智聯世界—車聯網的應用和數字化未來發展（排放檢測篇）

車聯網是物聯網在汽車與交通中的應用，是車與人、車與車、車與路、車與云之間的數據交換的信息通信，志在效率。聯網的汽車不單單發揮著工具的作用，他還是個移動的智能終端與信息終端，無論是基于車載的信息服務、車輛數據的信息服務、分時共享、車輛自動駕駛等車聯網業務和應用，其根本目的就是提升效率，這是車聯網應用得以發展的基石。

中國信息通信技術研究院曾在2018年發布過一個車聯網白皮書，把狹義的車聯網應用定義為車載信息服務類應用，即通過車輛把車主與各種服務資源整合到一起，有點類似撮合類交易平臺服務；廣義的車聯網應用還包含了面向交通的安全效率類應用以及自動駕駛為基礎的協同服務類應用。

再細分下，根據需求對象和應用對象進行綜合，那么我們將車聯網分為信息服務類、汽車智能化類及智慧交通類。

先來聊聊信息服務類的應用。

信息服務類的比較好理解，這類應用多以用戶體驗為核心，既包括了駕乘體驗、實時出行的基礎性車載信息類應用，也包括與車輛上路行駛、車輛出行前或者出車后的涉車服務、后市場、車家服務等，該類應用只需要用戶車輛具備基本的聯網通信、GPS定位和必要的車輛基礎運行狀態、發動機工況信息等。

目前這類基礎性車載信息類應用是現在車聯網的主要應用形態，主要涉及車主的前臺互動體驗，像導航、娛樂、通信、遠程診斷、資訊等。不少前裝車輛已經加裝了這些車載無線信息終端，比如奔馳、寶馬、保時捷、奧迪等車型，車主可以通過車載智能網聯獲得車輛信息、服務信息，包涵了在線導航、娛樂等多媒體類的，不過，多階段現實情況是除首年免費贈送的服務，后續服務的年續費率一直很低，受手機流量越發便宜，相對車端的服務收費顯得十分昂貴，且體交互驗中，智能化遠不及手機，而且要在車載系統培育用戶使用習慣，時間上也不足手機的1/20，當下，車載系統多淪為藍牙語音播報的傳遞工具，車載系統的辛苦開發，用戶在使用層面端卻顯得有些浪費，不少車廠已經想明白了，流量終身免費，數據給我就行，拿你沒辦法，只能從隱形的數據做更多的車主服務。

隨著智能語音識別、人眼動作識別等技術發展，車載信息類誕生了DMS，如若DMS加入語音監控模塊，這樣在事故之前，至少能知道當時更詳細的重要語音信息；還有就是自動駕駛層面，目前國內大多數停留在L0-L2級別，提高提車電子控制技術與環境的智能化、自動融合在中國這個復雜交通環境下，依然還有很長的路要走。

汽車智能化服務應用

如果是針對汽車來做管理服務，那可能就相對容易實現一些，比如現在與車輛北斗定位的融合、電子支付ETC的結合，也包括了共享車、網約車、網租車，這些都比較容易實現，涉及汽車服務的還有汽車保險、車輛維護延保、車輛美容維修、N手車的交易、電池快換系統、性能測試、升級性能改裝等應用，汽車的保有量增速放緩，淘汰落后產能，激發了后市場的滾滾財源。

車家類的服務主要是通過基于位置、時間和日期來判斷車主的行為習慣，創建相應的為車主提供的智能家居服務應用，包含家電遠程精準的時間控制等，該類應用會涉及車輛總線數據、車載信息服務數據、運輸出行數據以及個人信息的共享和交互數據，比如大概幾點鐘到家之前打開空調，接近的時候打開車庫大門，根據指紋+掌紋把鎖推開大門，根據聲音或地板壓力打開對應的電器等等。

最后聊聊智能交通類的應用

汽車智能類應用以車輛駕駛為核心，與車輛行駛過程中的智能化相關。汽車交通類應用利用車上的傳感器、ECU控制單元及外設傳感，隨時感知行駛中周圍環境、收集數據、動靜態識別、偵測與追蹤并結合導航的地圖及位置環境，進行系統的運算和分析，從而建立該車在當下位置的駕駛模型，應用于城市交通安全及公共出行等等，類似地鐵、公交。交通安全類的應用與車輛行駛安全及道路同行息息相關，有助于避免交通事故發生。

自動駕駛技術發展的初衷就是將人類從駕駛中解放出來，避免因駕駛員誤判、疲勞、注意力分散等原因造成的交通事故，雖然常有報道說自動駕駛出現事故，而且信息容易被放大，但是人為出事故的一般報道的就比較少，技術的進步勢必推動更多的測試在實際道路上運營。目前國內的單車感知及安全駕駛服務系統正處于快速成長期，中低端車滲透率在不斷提升，同時，隨著5G通信技術及網聯技術不斷成熟和推廣，我們可以看得到自動駕駛可預期的未來。通過網聯技術，行駛在高速公路的快速路段的前車，在感知到事故后可提前通知后邊的車輛事故信息，避免連環追尾事故，5G網絡下，響應速度應該是毫秒級的，4G網絡下已經實現了數據秒傳。

交通效率應用主要是通過車與車、車與路的信息交互，實現車輛與基礎道路設施智能協同，面向緩解交通擁堵、降低汽車排放等，典型的有交叉路口智能信號燈、超級自適應巡航、智能停車管理等。交叉路口智能信號燈應用通過網聯技術來收集周邊車輛速度、位置、流量等信息，對信號燈參數進行動態優化，提高車輛交叉路口車輛通行效率。

智能交通類應用以協同為核心，在自動駕駛的基礎上，與多車管理調度及交通環境等智慧交通相關，最終支持實現城市大腦智能處置城市運行和治理協同。智慧交通主要是基于高速無線通信、傳感探測等技術，實現車路環境之間的大協同，以緩解交通環境擁堵、提高道路環境安全、達到優化系統資源為目的。在實現高等級的自動駕駛后，該應用場景將由限定區域向公共交通體系拓展。

在相對封閉的環境或危險地帶場景中，因物理空間有限，行駛路況、線路、行駛條件等因素相對穩定，重復性高，通過獨立云端平臺協同管理調度管理，采用固定線路、低速運行，重復性操作的應用更容易成熟落地。典型應用有園區、景區、機場、校園等限定區域的自動駕駛巴士調度、港口專用集裝箱智能運輸等。

在公共交通系統場景下，車輛的路徑規劃和行為預測能力對汽車的智能化和網聯化水平提出了更高的要求，需要完善的自動駕駛控制、行程過程全覆蓋的5G、V2X網聯技術及云平臺的高效銜接調度，該類應用除依賴技術突破，還涉及倫理和法規等規范。

在全民數字經濟時代，車聯網的應用與服務亦如同水、電等生產資料一般，只要還有汽車，那么這也是最隱形、最根本的社會基礎設施之一。作為數據樞紐和應用載體，車載信息終端是承載數字采集、信息系統分發的基礎保障設施，也是搭建車聯網信息化平臺的重要前置條件，也是促進發展車聯網和物聯網應用中數字化產業鏈的關鍵一環，關乎車聯網的應用和未來發展。

速銳得TBOX終端符合國標GB17691-2018和GB/T32960.2-2016，在國六安全策略中，提供了技術可行的安全策略，保證TBOX各種性能處于安全范圍，例如電氣適用性能、環境適用性能、可靠性性能、電磁兼容性性能、一般要求、功能要求等各項指標。

TBOX終端存儲、傳輸的數據是加密的，采用非對稱算法，使用國密SM2算法或者RSA算法，并且采用硬件方式對私鑰進行嚴格保護，數據傳輸過程對數據進行掃描，及時發現惡意數據攻擊行為，如對ECU等CAN總線設備的寫命令，或者其他超出正常數據讀取指令，檢出95%以上的攻擊，誤報率低于1%，攻擊開始后10S內發現并啟動防護機制。

信息安全是國家數據中心、各地市環境生態監管部門的重中之重，TBOX加裝安全芯片，還具備一個唯一識別的序列ID，安全級別保證為《信息技術安全評估標準》5+級或4+級，在可靠性高的電氣隔離能力下，不允許因為TBOX問題導致車載OBD功能失靈或者車輛故障，具備合理性數據判斷、狀態判斷，不影響車輛OBD功能、年檢、路檢等。

第一部分：產品框架

一、 產品架構

二、 核心器件

器件名稱

產品型號

生產廠家

規格

32 位 ARM Cortex-M4F

主控 MCU

STM32F105

ST

內核，溫度范圍：-40 ~

85 ℃

4G 模組

SIM7600/EC20

SIMCOMM/QUECTEL

支持移動、聯通、電信

GPS 模組

ATGM336H-5N

中科微

同時支持 GPS/北斗

CAN 收發器

TJA1044

NXP

支持 CAN-FD

G·Sensor

MMA7660

freescale

靈敏度可調

TPS54560

溫度范圍：

TLV62565

-40 ~ 150 ℃

POWER IC

TPS70950

TI

-55 ~ 150 ℃

TLV70233

第二部分：產品信息

一、 設施標準

1.?產品技術符合《信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》相關規定；

2.?車載硬件設備體積小巧，方便裝配并具有較強的抗干擾，抗顛簸，抗擊打能力；

3.?耐高溫/低溫：車載硬件能在攝氏-30℃至 70℃（駕駛艙）環境下穩定工作；

4.?數據存儲：車載硬件內置大容量存儲芯片，支持離線狀態下數據存儲；

5.?防拆卸：車載硬件安裝經過專業設計，確保一般人員不能隨意拆卸；

6.?通訊：車載硬件采用 TCP 通信方式，保證信息的實時接收、處理及輸出的準確性，并提供配套 SIM 卡；

7.?支持在線、遠程升級，支持在線、遠程配置產品參數 ；

8.?電路設計：車載硬件配置外接充電電路，切斷電源后上傳斷電報警，支持內置備用電池，斷電后設備可連續工作 5min 以上；

9.?具有省電措施，移動時采用普通模式刷新間隔時間短，停放時采用省電模式刷新間隔時間長；

10.?滿足國標 GB-T32960.X-2016-電動汽車遠程服務與管理系統技術規范；

11.?支持 SM1/SM2/SM3/SM4/SM7、RSA、SHA、AES、3DES 超高安全等級加密算法。

二、 功能清單

1.?滿足目前京五數據上報要求，具體標準為《DB11-(1475)重型汽車排氣污染物排放限值及測量方法》；

2.?滿足杭五數據上報要求；

3.?滿足國六數據上報要求。

三、 硬件參數

車載終端為平臺化方案，硬件支持擴展，具體配置如（表 2）所示。

（表 2）

序

硬件配置

H6GB

號

國六版

1

版本

4G

●

2

2G 制式

GSM

●

3

WCDMA

●

4

3G 制式

TD-SCDMA

●

5

CDMA2000

●

6

4G 制式

TD-LTE

●

7

FDD LTE

●

8

定位

GPS

●

10

北斗

●

11

USB 接口

○

12

數據通道

2 路 CAN

●

13

Wi-Fi

○

14

BLE4.0

○

15

電池

內置鋰電池

●

16

SIM 卡

貼片式 SIM 卡/燒錄式 eSIM 卡

●

17

G-Sensor

可選配六軸 G-Sensor

○

18

加密芯片

SM1/SM2/SM3/SM4/SM7、RSA、SHA、AES、3DES

●

19

I/O 擴展

擴展 I/O 口

○

20

UART 擴展

預留一路 TTL 或 RS232 串口

●

注：●為標配，○為選配

四、 硬件指標

(一) 通訊模塊

1.?通訊模塊可支持中國移動、中國聯通及中國電信。

2.?終端系統 規劃采用 4G 網絡制式 ，需要支持 4G(TD-LTE 、 FDD LTE) 、

第?3 頁 共?11 頁

3G(TD-SCDMA、WCDMA)、CDMA2000、2G(GSM)制式。

3.?通訊模塊可通過 2G/3G/4G 數據通道及短信通道連接至服務平臺，通信協議支持應用層進行加密；

4.?外置天線接口采用車規級 Fakra 接口。

(二) 內置電池

1.?電池為可充電電池，使用壽命大于五年且滿足車規要求，作為選配。

2.?終端支持外部直流電源供電，并支持內置電池供電。當外部電源斷電時，內置電池自動無縫供電，且在外部電源恢復正常后可自動切換至外部電源，并自動對內置電池進行充電。備用電池能保證終端連續工作 5min 以上，且具備電池電量監測功能。

3.?內置電池帶切換策略電路，終端能保證在內置電池失效且外部電源供電時仍可正常

工作。

(三) CAN 通訊

1.?終端作為整車 CAN 網絡的一個節點，具有喚醒整車 CAN 網絡的功能。

2.?終端連接車內 CAN 總線，同時支持兩路 CAN。

(四) 定位模塊

1.?依靠不同的實現方式，終端所配 GPS 及北斗天線支持獲取車輛位置的功能，終端可選配 GPS/北斗多模天線。

2.?參考參數要求見（表 3）

（表 3）

GPS

56 通道高性能 GPS 接收機，包含 200 萬個相關器

RF 輸入阻抗

50ohms

位置

水平 2.5m CEP,50%/24 小時靜止狀態

/-130dBm/>6SVs）

精度

速度

0.1m/s

定位

航向

0.5°

PPS 信號

30ns(RMS)；60ns（99%）

冷啟動

-148dBm

靈敏度

跟蹤

-162dBm

重捕獲

-160dBm

啟動時間

熱啟動

<=3s

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(空曠環境下)

冷啟動

<=45s

最大數據更新速率

10Hz

工作極限

動態范圍≤4g；高度 50000m；速度 500m/s

天線接口

Fakra

(?存儲性能

系統內存須保證在最大運算狀態，系統使用容量不超過 60%，閃存支持使用壽命

大于 10 年。

(?SIM 卡芯片

SIM 卡芯片需要支持不同通信制式，且具有在線刷寫功能。

(七) 天線

1.?外置 4G 雙通訊天線，且具備短路、斷路自檢功能；

2.?內置備用通訊天線，當外部 4G 天線脫落時，自動切換至內置天線，基本保證通訊信號不中斷；

3.?外置 GPS／北斗天線，且具備短路、斷路自檢功能；

(八) 線束

采用車規級線束。

(?接插件

采用車規級接插件（型號：TE 泰科 1318384-2 40pin）。

五、 電氣性能規范

車載終端的電氣性能規范詳見（表 4）

（表 4）

項目

最小值

正常值

最大值

單位

備注

工作溫度

-30

--

70

°C

環境溫度

存儲溫度

-40

--

85

°C

工作濕度

20

--

90

%

存儲濕度

10

--

90

%

正常工作輸入

9

12

36

V

電源電壓

正常工作電流

--

--

150

mA

（網絡通訊中）

低功耗工作電流

--

--

35

mA

（保持網絡通訊鏈路）

靜態電流

--

--

3

mA

休眠狀態下的電流

熱啟動時間

--

--

8

S

休眠到啟動

冷啟動時間

--

--

30

S

關機到啟動

第三部分：產品測試

序

測試

測試說明

技術標準

目標要求

號

項目

禁用

遵循 QC/T 941-2013 方法檢測

限用

a） 汞（Hg）

1

物質

b) 鉛（Pb）、鎘（Cd）

符合 ROHS 標準

c) 六價鉻（Cr6+）

d) 多溴聯苯（PBB）、多溴聯苯醚

（PBDE）

高溫

車載終端高溫貯存和運行性能按照

產品在 70℃溫度的條件

2

工作

GB/T-29046.4-2011-5.1.2 的試驗

下應能持續工作 96h，在

方法進行

室溫下放置 2h 后，

高溫

車載終端高溫貯存和運行性能按照

產品在 85℃溫度的條件

3

貯存

GB/T-29046.4-2011-5.1.2 的試驗

下擱置 120h，在室溫下放

方法進行

置 2h 后能正常工作

低溫

車載終端低溫低溫貯存運行性能按

產品在-20℃溫度的條件

4

工作

照 GB/T 28046.4-2011 中 5.1.1 試

下應能持續工作 72h，在

驗方法進行

室溫下放置 2h 后能正常

工作

低溫

車載終端低溫低溫貯存運行性能按

產品在-40℃溫度的條件

5

貯存

照 GB/T 28046.4-2011 中 5.1.1 試

下擱置 120h，在室溫下放

驗方法進行

置 2h 后，能正常工作

溫度

車載終端按照 GB/T28046.4-2011

產品按照表 5 規定進行 30

6

循環

中 5.2 的試驗方法進行

個溫度循環試驗，在室溫

試驗

下放置 2h 后能正常工作

濕熱

車載終端按照 GB/T28046.4-2011

產品在-20℃～70℃之間

7

循環

中 5.2 的試驗方法進行

進行 10 個循環的溫熱循

試驗

環試驗，每個循環為 24h，

試驗后經 4h 恢復后能正

常工作

冷熱

GJB 150-86《軍用設備環境試驗方

產品按照表 6 進行 400 次

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8

沖擊

法》GJB150.5 規定了下限 1h，即溫

的冷熱沖擊循環后能正常

度穩定時間小于 1h，必有要 1h；若

工作

大于 1h，則用該大于 1h 的時間

自由

從 1 米臺進行跌落，每個面跌路 10

產品進行跌落試驗后能正

9

跌落

次

常工作

試驗

鹽霧

進行中性鹽霧試驗（LRHS-108-RY）

進行 72h 的中性鹽霧試驗

10

試驗

（NSS），試驗后要求外

觀無銹蝕等缺陷

油漆

油漆涂層應符合 Q/JLY

11

試驗

J7110550A-2012 的規定

耐電

車載終端應符合

產品應能承受 1min 的電

源極

GB/T28046.3-2011 中的 4.2 要求

源極性反接試驗而不損壞

12

性反

接性

能

耐電

按最高工作電壓的 1.1 倍電壓來做耐

產品按過壓條件測試后能

13

壓性

壓測試，時間為 3 分鐘

正常工作

能

傳導

延電源線的電瞬態傳導抗擾度試驗

符合 CISPR 25 零部件傳

騷擾

脈沖嚴酷程度應符合 GB/T

導騷擾限值等級三

21473.2-2008 表 A.1 貨表 A.2 中Ⅲ

14

級的要求，按照 5.1.2 進行試驗，試

驗中車載終端所有功能應符合 GB/T

21473.2-2008 表.4 或表.5 的要求

15

輻射

符合 CISPR 25 零部件傳

騷擾

導騷擾限值等級三

傳導

延電源線的電瞬態傳導抗擾度試驗

設備按照

沿電源線的電瞬態傳導按

抗擾

脈沖嚴酷程度應符合 GB/T

GB/T3296

ISO 7637-2 的試驗等級

性

21473.2-2008 表 A.1 貨表 A.2 中Ⅲ

0 標準進行

Ⅲ進行，符合等級 C 的要

16

級的要求，按照 5.1.2 進行試驗，試

測試

求。

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驗中車載終端所有功能應符合 GB/T

沿控制/信號線的電瞬態

21473.2-2008 表.4 或表.5 的要求

傳導按 ISO 7637-3 的試

驗等級Ⅲ進行，符合等級

A 的要求。

輻射

輻射抗擾度限值應符合 GB/T

大電流法：按照 ISO

抗擾

17619-1998 表 1 中的大電流注入

11452-4 規定，要求收音

性

法和自由場法的要求，按照 5.2.3.3

部分滿足等級 A；CD、

進行試驗，試驗中，試驗后車載終端

DVD 部分滿足等級 A；

應處于 GB/T28046.1-2011 定義的

AUX、USB、SD 卡部分

17

A 級

滿足等級 A,

自由場法：按照 ISO

11452-2 規定，收音部分

滿足等級 A；CD、DVD

部分滿足等級 A； AUX、

USB、SD 卡部分滿足等

級 A。

18

靜

靜電放電抗擾度限值應符合

按照 ISO 10605 的類別

電、

GB/T19951-2005 表 B.3 中接觸放

二規定進行每個試驗等級

放電

電±6KV 和空氣放電±15KV 的要求，

測試，應符合等級二的要

抗干

按照 5.2.3.4 進行試驗，試驗后車載

求。

擾

終端所有功能應處于

GB/T28046.1-2011 定義的 A 級

人工智能 IoT

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