n 汽车正变成一个集应用电子、通讯、IT、 家电、服务等产业最新技术为一体的机械平 台。从动力系统、底盘、车身到电子零部件 的自动控制均融入了通讯、半导体芯片、计 算机控制、软件等电子信息技术，各种汽车 电子设备因此产生。特别是

2、汽车的网络化、 多媒体和智能化发展趋势，使汽车电子技术 进一步渗透汽车制造。汽车电子设备承担控 制、驱动、安全、显 示、通信、娱乐等功能，涉及 软件、计算机、系统集成、电信、消费类电子和基础元器件等几乎所有的电子信息产品。目前我国“国家汽车计算平台工程”的目标为： 攻克汽车控制、驾驶、信息处理、智能交通、 传感、执行等重大核心技术，实现我国汽车工 业的自主创新能力。汽车电子信息产业的技术 突破，还将为第三代移动通信、高清晰度数字 电视、卫星导航、智能交通、移动网络的应用 和信息化建设提供一个重要机遇。随着全球步入信息化时代，人们对了解事物 、交换信息的要求发生了变化，从纸、笔、书本 、话音等发

3、展到通过声光电信号等各种方式更准 确、更快捷、更丰富地表达出来。在需求的推动 下，多媒体计算机技术与通信技术相结合，逐渐 发展成为一种新的边缘技术-多媒体通信技术 。个人计算机的普及、微电子技术和多媒体技术 的飞速发展、综合业务数字网的建立及宽带综合 业务数字网的研究进展，都有力地推动了多媒体 通信的发展。如果说19世纪是电报的时代，20世 纪是电话的时代，那么，即将到来的21世纪将是 多媒体通信的时代。随着数字信号处理、压缩编码技术和数据传 输新技术的不断涌现，新产品层出不穷，同时出 现了许多新的多媒体通信方式。从单一应用目的向综合性应用发展。主要表现为： n从功能上，向支持综合性应用方向发

4、展。 如增加内嵌视频点播、流广播等各种在线功 能，支持网络在线应用；增加各种应用中间件 和应用集成接口，增加分布式智能管理功能、 在线安全加密功能等，支持各种应用系统集成 。 n从系统结构上，从独立系统向与各种综合信息 化系统结合方向发展。与GIS系统结合，作为 GIS的有机组成部分，充分发挥多媒体“面对 面”交流的功能，将显著提高整个GIS系统的 作用和效益。由封闭式平台向开放式平台转移。开放式综合平台的视频会议设备就如同PC 机一样能够轻松地实现各种多媒体数据的传输 和共享、上网冲浪，并且能够连接各种辅助设 备，还能根据不同用户的需求应用各种软件， 能够轻松地把自己电脑里的或者网上的任何信

5、 息，以及重要资料随时在汽车里获得，使汽车 不在只是一个交通工具，而成为一个功能强大 的综合信息服务中心。 第二部分 汽车电子工程的几个 方面国家汽车计算平台智能交通(ITS)车载电子汽车总线智能汽车传感器I.国家汽车计算平台2004年由王大恒等80名院士在北京讨论提出的 建设国家汽车计算平台工程，将涉及硬件、芯片、 系统软件、控制平台、驾驶平台、信息平台、智能 交通平台、传感平台、执行平台和设计平台等核心 平台的研究与开发作为关系到国家安全高度的重大 任务提交国务院。目前，国家汽车计算平台工程已 经进入方案完善阶段，它是一个面向所有汽车控制 与计算的专用计算机系统，是一个所有汽车都通用 的计

6、算平台，目标为攻克汽车控制、驾驶、信息处 理、智能交通、传感、执行等重大核心技术，实现 我国汽车工业的自主创新能力的系统工程。 “国家汽车计算平台工程”的启动有望攻克汽 车控制、驾驶、信息处理、智能交通、传感、执 行等重大核心技术，从而为第三代移动通信、高 清晰度数字电视、卫星导航、智能交通、移动网 络的应用和信息化在汽车电子的应用提供重大发 展机遇，并将形成汽车工业和电子信息产业良性 互动的发展格局。未来汽车电子化将呈现六大趋势：一是功能 集成化，如车身控制模块，将取代诸如中控门锁 、防盗、雨刮、空调、座椅调节等单项控制系统 ；二是数字控制取代模拟控制；三是多微处理器 协同工作，以实现既有独

7、立运行、又有协同功能 的数据共享和灵活组成的优势；四是无线与有线 技术相结合，实现车内车外信息传输智能化、高 速化；五是硬件通用化、高速化，软件专业化， 以软件功能提升硬件功能；六是在开发流程上， 由“底层向上”模式演变为“由上向下”模式，整车 厂将掌握更大的主动权和知识产权。调查分析表明，中国目前发展前景较大的汽 车电子产品市场是： n汽车车载娱乐 n导航信息系统 n车身电子系统 n汽车安全系统 II.智能交通(ITS) 智能交通管理系统是高新科技（通讯、导航、智能公 路检测、预警等）与最新的交通流优化控制理论研究成果 相结合的产物。对整个交通系统进行全面实时监控，优化 交通组织和控制，全方

8、位为驾驶人员提供有效道路、车辆 信息，从而实现整个交通系统交通流的分布与交通网络通 行能力的协调匹配，最大限度地发挥交通网络的通行能力 ，有效缓解交通拥挤、缩短旅行时间、降低能耗、减少交 通事故的重要体系。ITS系统主要内容包括以下几个方面汽车超重检测 汽车违章信息检测与记录 汽车事故紧急处理 桥梁和隧道的安全驾驶管理 高速公路不停车收费系统 车辆实时跟踪 基于互联网和IPv6的车辆维护和部件、配件 全球化管理系统 智能为车辆提供安全驾驶的道路参数及周边 车辆运行的实时信息汽车超重检测这里包含两个内容：在车辆行进中对车辆车型进行 识别；对行进中的车辆称重。其中后者是技术的关 键。被称车辆在运动

9、中通过称台时称重系统处于动态变 化（或者说是瞬态变化）之中，因此称重信号不能 达到稳态。动态称重（WIM）技术是利用动态行驶 的车辆经过特定的传感器后，传感器感受到动态车 辆的压力信号，再由处理器进行一系列的分析、 处 理、计算，最后得到车辆的动态称重值。汽车违章信息检测与记录主要采用计算机技术、图形图像处理技术、通信技 术、自动化控制技术等，利用CCD摄像机作检测传 感器，通过对动态的视频图像进行实时处理，实现 对车辆违章行为的自动识别以及利用辅助设备对违 章行为抓拍记录。如下图为超速检测系统构成框图超速检测系统构成框图汽车事故紧急处理高速公路沿线布设与车辆电子信息系统联网或独立 的报警电子

10、设备，在发生异常情况时，来往司机可 以通过车载联网功能或通过独立分布的报警电子设 备通知高速公路管理局信息系统，或者由视频监控 系统捕获异常情况，并根据情况的不同将异常处理 的结果发送到高速巡警和电子指示牌为后续车辆提 供指导。并在通过ITS道路-车辆管理信息系统在 网上技术公告事故对相关车辆的影响情况和路段、 提供避让预案，桥梁和隧道的安全驾驶管理实现桥梁和隧道的安全驾驶管理，主要是通过桥 梁、隧道及车辆的各种传感器掌握道路、周围车 辆的状况等驾驶环境信息，通过车载机、道路信 息提供装置等实时地提供给驾驶员和智能交通控 制管理站，进行危险警告和控制，并且现自动汽 车驾驶。该系统有以下几个基本

11、组成部分：装设在桥梁、 隧道上的传感器（微波雷达、激光雷达、摄像机 、其他形式的传感器等）、现场处理机及通信设 备、智能交通控制管理终端、车载计算机及通信 设备、相应的车载控制执行机构等。该系统实现两层功能。一是通过安装在桥梁、隧 道中的传感器测量行驶中的车辆与桥梁和隧道设 施的距离和相关情况，由现场处理机进行信息处 理和各种方式的通信（现场光电警报、对车载电 子系统发警报通信和控制信息），对驾驶员提出 警告，并在紧急情况下实现车辆制动。二是实现 车辆自动驾驶系统，实现在行驶中的自动导向、 自动检测和回避障碍物，并能够在较高的速度下 自动保持与桥梁、隧道周围障碍物的距离。高速公路不停车收费系统

12、不停车收费系统（又称电子收费系统Electronic Toll Collection System,简称ETC系统）利用车辆 自动识别（Automatic Vehicle Identification 简称 AVI）技术完成车辆与收费站之间的无线数据通 讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换， 通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不停 车自动收费的全电子收费系统。和传统的人工收费系统不同，ETC技术是以IC卡 或车辆网络IP作为数据载体，通过无线数据交换 方式实现收费计算机与IC卡的远程数据存取功能。计算机可以 读取IC卡中存放的有关车辆的固有信息（如车辆 类别、车主、车牌号等）、道路运行

13、信息、征费 状态信息。按照既定的收费标准，通过计算，从 IC 卡中扣除本次道路使用通行费。当然，ETC也 需要对车辆进行自动检测和自动车辆分类。ETC 系统的关键技术主要集中在以下几个方面： n 自动车辆识别（AVI Automatic Vehicle Identification ）技术 n 自动车型分类（AVC Automatic Vehicle Classification）技术 n 短程通信（DSRC Dedicated Short Communication）技术 n 逃费抓拍系统（VES Video Enforcement System） n ETC的管理模式车辆实时跟踪对在高速公

14、路上行驶的车辆实时跟踪，查看车辆的 相应位置，便于实现车辆的跟踪管理。此外还可以 给装有导航设备的车辆提供导航信息。可以运用卫星导航定位技术，根据车辆网络IP和公 路GIS系统定位、跟踪汽车。并可应用ITS系统实现 双向信息交互，提供相关车辆运行信息和去向信息 。III.车载电子 车辆GPS自主导航系统。车载GPS 自主导航系统集成GIS、GPS、多媒体技术、车载传感器技术于一体 的嵌入式应用软件系统。车载GPS自主导航系统在我国发展还处于初 级阶段，而从汽车的前装市场和后 装市场来看，我国车载GPS自主导航系统有广阔的市场前景，可能在 最近几年会有一个非常大的增加需 求 。 车载多媒体信息服

15、务平台。利用嵌入式操作系统 开发车载计算机多媒体系统，具有信息处理、通 讯、导航、防盗、语言识别、图像显示和娱乐等 功能，人们可以通过语言识别系统操纵车内的各 种设施。可以通过车载卫星电视、卫星电台为驾 驶提供方便，同时卫星通信、卫星定位、卫星导 航可以使在全球范围内自由通信，车辆本身信息 与路况信息的结合，给汽车的安全舒适驾驶提供 了有力保障 车辆电源系统的研究。为减小汽车发动和运行 电源的电流，将现有12V汽车电源提升为未来汽 车电源标准的2V电源，以适应汽车电子装置不断增加的需要和有效降低整车热耗及各类电子开 关、执行部件成本高、故障率高的根本手段，是 国外正在研究的重点技术之一。这一改

16、变将对汽 车产业带来巨大影响，汽车电子产品会因其电源 电压的升级而更新换代，在我国，汽车技术电子 和信息技术的研究可以直接进入2伏电源的配套和应用研究 IV.汽车总线随着车用电气设备越来越多，从发动机控制 到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统 控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电 源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使 汽车电气系统形成一个复杂的大系统，并且 都集中在驾驶室控制。另外，随着近年来ITS 的发展，以3G（GPS、GIS和GSM）为代表 的新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综 合布线和信息的共享交互提出了更高的要求 。目前存在的多种汽车网络标准，其侧重的功能有 所不同，为方便研究和设计应用，SAE车辆网络 委员会将汽车数据传输网划分为A、B、C三类。 A类 面向传感器/执行器控制的低速网络，数据传输 位速率通常只有1-10kbps。主要应用于电动门 窗、 座椅调节、灯光照明等控制。