速锐得EST580双CAN总线模块在驾考OBD免接线领域的设计与应用

2021-01-14 11:22:30 刘国琼 25

辞旧迎新,2021年已经来临,我国汽车工业发展加速了速锐得在新大众桑塔纳、捷达、东风雪铁龙爱丽舍、吉利金刚、东南V5、斯柯达昕锐等多种车型驾培驾考OBD模块交付,2020年交付100K+级,预计2021年累计订单量将超过300K+,在新款的捷达、桑塔纳、爱丽舍、斯柯达等多种驾考车型兼容的模块中,一骑绝尘。除了行业朋友说的“性价比”(低至200元以内),那是什么让驾考行业朋友趋之若鹜呢?

 

近年来,我国驾培机构数量逐年增加,驾校年培训量的增长率逐年降低。驾培行业供求矛盾问题愈发突出,产能过剩更加严重,致使不少驾培企业不得不采取“低价竞争”的方式以扩大招生量。2020年,受到新冠肺炎疫情影响,许多驾校面临着资金和管理上的双重压力。对驾培企业而言,探索精细化、信息化的管理方法,以代替原有的粗放管理模式迫在眉睫。

 

根据《中国道路运输发展报告》的统计数据,近年来我国驾培行业每年的培训合格率呈现逐年小幅下降的趋势。学员约车难、学车体验差、教学效果不理想等问题依然普遍存在。同时受国际环境影响,原本在芯片不停涨价的同时,作为细分领域微小的一个配套组件,在疫情战、贸易战的双重背景下,无论是产业、还是制造生产受制于汽车产销量应该是处于下滑趋势。但芯片这个板块的逆势增长,那么用这些芯片制作的模块,除了宣传的兼容车型多以外,也共同一起探讨下对这一块的技术及未来发展路线。

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速锐得EST558S这个直接通过CAN转RS232的汽车数据采集协议免接线终端,我们从串口软件通过物理RS232串口可以直接获取大众新桑塔纳、捷达系列车型的转向角度、灯光、手刹、车速、转速、离合、安全带、档位、雨刮、车门状态等重要信息。在硬件EST558S外部的电路转换及电路保护是一部分、物理接口和外壳是一部分,最核心的是位置于中间的EST580的模块,虽然这些小东西大体看起来都才100多块钱,成本却远超,主要是进口芯片价格昂贵,已经超过50元以上了,研发升级多年的软件成本高,但这个模块在整个驾培驾考领域却发挥着重要的产业价值。

 

首先,从核心模块技术架构来了解。我们把整个芯片化分为三个扇区,第一部分是系统驱动层,相当于WIN系统的操作系统,速锐得在这个领域率先采用了多任务RTOS操作系统。模块的主MCU驱动都需要工作起来,如果按照这颗芯片48K的内存来算,这个驱动部分大概占用到20K,这是底层;第二部分是协议层,比如与外部的通讯协议、与车的交互部分都可以放里,大概占用到8K左右;剩下的第三层是应用层,应用层是关键的一层,比如,针对大众2021款的桑塔纳,通过CAN网关识别到了转向角度ID为0x001,那么解析0X001的8个字节的CAN ID 获得这个ID 的最大值与最小值,用于判别方向盘向左或者向右打了多少角度,这应用层里面就可以通过调用车型库的函数,按照捷达、宝来、斯柯达、爱丽舍等不同品牌车型的排序,通过指令来调用相关的CAN库文件,每个车型的库文件大概就是2K左右的数据。在这套架构下的整个行业算得上是应用的微创新,既保证了系统与接口的稳定性,还考虑了车型的兼容及协议指令替换。也就是说,如果你有新奇特的车型,例如新能源车、柴油车、氢能源车等以后只要加车型的CAN ID 就可以了,有协议的直接改写软件,没协议的车型,速锐得还提供汽车的CAN协议适配。

 

我们在考虑,如果硬件方案上采用一个容量大点的MCU或者GPU,那么这个车型数据库(车型CAN总线数据)就是应用层里最值钱的部分,因为车型是可以变化性的选择,不管未来是奔驰、宝马、奥迪,还是本田、丰田、日产,均可以把数据放置于这个库里面,或者形成独立的库,实现快速数据定制及数据调用。而数据输出的接口协议,也可以成为各个不同行业的“标准”数据协议通讯接口,一旦用量达到一定级别,那这就是参考标准。大家也就不用重复定义接口,因为核心还是车型的CAN总线数据,各家根据自己能力八仙过海即可。

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例如在实际应用中,在本田汽车的安全驾驶测试(位于本田喜悦安全驾驶中心)项目上,通过速锐得的OBD产品连接本田的CAN总线,采集汽车的行驶速度、油门百分比开度、刹车百分比力度及方向盘转向角度,就可以用于检测本田汽车的刹车反应时间、制动时间、制动距离停止时间、停止距离,根据标定的理论值和实际测试值给出汽车安全控制策略。这个数据响应是精确到十毫秒级的,对于人的驾驶安全,数据发挥到了关键的作用。记得本田曾经打过一个广告,0.1秒会发生什么,本田已经做到了10毫秒级,也创造了巨大的汽车安全领域产业价值。

 

回到驾培驾考这个细分领域,通过科目二或者科目三的模拟考试系统,精准的OBD数据给到了评判系统强有力的数据支持,不仅2013年至今的车型能采集,还能通过对应的AT指令更变数据传输速率、信号种类、选择车型等多种简单易用的操作,大幅提升了数据交互体验。这恰恰也是定制化满足了行业需求,一个固件兼容十几款行业车型,通过指令调用和切换,实在是太简单好用了。

 

由此,我们可以看出,任何产业,都是要通过技术的优化升级,不仅提升了数据利用价值,还能实现车型数据的快速化定制,同时也优化了产品的直观体验感,这才是一个真正做产品的公司应该考虑的问题,那么在未来5年,个人认为,这套RTOS架构和系统依旧保持引领,客户体验至上、方便、好用、简洁。原本看起来是一些芯片及控制的小产品,里面也是一应俱全且包罗万象。

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硬件上,EST580核心OBD模块采用全进口物料,主芯片采用STM32F105RBT6,附带两颗NXP的CAN收发器型号为TJA1044,采用沉金工艺的电路主板,无论是后续在车辆行驶过程,应付各种震动及干扰,都从源头控好了品质,建立产品从开发到应用的DEMO测试闭环系统,提升了整体性能。邮票孔设计的模块,对外接口设置了两路CAN线接口、一路K线线路,实现了99%以上的车型覆盖,CAN数据通过MCU外设的串口对上位机终端输出应用层的数据,并实现工作功耗大概约在20毫安,休眠功耗基本在0.02毫安左右的低功耗能力,模块唤醒机制是通过CAN唤醒,对于CAN通讯网络的车型,表现十分友好,据了解12年后的车型基本都属于CAN通信,模块就更与时俱进了。

 

值得一提的是,尽管选用的是STM32F105系列的芯片,速锐得的攻城狮们依旧把封装尺寸控制在26*20*3mm,方便集成到各种产品内部作为CAN部分的核心板,上位机终端开发者可以进一步优化自己的设计空间,从车载终端开发者的角度来看,比对同类产品,就不会为空间而担忧了。这些数据将被应用在汽车碰撞测试、动力总成、零部件性能及参数输出、排放、试乘试驾、汽车安全驾驶辅助等诸多汽车领域,数据才是未来的石油与生产力,这一点不假。

 

我研究过多家的产品,深度的黑盒白盒测试的也不少,不得不说,这款OBD模块,给人一种科幻大片带入的神秘感,种种优秀的表现,又体现了对行业满满的诚意。这款EST580从技术角度表现出来的不仅仅是系统架构、用料、体积及数据功能,就从品质到最人性化的设计方面,展现出了我们的心血。

 

伴随人工智能的发展,机器人学习在全国驾培行业逐渐兴起,这款驾培驾考OBD免接线模块适应了当下新时代的要求,从车型上看,新桑塔纳、捷达VA3、新爱丽舍、海马M3、东南V5、比亚迪、斯柯达、东风风神E60、新能源车爱丽舍EV等各种新能源车等30多款车型已经实现了兼容,给未来高效的智能驾培环境、智能模拟训练、智能机器人教学系统提供了丰富的数据及评判依据,丰富的总线数据与搭载北斗+5G技术的人工智能教学系统与学车平台结合,利用可视化、数据化的方式提升学员教学过程中的规范性与安全性,将是未来几年的驾培驾考行业重要的落脚点。


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