عندما تذكر اتصالات السيارة، يفكر معظم الناس في ناقل CAN أولاً. ونعم، على مدى العقد الماضي أو نحو ذلك، كانت بوابات CAN هي العمود الفقري للأنظمة الإلكترونية للسيارات. ولكن مع انتشار تقنيات القيادة الذاتية وتقنيات V2X (من السيارة إلى كل شيء)، بدأت بوابات CAN التقليدية في إظهار عمرها الافتراضي.لقد حصلت مؤخرًا على بوابة السيارة SV900، وبصراحة، لم يعد بإمكانك تسمية هذا الشيء "بوابة CAN" بعد الآن - إنه يعيد تعريف ما يجب أن تكون عليه أنظمة اتصالات السيارة.

ما هي الاختناقات التي تواجهها بوابات CAN التقليدية؟

دعونا نتحدث عن المشاكل القديمة أولاً. تقوم بوابات CAN التقليدية بشكل أساسي بثلاثة أشياء: تحويل البروتوكول، وتوجيه الإشارات، وعزل الشبكة. يعمل هذا بشكل جيد بالنسبة للمركبات التقليدية - عندما تقوم فقط بتمرير إشارات المكابح وبيانات عدد دورات المحرك في الدقيقة بين وحدات التحكم في الدقيقة، فإن عرض نطاق ناقل CAN من 500 كيلوبت في الثانية إلى 1 ميجابت في الثانية يعد كافياً.لكن الأمور تغيرت. تولد منصة اختبار مركبة ذاتية واحدة ذاتية القيادة، مزودة برادار ليدار ورادار بالموجات المليمترية وكاميرات متعددة، عدة غيغابايت من البيانات في الثانية. وتحتاج كل هذه البيانات إلى نقل كل هذه البيانات في الوقت الفعلي إلى السحابة لمعالجتها، بالإضافة إلى تلقي أوامر التحكم مرة أخرى. بوابة CAN التقليدية؟ عذرًا، فهي لا تحتوي حتى على منافذ إيثرنت كافية.هناك مشكلة أخرى في العالم الحقيقي - استقرار الشبكة. عندما تسير سيارة اختبار على الطريق السريع، تأتي إشارات 4G وتذهب. عند الانعطاف الحاد في نفق، تنقطع الإشارة. إذا كنت في منتصف تحديث OTA أو جلسة مراقبة عن بُعد، فأنت في ورطة.

كيف تحل بوابات المركبات المزدوجة للجيل الخامس 5G هذه المشاكل؟

تكرار الشبكة المزدوجة: قل وداعاً لـ "قلق انقطاع الاتصال"

الميزة البارزة في SV900 هي شبكات الجيل الخامس المزدوجة 5G. لاحظ أنني قلت وحدتي 5G، وليس وحدة واحدة.هذا التصميم ذكي. شريحتا SIM تعملان على شبكتين مختلفتين. لنفترض أن إحداهما على China Mobile والأخرى على China Unicom. عندما تكون إحدى الشبكتين ضعيفة أو مزدحمة، تتحول تلقائيًا إلى الأخرى. لقد اختبرت ذلك - في أقسام معينة من الطريق السريع بين بكين والتبت مع ضعف الإشارة، تنخفض إشارة بطاقة 5G واحدة إلى حوالي 30 ميجابت في الثانية، ولكن تجميع البطاقتين يبقى مستقرًا فوق 80 ميجابت في الثانية.بالنسبة للسيناريوهات التجارية، مثل مركبات التوصيل المستقلة والروبوتات المحورية، يمكن أن يتسبب انقطاع الشبكة لبضع ثوانٍ في حدوث مشاكل. إن حل 5G المزدوج هو في الأساس "تأمين مزدوج" للاتصالات.

موصلات الطيران M12: هذا هو الشكل الذي يجب أن تبدو عليه موصلات الطيران من فئة السيارات

قد تعتقد أن الموصلات ليست بهذه الأهمية. ولكن إذا رأيت منافذ الإيثرنت القياسية تنفصل أو تسقط بعد اختبار السيارة على الطرق الوعرة لبضع ساعات، فستفهم السبب موصلات الطيران M12 مهم للغاية.يأتي SV900 مع 5 منافذ إيثرنت M12، بالإضافة إلى موصل M12-X واحد يدمج واجهات RS232 و RS485 و CAN. هذه الموصلات الملولبة ذات القفل الملولب مقاومة للماء والغبار والاهتزازات ومقاومة للماء والغبار ومقاومة للاهتزازات. لقد رأيت فرقاً تقوم بتشغيلها في مواقع اختبار صحراوية لمدة ثلاثة أشهر متواصلة دون أي مشاكل في الموصلات.قارن ذلك بالأجهزة التي تستخدم منافذ RJ45 القياسية - فالتوصيلات المفكوكة بعد بضعة أيام من الاهتزاز هي القاعدة، وأنت تتوقف باستمرار لفحص الكابلات.

ليست مجرد بوابة، بل محطة لترحيل البيانات

يحتوي هذا الجهاز على مجموعة أدوات تطوير البرمجيات SDK للتجميع متعدد الشبكات التي يمكنها تكديس النطاق الترددي من شبكات متعددة. على سبيل المثال، إذا كان كل اتصال من شبكات الجيل الخامس يحتوي على 100 ميجابت في الثانية، فمن الناحية النظرية يمكنك تحقيق سرعات نقل تقترب من 200 ميجابت في الثانية.في التطبيقات الحقيقية، استخدمناها لنقل تدفقات الفيديو في الوقت الحقيقي من كاميرات السيارة - أربع كاميرات بدقة 1080 بكسل في وقت واحد مع زمن انتقال أقل من 100 مللي ثانية. وهذا أمر بالغ الأهمية لسيناريوهات الاستيلاء على القيادة عن بُعد، حيث يحتاج مشغل السلامة إلى رؤية لقطات في الوقت الفعلي دون تأخير ملحوظ.كما أنه يدعم بروتوكول NTRIPوهو مفيد للغاية للفرق التي تقوم بتحديد المواقع بدقة عالية. يمكن للمركبات تلقي بيانات التصحيح التفاضلي من خلال البوابة في الوقت الفعلي، مما يحسن دقة النظام العالمي لتحديد المواقع من مستوى المتر إلى مستوى السنتيمتر.

تخزين السجل: لا مزيد من التخمين عند استكشاف الأخطاء وإصلاحها

هناك ميزة عملية أخرى-تخزين سجل فلاش. يمكن تخزين جميع بيانات الشبكة ورسائل CAN وأحداث النظام أثناء تشغيل المركبة محلياً.لقد واجهت ذات مرة مشكلة غريبة: فقدت مركبة اختبار الاتصال لمدة 30 ثانية عند أحد التقاطعات، لكن السجلات السحابية لم تظهر أي شيء. في وقت لاحق، كشف سحب السجلات المحلية للبوابة عن انقطاع قصير ناجم عن عملية تسليم محطة 5G الأساسية القريبة. وبفضل هذه الميزة، يمكن تتبع العديد من المشاكل المتقطعة وإعادة بنائها.

 

تطبيقات العالم الحقيقي: ما الذي يمكن أن تفعله في الواقع؟

مركبات التوصيل ذاتية القيادة: الاستقرار قبل كل شيء

تُشغِّل العديد من الجامعات والمجتمعات الآن مركبات توصيل ذاتية القيادة. هذه المركبات ليست سريعة، ولكنها تتطلب شبكات مستقرة للغاية - فتخصيص الطلبات وتخطيط المسار والمراقبة عن بُعد كلها تعتمد على الاتصال.بعد نشر بوابات 5G المزدوجة، تحافظ مركبات التوصيل على الاتصال حتى في مرائب السيارات ومناطق المباني الكثيفة ذات الإشارة الضعيفة. يمكن للمشغلين رؤية موقع كل مركبة في الوقت الفعلي ومستوى البطارية وحالة الطلبات لكل مركبة، مما يحسن كفاءة الإرسال بشكل كبير.

اختبار الروبوتات: نقل البيانات دون إسقاط الكرة

تولد مركبات اختبار القيادة الذاتية عدة تيرابايت من البيانات يومياً. لا يمكن للتخزين على متن المركبة التعامل معها - يجب نقل البيانات في الوقت الفعلي أو شبه الفعلي. يتمثل النهج التقليدي في التحميل عبر شبكة سلكية في القاعدة ليلاً، ولكن هذا غير فعال للغاية بالنسبة للاختبار.مع بوابات 5G المزدوجة ذات النطاق الترددي العالي، يمكنك الإرسال أثناء القيادة. لقد رأيت فرقًا تبدأ في وضع العلامات والتدريب على بيانات الاختبار النهارية في المساء، مما يقلل دورة التكرار إلى النصف.

عمليات التعدين: الاختبار البيئي النهائي

إن بيئات التعدين أكثر قسوة - درجات الحرارة العالية والغبار والاهتزازات والإشارات الضعيفة. وتتألق موصلات SV900 M12 وموصلات SV900 وميزة التكرار المزدوج 5G في هذه السيناريوهات.هناك حالة منجم مفتوح حيث نشر المشغلون أكثر من عشر شاحنات تعدين ذاتية القيادة باستخدام بوابات 5G مزدوجة للمراقبة عن بُعد والاستيلاء في حالات الطوارئ. وعلى مدار ستة أشهر، لم يحدث توقف واحد في الإنتاج بسبب مشاكل في الاتصال.

بوابة CAN التقليدية مقابل بوابة مركبة الجيل الخامس التقليدية مقابل بوابة مركبة الجيل الخامس 5G من الجيل التالي

دعونا نقارن بين الجيلين:بوابة CAN التقليدية:

• الوظيفة الرئيسية: تحويل البروتوكول للحافلات داخل السيارة (CAN، LIN، FlexRay)
• الوصول إلى الشبكة: وحدة 4G واحدة على الأكثر، عرض نطاق ترددي محدود
• الواجهات: منافذ إيثرنت قياسية، DB9، إلخ.
• حالات الاستخدام: التشخيص التقليدي للمركبة ووظائف صندوق T-Box

بوابة المركبات من الجيل التالي 5G 5G (مثل SV900):

• الوظيفة الرئيسية: ناقل داخل المركبة + اتصال بين المركبة والسحابة + حوسبة الحافة
• الوصول إلى الشبكة: شبكة مزدوجة 5G/5G+4G مع عرض نطاق ترددي قابل للتجميع
• واجهات: موصلات طيران M12 من فئة السيارات، مقاومة للاهتزازات والتداخلات
• حالات الاستخدام: القيادة الذاتية، V2X، القيادة عن بُعد، القيادة عن بُعد

ببساطة، الجيل القادم ليس مجرد "بوابة"، بل هو أشبه بمحور مركزي للاتصالات والحوسبة في السيارة.

 

 

 

ما الذي يجب أن تبحث عنه عند اختيار بوابة السيارة؟

إذا كنت تقوم باختيار معدات لمشروع ما، فإليك بعض النقاط الرئيسية المستندة إلى الخبرة العملية:1. تحديد متطلبات النطاق الترددي الخاص بكإذا كنت ترسل فقط رسائل CAN ومواقع GPS، فإن 4G واحد يعمل. ولكن بالنسبة للفيديو، وسحب نقاط ليدار، انتقل مباشرةً إلى 5G - 5G المزدوجة إذا كان بإمكانك ذلك.2. تحقق من الواجهات وتصنيف الحمايةتحتاج سيارات الاختبار والمركبات التجارية بالتأكيد إلى واجهات من فئة السيارات. إن توفير بضع مئات من الدولارات على منتجات من فئة المستهلكين سيكلفك عشرة أضعاف في الصيانة لاحقًا.3. لا تغفل عن ميزات البرامجNTRIP، والتجميع متعدد الشبكات، والتخزين المحلي - قد تبدو هذه الأمور غير ضرورية في البداية، ولكن عندما تظهر المشاكل، ستدرك مدى أهميتها.4. النظر في قابلية التوسعتتطور مشاريع المركبات بسرعة. قد يحتاج الحل الحالي إلى الترقية في غضون ستة أشهر. اختر جهازاً ذا واجهات غنية وبرمجيات قابلة للترقية عبر تقنية OTA لتجنب العديد من الانعطافات.

الأفكار النهائية

لا يقتصر التطور من بوابة CAN إلى بوابة المركبات العاملة بتقنية الجيل الخامس 5G على ترقيات عرض النطاق الترددي فحسب، بل هو إعادة هيكلة كاملة لبنية اتصالات المركبات. يتطور "الاتصال التقليدي داخل المركبة" نحو "التنسيق بين المركبة والبنية التحتية السحابية"، ويتحول دور البوابة من مجرد محول بروتوكول بسيط إلى عقدة مهمة تربط المركبات بنظام النقل الذكي.تمثل منتجات مثل SV900 الاتجاه الجديد لمعدات اتصالات السيارات. إن التكرار المزدوج لشبكة الجيل الخامس، والواجهات من فئة السيارات، والتجميع متعدد الشبكات، والتخزين المتطور، هذه الميزات لا تتعلق بحقوق التفاخر في ورقة المواصفات، ولكنها مصممة بشكل حقيقي من الاحتياجات الفعلية للقيادة الذاتية والسيارات المتصلة.إذا كان مشروعك يتضمن اختبار القيادة الذاتية أو التوصيل بدون سائق أو V2X، فقم بتقييم هذا النوع من بوابات الجيل التالي من المركبات بجدية. ففي عالم المركبات الذكية المتصلة بالإنترنت، غالباً ما يحدد استقرار الاتصالات في عالم المركبات الذكية المتصلة بالإنترنت مدى قدرة مشروعك على التقدم.