基于声波通信技术的电动车分时租赁车载终端研制

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1、基于声波通信技术的电动车分时租赁车载终端研制龙羿肖剑锋侯兴哲孙洪亮刘永相王娅国网重庆市电力公司电力科学研宄院桓瑞电气设备责任有限公司随着电动汽车分时租赁商业模式业务蓬勃发展，远程控制作为分时租赁全业务流程中最重要环节，其快速响应程度直接影响全业务流程完整性和用户体验度。0前，电动汽车车载终端主要采用3GLTE、4GLTE、GPRS等无线通信方式，实时向平台管理屮心上传车辆运营情况，并接收由平台管理屮心下发的远程控制指令。但是在信号恶劣地区，其电动汽车车载终端会出现时延长、响应慢的现象，直接影响用户体验度和平台管理中心对

2、电动汽车的管理力度。为此，文中引入声波通信技术作为辅助通信方式，釆用“ASK+FSK”复合调制方式，并结合“双麦录入”的抗干扰技术，研制出具有高抗噪性声波通信功能的电动汽车分吋租赁车载终端，实现手机声波对车辆的控制，为保障分时租赁全业务流程流畅性和完整性奠定坚实的技术支撑。关键词：电动汽午;分吋租赁;午.载终端;声波通信技术;抗噪性;Email:iamlongyi@qq.(1973—),男，重庆人，，从事电力系统、高电压与电侯兴哲划和科技管理工作，(1965—),男，四川人，，从事电测与计量相关政策规(1980—),男

3、，山东人，，从事用电信息采集技术研刘永和(1978—),男，重庆人，，从事电动汽车充电设施技术研宄。车载终端作为管理平台与电动汽车的中间媒介是实现远程监控的唯一途径，是电动汽车分时租赁全业务流程的执行主体。其中，远程控制是车载终端的主要功能，支撑着电动汽车分时租赁全业务流程，其快速响应程度直接影响用户体验度［1-2］。目前，为了降低通信成本，电动汽车车载终端仍主要采用GPRS无线通信方式，实时与管理平台交互数据。但是，在信号较弱地区，其电动汽车车载终端会出现时延长、响应慢的情况，严重影响了管理平台对电动汽车的管控力度，

4、直接影响用户体验度。为了解决这一问题，主流作法是将蓝牙Ul、NFC/RPID［4-6］等近场通信方式引入至车载终端的研制，实现蓝牙、NFC/RF1D与GPS和GSM等模块的控制和协调工作，达到车辆的实时定位、身份自动识别、数据采集传输以及远程实时监控等目的。但是，蓝牙通信方式存在手机APP开发兼容性问题，而NFC、RFTD等刷卡方式存在需要额外增加制卡成本、发卡管理等问题。亟需引入一•种兼容性更强、成本更低、管理更便捷的近场通信方式，以辅助实现车载终端快速响应。目前，声波近场通信凭借良好的开发兼容性、低廉成本、与手机的

5、高度集成度和快速响应等特性己成为实现近场支付、控制的一种热门方式。声波通信作为一种无线通信方式，是通过声波传递信息的。但是，声波通信的研究起步较晚，相关技术鲜有报道，主要集屮在水下声波通信领域。1945年，美国海军水声实验室研发出第一个水声通信系统，主要用于潜艇之间的通信。在上世纪70年代后，随着电子技术和信息科学的发展，水声通信技术从模拟调制技术转向使用数字调制技术XII。国内的中科院声学所、丙北工业大学、哈尔比工程大学、厦门大学等研宄机构在水下声波通信方面进行了研宄。中科院声学所研究了声波信号在浅海屮传播问题、海洋

6、声波信道&适应匹配实验等，并采用了信道估计、差错校正码等技术进行了水下通讯实验达1。哈尔滨工程大学设计了跳频、多频、多频与调相混合、自适应DCT压缩、矢量量化以及人工神经网络压缩等方法m。厦门大学采用了MFSK对发射信号进行了调制，用FKT方法对信号进行检测［10］。市面上，声波近场通信技术已成功集成于智能设备。国外主要有Chirp和Zoosh等两家声波通信产品。国内发展声波通讯技术主要以阿里巴巴为主导，应用于当面付功能中mi,尚未应用于车载终端。为了解决传统近场通信方式所具冇的兼容性差、成本较高、操作繁琐等问题，有必

7、要引入声波通信技术，研制新型电动汽车分时租赁车载终端。文中介绍了声波通信基本原理，从整体框架、声波解码模块、降噪算法、控制流程等方面对新型车载终端进行阐述，最后对有效距离、抗噪性能等指标内容进行了测试以验证基于声波通信技术的电动汽车分时租赁车载终端的性能。1声波通信系统模型通信系统根据信号处理的技术可分为模拟通信系统和数字通信系统。文中所涉及的声波通信模型是数字通信系统，该模型如图1所示［12］。图1数字通信系统模型Fig.1Digitalcommunicationsystemmodel卜载原图图1为数字通信系统模型，

8、发送端由信源编码器、信源加密器、纠错编码器和调制发送器组成。信源的作用是实现待发消息到电平信号的转换，信源输出的信号为基带信号，接着基带信号进入信源加密器和纠错编码器进行适当的变换处理，使其能更好的适应信道传输特性的要求。其屮，调制器将信号调制到适合信道传输的频带内经信道传输给接收端，接收端解调器对接收到的信号进行解调还原得到基带