速锐得EST580双CAN总线模块在驾考OBD免接线领域的设计与应用

辞旧迎新，2021年已经来临，我国汽车工业发展加速了速锐得在新大众桑塔纳、捷达、东风雪铁龙爱丽舍、吉利金刚、东南V5、斯柯达昕锐等多种车型驾培驾考OBD模块交付，2020年交付100K+级，预计2021年累计订单量将超过300K+，在新款的捷达、桑塔纳、爱丽舍、斯柯达等多种驾考车型兼容的模块中，一骑绝尘。除了行业朋友说的“性价比”（低至200元以内），那是什么让驾考行业朋友趋之若鹜呢？

近年来，我国驾培机构数量逐年增加，驾校年培训量的增长率逐年降低。驾培行业供求矛盾问题愈发突出，产能过剩更加严重，致使不少驾培企业不得不采取“低价竞争”的方式以扩大招生量。2020年，受到新冠肺炎疫情影响，许多驾校面临着资金和管理上的双重压力。对驾培企业而言，探索精细化、信息化的管理方法，以代替原有的粗放管理模式迫在眉睫。

根据《中国道路运输发展报告》的统计数据，近年来我国驾培行业每年的培训合格率呈现逐年小幅下降的趋势。学员约车难、学车体验差、教学效果不理想等问题依然普遍存在。同时受国际环境影响，原本在芯片不停涨价的同时，作为细分领域微小的一个配套组件，在疫情战、贸易战的双重背景下，无论是产业、还是制造生产受制于汽车产销量应该是处于下滑趋势。但芯片这个板块的逆势增长，那么用这些芯片制作的模块，除了宣传的兼容车型多以外，也共同一起探讨下对这一块的技术及未来发展路线。

速锐得EST558S这个直接通过CAN转RS232的汽车数据采集协议免接线终端，我们从串口软件通过物理RS232串口可以直接获取大众新桑塔纳、捷达系列车型的转向角度、灯光、手刹、车速、转速、离合、安全带、档位、雨刮、车门状态等重要信息。在硬件EST558S外部的电路转换及电路保护是一部分、物理接口和外壳是一部分，最核心的是位置于中间的EST580的模块，虽然这些小东西大体看起来都才100多块钱，成本却远超，主要是进口芯片价格昂贵，已经超过50元以上了，研发升级多年的软件成本高，但这个模块在整个驾培驾考领域却发挥着重要的产业价值。

首先，从核心模块技术架构来了解。我们把整个芯片化分为三个扇区，第一部分是系统驱动层，相当于WIN系统的操作系统，速锐得在这个领域率先采用了多任务RTOS操作系统。模块的主MCU驱动都需要工作起来，如果按照这颗芯片48K的内存来算，这个驱动部分大概占用到20K，这是底层；第二部分是协议层，比如与外部的通讯协议、与车的交互部分都可以放里，大概占用到8K左右；剩下的第三层是应用层，应用层是关键的一层，比如，针对大众2021款的桑塔纳，通过CAN网关识别到了转向角度ID为0x001，那么解析0X001的8个字节的CAN ID 获得这个ID 的最大值与最小值，用于判别方向盘向左或者向右打了多少角度，这应用层里面就可以通过调用车型库的函数，按照捷达、宝来、斯柯达、爱丽舍等不同品牌车型的排序，通过指令来调用相关的CAN库文件，每个车型的库文件大概就是2K左右的数据。在这套架构下的整个行业算得上是应用的微创新，既保证了系统与接口的稳定性，还考虑了车型的兼容及协议指令替换。也就是说，如果你有新奇特的车型，例如新能源车、柴油车、氢能源车等以后只要加车型的CAN ID 就可以了，有协议的直接改写软件，没协议的车型，速锐得还提供汽车的CAN协议适配。

我们在考虑，如果硬件方案上采用一个容量大点的MCU或者GPU，那么这个车型数据库（车型CAN总线数据）就是应用层里最值钱的部分，因为车型是可以变化性的选择，不管未来是奔驰、宝马、奥迪，还是本田、丰田、日产，均可以把数据放置于这个库里面，或者形成独立的库，实现快速数据定制及数据调用。而数据输出的接口协议，也可以成为各个不同行业的“标准”数据协议通讯接口，一旦用量达到一定级别，那这就是参考标准。大家也就不用重复定义接口，因为核心还是车型的CAN总线数据，各家根据自己能力八仙过海即可。

例如在实际应用中，在本田汽车的安全驾驶测试（位于本田喜悦安全驾驶中心）项目上，通过速锐得的OBD产品连接本田的CAN总线，采集汽车的行驶速度、油门百分比开度、刹车百分比力度及方向盘转向角度，就可以用于检测本田汽车的刹车反应时间、制动时间、制动距离停止时间、停止距离，根据标定的理论值和实际测试值给出汽车安全控制策略。这个数据响应是精确到十毫秒级的，对于人的驾驶安全，数据发挥到了关键的作用。记得本田曾经打过一个广告，0.1秒会发生什么，本田已经做到了10毫秒级，也创造了巨大的汽车安全领域产业价值。

回到驾培驾考这个细分领域，通过科目二或者科目三的模拟考试系统，精准的OBD数据给到了评判系统强有力的数据支持，不仅2013年至今的车型能采集，还能通过对应的AT指令更变数据传输速率、信号种类、选择车型等多种简单易用的操作，大幅提升了数据交互体验。这恰恰也是定制化满足了行业需求，一个固件兼容十几款行业车型，通过指令调用和切换，实在是太简单好用了。

由此，我们可以看出，任何产业，都是要通过技术的优化升级，不仅提升了数据利用价值，还能实现车型数据的快速化定制，同时也优化了产品的直观体验感，这才是一个真正做产品的公司应该考虑的问题，那么在未来5年，个人认为，这套RTOS架构和系统依旧保持引领，客户体验至上、方便、好用、简洁。原本看起来是一些芯片及控制的小产品，里面也是一应俱全且包罗万象。

硬件上，EST580核心OBD模块采用全进口物料，主芯片采用STM32F105RBT6，附带两颗NXP的CAN收发器型号为TJA1044，采用沉金工艺的电路主板，无论是后续在车辆行驶过程，应付各种震动及干扰，都从源头控好了品质，建立产品从开发到应用的DEMO测试闭环系统，提升了整体性能。邮票孔设计的模块，对外接口设置了两路CAN线接口、一路K线线路，实现了99%以上的车型覆盖，CAN数据通过MCU外设的串口对上位机终端输出应用层的数据，并实现工作功耗大概约在20毫安，休眠功耗基本在0.02毫安左右的低功耗能力，模块唤醒机制是通过CAN唤醒，对于CAN通讯网络的车型，表现十分友好，据了解12年后的车型基本都属于CAN通信，模块就更与时俱进了。

值得一提的是，尽管选用的是STM32F105系列的芯片，速锐得的攻城狮们依旧把封装尺寸控制在26*20*3mm，方便集成到各种产品内部作为CAN部分的核心板，上位机终端开发者可以进一步优化自己的设计空间，从车载终端开发者的角度来看，比对同类产品，就不会为空间而担忧了。这些数据将被应用在汽车碰撞测试、动力总成、零部件性能及参数输出、排放、试乘试驾、汽车安全驾驶辅助等诸多汽车领域，数据才是未来的石油与生产力，这一点不假。

我研究过多家的产品，深度的黑盒白盒测试的也不少，不得不说，这款OBD模块，给人一种科幻大片带入的神秘感，种种优秀的表现，又体现了对行业满满的诚意。这款EST580从技术角度表现出来的不仅仅是系统架构、用料、体积及数据功能，就从品质到最人性化的设计方面，展现出了我们的心血。

伴随人工智能的发展，机器人学习在全国驾培行业逐渐兴起，这款驾培驾考OBD免接线模块适应了当下新时代的要求，从车型上看，新桑塔纳、捷达VA3、新爱丽舍、海马M3、东南V5、比亚迪、斯柯达、东风风神E60、新能源车爱丽舍EV等各种新能源车等30多款车型已经实现了兼容，给未来高效的智能驾培环境、智能模拟训练、智能机器人教学系统提供了丰富的数据及评判依据，丰富的总线数据与搭载北斗+5G技术的人工智能教学系统与学车平台结合，利用可视化、数据化的方式提升学员教学过程中的规范性与安全性，将是未来几年的驾培驾考行业重要的落脚点。