Telematics的新兴应用模式与系统设计解析

在汽车的资讯娱乐系统中，过去基本的配备即是类比AM／FM音讯广播及音乐CD的播放设备，为驾驶及乘客提供娱乐及交通状况。随着技术的演进，除了音讯广播迈向数位化外，开始加入车载GPS导航及数位电视／DVD／VCD的播放功能，以及行动电话（GSM／GPRS）的语音通话及资讯连接功能，进而发展出新兴的Telematics应用与服务。

这套整合系统能提供即时路况导航、指引最佳的行车路线（避开拥塞路段）、提供汽车状况诊断、失车寻回、预约停车位、电子收费（Electronics Toll Collection；ETC）及进行紧急状况呼叫等多样性的加值服务。以下将介绍Telematics的应用模式与系统设计要领。


Telematics新兴应用模式

对于行车驾驶来说，Telematics概念的出现可说是汽车发展史上的一大突破，它打破原先只是个孤岛的汽车个体限制，让具备Telematics功能的汽车能够随时透过GPS获知所处的位置，并将位置资讯传送给相关的服务供应商，进而能提供道路救援、失车找回等服务。目前包括裕隆的TOBE汽车行动秘书、北美GM的OnStar，以及Toyota、Honda、Nissan等日本车系都有类似的服务。

除了个别车厂的Telematics服务外，包括欧、美、日等许多国家更积极将与Telematics相关的行车紧急救难提升为全国性、甚至是跨国性的应变系统。在欧盟底下由eSafety Forum所推动的eCall计画中，预定在2009年9月以后，全部的新车都要具有eCall的配备，此配备将结合碰撞侦测、GPS和行动通讯三大功能，在第一时间自动向泛欧统一的紧急电话号码112进行通报，除了车辆地理位置之外，eCall还设定可传送数据资料，以语音和资讯双重管道让112接线人员来判定合适的救援方式。

车况感测与诊断

除了道路救援、失车找回及紧急救难外，Telematics系统还能结合车上的各种感测系统，为车主提供车辆性能与车况之自动侦测，例如胎压侦测（TPMS），也能提供驾驶辅助及警示功能，如预碰撞警示或前方路况监视；透过Telematics系统，汽车内的机械及电子元件运作状况就能远距传回给车厂，进而得到远端诊断（Remote Diagnosis）服务；保险公司还可以依据对驾驶行为的即时或离线监控纪录（如飞机的汽车黑盒子）来判断出事时该支付何种等级的保险费用。当然，车主也能从远端获得辅助的行车资讯，如交通状况资讯或车厂进行远端诊断后的车况报告等。

电子收费与车间通讯

Telematics的另一项重要应用，即是电子收费系统（Electronic Toll Collection；ETC）由于ETC有助于舒缓收费站交通堵塞的问题，也能省下人事管理费用及减少收费站建设费用，因此在许多国家已积极开始积极布建。 ETC系统的实现，必须利用自动车辆辨识（Automatic Vehicle Indentification；AVI）技术，AVI还可分为特定短距通讯技术（Dedicated Short Range Communication；DSRC）与自主式车辆定位系统（Vehicle Position System；VPS）两种辨识技术。所谓的DSRC技术，乃是利用装置于路旁的定点通讯感应设备，与车上单元互动进行通讯辨识，来做收费扣款的动作；VPS系统则是使用整合有车辆定位功能的车上单元，当车辆行驶收费道路时，向后端帐务中心回报扣款。

除了电子收费的应用，DSRC还可用于另一个新颖的概念，也就是车间通讯。当车辆与车辆靠近一定距离时，两车会自动连通，并交换邻近的交通状况，如塞车、事故、危险路段等资讯。此应用的立意极佳，而且不需经由特定的服务业者来主导，发展重点在于要有相当数量的车子具有此种通讯功能，而且不同的车种、厂牌之间要能互相通讯，才能发挥效用。

RDS-TMC

Telematics系统中，除了应用行动通讯网路（GSM、GPRS或3G）来从服务供应商处得到交通、旅馆、娱乐、气象、订票等资讯外，也可以透过一般的收音广播方式来得到此类服务。目前最有名的是欧洲TMC（Traffic Message Channel）联盟所推动的数位路况广播系统（Radio Navigation System）。在此系统架构中，汽车驾驶能够自行设定接收RDS（Radio Data System）副载波的频率，再透过TMC-enabled的导航系统提供驾驶动态路经指引。此外，TMC也能与数位广播（DAB）或行动网路结合，因此极具发展性。目前欧洲已有包括德国、法国、英国、匈牙利、西班牙、奥地利与荷兰等国家提供此服务，未来将增加至20个国家以上。


系统架构剖析

Telematics是结合GPS、通讯、资讯、车内汇流排协定（CAN／LIN／MOST）、车载视听娱乐装置的一套系统，而且还必须倚赖行动通讯网路、客服中心、资讯服务提供者（Telematics Service Providers ； TSP）、应用软体及其他相关元件的协力运作，才能进行两大资讯（汽车资讯与车外资讯）之单向或双向接收与传送。其系统架构中必须包括以下单元：

中央控制器

Telematics车载机的主控制器／处理器为运算及控制的核心，整个控制器具有强化外壳且符合车用规范（-40℃～+85℃或105℃、防震、防摔、高稳定性）。随着工作负载的不断增加，此类主控制器／处理器的需求规格不断提升，从16位元MCU逐步提升到32位元MCU，甚至采用高整合度的SoC应用处理器；在处理器核心方面，大致上又可分为采用ARM7及ARM9两种等级，下一代的高阶产品将会搭配更强大的ARM11核心，并采用先进的65奈米制程。

通讯模组

Telematics车载机的主控制器／处理器必须透过UART等介面来连结各种无线技术模组，除了蓝牙、2G／2.5G／3G、DSRC等无线双向的通讯技术外，还包括GPS、Radio RDS、 Satellite Radio、DVB-T／DVB-H／T-DMB等单向接收的无线技术。这些技术都具有天线、射频和基频三大基本组成单元。

平面显示与人机介面

平面显示可分为前座与后座系统之平面液晶显示器，前者可显示中央控制台提供的汽车内外资讯，后者则可为共乘者提供各式娱乐影视画面。在操作上需提供简易、友善之人机介面软硬体技术，如面板控制、红外线遥控、语音启动、触碰式萤幕。

车内沟通

利用Telematics System与整个汽车系统（Vehicle Systems）沟通，并藉由多媒体系统传达使用者各种警示及提醒的车内讯息。例如紧急呼叫装置（SOS Button）即是内建于中央控制器或是室内车顶灯的紧急呼叫按钮与服务呼叫按钮。


《图一　Telematics系統架构图》