奥迪远程控制系统 - 2024.5

近年来，国产新能源汽车品牌迅速崛起和物联网技术的发展，几年前火爆的智能家居风潮，如今已经蔓延到了汽车领域。现在的汽车如果没有配备一个专属 APP，简直就像是无法登台的古董。作为一名 iOS 开发爱好者和燃油车爱好者，我当然不会闲着。我打算通过自己的尝试，对这辆“老古董”进行一番改造，使其变得更 City 一些。

传统与智能的碰撞

我一直对智能技术充满了兴趣。从智能手机到智能家居，科技改变了我们生活的方方面面。然而，当我看到自己心爱的燃油车时，我总觉得它有些落伍。它那次世代的车机系统缺少现代科技的加持，也没有各种酷炫的 APP 可以进行远程查看车辆状态，远程启动等。但对机械和内燃机十分着迷的我，迟迟不舍得放弃内燃机加入电车行列。因此，我决定通过自己的努力，给它注入一些现代化的元素。

第一步：构思与规划

自己改造一辆车听起来并不简单，尤其是对于汽车系统没有相关经验的我来说。为了确保这次改造能够顺利进行，我做了大量的研究，阅读并研究了国内外许多关于智能汽车改装的文章和案例。经过一番思考，我决定开发一套车辆远程监测控制系统。

用户需求:

1. 实时监控车辆状态，各部件保养记录，以确保行车安全。

2. 通过手机 APP 远程控制车辆，提升便利性。

3. 直观的界面设计和简单的操作流程。

功能需求:

1. 车辆状态监控：展示车辆的速度、油耗、发动机各项状态等实时数据。

2. 远程控制：实现远程启动引擎、解锁/上锁车门、开关车窗等功能。

3. 历史数据 LOG 记录：记录车辆的行驶历史、油耗、发动机各项状态实时数据记录等。

4. GPS 定位：实时获取车辆当前位置，航行，历史轨迹，车身姿态等。

系统设计

客户端：iOS 应用，负责与用户交互，发送控制命令和展示车辆状态。

服务器端：使用树莓派4B作为车载主机，搭建 NodeJS 后台服务，使用 Websocket 实时接受来自客户端的请求，转发给车载设备，并将车载设备的数据实时返回给客户端。搭建 Redis 服务做数据缓存暂存，使用 Mysql 数据库做数据持久化存储。

车载设备：CAN 协议数据分析仪，通过 CAN 线与车辆 ECU 直接连接，获取车辆实时数据并接收控制命令。

网络通讯：使用移远 RM500U-CN 5G 模块，配合开发板进行蜂窝数据的传输及 5G 模块的串口控制。使用 GL-MT3000 WiFi 路由器提供最高 2402 Mbps (5GHz) 车载 Wi-Fi 访问速度。

GPS定位：使用 U-Blox ZED-F9K 车规级高精 GPS 模块，实现分米级定位精度，并配合自带高精度惯性导航芯片，实现进入隧道、地库等 GPS 信号死角仍可继续定位。

继电器：使用树莓派 GPIO 对继电器进行控制，用于模拟车钥匙的解锁/上锁。奥迪的车辆协议无法直接通过 CAN 协议解锁车辆，只能预埋一个车钥匙，并从钥匙 PCB 按钮上飞线接到继电器上，由继电器进行控制模拟。

供电：整套系统需长时间通电运行，原车铅酸蓄电池肯定维持不了该系统的长期运行，所以额外增加了一块 110Ah 的磷酸铁锂电池作为该系统的主要供电来源。配合 40A 的车载行车充电器，可在车辆行驶时，对该电池进行补能充电。

硬件外壳：根据各个模块尺寸，使用 Sketch 画尺寸图，定制专用铝壳。

总结

通过本次项目的开发，我成功实现了一款功能齐全的车辆远程控制系统，给6年前落伍的燃油车配上了 APP 远程控制，车载 5G 高速 Wifi 等。在此过程中，对车辆的 CAN 协议、抓包和逆向工程也有了更深的了解。