基于Zigbee的车窗无线控制方法研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着整个社会的不断发展和进步，近几年来汽车行业也是日新月异。如今处于小康生活的国民已经不再满足于汽车只作为代步的工具，对于汽车的舒适度、安全性、智能化等方面的要求也越来越高。因此，基于社会的普遍需求，各大车企也纷纷推了了搭载不同功能的车型。以上汽通用五菱的宝骏RS-5为例，车子搭载了防抱死系统，车身稳定控制、ACC自适应巡航，车道保持，倒车影像等功能，再加上车上各种ECU模块，这大量的电子设备会导致车内的电气布线变得长且复杂。线束是整车的重要零部件，大约占整辆车子重量的2%。传统汽车使用的导线都是铜合金导线，约占线束重量的70%到80%，剩余20%到30%的是端子、插件和外包的材料。按照一辆 B 级轿车的重量来估算，导线的重量约 25~30KG，汽车每行驶 100KM，车辆将消耗近 0.1kg 的汽油[1]。现如今气候环境污染日益严重，国家对于汽车的节能减排有着明确的要求。习近平主席在全国卫生与健康大会上指出，重点抓好空气、土壤、水污染的防治，加快推进国土绿化[2]。降低油耗不仅仅是在响应国家的号召，也是车企不断追求的目标。线束的轻量化发展有助于推进降低油耗目标的落实。如今无线通信技术日渐成熟，用无线通信来取代汽车内的线束，具有如下意义：

1.降低汽车生产的材料制造成本

2.减轻车身，降低用户在油耗方面的使用成本

3.降低油耗一方面节约了能源，也减少了空气污染，有助于推动社会的可持续发展，是未来整个汽车行业发展的大趋势。

现如今汽车内的通信仍旧以总线为主，分别有控制器局域网CAN总线、车内网络LIN总线、高速容错网络FlexRay总线、面向媒体的系统传输MOST总线，其特点和应用范围如表1。为了解决汽车的电子系统中多个ECU之间的数据传输问题，INTEL公司和BOSCH公司共同研制用于支持实时和分布式通信的CAN串行总线。LIN是一种基于UART/SCI的低成本、开放式串行总线，其定位是对CAN总线的辅助网络。目前汽车车窗控制系统大多采用LIN总线网络，可节省成本和网络资源[3]。FlexRay总线具有更高的传输速率、更强的灵活性、更全面的拓扑、更可靠的容错运算，大多用于汽车的核心通讯需求。MOST是一种用于服务多媒体应用的总线标准，可以准确有效地针对于不同目标的多个数据流且不发生错误。MOST 网络目前主要在欧洲高端车型中采用[4]。

表1. 四类总线类型及应用范围

车载无线通信技术按站数据传递的距离进行分类可以分为车内通信、车外通信、车间通信和车路通信四类[5]。车窗内的无线通信距离在10m范围内，属于车内通信方式。在这种短距离的无线通信方式中，常见的技术有Wifi，蓝牙和ZigBee等技术。Wifi技术是以太网的一种无线扩展，传输速度快，但功率较高，多用于家庭无线网络以及公众场合。蓝牙技术是一种工作在2.4GHz频段的无线通信网络技术。可以用来组建短距离、低速率的个人局域网，在移动电话、运动耳机、无线鼠标等均能见到其身影。ZigBee技术是在2002年提出的一种新的短距离无线通信技术，其物理层和MAC采用IEEE802.15.4协议标准，2004年ZigBee联盟正式发布了该项技术标准。各大公司纷纷推出了自己的芯片和开发系统，如飞思卡尔的MC13192,TI公司研制的CC2530等。ZigBee具有成本低、体积小、功耗低、易组网等特点，广泛应用于智能家居、工业自动化、楼宇自动化、医学领域等无线传感器网络。ZigBee工作在2.4G的ISM频段，在此频段内，其有4个信道与Wifi的信道重合，1/4的ZigBee信道易被Wifi信号干扰。而且这项技术刚发展起来不久，技术尚未成熟，所以现在在汽车上很少使用。但是，随着现在5G技术的飞快发展，其频段扩展到5G上，可以有效的避免信道干扰问题，加上ZigBee技术的日渐成熟，未来使用ZigBee技术来实现汽车车窗无线通信具有很高的可行性。

2. 研究的基本内容与方案

1.研究车窗的无线通信方式，研究zigbee的通信协议。

2.设计含无线通信的车窗主从控制模块。

3.制作功能验证实验平台，实现基于zigbee的车窗无线控制。

3. 研究计划与安排

1、开题报告。（第1-3周）

2、英文资料翻译。（第4周）

3、硬件设计与制作。（第5-9周）

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘英莉, 张旭, 程斌. 汽车轻量化的发展趋势研究. 华晨汽车工程研究院， 辽宁, 沈阳, 110141

[2]习近平关于社会主义生态文明建设论述摘编. 中共中央文献研究室编, 2017