GPS車載定位設(shè)備對可靠性要求極高,主要表現(xiàn)在GPS設(shè)備工作要求苛刻、GPS設(shè)備工作環(huán)境嚴(yán)酷、GPS定位設(shè)備震動沖擊強(qiáng)烈、電磁環(huán)境惡劣、功能復(fù)雜等方面
1工作要求苛刻
GPS車載系統(tǒng)擔(dān)負(fù)安全防范、管理調(diào)度重任,要求在任何時刻都能夠呼的應(yīng)、叫的通,必須24小時全天候工作,尤其是安防型產(chǎn)品更要在關(guān)鍵時刻發(fā)揮作用,因此車載機(jī)必須能夠長年累月的正常工作而不允許出現(xiàn)關(guān)機(jī)、死機(jī)、功能錯亂等現(xiàn)象,其工作要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了家電、手機(jī)、甚至汽車的電腦系統(tǒng),這些系統(tǒng)中CPU可以通過關(guān)機(jī)、換電池、斷電等方式重新啟動而清除累積的錯誤狀態(tài),即使出錯也不會造成大的損失,而GPS車載機(jī)工作不正常則有可能造成財產(chǎn)甚至生命損失。GPS車載機(jī)的工作要求達(dá)到了與大型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、電信通訊系統(tǒng)同等要求的程度,必須按照通訊系統(tǒng)不間斷工作的可靠性要求去設(shè)計(jì)、生產(chǎn)車載機(jī),人工對GPS車載機(jī)進(jìn)行斷電、復(fù)位都是不允許的,在GPS車載機(jī)上安裝電源開關(guān)、復(fù)位按鈕是不可想象的。
隨便舉個例子說明一下:
假定車載機(jī)軟件故障時間是6個月即平均每工作180天才出一次問題,這個指標(biāo)對家電、手機(jī)、電腦、汽車意味著絕對可靠,因?yàn)樗麄冇肋h(yuǎn)不會連續(xù)工作180天,甚至10天都不會,而頭10天軟件錯誤累積可以認(rèn)為是0,只要一關(guān)機(jī)、斷電,軟件狀態(tài)又會從零開始。實(shí)際上電腦有時連10個小時都堅(jiān)持不住而死機(jī),但我們認(rèn)為電腦已經(jīng)很可靠了,因?yàn)槲覀?個小時就做完工作關(guān)機(jī)了,就算有時2小時都堅(jiān)持不住,大不了重新啟動一次。而車載機(jī)必須長年累月連續(xù)工作,若市場上運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器達(dá)到2000臺,就意味著平均每天有10臺機(jī)器出故障,要是賣到2萬臺、20萬臺呢?答案是不可能,因?yàn)橛脩舨桓以儋I了。
2工作環(huán)境嚴(yán)酷
GPS車載系統(tǒng)工作于車上,按照汽車工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),車載電子設(shè)備的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)介于工業(yè)級和軍級之間,其最重要的指標(biāo)就是環(huán)境溫度范圍,工作于發(fā)動機(jī)艙的設(shè)備要求工作溫度范圍為-40-125℃,其余地方要求為-40-85℃,車載GPS設(shè)備一般安裝在汽車儀表板下面,有些車況不太好的汽車,發(fā)動機(jī)熱量會泄漏到這里,汽車長時間工作后溫度很高。我們實(shí)測若干輛連續(xù)工作近20小時的出租車,儀表板下安裝車載機(jī)的部位有的溫度達(dá)到了90℃,機(jī)器內(nèi)部GPS板CPU芯片表面溫度甚至達(dá)到了98℃。由于我國幅員遼闊最北方冬季氣溫可低達(dá)-30℃以下,對車載機(jī)的低溫工作特性也提出了嚴(yán)格的要求。
由于汽車是室外工作,還會遇到水汽、灰塵、油污、腐蝕性氣體、液體等各種不利因素。
因此,GPS車載機(jī)的工作環(huán)境是極為嚴(yán)酷的,如果將電信的交換機(jī)設(shè)備置于如此環(huán)境之下工作,恐怕早就癱瘓了。
3震動、沖擊強(qiáng)烈
車載機(jī)安裝于飛馳的汽車之上,汽車行駛中的震動不可避免的要傳到車載機(jī)上,一般產(chǎn)品只要達(dá)到運(yùn)輸抗震要求就可以了,可以通過在包裝上做文章來解決,車載機(jī)卻是機(jī)器本身長期承受劇烈震動,對其抗震性能要求很高。當(dāng)發(fā)生撞車時即使車身撞爛車載機(jī)也必須保證能正常工作以進(jìn)行報警,因而又要求機(jī)器能承受強(qiáng)烈的沖擊。
2.4電磁環(huán)境惡劣
車載機(jī)由汽車電瓶供電,電壓波動范圍寬,汽車啟動瞬間12V的汽車電瓶電壓可能跌到5V以下,這個“瞬間”有時長達(dá)10秒,24V供電汽車若調(diào)節(jié)器質(zhì)量不好或電瓶線松動時供電電壓可能會躥到100V以上,還有可能出現(xiàn)能量很大的反向脈沖電壓,汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)高達(dá)幾萬伏的脈沖點(diǎn)火電壓產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁輻射,其他車載電子設(shè)備也有程度不同的電磁干擾,車載機(jī)的GSM部分本身也是一個強(qiáng)電磁輻射源,工作在如此惡劣的電磁環(huán)境下,對車載機(jī)的抗干擾性能要求很高。
5功能特別復(fù)雜
即使在以上條件下,有些產(chǎn)品的可靠性還是相當(dāng)高的,例如汽車收音機(jī)就可以不斷電連續(xù)工作數(shù)年而不出問題,但這些設(shè)備功能都比較簡單。比起收音機(jī)來,GPS車載機(jī)的功能太復(fù)雜了,為了最大限度提高設(shè)備的性價比,GPS車載機(jī)一般集成了車載電話、液晶顯示(收發(fā)短消息)手柄等,高檔的語音通道傳輸安防型設(shè)備還有中控鎖遙控系統(tǒng)、語音提示操作等功能,既能對外報警又能打入電話查車遙控,其處理器需要對GPS、GSM等信息進(jìn)行處理,要處理若干傳感器信號,控制若干路輸出信號(繼電器、報警喇叭等等),還要進(jìn)行人機(jī)界面處理,與手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)處理設(shè)備不同的是,這些輸入輸出信息不會遵守任何格式或時間方面的協(xié)議,完全是隨機(jī)且雜亂無章的,比如踩剎車時GSM來了振鈴,而此時GPS板的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)了一個校驗(yàn)錯誤,在用戶按下掛斷鍵之前,剎車太猛又產(chǎn)生了發(fā)動機(jī)停車信號。這些信息組合數(shù)量非常龐大,車載機(jī)的處理器必須保證在任何情況下都能做出正確的判斷處理,否則就可能累積錯誤最終導(dǎo)致崩潰。實(shí)際裝車的車載機(jī)出車越多問題越多,就是因?yàn)檐囈粍,情況就復(fù)雜起來了。
6成本要求嚴(yán)格
再復(fù)雜的功能,總可以采用高強(qiáng)度的處理器及操作系統(tǒng)輕松解決,比如手機(jī)、PDA。不幸的是GPS車載機(jī)屬于民用產(chǎn)品且處于市場起步階段,基于國內(nèi)殘酷的商業(yè)競爭環(huán)境,對其制造成本要求很嚴(yán),不可能像網(wǎng)絡(luò)處理器那樣采用高檔的處理器和硬件芯片,也不能象手機(jī)那樣通過巨大的產(chǎn)量降低成本而使用功能完善的操作系統(tǒng),縱觀國內(nèi)眾多生產(chǎn)廠家,除個別采用32位ARM處理器,大多采用16位或8位增強(qiáng)型處理器,軟件方面有的采用了公開源碼的實(shí)時操作系統(tǒng),更多的則直接采用C或匯編語言進(jìn)行編程。相對于復(fù)雜的功能、苛刻的要求真有點(diǎn)“針尖上跳芭蕾”的味道,由于沒有操作系統(tǒng)支持直接對硬件編程,程序量多達(dá)上萬行,且所有細(xì)節(jié)都必須由編程實(shí)現(xiàn),稍有不慎就會埋下隱患。
7可靠性成本極高
當(dāng)GPS車載定位設(shè)備出現(xiàn)故障時,必須將車輛召回返修,修復(fù)成本比起其他產(chǎn)品要高的多,尤其是當(dāng)成批出現(xiàn)無法重現(xiàn)故障時,其解決代價幾乎無法估計(jì),若導(dǎo)致生命或財物損失還會引起高額索賠,因此從經(jīng)濟(jì)角度計(jì)算,必須提高可靠性。
綜上所述,GPS車載定位設(shè)備工作環(huán)境嚴(yán)酷,功能復(fù)雜,工作要求苛刻,成本限制嚴(yán)格,可靠性成本高,因此GPS車載定位設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造過程中對可靠性保證要求極高。