• 速銳得EST580雙CAN總線模塊在駕考OBD免接線領域的設計與應用

    2021-01-14 11:22:30 劉國瓊 25

    辭舊迎新,2021年已經來臨,我國汽車工業發展加速了速銳得在新大眾桑塔納、捷達、東風雪鐵龍愛麗舍、吉利金剛、東南V5、斯柯達昕銳等多種車型駕培駕考OBD模塊交付,2020年交付100K+級,預計2021年累計訂單量將超過300K+,在新款的捷達、桑塔納、愛麗舍、斯柯達等多種駕考車型兼容的模塊中,一騎絕塵。除了行業朋友說的“性價比”(低至200元以內),那是什么讓駕考行業朋友趨之若鶩呢?

     

    近年來,我國駕培機構數量逐年增加,駕校年培訓量的增長率逐年降低。駕培行業供求矛盾問題愈發突出,產能過剩更加嚴重,致使不少駕培企業不得不采取“低價競爭”的方式以擴大招生量。2020年,受到新冠肺炎疫情影響,許多駕校面臨著資金和管理上的雙重壓力。對駕培企業而言,探索精細化、信息化的管理方法,以代替原有的粗放管理模式迫在眉睫。

     

    根據《中國道路運輸發展報告》的統計數據,近年來我國駕培行業每年的培訓合格率呈現逐年小幅下降的趨勢。學員約車難、學車體驗差、教學效果不理想等問題依然普遍存在。同時受國際環境影響,原本在芯片不停漲價的同時,作為細分領域微小的一個配套組件,在疫情戰、貿易戰的雙重背景下,無論是產業、還是制造生產受制于汽車產銷量應該是處于下滑趨勢。但芯片這個板塊的逆勢增長,那么用這些芯片制作的模塊,除了宣傳的兼容車型多以外,也共同一起探討下對這一塊的技術及未來發展路線。

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    速銳得EST558S這個直接通過CAN轉RS232的汽車數據采集協議免接線終端,我們從串口軟件通過物理RS232串口可以直接獲取大眾新桑塔納、捷達系列車型的轉向角度、燈光、手剎、車速、轉速、離合、安全帶、檔位、雨刮、車門狀態等重要信息。在硬件EST558S外部的電路轉換及電路保護是一部分、物理接口和外殼是一部分,最核心的是位置于中間的EST580的模塊,雖然這些小東西大體看起來都才100多塊錢,成本卻遠超,主要是進口芯片價格昂貴,已經超過50元以上了,研發升級多年的軟件成本高,但這個模塊在整個駕培駕考領域卻發揮著重要的產業價值。

     

    首先,從核心模塊技術架構來了解。我們把整個芯片化分為三個扇區,第一部分是系統驅動層,相當于WIN系統的操作系統,速銳得在這個領域率先采用了多任務RTOS操作系統。模塊的主MCU驅動都需要工作起來,如果按照這顆芯片48K的內存來算,這個驅動部分大概占用到20K,這是底層;第二部分是協議層,比如與外部的通訊協議、與車的交互部分都可以放里,大概占用到8K左右;剩下的第三層是應用層,應用層是關鍵的一層,比如,針對大眾2021款的桑塔納,通過CAN網關識別到了轉向角度ID為0x001,那么解析0X001的8個字節的CAN ID 獲得這個ID 的最大值與最小值,用于判別方向盤向左或者向右打了多少角度,這應用層里面就可以通過調用車型庫的函數,按照捷達、寶來、斯柯達、愛麗舍等不同品牌車型的排序,通過指令來調用相關的CAN庫文件,每個車型的庫文件大概就是2K左右的數據。在這套架構下的整個行業算得上是應用的微創新,既保證了系統與接口的穩定性,還考慮了車型的兼容及協議指令替換。也就是說,如果你有新奇特的車型,例如新能源車、柴油車、氫能源車等以后只要加車型的CAN ID 就可以了,有協議的直接改寫軟件,沒協議的車型,速銳得還提供汽車的CAN協議適配。

     

    我們在考慮,如果硬件方案上采用一個容量大點的MCU或者GPU,那么這個車型數據庫(車型CAN總線數據)就是應用層里最值錢的部分,因為車型是可以變化性的選擇,不管未來是奔馳、寶馬、奧迪,還是本田、豐田、日產,均可以把數據放置于這個庫里面,或者形成獨立的庫,實現快速數據定制及數據調用。而數據輸出的接口協議,也可以成為各個不同行業的“標準”數據協議通訊接口,一旦用量達到一定級別,那這就是參考標準。大家也就不用重復定義接口,因為核心還是車型的CAN總線數據,各家根據自己能力八仙過海即可。

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    例如在實際應用中,在本田汽車的安全駕駛測試(位于本田喜悅安全駕駛中心)項目上,通過速銳得的OBD產品連接本田的CAN總線,采集汽車的行駛速度、油門百分比開度、剎車百分比力度及方向盤轉向角度,就可以用于檢測本田汽車的剎車反應時間、制動時間、制動距離停止時間、停止距離,根據標定的理論值和實際測試值給出汽車安全控制策略。這個數據響應是精確到十毫秒級的,對于人的駕駛安全,數據發揮到了關鍵的作用。記得本田曾經打過一個廣告,0.1秒會發生什么,本田已經做到了10毫秒級,也創造了巨大的汽車安全領域產業價值。

     

    回到駕培駕考這個細分領域,通過科目二或者科目三的模擬考試系統,精準的OBD數據給到了評判系統強有力的數據支持,不僅2013年至今的車型能采集,還能通過對應的AT指令更變數據傳輸速率、信號種類、選擇車型等多種簡單易用的操作,大幅提升了數據交互體驗。這恰恰也是定制化滿足了行業需求,一個固件兼容十幾款行業車型,通過指令調用和切換,實在是太簡單好用了。

     

    由此,我們可以看出,任何產業,都是要通過技術的優化升級,不僅提升了數據利用價值,還能實現車型數據的快速化定制,同時也優化了產品的直觀體驗感,這才是一個真正做產品的公司應該考慮的問題,那么在未來5年,個人認為,這套RTOS架構和系統依舊保持引領,客戶體驗至上、方便、好用、簡潔。原本看起來是一些芯片及控制的小產品,里面也是一應俱全且包羅萬象。

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    硬件上,EST580核心OBD模塊采用全進口物料,主芯片采用STM32F105RBT6,附帶兩顆NXP的CAN收發器型號為TJA1044,采用沉金工藝的電路主板,無論是后續在車輛行駛過程,應付各種震動及干擾,都從源頭控好了品質,建立產品從開發到應用的DEMO測試閉環系統,提升了整體性能。郵票孔設計的模塊,對外接口設置了兩路CAN線接口、一路K線線路,實現了99%以上的車型覆蓋,CAN數據通過MCU外設的串口對上位機終端輸出應用層的數據,并實現工作功耗大概約在20毫安,休眠功耗基本在0.02毫安左右的低功耗能力,模塊喚醒機制是通過CAN喚醒,對于CAN通訊網絡的車型,表現十分友好,據了解12年后的車型基本都屬于CAN通信,模塊就更與時俱進了。

     

    值得一提的是,盡管選用的是STM32F105系列的芯片,速銳得的攻城獅們依舊把封裝尺寸控制在26*20*3mm,方便集成到各種產品內部作為CAN部分的核心板,上位機終端開發者可以進一步優化自己的設計空間,從車載終端開發者的角度來看,比對同類產品,就不會為空間而擔憂了。這些數據將被應用在汽車碰撞測試、動力總成、零部件性能及參數輸出、排放、試乘試駕、汽車安全駕駛輔助等諸多汽車領域,數據才是未來的石油與生產力,這一點不假。

     

    我研究過多家的產品,深度的黑盒白盒測試的也不少,不得不說,這款OBD模塊,給人一種科幻大片帶入的神秘感,種種優秀的表現,又體現了對行業滿滿的誠意。這款EST580從技術角度表現出來的不僅僅是系統架構、用料、體積及數據功能,就從品質到最人性化的設計方面,展現出了我們的心血。

     

    伴隨人工智能的發展,機器人學習在全國駕培行業逐漸興起,這款駕培駕考OBD免接線模塊適應了當下新時代的要求,從車型上看,新桑塔納、捷達VA3、新愛麗舍、海馬M3、東南V5、比亞迪、斯柯達、東風風神E60、新能源車愛麗舍EV等各種新能源車等30多款車型已經實現了兼容,給未來高效的智能駕培環境、智能模擬訓練、智能機器人教學系統提供了豐富的數據及評判依據,豐富的總線數據與搭載北斗+5G技術的人工智能教學系統與學車平臺結合,利用可視化、數據化的方式提升學員教學過程中的規范性與安全性,將是未來幾年的駕培駕考行業重要的落腳點。


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