真！无钥匙！数字钥匙在智能电动车领域的实践

 

1、方案概述

电动自行车发展至今已经有20多年了，现在有了智能化升级的趋势，如下图所示。

对此，阿里云HaaS团队推出了智慧出行方案，用于电动自行车智能化，通过电动自行车安装智能化模块，给电动自行车C端用户带来车辆远程控制，车辆状态获取，车辆异常提醒，车辆无感控制等能力，方便用户的使用。
同时通过云-边-端平台的建设，在提供C端用户车辆维修点以及充电桩等服务的同时，也可以给B端客户提供数据运营以及内容运营等增值服务。
智慧出行的架构如下图所示：

而设备侧主要以智能中控的形态存在。

 

2、设备侧架构

由于电动自行车属于价格敏感型产品，智慧出行方案在规划设备侧方案时考虑了2个方案，即全功能方案与低成本方案，低成本方案能做到全功能方案80%-90%的功能。2个方案均可通过增加不同的传感器做功能扩充。

 

2.1、全功能方案

全功能方案提供车辆长时间在线，远程控制与监测能力，要求增加以下通讯模块。
●2G/4G模块，可以提供车辆随时在线能力，将车辆的信息以及车辆的异常状态上报。用户通过APP可随时获取这些信息。
●GPS模块，用于记录行驶轨迹，以及在车辆被盗时提供车辆的位置与行驶轨迹，方便追踪。
●蓝牙模块，用于无感解锁以及蓝牙本地控制等操作。

 

2.2、低成本方案

低成本方案相比全功能方案，取消了远程能力，这样大大了降低成本，低成本方案的通讯模块仅仅需要蓝牙模块，在线能力以及定位能力则通过手机代理来实现。

 

2.3、功能对比

下表对比了阿里的全功能方案和低成本方案，以及三方的部分方案。

可以看到，阿里全功能方案功能完备，而低成本方案实现了全功能方案80%-90%的功能。

 

2.4、软件架构

设备侧的软件架构如下，包括应用层，中间件与系统层。

 

3、设备侧SDK

智能出行的设备端主体为智能中控，这个由三方供应商提供。
为方便三方供应商快速开发，我们提供了一套软件SDK，这套SDK用于低成本方案，提供了核心的中间件与核心应用部分，并将操作系统与蓝牙协议栈的接口做了抽象，方便适配到不同的芯片与蓝牙协议栈。同时这套SDK也给全功能方案的蓝牙部分开发提供了参考。

 

3.1、SDK架构

SDK分为3层核心应用层，中间层，与适配层

核心应用层

核心应用层包括如下功能
●设备的绑定解绑，设备的鉴权。
●无感锁车解锁。
●控制类指令解析，车辆状态上报。
●在线升级。

中间层

中间层主要解决系统调度以及蓝牙本身的连接管理与数据分发，在SDK的调度层中我们实现了一个调度器，通过这个调度器，可以解决多线程同步问题以及长调用导致的堆栈高使用问题。
蓝牙连接管理与数据分发部分，使得应用无需关注蓝牙的连接状态，数据的通道复用以及数据的加解密问题。

适配层

适配层包括2块，OS适配和蓝牙协议栈适配。
OS适配包括内存管理，线程调度，信号量等部分，一般蓝牙芯片使用RTOS操作系统，不同的RTOS操作系统在实现这些接口时会有差异，需要在适配层进行适配。
蓝牙协议栈适配包括BLE广播，BLE连接，BLE服务，BLE数据传输等部分，使用的蓝牙协议栈不同，接口会不同，需要在这里完成适配。

 

3.2、SDK适配

目前SDK已在如下蓝牙芯片上完成了适配，后续会在更多的蓝牙芯片上完成适配。

 

4、展望

目前智慧出行平台已经建设完成，符合智慧出行的智能中控已经导入多个一二线电动车整车厂商，目前通过设备侧SDK的输出，已经大大降低了三方供应商的开发难度。
而随着智慧出行生态的建设，设备侧SDK可以提供给更多的三方供应商，供应商集成SDK后，无需关注基础能力与核心功能，仅需关注客户的定制化需求即可。
同时，在智慧出行基础上，我们积累了设备侧的SDK，这个SDK配合阿里云的小程序SDK，不仅仅可以用于智慧出行，在共享行业等其他领域都可以有广泛的使用。
 

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