车载电脑在汽车智能化发展中的作用

唐晓莉

（天津外国语大学）

随着数字技术的飞速发展，现代信息化技术将越来越多地应用在轿车上。无论是美国、欧洲、日本，还是中国，汽车厂商们无不将汽车智能化作为主攻市场的手段之一。汽车智能化的发展离不开“车载电脑系统”的发展和完善，目前一些国内外高档车型均配备了智能车载系统，其主要功能包括车载全能多媒体娱乐、GPS卫星导航、汽车故障诊断及移动办公等。车载电脑在满足人们对于车辆智能化应用需求的同时，进一步提升了汽车的档次，文章对车载电脑在汽车智能化中所起到的重要作用进行了介绍。

1 车载电脑概述

车载电脑是专门针对汽车特殊运行环境及电器电路特点开发的具有抗高温、抗尘、抗振功能并能与汽车电子电路相融合的专用汽车信息化产品。车载电脑系统又称为“远程信息处理系统”，它是集计算机多媒体技术、移动通讯技术、GPS技术和网络技术等高新技术于一体，面向汽车行业，功能强、体积小、可靠性高的移动电脑系统[1]，可以从事汽车上各种各样的工作，如不用手即可拨打手机、紧急寻找所需的方向、提供后座娱乐系统以及车内商务等。如今，车载电脑系统已经被广泛地应用到家用轿车、货柜牵引车、商务车、旅游车及豪华车等众多车型。

2 车载电脑的结构与功能特点

车载电脑是一整套包括有主机、触摸液晶显示器以及GPS接收器的系统。主机采用目前兼容性和稳定性已经相当成熟的PC系统，包括CPU、内存、硬盘、CD-ROM、Windows操作系统、娱乐软件以及导航软件，除了具备卫星自导航系统GPS外，还可以同时成为多媒体视讯娱乐和无线通讯中心以及移动办公室，使“网络汽车”从概念化发展到了应用化。

操作系统是车载电脑的灵魂，使用它会让汽车变得更可靠、更省油与更安全。与普通PC的操作系统不同的是，车载电脑的操作系统必须百分之百可靠，因为它们控制着汽车中许多重要的功能。对许多汽车软件生产公司来说，他们面临的共同挑战就是开发出一种可靠性与性能方面不亚于汽车硬件的软件。目前，车载电脑普遍采用微软WindowsCE2.0操作系统。WindowsCE2.0是一个开放的、标准的基础平台，它的一些应用特征在所有的构造和模型里面都是固有的。WindowsCE2.0的外壳程序SHELL，即主菜单，可以通过语音界面或由触摸式按钮访问其他任何应用软件。包括先进的语音确认系统、语音综合体、方位系统、地址簿、无线服务设备、AM/FM立体调整器、CD放音机、数字式音响设备，以及用户自定义设置等相关应用软件。

在结构上，车载电脑与普通电脑一样，但车载电脑具有许多便携式电脑所无法比拟的优势，其集成度高、兼容性强、结构灵活、便于剪裁和升级，并且具有性能完备、结构紧凑、性价比优异、工作可靠、运行稳定、使用安全及操作简便等特点。表1示出车载电脑与便携式电脑的对比[2]。

表1 车载电脑与便携式电脑的对比

3 主要功能

车载电脑结合导航、娱乐、日常事物处理等各种需求，作为一款高档车辆所使用的新型产品，能够实现“导航定位、网络功能、信息指示、娱乐功能及安防功能”五大类功能，并具有强大的可扩展性。

3.1 导航定位

当汽车发动机启动，车载电脑就开始控制系统进行监控和行驶记录工作。车载电脑可以记录汽车定位系统所收发的信息，记录精度可达到1次/s。通过GPS准确的卫星定位和自动进行的路程计算，系统将制定出相应合理的行驶路线，并为驾驶员提供及时的前方路况和语音导航提示，以避免无必要的交通阻碍，使驾驶员顺利轻松地到达目的地，如图1所示。其带有的时间唤醒功能或远程控制呼叫中心，能够使汽车的位置随时被监控。

图1 车载电脑的导航定位功能

3.2 网络功能

从目前的情况来看，世界各大汽车公司的车身网络控制和动力系统网络控制的技术平台均已基本建立，在新推出的车型中，全面采用网络控制技术已成为可能，为信息和资源共享开辟了道路。

网络技术在汽车中的应用可表现为：1）互联网通讯。如 GPRS、CDMA、3G、WiMax、实时新闻、天气预报、电子邮件及实时路况。2）车间通讯。车间通讯系统包括利用雷达追踪前方车辆的功能“雷达巡航控制”和紧急车辆接近通知功能。当启用雷达巡航控制时，车辆将通过无线传输，获取前方车辆的减速和加速信息，可以比以往更稳定地进行加减速。在与急救车等紧急车辆接近时，不用频繁观察后方，仪表板上会出现“前方100 m有紧急车辆”等字样。驾驶员可以集中注意力正视前方，实现安全驾驶。

3.3 信息指示

随着信息网络技术的不断发展，汽车已经不再只是拥有4个轮子的交通工具，人们更加希望汽车作为日常生活以及工作范围的一种延伸。对此，车载电脑具备的诸如自主泊车系统、疲劳监视系统、碰撞分析系统及语音识别系统等，为驾车者提供了极大的操纵便利，提高了驾驶安全性。

以远程车辆诊断系统为例，如图2所示，其信息存储模块可以为汽车故障提供科学诊断依据，同时为汽车设计提供有益的借鉴。在汽车发生故障的情况下，车载电脑的传感器采集车内的多种信息，为远程车辆监控提供丰富的数据资料。3G通讯网络可以通过故障信息来初步确定故障产生的位置。车辆维修人员和后台专家通过计算机网络和数据库，确定最佳的故障解决方案，从而能够迅速修复车辆的故障。

图2 车载电脑的远程车辆诊断系统

3.4 娱乐功能

车载电脑的出现给汽车行业带来了一场信息化的革命，让每辆汽车都能构建成一个完美的车载信息与娱乐系统终端。例如移动信息平台，包括网上聊天、浏览信息、网络游戏、图片下载、移动办公、电子商务及股市行情等功能，使驾乘人员在车里就像呆在办公室或是家里一样，能够收听音乐、看电视、看视频录像以及上网处理工作等，如图3所示，极大限度地满足了人们对车载电脑多样化的需求。

图3 车载电脑的移动办公功能

3.5 安防功能

车载电脑设计有4组输入状态指示灯，能够用于监视汽车的状态或汽车门被打开。车载电脑还带有另外4组输出状态指示灯，为了特殊需要控制联系，这些输出能被用于报警等功能。

4 技术要求

车载电脑的抗振、抗摔力、散热、安全设计及机体尺寸都必须符合汽车厂商和用户的要求。

1）抗振要求：无论任何车辆都会有振动产生，根据使用的汽车对象不同，有高加速度大振幅和低加速度小振幅的情况，因此车载电脑需符合相应的抗振要求[3]。

2）显示要求：在室外使用时，车载电脑避免不了阳光偏射甚至直射环境，需要通过选用高品质显示器或优化结构设计最大限度地减少这种情况带来的影响。

3）电源性能：车载电脑一般直接从车载电池取电，由于各种电瓶的使用状态各不相同，加上点火及熄火的瞬时冲击，因此对配合使用设备的电源要求很高。否则，极易损坏设备。

4）宽温要求：我国大部分处在亚热带和温带地区，幅员辽阔，车辆的温度环境极端，从-30～70℃均有可能，这对车载设备是个考验。文献[4]对如何解决车载电脑的散热问题进行了相关介绍。

5）电磁干扰：特种车辆的使用不可能只有一台电气设备，特别是警用、医用车辆。不合格的电磁辐射会给其他设备带来严重的干扰，比如数传电台及医用高精度体征监测等。文献[5]提出了采用电源滤波及硬件看门狗电路的措施来提高车载电脑的电磁抗扰特性。

5 结论

随着科技的快速发展，车载电脑的智能行车系统必将日益完善与成熟，车载电脑无疑让汽车的智能化跃进了一大步。车载电脑实现了汽车原车功能与网络连接，令多媒体娱乐功能大大地扩展；通过网络连接，车主能够利用网络中的庞大资源进行信息查询、网上商贸、与公司连接进行移动办公等，人们甚至可以下载软件来修改控制器软件中的漏洞或提高汽车的性能；车载电脑还将实现车主与家庭连接，通过视频功能，车主能够时时了解家居的一切状况。一个车载电脑可以包含无数种配置方案，根据消费者不同需求进行设置的车载电脑，就将产生不同种类。

微电子技术的飞速发展为车载电脑的发展提供了巨大的推动力。伴随着汽车网络协议的标准化进程，车载电脑网络化将能更有效地提高汽车电气的总成装配效率，增进汽车的售后服务水平，简便故障诊断和维修操作。