汽车远程智能控制的研究

林梅 何婷 杨鑫 卿莹燕 蔡顺燕 张霞 李红梅

摘 要：为满足人们对汽车更加智能化，人性化的需求，基于全球定位系统（GPS），人工智能技术以及智能手机控制技术等实现汽车的远程智能控制。文章将从国内外汽车智能控制发展现状，汽车远程智能控制如何实现，需要运用的技术点出发进行阐述，如何实现对汽车远程智能控制，以及实现汽车远程智能化控制后带来的便利进行描述。文章主要从汽车如何实现远程智能控制相关技术问题，以及其优缺点和未来发展前景。充分展现人工智能时代带来的便利，促进汽车自动驾驶的时代的到来。

关键词：汽车远程智能控制;GPS;人工智能;汽车防盗

中图分类号：U283.1  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）04-37-04

Research on Automotive Remote Intelligent Control^*

Lin Mei， He Ting， Yang Xin， Qing Yingyan， Cai Shunyan， Zhang Xia， Li Hongmei

（ Chengdu Normal University， Sichuan Chengdu 611130 ）

Abstract： In order to meet the demand of more intelligent and humanized automobile， the remote intelligent control of automobile is realized based on （GPS）， artificial intelligence technology and smartphone control technology. This paper will describe the development status of automobile intelligent control at home and abroad， how to realize the remote intelligent control of automobile， the technical points to be used， how to realize the remote intelligent control of automobile， and the convenience brought about by the realization of remote intelligent control of automobile. This paper mainly focuses on the technical problems related to how to realize remote intelligent control， as well as its advantages and disadvantages and future development prospects. Fully demonstrate the era of artificial Intelligence The convenience of coming， promoting the era of auto autopilot.

Keywords： Automobile remote intelligent control; GPS ; Artificial intelligence; Vehicle anti-theft

CLC NO.： U283.1  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）04-37-04

1 國内外汽车远程智能控制发展现状

当今世界，汽车行业发展迅速，特别是近年来，随着人工智能技术，大数据技术，云计算技术，5G通讯技术等智能技术的飞速发展，标志着汽车智能时代的到来。诸多传统汽车公司、互联网公司、人工智能公司等率先通过强强联合的方式，力争在激烈竞争中占据主导地位。

从汽车发展史来看，国外对于汽车的研究起步早，基础好，在汽车远程智能控制研究方面也略胜于国内。2009年以来，国家自然科学基金委员会举办“中国智能车未来挑战赛”，吸引了多个高校和研究机构参与，促进了我国自动驾驶技术的发展。在此期间，一汽、北汽等传统汽车企业也逐渐开始智能汽车的研究。自国务院在 2015 年发布《中国制造 2025》起，以自动驾驶技术为重点的智能网联汽车成为未来汽车发展的重要战略方向，大批初创企业投身自动驾驶领域。^[1]我国汽车智能控制研究进入一个全新发展的时代。汽车的智能控制技术，在近年来得到了更好的发展。

2017年7月，奥迪正式发布的新款车型奥迪A8，实现了首款3级自动驾驶级别的量产汽车，智能控制技术更加成熟。同年11月，谷歌waymo也完成了对L4级无人驾驶汽车的试运营。2018年初，通用汽车正式發布第四代自动驾驶汽车，这是首款无需驾驶员、方向盘和踏板就能实现安全驾驶的L4级自动驾驶量产汽车。同时，作为国内无人驾驶领域的先驱者，百度也取得了不少成果。 随着人工智能等一些先进的技术的迅速发展，智能化汽车也成为未来的一种发展趋势。^[2]

2 汽车市场已有的智能控制系统

相比传统的汽车，目前市面上已经有很多较高档的汽车可以实现汽车远程智能控制，但仅限于某些车，及某些半智能的远程控制，不具有普及化。总的来说，市面上目前具有远程智能防盗装置，远程监控车况、遥控（车门锁的开启与关闭、远程启动车辆等）助手导航。

2.1 防盗装置

从汽车出生之际，汽车就具有一定的防盗作用，和初级的防盗装置和设备。成长至今，汽车首要分为机械式、电子式、网络式。^[3]

机械式作为最传统的防盗装置，需要经过锁定离合器、转向盘、油门等来实现。尽管具有价格便宜，安装方便等优点。但同时也具有一些缺点，该装置的体积庞大，需要随身佩戴钥匙，不能及时报警，被盗后期不能进行后期的追踪。^[4]

对于电子式防盗装置，车主停车后，便可以火线圈与供油回路切断，在下次使用车时利用解锁钥匙进行防盗系统的解锁。该装置虽然实现了报警，但是其误报警率也高，警报响造成了扰民。随着偷盗技术的提高也出现了通过合成解释解锁钥匙发出的信号进行解锁偷盗。

网络式防盗装置是利用GPS系统进行远程监控。虽然更加简便，但是其也同样具有信号不好的情况。容易受到汽车所处环境的影响，但随着5G技术的发展，该问题也的到了一定的解决。^[5]

2.2 行车记录仪

用户经过安装行车记录仪，同时链接手机端，可以实现对汽车行车的轨迹查阅。其缺点是，行车记录仪属于单独安装，容易被盗取，安装费时。

2.3 远程解锁

用户通过钥匙遥控解锁，打开或关闭车门。钥匙通过发出微弱信号进行以上控制。操作较为方便，但钥匙控制范围较短，仅限于近距离使用，且钥匙发出的信号也会收到多种原因的影响;用户还需要定期给钥匙更换电池。

3 汽车市场调研

3.1 汽车4s店调研分析

3.1.1 对成都新港比亚迪4S店调查关于智能汽车未来发展趋势发现

汽车智能化已经成为一种趋势，正在被越来越多的人所接受，但是在目前，国内许多的技术没有达到，许多智能控制系统不能实现，5G时代的到来，可以加速汽车智能化的前进步伐，让我们更快进入汽车智能化的时代。

3.1.2 成都仁浮奔驰4S店调查关于智能驾驶系统的优缺点发现

虽然目前已经有无人车，但是无人车智能系统存在许多弊端，如远程控制时安全的实现，大多体现在汽车智能防盗上。防盗安全一直受到人们的重视，而汽车智能防盗是运用网络来对汽车实现定位和追踪，运用大数据的运算，准确掌控汽车目前的状态或位置。涉及到准确问题和隐私问题，可利用大数据的运算，在提高准确性的同时降低隐私泄露。

3.2 汽车经销商调研

3.2.1 四川宝汽汽车销售服务有限公司调查关于汽车远程智能控制系统的的接受程度发现

汽车的远程智能控制的研制与实施，虽然受到大多数90后的支持与赞同。但是70后、80后以及老一代的人并没有完全接受。对于智能远程控制汽车的使用性能和各种要求保持着怀疑的态度。

3.2.2 成都朗途汽车销售服务有限公司调查关于智能防盗装置发现

经过调查分析，智能防盗系统并没有太大的市场，因为技术还不够成熟，并且存在诸多局限，比如隐私保密问题、或信息提示问题。对于汽车定位，如果信息较多或者较为繁琐，会给生活带来不便。因此，智能防盗装置并没有太大的销售空间。

3.3 汽车维修厂调研

长通汽车零部件装配有限公司和汽车维修厂（大唐富旭汽车服务有限公司、成都方达汽车服务有限公司）调查研究分析发现：

一般汽车装配时选用原厂零件较多，如果原厂零件采用了智能系统，更换和装配时不仅需要对整个智能系统就行调整更换，而且智能系统的更换价格较为昂贵，不能大面积推广使用，受到限制。汽车智能防盗装置目的是为人们生活带来便利，更注重实用性和安全性，同时要求对于隐私性有较好的保密作用。并且对于无人驾驶车，在应急措施和应变能力上并没有人工操作的汽车优秀，在安全性方面无人驾驶车反应较慢并且应变能力不高，面对突发情况不能有效地解决。

3.4 与传统性能的比较

本文研究的远程汽车智能控制系统，与传统无人车驾驶技术相比，汽车远程智能控制系统明显改良了在安全性和使用性能方面的不足，更加智能化和人性化，能够运用大数据的运算，更准确地在无人驾驶的情况下到达目的地，完成各种指令。改善了在隐私保密性方面的不足，转为一对一的手机系统与汽车连接。在应急措施和应变能力上，汽车远程智能控制系统应变能力更快，适用范围更广。

3.5 车主用户调研分析

如表1，图1，图2所示，从各项调研结果来看，目前市面已有的汽车远程控制范围较窄，且不够成熟，存在诸多问题。同时，各项远程控制模块区域独立，多项功能需要不同的控制器，或不同的手机客户端APP，操作也较为繁琐，某些还需要缴纳一定的管理费用。从调研结果来看，人们对于汽车能够具有更多的智能化功能的渴望程度。特别是年轻一代，更希望汽车能够具有更多的科技化，人性化，智能化的设计与功能。调研数据充分反映出汽车远程智能化控制的可行性。

4 系统分析及设计原理

4.1 技术分析

汽车终端与远距离的控制管联系起来，主要依靠第三方平台——GPS全球定位系统。GPS系统主要由GPS卫星（空间端）、地面监控部门（控制端）、GPS信号接收器（用户端）三部分组成。控制端将信号传送给空间端，空间端再将其发出的信号整合发送给用户端，最后空间端将用户端的运行情况反馈给控制端。具体来说，用户可以通过智能手机下载相关控制软件，再通过软件设置相关模式。通关GPS反馈的信息进行输入始发地与目的地，再将信息传送给汽车终端进行相关控制运行。

随着 IT 行业与互联网技术的发展、全球卫星定位系统（GPS）设备的完善、单片机控制技术等技术的不断突破，汽车远程智能控制技术并不是不能实现的世纪难题，但是要想汽车远距离全程智能控制，还要面临许多的挑战和困难，需要不停研究与讨论。

4.2 整体设计

汽车远程智能控制的实现过程需要使用全球卫星定位系统（GPS）、单片机控制技术、传感器技术等多种技术相结合。除此之外，还需使用基于智能手机或电脑控制的汽车远程控制系统的管理和监控的平台，同时需要采用大数据技术，云计算技术随时随地对路况进行分析。实现汽车远程智能控制，可以为人们的生活带来便利。

4.2.1 软件设计

目前已经有的汽车软件APP有安米智能钥匙，车辆监控等。尽管存在这些软件，但大都功能单一，操作复杂，部分还存在会员注册收费的现象。基于目前市面上已经存在的APP，研究出各项功能模块化，用户只需要下载该软件，选择与车像匹配的功能，就可以实时手机远程控制汽车。^[6]初步构思汽车远程控制软件，主要由多个模块组成：

软件系统的设计是根据控制端模块的实际情况进行的，主要由以下几个区域组成，区域控制管理、锁定及解锁控制区域、扩管理区域、展通道控制区域、跟踪模块、定位区域、等功能区域等构成，用户可以根据自身车的配置相关区域的选择。^[3]同时还设计后来功能增加区域，后期可以根据汽车智能化的发展，适当添加功能模块。真正做到了汽车远程智能控制多模块一体化。^[7]除此之外，用户可以根据自身汽车的特点，适当删除本车无用模块部分，减少软件繁琐化操作。

软件框架主要是定位区域、控制区域、跟踪区域和帮助中心五大区域组成。每个区域下根据相应功能，划分出小区域。通过划分的区域，将所有控制功能都以小图形的方式展现在手机上，使用户能够直接形象的进行操控。^[8]在帮助中心模块将常见模块的功能加以说明描述，防止用户在使用时忘记模块功能的情况。对于用户操作失误的情况，软件会进行二次确认，即在点击某项指令后弹出再次确认的窗口，防止用户操作失误而造成不必要的损失。对于模块选择错误，可以进设置区域进行相应的更改，这也是比较人性化的一个设计。

4.2.2 硬件设计

硬件主要包括车载终端中央处理器、GPS接收机、电源模块、信号发射模块和其它外围设备组成。车载终端中央处理器主要完成GPS定位模块与信号发射模块之间的通信，接收车辆位置信息，并经过无线数据链路实现用户远程监控的目的。车载终端处理器直接汽车启动系统相连，从而实现对汽车进行控制的功能。

（1）车载终端中央处理器ECU

其与车身各处的传感器相连，同时接受来自各处的传感器的信号，根据储存的大量的信息进行综合判断分析，然后将信息转化，并同过信号发射器传送到用户控制端。随着5G的到来，电子设备传输速度越来越快，和准确。

（2）GPS接收器

传统的信号接收器位于车身顶部，虽然能够很好的接受到信号，但是同时容易被破坏。可以尝试在车身的不同安装三个信号接受器。这样接受信号的能力不仅更强，也不易因为信号接收器突然坏掉的导致远程操控失效。

（3）其它装置

主要起辅助的作用，使汽车远程智能控制更加的稳定与准确。

4.3 与传统性能比较

本课题研究的远程汽车智能控制系统，与传统无人车驾驶技术相比，汽车远程智能控制系统明显改良了在安全性和使用性能方面的不足，更加智能化和人性化，能够运用大数据的运算，更准确地在无人驾驶的情况下到达目的地，并且完成各种指令。改善了在隐私保密性方面的不足，转为一对一的手机APP与汽车连接。在应急措施和应变能力上，汽车远程智能控制系统应变能力更快，适用范围更广。

4.4 系统操控的实现

用户只需要在手机上下载软件，便可以实现对汽车的远程操控。根据不同的情况选择不同的模式，实现了车主自身对车况的监控。^[9]不仅保护来用户的信息，也减轻了一定的工作量，让操控更加方便。

5 未来展望

汽车远程控制技术的研究与实现具有很好的科研价值和社会效益，可以在为人们的出行带來便利的同时拥有提高安全保障。实现对汽车的远程智能控制后，生活更加智能化：

（1）利用汽车的远程控制系统，可以通过手机远程控制汽车，随时掌控汽车的行驶状况，保证汽车快速准确地到达目的地目。在汽车发动前，可以通过该系统控制汽车调节车内的温度与湿度，为乘车带来的便利。

（2）利用汽车的远程控制技术，可以对汽车进行实时监控、方便规划和控制行驶区域、对汽车进行条件锁定及解锁控制，保障汽车的行驶安全。

此外，汽车远程控制系统具备低功耗、低成本、保密性能好、操作简单、适用范围广泛等优点。而在未来，人们的生活必将更加趋近于智能化。实现汽车的远程智能控制必将是一重大突破。^[10]

参考文献

[1] 余卓平，刑星宇，陈君毅.自动驾驶测试技术与应用进展[J].同济大学学报（自然科学版）.2019.

[2] 王羽，宋瑞，杨晨光，郑碧琪.国内外智能汽车法律法规现状分析及发展建议[J].汽车工业研究.2018.

[3] 陈静，于永彦，贾晓龙，张在胜，崔良浩.汽车远程控制方案浅析[J].中国汽车工程学会年会论文集.2018.

[4] 万为，杨军. GSM汽车防盗报警系统[J].信息技术.2009.

[5] 贾宝惠，田正平.汽车防盗置报警器的设计与研究[J].电子测量技术.2011.

[6] 薛新跃，刘子龙.基于SMS汽车远程智能控制系统设计[J].软件导刊.2016.

[7] 李前辉，罗宏雷，金骥.便携式远程智能控制汽车制冷系统的研制 [J].节能技术.2012.

[8] 王桐.基于传感器感知盲区的无人驾驶汽车[J].江苏大学.2019.

[9] 张华伟.智能控制技术在车辆工程的运用[J].内燃机与配件.2019.

[10] 尚宝麒.智能控制技术在车辆工程中的运用分析[J].科学大众（科学教育）.2019.