速銳得EST580雙CAN總線模塊在駕考OBD免接線領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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

近年來，我國駕培機(jī)構(gòu)數(shù)量逐年增加，駕校年培訓(xùn)量的增長率逐年降低。駕培行業(yè)供求矛盾問題愈發(fā)突出，產(chǎn)能過剩更加嚴(yán)重，致使不少駕培企業(yè)不得不采取“低價(jià)競爭”的方式以擴(kuò)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(yè)而言，探索精細(xì)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(jù)《中國道路運(yùn)輸發(fā)展報(bào)告》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，近年來我國駕培行業(yè)每年的培訓(xùn)合格率呈現(xiàn)逐年小幅下降的趨勢。學(xué)員約車難、學(xué)車體驗(yàn)差、教學(xué)效果不理想等問題依然普遍存在。同時(shí)受國際環(huán)境影響，原本在芯片不停漲價(jià)的同時(shí)，作為細(xì)分領(lǐng)域微小的一個(gè)配套組件，在疫情戰(zhàn)、貿(mào)易戰(zhàn)的雙重背景下，無論是產(chǎn)業(yè)、還是制造生產(chǎn)受制于汽車產(chǎn)銷量應(yīng)該是處于下滑趨勢。但芯片這個(gè)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(shù)及未來發(fā)展路線。

速銳得EST558S這個(gè)直接通過CAN轉(zhuǎn)RS232的汽車數(shù)據(jù)采集協(xié)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(dá)系列車型的轉(zhuǎn)向角度、燈光、手剎、車速、轉(zhuǎn)速、離合、安全帶、檔位、雨刮、車門狀態(tài)等重要信息。在硬件EST558S外部的電路轉(zhuǎn)換及電路保護(hù)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(yuǎn)超，主要是進(jìn)口芯片價(jià)格昂貴，已經(jīng)超過50元以上了，研發(fā)升級(jí)多年的軟件成本高，但這個(gè)模塊在整個(gè)駕培駕考領(lǐng)域卻發(fā)揮著重要的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

首先，從核心模塊技術(shù)架構(gòu)來了解。我們把整個(gè)芯片化分為三個(gè)扇區(qū)，第一部分是系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)層，相當(dāng)于WIN系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，速銳得在這個(gè)領(lǐng)域率先采用了多任務(wù)RTOS操作系統(tǒng)。模塊的主MCU驅(qū)動(dòng)都需要工作起來，如果按照這顆芯片48K的內(nèi)存來算，這個(gè)驅(qū)動(dòng)部分大概占用到20K，這是底層；第二部分是協(xié)議層，比如與外部的通訊協(xié)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(yīng)用層，應(yīng)用層是關(guān)鍵的一層，比如，針對大眾2021款的桑塔納，通過CAN網(wǎng)關(guān)識(shí)別到了轉(zhuǎn)向角度ID為0x001，那么解析0X001的8個(gè)字節(jié)的CAN ID 獲得這個(gè)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(yīng)用層里面就可以通過調(diào)用車型庫的函數(shù)，按照捷達(dá)、寶來、斯柯達(dá)、愛麗舍等不同品牌車型的排序，通過指令來調(diào)用相關(guān)的CAN庫文件，每個(gè)車型的庫文件大概就是2K左右的數(shù)據(jù)。在這套架構(gòu)下的整個(gè)行業(yè)算得上是應(yīng)用的微創(chuàng)新，既保證了系統(tǒng)與接口的穩(wěn)定性，還考慮了車型的兼容及協(xié)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(xié)議的直接改寫軟件，沒協(xié)議的車型，速銳得還提供汽車的CAN協(xié)議適配。

我們在考慮，如果硬件方案上采用一個(gè)容量大點(diǎn)的MCU或者GPU，那么這個(gè)車型數(shù)據(jù)庫（車型CAN總線數(shù)據(jù)）就是應(yīng)用層里最值錢的部分，因?yàn)檐囆褪强梢宰兓缘倪x擇，不管未來是奔馳、寶馬、奧迪，還是本田、豐田、日產(chǎn)，均可以把數(shù)據(jù)放置于這個(gè)庫里面，或者形成獨(dú)立的庫，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)定制及數(shù)據(jù)調(diào)用。而數(shù)據(jù)輸出的接口協(xié)議，也可以成為各個(gè)不同行業(yè)的“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)據(jù)協(xié)議通訊接口，一旦用量達(dá)到一定級(jí)別，那這就是參考標(biāo)準(zhǔn)。大家也就不用重復(fù)定義接口，因?yàn)楹诵倪€是車型的CAN總線數(shù)據(jù)，各家根據(jù)自己能力八仙過海即可。

例如在實(shí)際應(yīng)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(xiàng)目上，通過速銳得的OBD產(chǎn)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(zhuǎn)向角度，就可以用于檢測本田汽車的剎車反應(yīng)時(shí)間、制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)距離停止時(shí)間、停止距離，根據(jù)標(biāo)定的理論值和實(shí)際測試值給出汽車安全控制策略。這個(gè)數(shù)據(jù)響應(yīng)是精確到十毫秒級(jí)的，對于人的駕駛安全，數(shù)據(jù)發(fā)揮到了關(guān)鍵的作用。記得本田曾經(jīng)打過一個(gè)廣告，0.1秒會(huì)發(fā)生什么，本田已經(jīng)做到了10毫秒級(jí)，也創(chuàng)造了巨大的汽車安全領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

回到駕培駕考這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，通過科目二或者科目三的模擬考試系統(tǒng)，精準(zhǔn)的OBD數(shù)據(jù)給到了評判系統(tǒng)強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持，不僅2013年至今的車型能采集，還能通過對應(yīng)的AT指令更變數(shù)據(jù)傳輸速率、信號(hào)種類、選擇車型等多種簡單易用的操作，大幅提升了數(shù)據(jù)交互體驗(yàn)。這恰恰也是定制化滿足了行業(yè)需求，一個(gè)固件兼容十幾款行業(yè)車型，通過指令調(diào)用和切換，實(shí)在是太簡單好用了。

由此，我們可以看出，任何產(chǎn)業(yè)，都是要通過技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)，不僅提升了數(shù)據(jù)利用價(jià)值，還能實(shí)現(xiàn)車型數(shù)據(jù)的快速化定制，同時(shí)也優(yōu)化了產(chǎn)品的直觀體驗(yàn)感，這才是一個(gè)真正做產(chǎn)品的公司應(yīng)該考慮的問題，那么在未來5年，個(gè)人認(rèn)為，這套R(shí)TOS架構(gòu)和系統(tǒng)依舊保持引領(lǐng)，客戶體驗(yàn)至上、方便、好用、簡潔。原本看起來是一些芯片及控制的小產(chǎn)品，里面也是一應(yīng)俱全且包羅萬象。

硬件上，EST580核心OBD模塊采用全進(jìn)口物料，主芯片采用STM32F105RBT6，附帶兩顆NXP的CAN收發(fā)器型號(hào)為TJA1044，采用沉金工藝的電路主板，無論是后續(xù)在車輛行駛過程，應(yīng)付各種震動(dòng)及干擾，都從源頭控好了品質(zhì)，建立產(chǎn)品從開發(fā)到應(yīng)用的DEMO測試閉環(huán)系統(tǒng)，提升了整體性能。郵票孔設(shè)計(jì)的模塊，對外接口設(shè)置了兩路CAN線接口、一路K線線路，實(shí)現(xiàn)了99%以上的車型覆蓋，CAN數(shù)據(jù)通過MCU外設(shè)的串口對上位機(jī)終端輸出應(yīng)用層的數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)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(jī)制是通過CAN喚醒，對于CAN通訊網(wǎng)絡(luò)的車型，表現(xiàn)十分友好，據(jù)了解12年后的車型基本都屬于CAN通信，模塊就更與時(shí)俱進(jìn)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(chǎn)品內(nèi)部作為CAN部分的核心板，上位機(jī)終端開發(fā)者可以進(jìn)一步優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)空間，從車載終端開發(fā)者的角度來看，比對同類產(chǎn)品，就不會(huì)為空間而擔(dān)憂了。這些數(shù)據(jù)將被應(yīng)用在汽車碰撞測試、動(dòng)力總成、零部件性能及參數(shù)輸出、排放、試乘試駕、汽車安全駕駛輔助等諸多汽車領(lǐng)域，數(shù)據(jù)才是未來的石油與生產(chǎn)力，這一點(diǎn)不假。

我研究過多家的產(chǎn)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(yōu)秀的表現(xiàn)，又體現(xiàn)了對行業(yè)滿滿的誠意。這款EST580從技術(shù)角度表現(xiàn)出來的不僅僅是系統(tǒng)架構(gòu)、用料、體積及數(shù)據(jù)功能，就從品質(zhì)到最人性化的設(shè)計(jì)方面，展現(xiàn)出了我們的心血。

伴隨人工智能的發(fā)展，機(jī)器人學(xué)習(xí)在全國駕培行業(yè)逐漸興起，這款駕培駕考OBD免接線模塊適應(yīng)了當(dāng)下新時(shí)代的要求，從車型上看，新桑塔納、捷達(dá)VA3、新愛麗舍、海馬M3、東南V5、比亞迪、斯柯達(dá)、東風(fēng)風(fēng)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(jīng)實(shí)現(xiàn)了兼容，給未來高效的智能駕培環(huán)境、智能模擬訓(xùn)練、智能機(jī)器人教學(xué)系統(tǒng)提供了豐富的數(shù)據(jù)及評判依據(jù)，豐富的總線數(shù)據(jù)與搭載北斗+5G技術(shù)的人工智能教學(xué)系統(tǒng)與學(xué)車平臺(tái)結(jié)合，利用可視化、數(shù)據(jù)化的方式提升學(xué)員教學(xué)過程中的規(guī)范性與安全性，將是未來幾年的駕培駕考行業(yè)重要的落腳點(diǎn)。