信息技术在汽车中的应用

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1、芜湖职业技术学院毕业设计（论文）信息技术在汽车中的应用【摘 要】本文通过对车辆安全系统，网络、通讯及导航系统，智能交通系统和移动多媒体系统的介绍，指出汽车与现代信息技术的有机结合适应了当今社会快节奏的生活方式，并强调了其智能化、网络化是信息社会发展必然的趋势。【关键词】汽车 信息技术 智能化 网络化目录1 信息技术与构成32 车辆安全系统32.1防撞警告系统和撞车通告系统32.2自适应巡航控制系统32.3被盗车辆寻回系统32.4防盗点火锁系统32.5 电动车窗和中控电动门锁52.51电动车窗52.52左前车窗控制82.53 电动车窗玻璃升降器102.54中控电动门锁112.6集成安全系统123

2、 网络通讯及导航系统133.1网络通讯系统133.2电子导航系统134 智能交通系统（ITS）144.1先进的交通管理系统（ATMS）144.2先进的交通信息服务系统（ATIS）144.3先进的车辆控制系统（AVCS）154.4电子收费系统（ETC）164.5货运管理系统165 移动多媒体系统17（一）奥迪MMI多媒体系统18（二）宝马i-drive多媒体系统18（三）雷克萨斯Remote Touch系统19结论21致谢：21参考文献：211 信息技术与构成所谓信息技术在汽车及交通领域中的应用，就是基于全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、移动通讯网络以及国际网络运输控制协议（TCP

3、/IP）等技术原理，在汽车及交通领域中轻松实现如数据传递、话音通讯、目标跟踪、自动报警以及驾乘者获取各种公众信息、实用信息服务的功能；同时可通过与110、120等系统和各类数据库相结合，实现更广泛的应用。 当前信息技术在汽车及交通领域中的应用项目相当多，可大致归纳为4个方面，即车辆安全系统，网络、通讯及导航系统，智能交通系统和移动多媒体系统。 2 车辆安全系统2.1防撞警告系统和撞车通告系统 它是利用雷达、声纳和激光波束扫描潜在障碍，在即将发生撞车事故时，发出警告信号，提示司机手动或通过电控系统自动进行制动。如果与GPS接收机结合使用，撞车通告系统还可以给救助机构（120）提供车辆精确位置信息

4、。这样急救中心可以快速派车现场救护，据测算，急救者到达现场的时间比过去减少了一半。这些服务范围可达GSM公网覆盖地区，实现24小时实时在线服务。据国外汽车媒体报道，为了防止汽车行驶过程中出现事故和尽可能减少事故伤害，汽车安全新技术不断推出，最近有企业推出一种名为TELEATD紧急求救系统：一旦车发生事故，车门即自动打开，同时危险信号灯也随之亮起，并能借助网络通知有关的救助中心。 2.2自适应巡航控制系统 该系统通过控制车辆，在设定所希望的较低行驶速度之后，用雷达、声纳或激光波束对前方路面进行扫描，必要时自适应巡航控制系统将会自动减小气门开度，降低档位，甚至实施制动，以保持安全车距。据称，201

5、0年左右，人们将会享受到高度智能化的汽车及高速公路系统带来的种种便利。到时候，在这种智能化的高速公路上奔驰的将是“轿车列车”因为智能化高速公路的电子控制技术很高，轿车完全可以前后紧贴在一起高速行进。这种“列车”将在专用车道上飞驰。新的公路交通系统中的车辆和路面都设有特制的传感、控制和通讯设备，可以实现无人驾驶。这种汽车配有精确的定位系统，将为年老体弱者或是残疾人提供出行的便利。2.3被盗车辆寻回系统这种装置提供了一种基于自动车辆跟踪的反盗窃方法。即利用Internet设定汽车警戒区域，让汽车进入防盗状态，还可以消除车辆丢失的烦恼。一些被盗车辆寻回系统需要车主授权才能启动发射机来进行自动车辆跟踪

6、，而另一些系统则在车辆遭到入侵或未经允许被开走时，自动启动发射器进行车辆跟踪，并使用GSM公网通过110迅速报警 2.4防盗点火锁系统为了防止汽车被盗造成的经济损失，目前最先进且国际上最流行的是采用防盗点火锁系统，如果再在汽车转向盘上加锁，则防盗安全性能会更高。电子防盗控制系统使盗车人无法用通常的机械或电器方法起动发动机，同时防盗代码可随机产生。由于采用特别的通信手段，每次传递的信息不同，因此用先进的电子扫描方法来破解防盗代码也较困难。现以桑塔纳2000GSi型轿车(时代超人)来说明汽车的电子防盗系统，该系统是一种在点火开关接通后开始工作的防盗控制系统。图11-1为该系统的基本组成，它主要由脉

7、冲转发器、识读线圈、防盗系统ECU、有可变代码功能的发动机ECU和防盗报警灯等零部件组成。 脉冲转发器是不需要电源就可驱动的感应和发射器件，该器件安装在汽车钥匙手柄内。在汽车出厂时，防盗器ECU给车钥匙配备好该车的防盗识别代码，故每辆汽车的防盗控制代码是不同的。当用车钥匙打开点火开关时，来自于防盗器ECU的电源能量通过识读线圈，以感应方式传递给脉冲转发器。被激励的脉冲转发器立即发射出该车钥匙的识别代码，再通过识读线圈返回到防盗器ECU。ECU判别该钥匙是否为该车的合法钥匙，并将汽车点火和供油系统接通或不予接通。较早的防盗系统还可发出盗劫报警声光信号，有效防止汽车的被盗。汽车钥匙丢失重配或增配汽

8、车钥匙，都必须与防盗器ECU的识别代码进行匹配处理。识读线圈起能源传递和防盗识别代码的转发作用。当用汽车钥匙打开车门时，它把防盗器ECU电源能量传送到汽车钥匙内的脉冲转发器，然后把汽车钥匙的识别代码传送回防盗器ECU。识读线圈一般安装在点火开关外面。防盗系统ECU安装在转向柱左边的中央线路板上方，它能通过识读线圈向汽车钥匙的脉冲转发器供给能量，同时接受车钥匙发回的防盗识别代码。如钥匙识别代码与防盗器ECU存储的代码一致，则汽车钥匙起动发动机后，汽车发动机正常运转。否则在2s内断开发动机油路和电路，令发动机熄火。发动机ECU具有可变代码功能。发动机ECU修理更换后，防盗系统ECU内的原车钥匙识别

9、代码不会更改，车钥匙和防盗器ECU不用再匹配。但防盗器ECU必须与更换的发动机ECU进行匹配，才能互相识别，否则，发动机不能起动。发动机ECU一般安装在位于驾驶员腿部上方的地方。防盗报警灯起到警示插入点火开关内的车钥匙是否为该车合法汽车钥匙的作用。若使用合法的本车钥匙打开汽车油路和电路，则仪表盘上的防盗报警灯点亮3s内自动熄灭。否则防盗报警灯会不停闪烁，有的车还会向外发出声光报警。桑塔纳2000GSi型轿车的电子防盗控制系统框图见图11-2，系统电路见图11-3。防盗控制系统具有自诊断功能，每次用汽车钥匙将点火开关接通，防盗器ECU都要进行自检。在自检中如发现故障或使用过程中出现故障，故障代码

10、都会被存储在防盗器ECU中。维修时，用故障诊断仪读出故障代码及相应故障提示，以便尽快消除故障，修理完毕，应清除防盗器ECU中存储的系统故障代码。2.5 电动车窗和中控电动门锁2.51电动车窗传统和低配置汽车在打开或关闭车门和升降车窗采用的是手动方式，即用钥匙来打开或锁住汽车车门，用手摇升起或降下车窗玻璃。现代汽车大多采用了电子控制电动升降车窗和电控中央门锁，提高了汽车的使用舒适性和便利性。将手动开关汽车门锁和手摇升降汽车车窗玻璃方式，升级为电子控制电动方式，要增加一套电动机执行器件和电子控制器件。大多数电动车窗和电控电动门锁是给每个车窗和门锁安装了一个永磁直流电动机，通过控制开关改变电动机输入

11、电流的极性，使电动机正转或反转来完成车窗的升降和车门锁的开关。为控制方便和安全，驾驶员处有分别控制驾驶席车窗和其他车窗的按钮和总控按钮，其他每个车窗有单独控制该车窗升降的控制按钮，而电控电动门锁一般采用中央控制方式。电子控制器件中的继电器的作用是，只需用较小的可控制输入电流就能获得输出到电动机等执行器的大电流，防止控制导线(线径较小)内和控制按钮上出现较大电流，提高了装置的可靠性。执行器件的变速机构有减速增矩功能，可以使车窗升起时获得足够的上升转矩，使门锁关闭时获得较大的推动锁芯力。控制电路中的热敏电阻可防止执行器件的电动机过载。当车窗已升降到位或车窗玻璃因结霜或异物卡滞使电动机超载，而控制按

12、钮还没有松开时，或车门锁已锁住而驾驶员仍按住控制按钮时，热敏电阻开关电路就会自动断开供电电流或减小供电电流，使电动机等执行器件不会过载烧毁。图11-4是某轿车驾驶员车门上的车窗控制开关。当驾驶员分别按下或抬起车窗升降按钮1、2、3和4时，可分别升起或下降前左、前右、后左和后右车窗玻璃。在前右、后左和后右车门上，分别有一个单独控制该处车窗的按钮，其操作方法相同。若驾驶员按下三窗禁用开关5，则前右、后左和后右车窗玻璃被锁止，该处乘员不能升降其车窗玻璃，只有在驾驶员再按一下开关5，其他车窗禁用才被解除。典型的中央控制电控门锁的工作情况是，当按动关门按钮，所有车门和行李舱都自动锁住。驾驶员只需按动钥匙

13、上的总控制按钮或用钥匙锁住驾驶员一侧车门，电路系统就会令各个车门和行李舱的门锁执行器动作，将各门锁都锁住。所有门锁在车外打开，仍然由一人操作完成。为了安全和方便，在车内的乘员可将自己车门的门锁独立打开和关闭，比如压下或拉起该门车窗处的锁钥，见图11-5。车门系统内的继电器作用仍然是以小电流控制大电流。但因电控门锁工作时，需要较大电流，为了缩短门锁开关时间和保证完成门锁开关动作，用电容器储备电能迅速释放的方式来达到瞬间大电流的需要。电容器蓄电在短期内释放完以后，输人门锁开关的大电流自行中断。门锁栓柱的伸出和缩进，可以采用电磁线圈方式、永磁直流直线电动机方式或永磁直流旋转电动机方式来执行。为增加门

14、锁栓的伸出缩进力，采用减速增矩(如变速齿轮机构)的方法。日本尼桑(NISSAN)公爵王轿车的电动车窗和电动门锁系统电路见图11-6。该系统由按动开关式电控车窗机构和按键式电控门锁机构组成。该系统的左前驾驶员席处有6组按动式开关和1个按钮，6组按动式开关分别是门锁开关A、左前车窗自动升降开关B(在开关的前部或后部按压一下，该车窗就自动升起到顶或自动下降到底)、左前车窗随动开关D、右前车窗随动开关E、左后车窗随动开关F和右后车窗随动开关G。D、E、F、G 4个车窗的升降完全受开关控制，即压下则升降开始，松开则升降停止。1个三车窗禁用按钮C是驾驶员控制其他三个车窗的，该按钮一旦按下，其他三个车窗则不

15、能独立自我控制升降。左后车窗控制器(RL)和右后车窗控制器(RR)外形完全相同，但内部电路略有区别，因此维修安装时不能装错。右前车窗控制器(FR)内部多了两个控制门锁执行器的继电器。2.52左前车窗控制左前车窗控制器电路见图11-6左上角部分，其控制器由外壳、成型橡胶膜片、电路板和底盖等构成。控制器内部有一块双层印刷电路板，面板下面是成型橡胶膜片，上面有与7个开关相对应的导电橡胶活动触点，电路板无元件面有与7个开关相对应的石墨触点。电路板有元件面则有2个继电器、4个集成电路块和其他电子元件。(1) 电源流向蓄电池提供的12V电源经过载保护器(熔断丝)和接点1后分成3路。第一路经R68和R69电

16、阻流人集成块IC-E的9和2，作门锁的开启和锁止电源。第二路经升(J升)和降(J降)继电器，作左前车窗电动机升降电源。第三路经稳压二极管ZDl和滤波电容C1构成的稳压电路输出一个稳定的11V电压，该电压加在IC-D的13和14、IC-A的1和IC-E的1作该3个集成块的电源。经R45、R46加在IC-F的3作左前车窗自动升降的电源。再经6只二极管加在IC-A作编码器的电源。最后经起电源开关作用的三极管T1作3个电路的信号电压：控制左前车窗升降的信号电压；经R50和T43基极接地为编码电路的搭铁回路提供信号电压；三窗禁用信号电压，当K三窗禁用闭合，三极管T44导通，3窗禁用信号电压为0V。起电源

17、开关作用的三极管T1的导通和截止，由点火开关IG经IC-D的11端子电压控制。当点火开关IG接通，蓄电池12V电源经接点4和由稳压二极管ZD2和滤波电容C2构成的稳压电路输出一个稳定的1lV电压，该电压经D13作车窗K自动降和K自动升的电源。加在IC-F的14作IC-F的工作电源。经R14到IC-D的1到1l作控制信号电压，控制起电源开关作用的三极管T1的导通和截止。当点火开关IG接通，电流经IC-D的1到11加在T1的基极，Tl饱和导通，使T1后的3个电路获得11V信号电压。当点火开关IG断开，Tl会延迟50s后才截止，以便驾驶员在下车后，发现有的车窗未关好，可立即用左前窗控制器上的开关将所

18、有车窗关好。提供给除驾驶员席车窗以外的另3个车窗控制器作禁用信号电源。即当K三窗禁用断开，T44截止，三窗禁用信号线电压为11V；当K三窗禁用闭合，T44导通，三窗禁用信号线电压为OV。(2) 左前车窗的控制方式左前车窗的随动升降控制用图11-6左上角所示的开关D来控制，其自动升降用开关B来控制。1) 不工作状态在图11-7中，接通点火开关IG，经ZD2、C2稳压后的11V电压，加在IC-D的l和11，使起电源开关作用的三极管T1和三极管T43导通。左前车窗继电器J升和J降的常闭触点闭合，左前车窗电动机的正负引线相连。即使有外力使电枢转动，则电枢线圈因感生电流，产生与外力转矩方向相反的感生电流

19、转矩来阻止电枢转动，即左前车窗电动机处于动力阻尼的不工作状态。2) 车窗下降K左前降是随动开关。按动K左前降开关则三极管T41饱和导通，J降线圈通电使其常开触点闭合，左前车窗电动机正向转动带动左前车窗下降。松开K左前降开关则T41截止，J降线圈断电使其常开触点断开，左前车窗电动机断电。但电动机由于转动惯性可能使发电机继续转动，此时J降线圈的常闭触点因将电动机的正负引线连接在一起，电枢电流流过而产生与原转矩方向相反的制动转矩，电动机进入动力制动状态，使电枢立即停转，车窗停止下降。3) 车窗上升K左前升也是随动开关。按动K左前升开关则三极管T42饱和导通，J升线圈通电使其常开触点闭合，左前车窗电动

20、机反向转动带动左前车窗上升。松开K左前升开关则T42截止，J升线圈断电使其常开触点断开，其常闭的触点使电动机进入动力制动状态，电枢立即停转，车窗停止上升。4) 自动升降到头按动K自动升开关，三极管T42饱和导通，J升线圈通电使其常开触点闭合，左前车窗电动机反向转动带动左前车窗上升。此时，K自动升的下触点与电源负极相通，IC-F的6端子就与负极相通。即使K自动升弹起使三极管T42截止，但J升线圈的电流仍然可经IC-F的6端子流回负极，J升的常开触点就能保持闭合使车窗继续上升。当车窗升起要到头时，阻尼增加，迫使流人电动机的电流加大，造成IC-F的13端子电压增加。当13端子电压增加到一定值，IC-

21、F的6端子与负极断开，J升线圈断电，常开触点断开，电动机断电停止转动，此时车窗正好自动升起到头。按动K自动降开关，三极管T41饱和导通，J降线圈通电使其常开触点闭合，左前车窗电动机正向转动带动左前车窗下降。此时，K自动降的下触点与电源负极相通，IC-F的10端子就与负极相通。即使K自动降弹起使三极管T41截止，但J降线圈的电流仍然可经IC-F的10端子流回负极，J降的常开触点就能保持闭合使车窗继续下降。当车窗下降到头时，阻尼增加，迫使流入电动机的电流增大，造成IC-F的12端子电压增加。当12端子电压增加到一定值，IC-F的10端子与负极断开，J降线圈断电，常开触点断开，电动机断电停止转动，此

22、时车窗正好自动下降到头。2.53 电动车窗玻璃升降器汽车电动车窗玻璃升降器结构见图11-10，它主要由涡轮、涡杆、绕线轮、钢丝绳、滑动机架等机械零件和过热熔断丝、开关延时继电器、直流电动机、线束等电器组成。电动车窗玻璃升降器大多采用齿轮传动形式，以减少玻璃升起时的阻力，但也有使用挠性传动装置(如链条或皮带)进行传动的。门窗电动机内有两组绕向不同的磁场绕组，分别和开关的上、下接点相连。两组磁场绕组分别工作，使电动机能输出正、反两个方向的转动力矩，从而控制门窗玻璃的升或降。电动机有的是永磁式，也有的是双绕组串励式。所有电动车窗系统均装有两套控制开关。一套为组合开关，一般装在驾驶员容易操作的地方，比

23、如车门扶手或前排左、右座椅之间的中央通道面板上。组合开关的4个升降按钮开关分别控制4个车窗玻璃的升降，组合开关的锁定开关控制后门的玻璃升降开关的开和关。驾驶员处的操作与其他处有所不同，只需按一下下降键，门窗玻璃即可下降到底。如需中途停止，按一下上升键即可。由于延时继电器的作用，点火开关断开后50s内，车窗玻璃开关仍可起作用。点火开关接通时，驾驶员可方便地通过组合开关控制4个车窗的升降。另一套为分开关，一般都装在车门上由其他乘员操纵。每个车窗控制电路均通过组合开关搭铁，这样流经电动机的电流不但通过每个分开关，而且还要通过组合开关上相应的开关。所以，操纵组合开关或分开关，都能控制门窗玻璃的升降。电

24、动车窗玻璃升降器电路见图11-11。当接通点火开关后，车窗继电器触点闭合，电动车窗电路与电源接通。将组合开关或分开关与“上”位接通，电流流经车窗电动机，电动机旋转，带动升降器，使车窗玻璃上升。将组合开关或分开关与“下”位接通，流经车窗电动机的电流改变方向，电动机的旋转方向亦改变，升降器带动车窗玻璃下降。当车窗玻璃上升或下降到终点时，断路开关切断40s左右，然后再恢复到接通状态。2.54 中控电动门锁1中控电动门锁的结构与工作原理(1) 左前门锁结构和工作原理 在图11-12 (a)、(a1)中，左前门锁由棘齿1、锁钩2、棘齿拨杆4、棘齿尾5等构成主锁，车外门手柄7和车内门手柄9可用车钥匙从车外

25、开锁或拧动手柄将车门打开。棘齿拨杆4、车内开锁锁止按钮10和钥匙锁芯11构成副锁，副锁联动机构用钥匙来开关门锁。当用力关门时，锁环6撞动锁钩内环并带动锁钩顺时针转动，锁钩钩入锁环。同时，棘齿翘起，卡住锁钩外环，门则推不开。要想使锁钩与锁环脱开，在车外时，拉起车门外开门手柄，传动杆向下，带动棘齿拨杆向下，拨动棘齿尾，使棘齿反时针转动，棘齿与锁钩的外环脱开，锁钩在弹簧弹力的作用下反时针转动，从锁环中退出。在车内时，拉起车门内开门手柄，也会使棘齿拨杆下移，拨动棘齿尾，使棘齿反时针转动，棘齿与锁钩的外环脱开，锁钩在弹簧弹力的作用下反时针转动，从锁环中退出。手柄放开时，棘齿拨杆受弹力而复位。当用钥匙转动

26、锁芯于开锁位置，联动机构使棘齿拨杆处于竖直状态，车门内开锁锁止按钮也处于开锁位置。此时，拉动车门外开门手柄，能使棘齿拨杆向下移动，拨动棘齿尾向逆时针方向转动，棘齿与锁钩外侧脱开，锁钩则逆时针转动，锁钩与锁环脱开，车门则可拉开。当用钥匙转动锁芯于锁止位置时，联动机构使棘齿拨杆逆时针转动一定角度，棘齿拨杆远离棘齿尾，车门内开锁锁止按钮也处于锁止位置。此时，拉动车门外开门手柄，棘齿拨杆也向下移动，但拨不着棘齿尾，棘齿保持不动，锁钩仍钩着锁环，车门则不能拉开。联动机构还带动一个电路开关(通常叫门锁按钮开关)，用于控制三个门锁执行器。此开关是一个单刀双掷型的开关，开关的活动片在两个终点位置时都不与触点相

27、接，只是在移动过程中先后与两个触点各接触1次。(2) 左后门锁结构和工作原理左后门锁的基本结构见图11-13，其联动机构中没有钥匙锁芯和电路开关，而是安装了一个门锁执行器。车门上有锁钩和传动机构，车门框的相应部位有一个锁环。工作原理与左前门锁基本相同。(3) 右前门锁和右后门锁结构和工作原理右前门锁结构与左前门锁结构相同，只是零件的方位相反，电路开关被门锁执行器代换。所以右前门锁的钥匙锁芯只能使右前门锁处于开锁或锁止状态，而不能使其他门锁工作。右后门锁结构与左后门锁结构相同，只是零件的方位相反。工作原理与左后门锁相同。2.6集成安全系统在过去，车辆技术的开发主要集中于单个系统和部件。而今天，不

28、断提高的电子系统效率又为系统集成提供了新的可能性。系统集成的有效应用要求了解交通事故发生的每一个阶段的详细内容。交通事故发生的次序开始于“进入模式”阶段，这时乘员已经系紧安全带锁扣，而座椅安全带系统逐步贴近“舒适性模式”阶段，然后如果需要的话，并再进入“动态支持”和“车辆稳定性极限”阶段。当超过“非回复点”以后，就进入“预碰撞”阶段。在这一阶段则对于应用先进执行器和传感器使主动安全系统和被动安全系统的间隙闭合是极为有用的。当进入“碰撞”阶段，人们熟知的被动约束系统的潜力就能释放，就是说，这时被动约束系统发挥保持乘员安全的作用。图1表示借助于先进的技术和附加的传感器信息，以支持主动安全系统和被动

29、安全系统的交互作用的组合，由此所必需的技术改进措施。主动安全系统和被动安全系统的部件构成电子稳定控制(ESC)是一种重要技术，它从探测车辆行驶状态的系统传感器提供相关数据并能够有助于通过制动和发动机干预调节车辆稳定性。各种电子机械转向系统包括诸如转向扭矩覆盖(转向扭矩控制或简称STC)技术，对来自电子稳定控制(ESC)的稳定控制器和传感器的输入量作出响应。这种系统集成向驾驶者提供转向扭矩推荐值，有助于驾驶者在转向操作中选择适当的修正措施。转向角覆盖(Steering anghe overlay),也就是TRW的主动前轮转向(AFS)在没有来自驾驶者的输入力情况下完成工作，按照车辆当时的行驶工况

30、，稳定控制系统确定一个正确转向角并且当驾驶者继续其通常导航行驶时付诸应用。悬架控制系统也在这种稳定控制方面发挥作用。例如TRW的主动动态控制(ADC)能够通过应用反向扭矩(Counter Torqru)连续改善车辆转向稳定性。这一特点不仅对SUV(运动型多功能车)和高重心的汽车适用，而且对乘用车也适用。乘员约束保护系统在系统集成方面是一个重要领域。在这一领域的重要部件.就是TRW的主动控制安全带卷收器(ACR)，它在主动预警到对乘员的被动保护之间架设起一座“桥梁”。也就是说，这种主动控制安全带卷收器为主动安全系统与被动安全系统之间起到了连接作用。ACR能够通过连接稳定控制器而提前介入工作，以便

31、在即将发生碰撞时及时收紧乘员安全带，预先向乘员发出报警并调节好乘坐位置。3 网络通讯及导航系统 3.1网络通讯系统 该系统在驾驶员眼不离前进方向、手不离转向盘的情况下，通过便携式电脑和无绳电话接收网络新闻、电子邮件和其他信息，并将结果通过声控传达给驾驶员，只要触动转向盘上的按钮即可启动，这种车载网络通讯可通过两种方式，一是通过数字式显示器来阅读邮件文本，另一种是将文本文件转换为语音文件的形式，以电子语音的方式来读出邮件内容，邮件回复将以音频文件的形式发出，或以语音识别系统将其转换为文本文件后再发送。商用车领域，跑长途的司机都备有笔记本电脑，在许多卡车休息站和停车场地面服务系统插座连接，从而可以

32、在驾驶室里收看电视、上网冲浪、收发电子邮件及打电话等。3.2电子导航系统 汽车电子导航系统是在全球卫星定位系统（GPS）基础上发展起来的新型技术，主要应用在导航、测绘、测速、车辆防盗和调度等方面。原理是一种能接收定位卫星信号，经过微处理器计算出汽车所在精确经度和纬度以及汽车速度和方向，并在显示器上显示出来的一种装置。 它可以直接输入地名、经纬度、电话号码来进行线路检索，快捷地提供一条到达目的地的最佳路线；由于道路阻塞、路段施工或走错了路等意外情况，最佳路线行不通时，经再检索可以提供新的行车路线；为使驾驶员事先了解行驶中路面变化情况，它可做出语音提示。可以这样说，GPS的最大民用市场就是汽车导航

33、。据报导，在日本的一些豪华轿车上，导航系统已不再是选装，而成为了标准设备。例如丰田公司的Windom,日产公司的Cina,本田公司的Legend，此外，还有一些进 口轿车，如奔驰公司的S级轿车，宝马公司的新7系列和5系列轿车都装备有这种电子导航系统。三菱汽车公司更是大胆尝试，把导航系统作为标准设备，装在了中级轿车Galant上。由于汽车导航系统扩展到更多的车型，因此在车内装饰设计中，在仪表板上预先留出一块15cm左右的视频显示屏幕的位置已成为常规。在日本销售的新车中，2000年有30%安装了导航系统，预计这一比例到2005年将达到35%40，包括微型轿车在内。基本导航系统在日本的起价为1300

34、美元。美国福特公司的GPS系统只有汽车收音机大小，它与收音机和电话集装在一起。显示屏位于中央，为司机指示方向并提供声音指示，但不显示地图，通过全球定位卫星的信号来确定轿车的位置。德国西克斯特公司（德国最大的租车公司之一）2001年采购的8000辆装有导航系统的奔驰汽车，在德国八大飞机场提供服务。这种服务系统只要驾驶员把目的地输入到车上的电脑后，即可计算出最知声音引导驾驶员开向目的地。4 智能交通系统（ITS） 第一次ITS世界会议于1994年在巴黎如开，人们认识到汽车造成的交通问题仅靠扩建公路的方法很难彻底解决，而尾气排放单用排气法规来约束，也只是从静态方面解决问题。还需要借助于ITS从动态方

35、面来解决。当前各国对智能交通系统的理解不尽相同，但有一点是相同的，即工ITS是利用高新技术特别是电子信息技术提高交通效率、保障交通安全和促进环境保护的。目前的智能交通系统主要包括以下几个方面。4.1先进的交通管理系统（ATMS） ATMS系统有一部分与ATIS共用信息采集、处理和传输系统，但是ATMS 主要是给交通管理者使用的，对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时监视，根据收集到的信息，对交通进行控制，如控制信号灯、发布引导信息、进行道路管制以及对事故进行处理与救援等。 4.2先进的交通信息服务系统（ATIS） 它是建立在完善的信息网络基础之上的，通过装备在道路上、机动

36、车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备，向交通信息中心提供全面的交通信息。ATIS对各类信息加以处理后，向社会提供实时的道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息，出行者可根据这些信息确定自己的出行方式和选择路线。目前该系统基本建立在Internet上，并采用多媒体技术，使ATIS的服务功能大大加强，汽车可由此成为移动的“信息单元”和“办公室”。 4.3先进的车辆控制系统（AVCS）先进的车辆系统能够在必要时提供自动控制下的安全行驶功能。自动行驶功能是在强调安全的情况下使用的，包括三个条件：驾驶员比较疲惫，进行长时间的驾驶容易出安全问

37、题，借助自动行驶功能，可以增强驾驶的安全性；随着科技的发展，汽车的速度越来越高，一些高性能车辆的速度可以达到360kmh，这个速度已经超出了驾驶员的反应能力，很容易出安全事故，在这种情况下，驾驶员难以胜任驾驶工作，可以通过提高自动驾驶系统的反应速度达到高速行驶的目的；驾驶员工资在货运成本中占有很大比重，特别是货运驾驶员的工作时间受到严格控制。其次，货车中途停车(尤其是夜宿)易遭受意外损失。货车采用无人驾驶体制，可以长年不停顿运行，经济效益将明显上升，对于利用专用路线运输的货运车队，实现无人驾驶的技术复杂程度也会相对小些。一个先进而完整的自动行驶车辆系统是由一系列车一路通信系统与车一车通信系统所

38、组成。路侧设备包括：磁引导设施、路边通信设施、泄漏同轴电缆(LCX)；车辆设备包括：磁传感器、磁感应器、摄像机、雷达、收发控制器等。先进的车辆系统的核心功能就是车辆能够自动驾驶，这就要求车辆能自动控制行驶速度和行驶方向。对于速度控制，系统往往控制的是一个车队，由LCX传递的控制头车的行驶速度，尾随车辆则需要控制和保持与前后车辆之间的距离(车辆间距大小取决于头车控制速度)，这样进入专用车道的整个车队系统中各车的行驶速度是变化的，车辆行驶速度大小取决于车辆驶入专用车道后的实际间距以及从LCX传递的速度控制指令。对于航向控制，主要是调整车辆行驶过程中发生的偏移，这种控制综合考虑车辆中心线与磁性标记参

39、考线的相对位置，以及同时由LCX传送至车辆的道路线形信息。当某些磁性标记损坏或丢失时，航向控制则通过CCD摄像机获得相关行驶区域数据，处理后的数据用来辨别和区分道路与障碍，生成适合于车辆行驶自动控制的区域地图。当发生不正常情况时，如路侧设备与车辆通信中断，车辆本身会发出预警信息，车辆行驶状态由自动方式转为人工方式。美国于1997年历时数月，在加州圣迭戈至洛杉矶的1一15号州际公路上进行大规模自动化公路系统试验。该路段长12km，在路面下埋设92000个3M公司的磁棒，路侧设有监控站。以1020辆别克安全型轿车组成车队，进行无人驾驶自动运行试验。试验车在前后保险杠装有磁感应器、纵向和横向激光测距

40、仪，全方位视频探测器结合车载风门、转向、刹车自动控制器，组成智能型的常用车速自适应控制、车道自动保持和盲区自动防碰撞等系统，取得车队车速200kmh、车头间距lOm左右的安全行驶结论。俄亥俄州立大学在1一15公路6.5km长的公路上铺设3M公司的雷达反射带，用三辆车做超车试验，其中一辆由人驾驶，另两辆无人车辆装有摄像系统以进行横向控制，激光测距雷达作纵向控制，还装有一台小功率雷达作侧向监测。试验证明：采用车距控制和车道自动变换技术的自动车辆可以安全地对人工驾驶车辆进行超车。休斯敦Metro公司与卡内基一梅隆大学合作，研制两辆装有自动驾驶系统的大型客车，在公路作运行试验后宣称：由于驾驶系统能作纵

41、向和横向控制，支持车辆保持和车道变换，并能在车队行驶过程自动保持车头间距不变，大客车在车队中可实施自动驾驶并获得足够的安全度。伊顿、本田、丰田等公司也以各自研制的自动化车辆参加专项试验。曾在该道路上作过进、出车道，车辆停、起，自动变换车道，自动规避障碍物和紧急刹车等试验。他们认为：凭借公路和车辆上的设备可以实现自动驾驶。试验成功具有重大意义，说明技术上初步可行。但要在自主车辆(个人轿车)范围推行此项目却存在用户经济上的可接受性，在技术上也还有不少难题有待解决，如车速控制精度和车间距的关系、车道横向位置的重复行驶精度、车辆失效概率等。因此，美运输部已撤消对此项目的财政支持。但是，美、日等国家都还

42、在专用试验场上作控制行驶精度和可靠性的进一步试验；欧盟对专业货运车队的自动行驶也正在进行多种探索。荷兰鹿特丹港有大量大吨位集装箱(50t)需转移到70km外集散站，以避免港口拥挤。为此，进行一项“组合路”试验。沿高速公路一侧，加修两条带轨道的特殊货运车道，在轨道旁的路面上，每隔一定距离埋设传感器，以采集轨道和车辆运动信息，轨道用来保证车辆按道路线形行驶；在ITS 98展览会上(地点荷兰)，现场显示无人驾驶车队运行，车速50kmh，车头距约166m。德国和意大利汽车制造厂商合作开发一种无人驾驶车辆，组成车队行驶。首车由人驾驶，后随无人驾驶车辆尾随首车跟驰行驶。风门、转向和制动等操作信息，通过称为

43、“电子拖条”工具，以5.8GHz微波在车间依次传送。如首车减速，减速信号将在80ms内传送给后车，后车将在0.3s内自动做出制动反应，这种反应速度已远远超过最熟练的驾驶员操作。日本正开展双元货车研制，这是一种能作两种模式运行的汽车。第一种是在市区普通道路作有人驾驶的短途运输；另一种是在城市间作长途无人自动驾驶。由专用导航道路侧向臂架的线路引导，以100kmh车速行驶，车头时距为l3s。我国的自主驾驶汽车研制也取得了巨大的成就，由一汽集团公司和国防科技大学合作研制的自主行驶汽车在高速公路上行驶的最高稳定车速达到130kmh，其最高峰值速度为170kmh，并且具有超车功能，其总体水平已经达到世界先

44、进水平。经过全球交通行业的不懈努力，理想的地面运输模式一定能够实现。先进的车辆系统和先进的交通管理系统依赖于高速通信，未来的监控系统将为车辆提供更多、更丰富的信息，更多地参与车辆与管理机构的信息交互，能够最大程度地保证车辆行驶安全并提高交通效率。4.4电子收费系统（ETC） 使用者可以预交一笔通行费，领到一张电子通行卡，将其安装在汽车的指定位置，而收费站路边装有电波阅读设备，这样当汽车通过收费站时不用停车就可以支付过路费。据说这种电子收费系统可以使道路的通行能力提高35倍。 4.5货运管理系统 该系统是以高速道路网和信息管理系统为基础，利用物流理论进行管理的智能化的物流管理系统。它综合利用卫星

45、定位（GPS）、地理信息系统（GIS）、物流信息及网络技术有效组织货物运输，以提高货运效率。 5 移动多媒体系统 运用移动多媒体技术可开发出过去无法想象的汽车娱乐系统，这种音响图像技术包括全彩屏幕、游戏设备、DVD播放机、电源、CD机、录像机、DVD机和放唱机等。移动多媒体技术还体现在智能无线产品、远程通讯设备和信息处理产品等方面，其中包括提供语音识别系统。该系统支持多种语言，使驾驶者不用手动操作娱乐系统，从而腾出双手控制转向盘。它还能将Internet的功能集成到车辆中，使人在车上就可以上网浏览、收发邮件和进行股票交易，同时采用“即插即用”的方式使汽车消费者可以方便快捷地更换他们的多媒体产品

46、，享受更丰富的全新服务。今天，在美国，通过路旁系统帮助，汽车收音机可以进行实时交通报道、诊断和卫星通讯，它在21世纪初引入市场，并给市场带来巨大变化。各个著名品牌如OnStar,XM卫星收音机和Sirius卫星收音机是汽车制造商、供应商和经销商共同协作和集体智慧的结晶。比如在该领域走在最前列的通用汽车公司，到目前为止，已经拥有100万个XM卫星收音机签约用户。他们可以免费享受70个高质量数字商业音乐频道；由内容供应商如CNBC、FOX News、C-SPAN、NPR和ESPN提供的超过30个新闻、体育、访谈和娱乐频道。其他方面，有超过20个频道提供即时交通和天气信息；用户可以浏览超过200万条

47、不同信息。此外，经过强化的媒体宣传活动，通用的OnStar实际上也已经成为家喻户晓的名字。用户只需按动一个按钮，每天24h,每周7天均可同在线顾问进行连线咨询。该系统可以精确定位签约用户汽车的位置，并为用户提供帮助建议。目前通用汽车在超过50个车型上安装了OnStar系统，并且在汽车出厂前安装。这方面的新技术媒体报道还有很多，如自动车新闻曾报道日本松下电器公司推出一种内置DVD播放机的车用液晶电视机。这种7英寸液晶显示屏的电视机分辨率为480 X 234像素，除了接收电视节目外，还可播放DVD或VCD碟片，不使用时可将液晶显示屏放人柜体内，如果配套功放设备，还可以播放5.1普通环绕立体声，使乘

48、客在汽车内也能享受家庭影院的乐趣。另据报道，戴姆勒克莱斯勒公司在美国的一家子公司推出一款新车型，该车使用了多项新的电子信息技术，在娱乐方面它可以通过短距离无线网络下载视频商店的电影，并可传送连网家用电器的娱乐信息随着技术的发展，空调、音响等各种电子装备装在了汽车上，随着GPS导航及电话系统加入进来后使汽车的中控台日显拥挤，对于使用者来说面对密密麻麻的开关和按键造成使用上的麻烦，为了使消费者能够便利地使用这么多功能，因而催生出了多媒体集中控制系统，15年前的第一代多媒体集中控制系统只是把音响和导航系统集成在一起。逐渐，集成的功能越来越多，目前面世的最新一代的多媒体集中控制系统已经出现，如奥迪MM

49、I多媒体系统、宝马i-drive多媒体系统与雷克萨斯Remote Tou，应是目前汽车多媒体的杰出代表。（一）奥迪MMI多媒体系统奥迪的第一代MMI在2002年推出，由于比宝马的第一代i-Drive多媒体系统更方便使用而备受好评，依靠更多的功能按钮战胜了靠单一按钮操作的导航系统。而在2008年底，奥迪最新研发的新一代MMI 多媒体控制系统。新一代MMI的性能有很大提升，采用了一个分辨率为800x480的7英寸液晶显示屏。该系统配备40GB硬盘，其中的10GB可以用来储存音乐，其余的容量可以储存行车日志和导航信息。谈到导航系统，这个显示屏可以利用特有的图形处理器显示3D图像，系统通过一个三维实时

50、真实比例地形图使得车辆的导航能力得到了进一步加强，同时照片将用于显示一些关键的路标，甚至还有一些著名商业品牌的Logo以供辨认，这对于急于赶路的旅行者来说可以更逼真的显示路况信息。除此之外，新的MMI系统还包括支持外部USB接口的多媒体播放器（iPod或是MP3）、卫星广播等。从功能上看，新一代MMI的软件系统应该和新一代的宝马i-Drive系统应该出自于一家公司，除了背光颜色不同，他们的操作界面到显示方式非常接近。系统有些方面还需要完善，由于不是触摸屏幕，在给导航系统选择目的地时地址不太方便，相比之下，摸屏幕的系统就好用些。（二）宝马i-drive多媒体系统7年前，第四代宝马7系推出时，车内

51、配置的i-Drive带给人很多的便利，使用户通过中控台上的一个多向控制旋钮和仪表板上的多功能显示器，掌控车辆的主要功能，控制车辆的娱乐、导航和远程通讯功能，从而取代了各种各样的传统开关、按钮和显示器。从i-Drive系统面市伊始，便成为了汽车多功能显示与控制的同义语。在2008年底，宝马又推出了新一代i-Drive系统，第二代 i-Drive系统使用全新10.2或8.8英寸控制显示器，不但尺寸上就超过了目前其它品牌汽车显示屏，分辨率为1，280 x 480的清晰度更能够清晰显示逼真的图像，其鲜艳度和对焦清晰度可与高清电视（HDTV）媲美。作为一项附加创新，第二代革命性的BMW控制系统在控制器上

52、为最常用的菜单选项设置了四个快捷键。这样，驾驶者通过快捷键就可以在CD、收音机、电话和导航功能之间自如切换，与操作娱乐电子设备一样快速高效。同时，新i-Drive操作系统上简单的菜单结构也使驾乘者更容易找到需要的功能，源自计算机技术的横向叠层的菜单树和用户系统使得访问所需功能更加简单。由于BMW i-Drive系统的技术功能得以升级优化，升级后导航功能的使用更加简单，3D全屏地图显示功能提供了当前所在地区极为详细的综览。新i-Drive的特色之一是车辆上内置了存储硬盘，硬盘容量为80 GB，它令电子导航地图的访问变得快捷。该硬盘还可以用来储存大量的音乐文件，i-Drive系统能够将音乐文件从C

53、D、MP3播放器或U盘拷贝至硬盘。该系统可以用来访问个人音乐收藏、CD、其他外部播放器或收音机。用于储存音乐文件的硬盘空间相当于100张左右的音频CD.从功能上看，新一代MMI的软件系统应该和新一代的宝马i-Drive系统应该出自于一家公司，除了背光颜色不同，他们的操作界面到显示方式非常接近。系统有些方面还需要完善，由于不是触摸屏幕，在给导航系统选择目的地时地址不太方便，相比之下，摸屏幕的系统就好用些。（三）雷克萨斯Remote Touch系统Remote Touch信息操作系统是雷克萨斯标志性创新之一，它被应用在刚推出的RX350及RX450h车型上。这套多媒体操作系统为日本电装公司开发完成

54、，Remote Touch能够利用中控台的指点装置，操作显示屏位于仪表板上方的多媒体系统，操作方式是把指尖置于操作旋钮上，移动屏幕上的指针，操作旋钮采用了能够改变驾驶员受到的操作反作用力的“触觉”技术。Remote Touch由放置指尖能够上下左右移动的操作旋钮、放置手掌的支持部分、左右及上方的开关组成。触摸面板上的输入操作被操作旋钮和左右的“ENTER”（确定）开关所取代，不同于以往利用指尖直接点击屏幕上的开关，Remote Touch可以通过操作旋钮移动指针，利用ENTER开关确认。为了不给习惯于触摸面板操作方法的用户造成困扰，基本的屏幕设计沿袭了以往丰田的多媒体控制系统的触摸屏幕。但是，

55、由于难以像个人电脑鼠标那样自由移动指针，使其位于特定开关上方。因此，Remote Touch加入了当用户准备把指针移向所需开关时，利用触觉技术使指针随即吸附至该开关的感觉传导机制。操作旋钮内置2个马达和编码器，当车载多媒体系统启动时，马达会控制操作旋钮一直处于中点。主菜单上横向排列着5个开关，假设从“目的地”向“信息G”移动指针，按照设定，操作反作用力刚好在二者开关的边界改变。在到达目的地的右端之前，操作旋钮受到左侧吸引，在到达信息G的左端之前，操作旋钮受到右侧吸引。这样可以在刚好跨越开关的一瞬间实现落差感。当根据指针坐标设定该反作用力后，指针位于开关坐标之内时会受到中央吸引。因此，即使随便用

56、指尖移动指针，也可以得到指针一直吸附于开关中心的效果，指针的位置控制更加简便。另外，指针在没有开关的位置可以自由移动。此外，新的多媒体系统还集成了雷克萨斯智能副驾系统，这套被称为G-BOOK的系统借助车载智能通信系统，利用装载在车辆上的通信终端，通过无线网络与数据中心连接，为顾客实现安心、安全、便利、舒适的驾车体验服务。这套服务在初期阶段将为顾客提供紧急救援服务、防盗追踪服务、道路救援服务、保养通知服务、话务员服务、资讯提供服务和G路径检索服务等7种便捷、实用的服务内容。使驾车者融入现今科技高速发展的信息社会，让驾车成为一种享受。通过雷克萨斯智能副驾，顾客、经销商和制造商三方融为一体，为顾客提

57、供全方位的服务。 结论总之，世界各大汽车制造商们都在快马加鞭地进行着信息技术的应用。尽管目前还有许多问题尚未解决，诸如：各种软、硬件之间的无缝衔接，制定适合汽车信息技术应用的统一标准和信息系统如何集成等，但相信攻克这些难关指日可待。可以预见未来汽车将不再是一个移动的孤独空间，而是一个快乐、安全和与外界息息相关且充满活力的“信息单元”。 致谢：芜湖职业技术学院机械系xx老师芜湖职业技术学院计算机机房 参考文献： 1钱宗珏.新世纪信息技术的主要发展趋势J.现代电信科技出版社，1990. 2杨秀红，孟祥录.新技术在汽车上的应用及发展趋势J.辽宁汽车出版社，2000. 3陈延寿，王建萍.信息技术在汽车上的应用J.汽车工业研究出版社，2001. 4蔡自兴.智能控制J.电子工业出版社，1990. 5李继斗.电子技术在汽车上的应用和发展趋势M.机械工业出版社，1998.22