Автоэлектроника в примерах сегодняшнего дня

05 мая 2009, Однокрылов Владимир 1
Прогресс не стоит на месте – не миновал он и автомобиль, ведь какое современное авто сейчас встретишь без встроенного навигатора или прочих гаджетов, служащих обеспечению безопасности, выполнению дополнительных функций или просто для развлечений. Что же сейчас предлагают нам цифровые технологии? Об этом читайте в данной статье.

Сложно сказать, откуда у человека взялась тяга к совмещению различных устройств в одно. Исторически сложилось – чем дальше заходит развитие любого устройства, тем сложнее оно становится. И на сегодняшний день автомобиль – уже не просто двигатель, руль и корпус, теперь это сложное устройство с системами контроля, управления, а также развлекательный центр в долгом путешествии. Особенно это касается так называемых семейных автомобилей – например, нужно же чем-то занять детей, которые в обычных условиях чуть ли не на голове стоят в процессе поездки на отдых.

Эх, дороги… #

Безопасность пассажиров в пути очень важна – никто не отменял лихачество на дорогах или просто случайные обстоятельства, приводящие к аварии; и о биче любого современного города – пробках – тоже следует помнить. Именно технологиям, делающим автотранспорт чем-то большим, чем просто "железной лошадью", и посвящена данная статья. И начнем ее с одного из путей будущего автомобилестроения – сетевых технологий, реализованных в автомобильной автоматике.

Автосети – а зачем нам светофор? #

Итак, каждый из нас хоть раз в жизни бывал в пробках, не важно, в роли водителя или пассажира – тянущееся ожидание сего действа знакомо каждому. А отсюда нервозы из-за споров до хрипоты, когда кто-то кого-то "подрезал" при попытке побыстрей уехать и прочих "радостей" длительного стояния на дороге. И с каждым годом ситуация все хуже – автотранспорта все больше, а дороги не резиновые. Однако прогресс не стоит на месте и все время предлагает новые варианты решения возникающих проблем, и один из них – это управление дорожным движением в реальном времени.

В основе семейства данных технологий лежит передача сигналов управления на транспортные средства с помощью своеобразного подобия локальных сетей для компьютеров, а обработкой сигналов занимаются специализированные компьютерные процессоры. Большинство таких автосетей находятся лишь в состоянии модели-концепта или же только на бумаге. В производство постепенно внедряются лишь разработки, поддерживаемые крупные концернами и группами компаний-производителей. На данный момент основными являются следующие сетевые технологии, позволяющие управлять движением автотранспорта.

V2V (Vehicle2Vehicle) #

Европейская система предотвращения столкновения V2V (Vehicle2Vehicle) предполагает использование GPS и организованной радиосети, и основана на постоянном анализе скорости, положений и траекторий соседних автомобилей, чтобы предотвращать возможные столкновения между ними. Однако сложность реализации фактически поставила крест на ее внедрении в жизнь – не каждый может себе позволить в авто держать вычислительный комплекс, обрабатывающий в реальном времени такие объемы данных о физических объектах, а о вреде направленных интенсивных радиосигналов и говорить не приходится.

CAN (Controller–area network) #

Стандарт сети на базе CAN (Controller–area network) позволяет микроконтроллерам и устройствам в авто (в совокупности образующими ядро – node), взаимодействовать с другими общностями устройств путем так называемых "сообщений" (messages) через специализированные CAN-контроллеры и передатчики. Причем характер связей, образующих сеть, не имеет значения – радиосигналы ли это или оптоволокно. Основным недостатком данного метода управления является малая пропускная способность сети, а ввиду характера взаимодействия устройств данного стандарта, чем меньше пропускная способность – тем меньше устройств можно объединить в эту сеть. Также большое количество служебных данных в пакете сообщения перегружает сеть, снижая коэффициент эффективного использования пропускной способности каналов данных.

FlexRay #

Стандарт FlexRay – более новый и гибкий по сравнению с CAN, основоположником которого является компания NXP совместно с компаниями Bosch, GM, BMW, DaimlerChrysler и Volkswagen. Все перечисленные компании вошли в мировой Консорциум FlexRay. Протокол FlexRay – это шаг к новому стандарту автомобильных коммуникаций, с более широкой пропускной способностью (достигает 10 Мбит/с, и это против до 1 Мбит/с в CAN) и большими возможностями. В настоящий момент уже существует FlexRay-система управления движением автобусов.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры
Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Одним из главных поставщиков решений FlexRay является компания NEC. Ее инженеры расширяют возможности сетевых стандартов, подобных CAN, ведь в отличие от своих предшественников, новая система является реагирующей не на сами события (event-triggered) системой, а обладает архитектурой, основанной расписание по времени (time-triggered). Как заверяют специалисты, это позволяет избежать перегрузок на дорогах и дает достаточную задержку для беспрепятственного транспорта.

В стандартах, реализованных "в железе" компанией NEC правильное взаимодействие всех компонентов основано на единой системе синхронизации времени между устройствами. А центром FlexRay является MHDуправление сообщениями (message handler), позволяющее контролировать доставку системных команд и другие функции, как фильтрация, перенаправление каналов и диагностика. Работает устройство под управлением CPU, впрочем, как и другие составляющее контроллера FlexRay – устройство контроля времени и контроллер прерываний.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Что же послужило поводом для интенсивной разработки нового протокола? Основной проблемой автотранспорта является безопасность, и недостатки сетей CAN могли в будущем усугубить ситуацию. Посему консорциум компаний, занимающихся FlexRay, ускорили разработки, а входящая в их ряды NEC уже имеет целое семейство микроконтроллеров FlexRay на основе серии 32-битных чипов V850 MCU различной производительности и возможностей. Однако углубляться не будем, поскольку это узкоспециализированные устройства со сложной структурой и достаточно знать, что они используют все возможности протокола, а сами микроконтроллеры с помощью FRCC через 32-битный синхронных интерфейс ускоряют доступ к данным и уменьшают нагрузку на процессор. Ниже приведены фото чипа V850E/PHO3 и схему устройств семейства.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры
Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Сводные характеристики чипа V850E/PHO3 #

  • V850E – частота 128 МГц;
  • 1 Мбайт Flash-памяти / 60 Кбайт RAM;
  • Поддержка FlexRay (2 канала, версия 2.1);
  • 2xCAN (32 + 32 буфера сообщений);
  • 2xCSI, 2 x буферных CSI, 3 x UART;
  • 2xADC (10+10 ch), 10 bit, 2 us;
  • Двухтактовый счетчик реального времени для контроля двигателя авто;
  • 357 PBGA.

На данный момент новый протокол применяется только в общественном транспорте, но возможности FlexRay активно расширяются. Возможно, не за горами время, когда личные авто смогут избегать заторов на дорогах и снизится количество аварий из-за несогласованного дорожного движения, а светофор станет просто экспонатом в музее истории автотранспорта.

Blue&Me или "перочинный ножик" в приборной панели #

Но оставим мечты и обратимся к еще одной автомобильной технологии – Blue&Me от Fiat. Строго говоря, данная система не является чисто сетевой, скорее коммуникационной – это комплекс устройств мультимедиа и навигации. Автомобили не могут связываться межу собой с помощью этой технологии, но это и не требуется – она предназначена для удобства водителя. Последний концепт был представлен на Международной выставке мобильных технологий GSMA Mobile World Congress в Барселоне – в автомобиле Fiat Lancia Delta.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Что касается возможностей, то набора хватит любому шоферу. Кроме возможности подключения MP3-плееров и других устройств через USB также подключается и КПК с помощью Bluetooth, что позволяет в режиме реального времени контролировать состояние авто. Следует отметить голосовое управление, в том числе и навигацией.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры
Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Онлайновые службы, обеспечиваемые пока только на территории Европы, предоставляются компаниями-партнерами концерна Fiat, и основными являются:

  • Info Service and Drive Me – информационная служба. Простым нажатием кнопки водитель может связаться с оператором и получить у него информацию по общественным и культурным местам города. Адрес направляется с помощью SMS-сообщения и принимается непосредственно навигационной системой автомобиля.
  • SOS Emergency – аварийная служба. Нажав кнопку, водитель может вызвать помощь. При этом в сервисный центр данной службы система направит информацию о местоположении автомобиля, благодаря чему он будет быстро обнаружен, и на место происшествия прибудут аварийные службы. Вызов может быть активирован и автоматически – в случае аварии.
  • On-line Insurance Services – онлайновые страховые службы. Местоположение автомобиля фиксируется специальным приемником бортовой глобальной системы навигации и позиционирования и направляется в страховую службу. Таким образом осуществляется работа "службы отслеживания", благодаря которой водитель получает преимущества в отношении расходов на страхование.

Этот комплекс услуг работает на базе Blue&Me Nav – последней версии системы Blue&Me, впервые представленной на Женевской автомобильной выставке в 2006 году совместно компаниями Fiat и Microsoft. В то время автомобильная группа Fiat стала первым автопроизводителем, с которым компания Microsoft предприняла совместную разработку совершенно новой бортовой платформы. В течение последующих восемнадцати месяцев после ее создания последовал выпуск двух новых версий спутниковых навигационных систем, а именно – Nav и Map, а также системы EcoDrive, позволяющей обеспечить и экологичность, и эффективность эксплуатации автомобиля.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Системой "Blue&Me Nav" с полным набором он-лайн услуг оснащаются теперь все новые автомобили от Группы Fiat. В Европе компания Telecom Italia управляет также мобильной связью между системами автомобиля и платформой "Infomobility", которая служит, кроме того, и межсетевым интерфейсом, обеспечивающим поддержку услуг, предоставляемых третьими сторонами.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

При поддержке компании Accenture, Telecom Italia которая является бизнес-партнером, предоставляющим полный комплекс услуг, в области системных разработок и реализации сервисной платформы, интегрируемой с бортовыми электронными системами автомобилей Группы Fiat платформа Infomobility активно развивается – это необходимо для обеспечения ею всего спектра услуг по поддержке обслуживания автомобиля и его переоснащения оригинальным оборудованием.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

А совсем недавно, в октябре 2008 года, автоконцерн Volkswagen представил свое видение синтеза автомобиля и интернета на Международной бирже поставщиков – VW Tiguan.

Специально была разработана WLAN-сеть. Она была создана научно-исследовательской корпорацией Wireless Wolfsburg для тестирования мобильного интернета. Используя ресурсы портала Wireless Wolfsburg, новый автомобиль Tiguan (концепт идеи auto@web – авто-в-сети) выводит на дисплей навигационной системы необходимую водителю информацию: анонсы и расписания городских мероприятий, различные новости. Также водитель может воспользоваться ресурсами широко известных поисковых систем. Разработчиков также предложили и другие идеи: с помощью персонального компьютера, КПК или iPod можно проверить, заперты ли двери Вашего автомобиля или, скажем, какой запас топлива остался в баке. Кроме того, на мобильный телефон можно загрузить карту, которая покажет место парковки автомобиля.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры
Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Однако все вышеописанное требует специально подготовленных ресурсов сети, но существует и альтернатива – система CarTorrent, разработанная UCLA. Сеть CarTorrent предназначена, главным образом, для пользовательского обмена информацией между автомобилями (похоже на обычную беспроводную сеть, не так ли?). Она работает в диапазоне 5,9 ГГц и позволяет получать доступ к навигации, мультимедиа, а также телеметрии автомобиля. Технология основана на взаимодействии автосистем по стандарту связи IEEE, получившему название 802.11p.

Трели соловья, или кино всегда с собой #

Но не одними онлайн-сервисами и болтовней по телефону жив шофер, нужно иногда и отвлечься. И тут на помощь приходит авто-мультимедиа системы. Еще в 2006 году компания Ford предложить покупателям автомобильный ПК FordLink, который позволяет проверять почту и выходить в интернет из автомобиля. Стоимость той новинки была немала – $3000, однако за эти деньги водители получали полноценный компьютер под управлением Microsoft Windows XP, возможность подсоединения аудиоплееров и прослушивания интернет-радио.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Но чтобы насладится взятой у друга-автомобилиста или скаченной из интернета мелодией, зачастую обычной звуковоспроизводящей системы мало – шумы, акустика в салоне не блещет, или же просто низкое качество проигрываемого материала. Но фирма Alpine Electronics заявляет что может "превратить салон Вашего авто в концертный зал" (небольшое преувеличение, конечно). И намеревается сделать звук в авто лучше с технологией IMPRINT, позволяющей устройствам от Alpine производит подстройку звука в автомобиле в полуавтоматическом или автоматической режиме, а сама настройка займет около получаса.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Работает это так – авторская технология Alpine MultEQ позволяет проводить более 500 коррекций по всему частотному диапазону при помощи чувствительного микрофона и тест-сигналов, воспроизводимых динамиками. Все вычисления проводит IMPRINT-процессор, в результате, строя диаграмму эквалайзера, причем не только для места водителя, но и для остальных пассажирских мест, в результате получая оптимизированное звучание в любой точке салона авто.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Хоть система IMPRINT с "сердцем" в виде компьютерного процессора чаще предустанавливается уже на стадии сборки в автомобиль, есть возможность и для обладателей обычных звуковых систем приобщится к хорошему звучанию, поскольку компания также поставляет контрольные устройства без акустики для настройки уже имеющихся аудиосистем (процессорное устройство DXA-H100 для совместимых систем и калибровочно-контрольный прибор DXE-H650).

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры
Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Также в каталоге продукции наличествует навигационное устройство BlackBird размером всего 6,5" и оборудованное сенсорным цветным дисплеем повышенной яркости. Кроме этого, в каталоге компании есть устройства размером с магнитолу для подключения к акустике и, собственно, управления iPod, например, iDA-X001, который позволяет подключить сразу два совместимых iPod'а.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры
Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Также следует обратить внимание на системы, позволяющие смотреть фильмы прямо в салоне Вашего автомобиля. Так как DVD медленно уходит в прошлое, уступаю позиции интернет-телевидению, а также видео в формате HD и Blue-Ray, то поведем речь о последних. Как известно, для просмотра требуются следующие компоненты:

  • сам дисплей
  • проигрыватель или ТВ-тюнер
  • аудиосистема

Так как в последнем пункте принципиальных изменений уже нет в последние несколько лет, то первые два пункта неспешно меняются – так, на смену электронно-лучевой трубке и плазменным экранам уже давно пришел жидкокристаллический дисплей, теперь, зачастую, сенсорный для удобства пользования, а плееры уже далеко шагнули от обычных кассетных и VCD-плееров.

Самым распространенным форматом дисплея является отношение сторон экрана 16:9, а сами экраны бывают следующих видов: потолочные; мониторы, размещаемые в подголовнике; мониторы для приборной панели; универсальные мониторы; мониторы в зеркале заднего вида; мониторы, размещаемые в козырьке от солнца; переносные ЖК-телевизоры. Теперь о каждом виде монитора подробнее.

Потолочные мониторы #

Автомобильные потолочные мониторы являются одним из самых простых мультимедийных решений и имеют широкий диапазон размеров – от 5.6" до 15". Существуют мониторы как с встроенными проигрывателями DVD, так и без них.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Встроенный проигрыватель позволяет использовать устройство сразу, но ограничивает возможность модификации и усложняет саму конструкцию – растет размер и энергопотребление. Что касается мониторов малых размеров без дополнительных устройств – то они пригодны для установки даже в самые компактные авто. Ну а мониторы с диагональю 13" – 20" стоит размещать лишь в транспортных средствах солидных размеров и функционала – например, туристических автобусах.

Мониторы, размещаемые в подголовнике #

Данный вид мониторов предназначен в основном для развлечения пассажиров на задних сидениях. В основном, их размеры находятся в диапазон 5" до 8". Специфика таких мониторов в том, что их можно разместить практически в любом авто, независимо от его конфигурации. Многие автомобили выпускаются уже с заранее заготовленными местами для некоторых моделей мониторов.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Существуют 2 основных вида мониторов, устанавливаемых в подголовники – блоки замены, состоящие из самого монитора и подголовника, и просто мониторы, устанавливаемые в специальные посадочные углубления. Первые подразделяются на 2 подвида – универсальные блоки замены и блоки, рассчитанные на определенные марки автомобилей. Возможности модели зависят от производителя – качество матрицы, углы обзора и дополнительные опции наподобие подключения беспроводных наушников.

Мониторы для приборной панели #

В отличие от предыдущего типа мониторов этот используется водителями, причем не только в целях развлечений. Несмотря на то, что большинство моделей имеет встроенное радио и DVD-проигрыватель, а часть даже моторизованный самовыдвигающийся монитор, их можно использовать как монитор управления навигационной системы или же, как адаптер подключения iPod, камеры заднего вида или устройств Bluetooth.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Универсальные мониторы #

Универсальные автомониторы предлагают большую гибкость в установки, нежели другие виды мониторов. Фактически, их можно разместить (разумеется, в соответствии с размером) в любом авто и в любом месте, да и известно, что большинство из LCD-мониторов проектируется для сниженного энергопотребления. Вообще почти все модели имеют отсоединяемую подставку, позволяющую с помощью шурупов или другого крепежа присоединить ее к любой гладкой поверхности. Монитор же без подставки свободно монтируется в подголовник или потолочную платформу.

Мониторы в зеркале заднего вида #

Мониторы, вмонтированные в зеркало заднего вида, могут подключаться как к камере заднего вида, так и видеосистеме автомобиля. Матрица таких мониторов размещены непосредственно за стеклом зеркала. Дополнительно в нем могут быть размещены адаптеры Bluetooth для приема звонков от телефона владельца.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Мониторы, размещаемые в козырьке от солнца #

Диагональ этого вида мониторов колеблется от 7" до 9", а установка производится самой заменой козырька. Трудность заключается лишь в поиске подходящей модели нужного цвета и формы.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Переносные ЖК-телевизоры #

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Полнофункциональные телевизоры, форм-фактор которых позволяет разместить их в автомобиле.

Что касается самих источников изображения, то на данный момент больше всего распространены DVD, но, как уже говорилось выше, жить этому формату уже недолго. Поэтому рассмотрим более современные устройства – например, компания Fujitsu запустила в производство автомобильный контроллер протокола 1394 для трансляции видеоданных внутри автомобиля. Fujitsu MB88395 может легко пересылать несколько потоков данных одновременно, в том числе HD-видео разрешением 1280х720 пикселей, содержимое Blu-Ray и DVD, цифровое ТВ и показания навигационной системы.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Что касается самих проигрывателей качественного видео, то стало известно, что компания Mitsubishi уже завершает разработку проигрывателя дисков формата Blue-Ray для установки в гнездо размерности 1DIN на передней консоли автомобиля. Основным достоинством, как отмечают японские инженеры, является то, что новый Blue-ray-проигрыватель для автомобиля гораздо компактнее, чем бытовые проигрыватели от Mitsubishi. Его размеры вполне стандартны для 1DIN – 50x178x180 мм. В список форматов, поддерживаемых проигрывателем, входят BD-ROM, BD-R и BD-RE.

Автоэлектроника – quot;живыеquot; примеры

Разработка Mitsubishi рассчитана на работу в условиях частой вибрации, но чтобы обеспечить отсутствие прерываний в работе BD-проигрывателя не применялось каких-либо специальных гасящих вибрацию устройств. Такая устойчивость была достигнута при помощи буфера увеличенного размера, а компактность модели была получена за счет уплотнения размещения деталей на схемах попутно с уменьшением веса и толщины механических составляющих (приведет ли это к повышенному износу, покажет время).

В качестве программной оболочки BD-проигрывателя пока используется операционная система семейства Linux. Скорей всего позднее она будет заменена на Microsoft Windows CE, которая применяется почти во всех фирменных навигационных системах корпорации Mitsubishi. Появления первых массовых моделей BD-проигрывателей на рынке ожидается во второй половине 2009 года.

Заключение #

На данной оптимистической ноте можно сказать, что статья закончена. Конечно, в рамках одного материала невозможно охватить все нововведения, которые постоянно разрабатываются компаниями в погоне за завтрашним днем. Но мы будем и дальше освещать все нововведения и тенденции в мире автомобильного high-tech – ведь применение различных электронных устройств облегчает жизнь как водителю, так и пассажирам.

В заключение предлагаем вашему вниманию видео, в котором немецкий представитель Fiat на примерах расскажет о работе системы Blue&Me в автомобилях концерна.

Рекомендуем также почитать

Отзывы

1 Оставить отзыв

Добавить отзыв

загрузить другую
Ваш отзыв

Видео

BenQ PU9730: обзор инсталляционного двухлампового проектора

23 января 20159890 1

Обзор инсталляционного двухлампового проектора BenQ PU9730. Модель имеет моторизованный большой зум с широким диапазоном масштабирования и поддерживает вертикальный/горизонтальный сдвиг линз. Проектор можно разворачивать на 360 градусов и управлять им дистанционно [..]

Видеосвидетель 5410 FHD 2CH: обзор видеорегистратора с двумя камерами

31 декабря 201413321 0

Обзор видеорегистратора Видеосвидетель 5410 FHD 2CH. В комплекте с устройством поставляется дополнительная камера для крепления на заднее стекло автомобиля. Обе камеры записывают видео со звуком в разрешении 1920x1080 при 30 кадрах в секунду. Посмотреть отснятое можно на экране [..]

Видеосвидетель 4410 FHD G: обзор видеорегистратора

31 декабря 201412751 0

Обзор видеорегистратора Видеосвидетель 4410 FHD G. Устройство снимает видео со звуком в разрешении вплоть до 2304x1296 на частоте 30 кадров в секунду и умеет делать фотографии. Угол обзора камеры составляет 170 градусов по горизонтали. В числе особенностей модели – система [..]

Cвежие новости

Все новости