知识水坝（豆丁网pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除）中国移动集团级重点研发项目（含联合项目）开题报告一、项目编号及名称：车联网研发二、项目组：项目组承担子课题题名称负责人及手机、邮箱中国移动研究院（牵头单位）网络汽车应用研究江苏公司（协助单位）工程机械物联网解决方案三、课题背景和意义作为当前国内乃至全球信息产业领域关注的热点，物联网被视为计算机、互联网之后的全球信息产业第三次浪潮，开发应用前景巨大。车联网被认为是最有望突破千亿的物联网应用之一，其规模效应、示范效应和产业带动作用巨大。车联网是建设智慧城市和发展智能交通的关键举措，通过实现“人-车-路-环境”的互联，最大程度优化交通资源调配，解决城市交通拥堵，减少尾气排放，保障交通安全，让车主享受到高品质的车载信息服务。车联网是汽车工业技术与信息化技术的融合，是中国实现由汽车制造大国向汽车产业强国转型的重要战略，发展车联网将为国内汽车厂商、汽车电子厂商、芯片厂商、软硬件提供商、方案提供商、网络供应商和服务/内容提供商带来难得的产业升级的机遇。对于国内电信运营商来说，正在兴起的车联网产业无疑是一片具有广阔市场前景的蓝海。如何切入车联网市场，并通过整合各种核心资源，提高其在产业链中的话语权，是目前国内各大运营商正在努力探索的课题。本项目以面向公众客户的Telematics（汽车信息服务）业务和面向行业客户的工程机械物联网业务作为重点研究课题，旨在开发典型的车联网示范应用，实现物联网技术在关键行业领域的应用突破，并借助庞大的汽车市场实现应用的快速推广，增强中国移动在车联网领域的话语权。四、课题研究目标本课题的研究目标如下：l 研究汽车信息服务和工业机械物联网的市场环境、解决方案、关键技术和行业发展趋势，形成相关解决方案，输出针对性的研究报告；l 研发面向汽车信息服务的网络汽车信息服务平台、车载终端和手机客户端，积极推动产品的规模化商用；l 研发面向工业机械应用的车载终端、手持机终端和监控管理平台，积极推动产品在工业机械领域的商用。l 实现自主研发和自主知识产权，建立以中国移动为主导的车联网运营体系架构。五、课题研究内容5.1 研究总体框架本项目提出了中国移动面向车联网系统架构，并以此架构作为研究总体框架。车联网系统架构符合物联网感知层、网络层和应用层的三层结构。 感知层网络汽车感知层由车载终端、车载网络、外接设备和路侧控制设备等构成。车载终端设备是用来连接汽车自身网络与外部网络之间的桥梁，通过各种无线、有线的通信方式实现“人-车-路-环境”的互联。车载终端通过自身集成的传感器、GPS模块和外接设备，以及车载网络、汽车传感器、路侧控制设备等采集与车辆运行状态相关的信息，并通过无线通信网络将采集到的信息发送到汽车信息服务平台，并接受平台的远程管理和控制。本项目将研发车辆安防终端，采用MEMS传感器、无钥匙进入和终端低功耗技术，实现移位报警、区域设防、定位、语音监听和一键报警等功能。工业机械感知层由车载终端、CAN总线、工业机械传感器组/控制器组等构成。智能车载设备主要包括信息采集与控制模块、GPS模块、M2M通信模组、CAN总线接口等，其采集机械设备的运行状态信息、位置信息，并将采集到的信息通过宽带无线移动网络传送到业务控制平台，并接收业务控制平台发送的控制消息。本项目将研发基于CAN总线技术并支持多种外围接口、集成智能主控程序的智能车载终端。感知层车载终端与网络层物联网业务网关之间采用采用中国移动WMMP-T协议，实现终端注册、认证、远程管理和业务数据的传输。 网络层网络层在为车载终端提供语音、GPRS、短信和彩信等基础通信服务的同时通过建设物联网专用核心网元、物联网业务网关和物联网运营管理平台，构建差异化的的物联网智能通道服务能力，提供对物联网业务和终端的统一接入和服务，以及终端状态感知、通信质量监测、QoS管理和故障管理等功能。物联网业务网关采用中国移动WMMP协议实现感知层车载终端和应用层业务平台的统一接入、管理控制和业务数据承载。本项目将研究WMMP协议在车联网领域的扩展与应用，推动其成为行业内的相关应用规范及标准。 应用层网络汽车应用层由汽车信息服务平台、呼叫中心、第三方应用等构成，为用户提供车辆防盗、导航和线路规划、安全和支援、车辆诊断、实时信息和娱乐等汽车信息服务。汽车信息服务平台主要实现车载终端的接入和管理，呼叫中心及第三方应用接入和管理，维护用户数据/业务数据进行管理，实现业务开通、鉴权、计费等功能。本项目将研究网络汽车信息服务平台系统架构，开发汽车信息服务平台，实现定位、防盗、车辆安全、终端管理、用户自服务门户等功能，并引入实时交通、POI等第三方应用提供的增值信息服务。同时还将开发手机客户端软件，用户通过手机实现对车辆的定位、安防管理和终端管理等功能，并获取车辆出行相关的增值信息服务。工业机械应用层包括业务控制平台、呼叫中心、CRM（客户关系管理系统）和ISC（供应链管理系统）等构成。业务控制平台基于采集的机械设备关键部件详细的工作状态信息进行建模分析，实现机械设备的故障预警功能、支持远程专家指导和现场故障排除，同时还提供车辆防盗、自动锁车、车辆跟踪定位等车辆防控业务。本项目将开发业务控制平台，并提供接口实现与客户已有的呼叫中心、CRM（客户关系管理系统）、ISC（供应链管理系统）和其他生产控制系统的无缝对接。同时还将开发便携式手持机终端，结合车载和手持设备，实时掌控工程车辆状态，并能够对车辆进行参数设置，能更好的维护和保养，同时给使用者和管理者提供更大的便利，可以全面实现工程机械在使用、管理和维护的信息化。5.2 难点及解决方案 网络汽车难点：1）安防终端可以放置于车辆任意一个隐蔽的位置，采用电池供电，如果平均功耗太高，会导致用户经常充电或更换电池，从而影响用户体验；2）由于安防终端采用后装模式，未与汽车总线连接，如何获取车辆运动的相关信息从而判断是否被盗是技术难题；3）传统的采用电子车钥匙按键控制防盗加/锁解锁的方式用户体验较差，需要更加智能的控制手段；4）安防终端如果遭到破坏，无法即时报警。解决方案：1）采用低功耗节电技术，包括低功耗工作模式设计、采用低功耗芯片和电源管理等方案，有效降低终端的平均功耗；2）采用加速度传感器采集汽车加速度信息，并通过数字信息号处理技术分析车辆运动状态，从而判断是否触发异常移动警报；3）设计感应式遥控器技术，采用125kHz射频探测终端与遥控器的距离，并根据测量出来的距离决定启用防盗加/解锁；4）设计基于传感器网络的安防终端自组网防盗方案，即使车内的安防终端被破坏，由自组网内的其他终端以及路侧节点进行报警。 工业机械难点：1）物联网终端的通信链路及设备状态缺乏有效的监控，且存在欠费的风险；2）车载定位的应用与工程设备状态监控结合度不高，业务系统不统一，难以与工程机械的CRM、ERP等系统进行对接；3）由于工程机械的流动性，客服人员无法实时的使用各种系统。解决方案：1）开发基于WMMP协议的智能车载终端，并可方便的扩展CAN、RS485、RS232等多种接口协议，结合M2M管理平台实现终端的监控；2）开发模块化的业务平台，与CRM、ERP系统进行对接；3）开发工程机械便携式手持机终端，全面实现工程机械在使用、管理和维护的信息化。5.3 主要技术方案和关键技术 网络汽车终端低功耗方案研究终端低功耗主要通过以下几点技术方案实现：1）低功耗工作模式设计引入MEMS加速度传感器芯片，在节电工作模式下，除加速度传感器、遥控接收模块处于工作状态，主控芯片处于低电工作状态外（仅能接受中断），其余模块电源关闭。当车辆移动的加速度超过一定门限后，加速度传感器产生中断唤醒主控芯片进入正常工作模式。处于待机状态下的遥控器射频芯片，为了尽量减少功耗，采用1：10占空比工作模式。2）低功耗芯片选用业内成熟的低功耗MEMS传感器芯片、主控芯片，以及遥控器315MHz和125kHz射频芯片，并使用芯片的低功耗模式功能。3）电源管理在终端不同工作模式下，主控芯片和电源管理芯片对各模块进行供电管理，包括电源的开闭、工作电压的调整和主控芯片工作频率的设置，最大限度的降低终端整体功耗。在本项目中，终端低功耗方案预计申请1项专利。 车辆运动状态检测考虑采用GPS测量位置变化的功耗较大，因此研究以下两种替代方案：1）通过GSM/TD模块检测主小区和邻小区列表的变化率和信号强度的变化；2）通过加速度传感器的输出，分析计算运动状态。方案1）对车辆运动状态判断的精确度较低，有赖于小区的覆盖半径，同时GSM/TD模块处于工作状态，功耗为毫安级别。方案2）能够通过数字信号处理区分震动和位移状态，并且能够较精确的计算位移量，而且功耗MEMS芯片工作时的功耗为几十微安，因此在本项目中将重点研究方法2），包括硬件电路设计，以及数字信号滤波、特征值分析、模式识别和线性预测等算法研究。在本项目中，车辆运动状态检测方案预计申请1项专利。 感应式遥控器方案利用125kHz射频精准测距的特性，终端采用125kHz射频探测遥控器，遥控器接收到探测信号后利用高频模块返回身份认证信息（采用Keeloq滚动码算法），滚动码算法可以由编解码芯片或者MCU实现。根据遥控器探测结果（遥控器是否在附近），终端启动“加/解锁”。因为每次探测的电流值较大，为最大限度降低功耗，在终端发生移动时触发对遥控器的距离探测。如果遥控器在一定范围以内，说明是车主在操控车辆，通过对加速度输出值的一定算法处理，在此期间都不再进行探测，直到车主驻车。 终端防破坏方案现有技术方案的主要缺点是防盗功能完全依靠车内部署的防盗装置实现，无法保证在车内防盗装置被恶意破坏、电子防盗密码被破解、或与外部通信链路被切断的情况下，仍能及时有效的发出车辆被盗的报警信息。在本项目中，将研究一种基于传感器网络的安防终端自组网防破坏的方案：在停车区域内，安防终端和路侧节点能够自组织成为传感器网络，推举担任与移动通信网通信的报警节点（可以多个）。一旦某安防终端被破坏、或者车辆非移动并离开自组网后，与该安防终端邻近的终端或路侧节点会将报警信息通过传感器网转发给报警节点，报警节点再通过移动通信网将报警信息实时上报给报警中心。在本项目中，终端防破坏方案预计申请2项专利。 工业机械车载终端研究车载终端主要任务就是针对不同的工程机械设备采取不同的数据采集接口方式而获取工程机械设备的工作状态信息，并对这些数据进行处理；通过GPS模块采集工程机械设备所处的地理位置坐标，然后将这些数据打包处理通过GPRS方式发送到监控中心的监控计算机，另外也可以通过短消息发送到用户手机上，终端还可以接收上位机发出的控制命令。具体的功能如下：数据采集部分电路所采集的工程机械的工作参数主要有：液压系统工作压力、发动机转速、发动机机油压力、工作装置的工作状态等数据。定位功能：通过全球定位系统而获得工程机械的三维地理位置信息（经度、纬度、高度）以及速度等信息。这些信息是通过GPS接收机根据收到的卫星星历、伪距观测数据，计算出三维坐标和速度。自断电功能：终端可以通过对工程机械一些状态的检测和上位机的命令判断是否将终端的供电电源断开。终端支持蓝牙以具有本地通信的能力。同时具备远程通信的能力，同时内嵌了中国移动的WMMP协议，增加了管道管理的功能。M2M模块配置中国移动设计开发的工业级SIM卡，具有可靠性高的特点。 工程车辆业务控制平台研究研究思路主要是基于采集到的机械设备多种运行参数进行分析建模，来实现智能化的故障预防、故障诊断、远程专家指导等功能。同时制定业务