車(chē)載T-BOX原理及發(fā)展歷程

TelematicsBOX簡(jiǎn)稱(chēng)T-BOX，也稱(chēng)遠(yuǎn)程信息處理控制單元（Telematics Control Unit, TCU），由處理器、GPS模塊、4G/5G模塊（帶SIM卡功能）、支持多種接口（如CAN總線、USB、RS-232、藍(lán)牙等）組成的智能終端設(shè)備，是車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中重要組成部分。通過(guò)連接車(chē)載CAN總線和外部云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與車(chē)輛（V2V）、車(chē)輛與基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）、車(chē)輛與互聯(lián)網(wǎng)（V2N）之間的通信和數(shù)據(jù)交換。

T-BOX原理

T-BOX核心功能是MPU和MCU。
MPU用來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序功能，例如通過(guò)APP查看車(chē)輛信息、車(chē)門(mén)解鎖或遠(yuǎn)程啟動(dòng)車(chē)輛等。
MCU主要用來(lái)控制電源管理，以及接入汽車(chē)CAN總線。

T-BOX與主機(jī)通過(guò)CAN BUS總線通信，實(shí)現(xiàn)指令與信息的傳遞，從而獲取到包括車(chē)輛狀態(tài)、按鍵狀態(tài)等信息以及傳遞控制指令等；通過(guò)音頻連接，實(shí)現(xiàn)雙方共用麥克與喇叭輸出。與手機(jī)APP是通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)以數(shù)據(jù)鏈路的形式進(jìn)行間接通信（雙向）。

T-BOX與后臺(tái)系統(tǒng)通信還包括語(yǔ)音和短信兩種形式，使用短信形式主要實(shí)現(xiàn)一鍵導(dǎo)航及遠(yuǎn)程控制功能。

T-BOX可深度讀取汽車(chē)CAN總線數(shù)據(jù)和私有協(xié)議，T-BOX的MCU部分具有強(qiáng)大處理功能的OBD模塊。模塊中內(nèi)置了CPU構(gòu)架，分別采集汽車(chē)總線的總線數(shù)據(jù)和私有協(xié)議，從而進(jìn)行反向控制，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到云服務(wù)器。

T-BOX同時(shí)可以通過(guò)GPS模塊對(duì)車(chē)輛位置進(jìn)行定位，使用網(wǎng)絡(luò)模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳出到云服務(wù)器。車(chē)主可以在手機(jī)APP端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從云服務(wù)器中獲取車(chē)況報(bào)告、行車(chē)報(bào)告、油耗統(tǒng)計(jì)、故障提醒、違章查詢(xún)、位置軌跡、駕駛行為、安全防盜、預(yù)約服務(wù)、遠(yuǎn)程找車(chē)等信息，還可以在手機(jī)APP端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器的連接，間接與網(wǎng)絡(luò)模塊交互，繼而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊與MCU之間的渠道，最終使用MCU提供控制汽車(chē)門(mén)、窗、燈、鎖、喇叭、雙閃、反光鏡折疊、天窗、監(jiān)聽(tīng)中控警告和安全氣囊狀態(tài)等服務(wù)。

手機(jī)能給車(chē)門(mén)解鎖，經(jīng)歷了手機(jī)、云服務(wù)器、車(chē)載T-BOX、車(chē)輛總線、車(chē)門(mén)控制系統(tǒng)這一系列環(huán)節(jié)。

T-BOX功能

T-BOX提供的功能有網(wǎng)絡(luò)接入、OTA、遠(yuǎn)程控制、位置查詢(xún)、車(chē)輛追蹤、電池管理、位置提醒、eCall、遠(yuǎn)程診斷、平臺(tái)監(jiān)控、國(guó)家監(jiān)管等。

網(wǎng)絡(luò)接入

T-BOX有SIM和通信模塊，支持注冊(cè)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，作為車(chē)端與車(chē)聯(lián)網(wǎng)連接的入口，給車(chē)機(jī)提供上網(wǎng)服務(wù)。

車(chē)輛信息實(shí)時(shí)上傳

T-BOX不僅可以上網(wǎng)而且還是車(chē)輛信息化的核心控制器，通過(guò)CAN以及以太網(wǎng)與整車(chē)進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)獲取車(chē)輛信息包括實(shí)時(shí)油耗，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，車(chē)輛行駛里程，當(dāng)前車(chē)速，電瓶電壓，進(jìn)氣壓力，冷卻液溫度，氧傳感器電壓發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，空氣流量，GPS車(chē)輛位置信息等等。實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)輛行駛數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

遠(yuǎn)程控制

當(dāng)車(chē)輛靜止的時(shí)候，可以對(duì)車(chē)輛進(jìn)行遠(yuǎn)程控制等功能?？梢酝ㄟ^(guò)手機(jī)APP和TSP后臺(tái)網(wǎng)頁(yè)，輸入我們車(chē)輛唯一的身份證號(hào)VIN，就可以獲取到車(chē)輛現(xiàn)在的實(shí)時(shí)狀態(tài)，比如：車(chē)窗是否關(guān)好、車(chē)門(mén)是否上鎖、剩余油量電量、總里程、駕駛室溫度等等車(chē)輛信息，我們可以根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制，比如：遠(yuǎn)程開(kāi)車(chē)門(mén)，遠(yuǎn)程開(kāi)車(chē)窗、遠(yuǎn)程打開(kāi)后備箱、遠(yuǎn)程打開(kāi)空調(diào)等等操作，極大的方便了駕駛員的使用體驗(yàn)。也是現(xiàn)在車(chē)聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用，很多新能源汽車(chē)現(xiàn)在都可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的功能。

遠(yuǎn)程診斷

汽車(chē)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)是指汽車(chē)在啟動(dòng)時(shí)，T-BOX獲知汽車(chē)的故障信息，并把故障碼上傳至數(shù)據(jù)處理中心。系統(tǒng)在不打擾車(chē)主的情況下復(fù)檢故障信息。在確定故障后，并實(shí)施遠(yuǎn)程自動(dòng)消除故障，無(wú)法消除的故障以短信方式發(fā)送給車(chē)主，使車(chē)主提前知道汽車(chē)存在的故障信息，防范于未然。其基本原理的是T-BOX通過(guò)CAN收發(fā)器直接連接網(wǎng)關(guān)與整車(chē)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，能夠獲取娛樂(lè)CAN、診斷CAN的數(shù)據(jù)，并可以對(duì)BCM、VCU等進(jìn)行控制，或下發(fā)診斷命令。

車(chē)輛異常告警上傳

當(dāng)車(chē)輛上的一些部件出現(xiàn)異常或者嚴(yán)重故障時(shí)，比如：發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高、車(chē)門(mén)入侵、水溫過(guò)高、油量較少等等，T-BOX會(huì)第一時(shí)間獲取到出現(xiàn)故障或者異常的信息，并把這些信息傳輸給用戶(hù)，提醒用戶(hù)要及時(shí)處理這些問(wèn)題。極大的提高了用戶(hù)的駕駛安全。

E/B-call服務(wù)

eCall(Emergency Call，緊急呼叫) 包括道路救援、自動(dòng)碰撞通知(ACN)等。

歐盟在 2017 年底強(qiáng)制要求所有的上市新車(chē)配備汽車(chē)緊急呼叫系統(tǒng) eCall。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ETSI TS 126 267,）規(guī)范了 eCall 數(shù)字通道傳輸 MAD (Minimum Set of Data，最小數(shù)據(jù)集）包括位置、車(chē)型和事故嚴(yán)重度的數(shù)據(jù)格式，以及同步語(yǔ)音通道與 PSAP（Public Safety Answer Point，公共安全應(yīng)答中心）的呼叫優(yōu)先級(jí)。

eCall 支持手動(dòng)觸發(fā)、自動(dòng)觸發(fā)兩種方式。手動(dòng) eCall 功能可通過(guò)實(shí)體按鍵（車(chē)頂?shù)囊粋€(gè)紅色按鈕，通常標(biāo)記為SOS）觸發(fā)；自動(dòng) eCall 功能指車(chē)輛發(fā)生碰撞后安全氣囊彈出的情況下，T-BOX接收碰撞信號(hào)后自動(dòng)撥通救援電話的一種功能。eCall 撥通后，后臺(tái)會(huì)根據(jù)車(chē)輛位置，及時(shí)提供安排相應(yīng)的救援服務(wù)。

eCall 是歐洲標(biāo)準(zhǔn)，俄羅斯也推出了類(lèi)似方案 ERA GLONASS。國(guó)內(nèi)方面，目前并相關(guān)無(wú)強(qiáng)制法規(guī)要求。

OTA功能

傳統(tǒng)更新汽車(chē)軟件的做法是到 4S 店通過(guò) OBD 對(duì)相應(yīng)的 ECU 進(jìn)行軟件升級(jí)、通過(guò) USB 等接口對(duì)信息娛樂(lè)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。伴隨著智能汽車(chē)的發(fā)展，本地升級(jí)已不再適應(yīng)高速變化的車(chē)載生態(tài)，當(dāng)下 OTA 在汽車(chē)也得了廣泛的應(yīng)用。

汽車(chē)遠(yuǎn)程升級(jí)（Over-The-Air，OTA），指替代線纜或者其它本地連接方式，通過(guò)無(wú)線傳輸方式進(jìn)行軟件下載和軟件更新的過(guò)程。OTA 常見(jiàn)類(lèi)型包括SOTA（Software OTA，應(yīng)用軟件升級(jí)）和COTA（Config OTA，配置更新）、FOTA（Firmware OTA，固件升級(jí)）。通過(guò) OTA 能夠?yàn)檐?chē)端添加新功能、修復(fù)漏洞等。

SOTA: 軟件升級(jí)，面向車(chē)載端上的應(yīng)用軟件升級(jí)。
COTA: 配置升級(jí)，面向車(chē)端端上的配置升級(jí)。
FOTA: 固件升級(jí)，面向車(chē)端上的固件升級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)動(dòng)力域、底盤(pán)域、輔助駕駛域、信息娛樂(lè)域和車(chē)身域在內(nèi)的重大功能更新。

OTA 主要涉及兩端，后臺(tái)管理和客戶(hù)端。后臺(tái)管理包括升級(jí)包上傳、版本控制、升級(jí)流程監(jiān)控與統(tǒng)計(jì)、應(yīng)用與數(shù)據(jù)升級(jí)等；客戶(hù)端包括定時(shí)檢查更新、手動(dòng)檢查更新、安全下載、斷點(diǎn)續(xù)傳、升級(jí)包校驗(yàn)等。

V2X

V2X（合作式智能運(yùn)輸車(chē)用通信系統(tǒng)）是通過(guò)人、車(chē)、路信息交互，實(shí)現(xiàn)三者之間的智能協(xié)同與配合的一種智能運(yùn)輸系統(tǒng)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)道路交通安全、通行效率的提升，以及信息服務(wù)等不同應(yīng)用。是現(xiàn)在車(chē)聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的一種趨勢(shì)，這個(gè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也是離不開(kāi)T-BOX提供網(wǎng)絡(luò)承載。

位置查詢(xún)/車(chē)輛追蹤

提供車(chē)輛的實(shí)時(shí)定位信息，可通過(guò)手機(jī)應(yīng)用查詢(xún)車(chē)輛的實(shí)時(shí)位置以及歷史軌跡。

平臺(tái)監(jiān)控/國(guó)家監(jiān)管

利用已經(jīng)安裝在車(chē)輛上的車(chē)載通訊單元（ OCU）實(shí)現(xiàn)將國(guó)家要求的高壓電相關(guān)靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和故障狀態(tài)實(shí)時(shí)傳輸?shù)秸脚_(tái)。相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為 《GB/T 32960-2016 電動(dòng)汽車(chē)遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，從2017年4月1日起，所有新能源汽車(chē)必須強(qiáng)制實(shí)行國(guó)標(biāo) GB/T 32960。

T-BOX前景

T-BOX是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的關(guān)鍵零部件

T-BOX（TelematicsBOX）可深度讀取汽車(chē)CAN總線數(shù)據(jù)和私有協(xié)議，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳到云服務(wù)器，是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的關(guān)鍵零部件，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)提供可靠、完整的行駛安全、安防、節(jié)能、信息、娛樂(lè)等服務(wù)功能。T-BOX運(yùn)用了多種技術(shù)，包括：無(wú)線廣域網(wǎng)（WAN）、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）、車(chē)身通訊網(wǎng)（CAN）、多網(wǎng)路由、車(chē)載數(shù)據(jù)安全、空中燒號(hào)（ODC）、GPS和北斗定位、三維加速度傳感器、多軸傳感器、實(shí)時(shí)慣導(dǎo)等。

T-BOX是《國(guó)家車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)）》列出的關(guān)鍵零部件。T-BOX在整車(chē)生產(chǎn)時(shí)即已內(nèi)嵌在汽車(chē)中，屬于乘用車(chē)前裝零部件，汽車(chē)前裝市場(chǎng)有一定的封閉性和較高的行業(yè)壁壘。

發(fā)展歷程

TBOX的雛形誕生于1995年，是由美國(guó)通用汽車(chē)及其子公司和HughesElectronics（休斯電子）共同推出的汽車(chē)信息服務(wù)產(chǎn)品，從1996年開(kāi)始逐步提供緊急呼叫服務(wù)、遠(yuǎn)程故障提示等基礎(chǔ)服務(wù)，該時(shí)代的產(chǎn)品普遍依托1G或者2G蜂窩通訊網(wǎng)絡(luò)，以語(yǔ)音通話業(yè)務(wù)為核心，并提供簡(jiǎn)單報(bào)文傳遞。當(dāng)時(shí)受限國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)環(huán)境，產(chǎn)品并沒(méi)有引入，國(guó)內(nèi)處于空白階段。

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著3G網(wǎng)絡(luò)的誕生和普及，T-BOX開(kāi)始逐步過(guò)渡到3G網(wǎng)絡(luò)。在原有語(yǔ)音業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，增加遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，遠(yuǎn)程車(chē)控、安防等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。我國(guó)從2008年底開(kāi)始發(fā)放3G牌照，啟動(dòng)3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。同一時(shí)期，車(chē)聯(lián)網(wǎng)概念開(kāi)始在國(guó)內(nèi)萌芽，國(guó)內(nèi)自主品牌中上汽集團(tuán)較早啟動(dòng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)部署，2012年量產(chǎn)的榮威E50搭載的T-BOX系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)具有代表性的3G網(wǎng)絡(luò)T-BOX產(chǎn)品，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。

2013年全球掀起4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)熱潮，我國(guó)于2013年底發(fā)放4G牌照。2016年上汽集團(tuán)推出全球首款4G互聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)榮威RX5，其搭載的T-BOX具有空中升級(jí)、遠(yuǎn)程診斷、數(shù)字身份、在線媒體、智能語(yǔ)音等互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)汽車(chē)開(kāi)始全面邁入智能網(wǎng)聯(lián)時(shí)代。隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善、新能源汽車(chē)快速發(fā)展、共享汽車(chē)等業(yè)務(wù)的興起，T-BOX的市場(chǎng)需求繼續(xù)增加。

2019年國(guó)內(nèi)車(chē)廠前裝車(chē)載T-BOX滲透率約為20-30%，按20%的滲透率計(jì)算，2019年我國(guó)T-BOX行業(yè)銷(xiāo)售量約為428.9萬(wàn)臺(tái)，其中自主品牌乘用車(chē)T-BOX銷(xiāo)量約為168.14萬(wàn)臺(tái)；目前T-BOX單價(jià)約為500元/臺(tái)，T-BOX行業(yè)銷(xiāo)售額約為21.44億元，自主品牌乘用車(chē)T-BOX銷(xiāo)售額約為8.41億元。

T-BOX行業(yè)市場(chǎng)格局及市場(chǎng)化程度

截至目前，歐盟各國(guó)、英國(guó)、俄羅斯、沙特阿拉伯等國(guó)家自2018年起已陸續(xù)出臺(tái)規(guī)定，要求車(chē)輛強(qiáng)制裝備車(chē)載緊急呼叫系統(tǒng)（即e-Call系統(tǒng)）。我國(guó)尚未出臺(tái)規(guī)定要求傳統(tǒng)乘用車(chē)必須安裝T-BOX，但已出臺(tái)相關(guān)規(guī)定要求新能源汽車(chē)前裝車(chē)載終端。我國(guó)要求自2017年1月1日起，新生產(chǎn)的新能源汽車(chē)安裝車(chē)載終端，通過(guò)企業(yè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)對(duì)整車(chē)及動(dòng)力電池關(guān)鍵系統(tǒng)運(yùn)行安全狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理，將公共服務(wù)領(lǐng)域車(chē)輛相關(guān)安全狀態(tài)信息上傳至地方監(jiān)測(cè)平臺(tái)。

由于T-BOX屬于智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的關(guān)鍵零部件，而外資車(chē)、合資車(chē)整車(chē)廠的關(guān)鍵零部件一級(jí)供應(yīng)商一般由外方總部主導(dǎo)確定，目前外資車(chē)及合資車(chē)的T-BOX主要由國(guó)際Tier1汽車(chē)零部件供應(yīng)商LG電子、大陸、博世、法雷奧等提供，本土廠商成為外資車(chē)、合資車(chē)的T-BOX供應(yīng)商存在較高的壁壘。目前外資車(chē)、合資車(chē)的T-BOX供應(yīng)被博世、LG、法雷奧等外資廠商壟斷。自主品牌汽車(chē)的T-BOX細(xì)分市場(chǎng)原來(lái)亦為外資廠商所壟斷，但隨著國(guó)產(chǎn)T-BOX廠商研發(fā)投入和技術(shù)實(shí)力的提高，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)外資品牌的進(jìn)口替代，目前，自主品牌汽車(chē)T-BOX供應(yīng)商包括慧翰微電子等本土廠商及博世等外資廠商。

T-BOX行業(yè)前景預(yù)測(cè)

由于T-BOX是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵零部件，因此，乘用車(chē)智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展趨勢(shì)是T-BOX行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)因素。

產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展規(guī)劃方面，2020年2月，11部委聯(lián)合發(fā)布了《智能汽車(chē)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，提出智能汽車(chē)已成為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向，發(fā)展智能汽車(chē)對(duì)我國(guó)具有重要的戰(zhàn)略意義，提出到2025年，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)智能汽車(chē)的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)安全體系基本形成。實(shí)現(xiàn)有條件自動(dòng)駕駛的智能汽車(chē)達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)駕駛的智能汽車(chē)在特定環(huán)境下市場(chǎng)化應(yīng)用。

通訊技術(shù)發(fā)展方面，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的通訊技術(shù)需要與移動(dòng)通信的演進(jìn)同步發(fā)展。2020年是5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展元年，5G通信技術(shù)的低時(shí)延、高可靠、海量接入等特性解決了智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)行業(yè)的痛點(diǎn)。

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)政策的有力推動(dòng)，以及5G通信網(wǎng)絡(luò)的商用，我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)面臨著巨大的市場(chǎng)機(jī)遇，T-BOX將進(jìn)一步融合5G的先進(jìn)特性，功能將更加強(qiáng)大，T-BOX的滲透率和市場(chǎng)規(guī)模將大幅提高。

編輯：黃飛

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