NFC智能汽车辅助导航系统的设计开发
李嘉俊 王颖
摘 要：通过对NFC关键技术的研究，设计了基于NFC的智能汽车辅助导航系统，实现了在GPS导航信息不准确或网络信号覆盖较弱等情况下的智能辅助导航。利用手机NFC与车载嵌入式系统的近场通信方式，实现了地理信息请求、数据处理、数据反馈等过程。通过系统的顺利实施应用，最终完成NFC智能汽车辅助导航系统NFC应用模块的设计开发，实现车主地理信息的获取，提升了出行体验和出行效率。
关键词：NFC 智能导航 近场通信 地理信息服务
Design and Development of NFC Smart Car Auxiliary Navigation System
Li Jiajun Wang Ying
Abstract：Through the research of NFC key technologies， an NFC-based intelligent car assisted navigation system is designed， which realizes the intelligent assisted navigation under the conditions of inaccurate GPS navigation information or weak network signal coverage. Utilizing the mobile phone NFC and the vehicle-mounted embedded system"s near field communication method， the process of geographic information request， data processing， and data feedback are realized. Through the smooth implementation and application of the system， the design and development of the NFC application module of the NFC smart car assisted navigation system is finally completed， which realizes the acquisition of geographic information of the car owner， and improves the travel experience and travel efficiency.
Key words：NFC， intelligent navigation， near field communication， geographic information service
在信息技術日益社会化的今天，地理信息逐渐成为城市规划、设施管理和工程建设的重要工具，同时助推了全球化地理信息应用的广泛发展。本系统是为了改善人们的出行效率、针对人们驾驶车辆出行时无法获取地理信息的情况下而设计的车辆辅助导航系统。
1 当前车载导航丞待解决的问题
随着智能车辆网联系统的高速发展，汽车也越来越人性化和智能化，但GPS车载导航系统仍然被人诟病，GPS车载导航系统主要存在几个问题：一是系统卡钝延迟的问题，原车自带的GPS导航功能经常会出现系统卡顿、死机等情况;二是人机交互差，当用户使用GPS车载导航搜索目的地时，需要先勾选一系列的前置选项，最后才是目的地名称，如果中间环节点击错误便要重新选择，用户体验较差。三是地图版本更新慢，GPS车载导航系统通常需要一个季度更新一次或更长的时间，在此更新周期内，很多城市的道路环境都有了巨大的变化，因此导航经常会导到错误的地方。四是导航升级贵，目前大多数车载导航地图版本升级需要到4S店进行，相应的价格较高[1]。
由于GPS车载导航具有上述一系列问题的存在，因此目前大部分人群更倾向于使用智能手机的地图应用来导航，但是在某些偏僻地区网络信号覆盖较弱或在其他情况下智能手机无法实现导航功能时，车主便无从获取地理信息，因此设计一个NFC汽车辅助导航系统十分必要。
2 NFC智能汽车辅助导航系统设计
如图1所示，NFC智能汽车辅助导航系统主要由用户端NFC手机APP、车载终端的NFC模块和主控模块以及业务平台组成[2]。
NFC手机与车载终端的信息交互过程中，将地图查询请求通过手机NFC模块发送至车载终端，车载终端与业务平台进行信息交互获取地理信息后，再通过NFC模块将地理信息传输至手机终端，整个过程不需要通过无线网络传输。在设计总体模块的同时，并对嵌入式车载终端以及NFC手机应用程序进行详细设计。
1、主控模块：
车载终端嵌入装有linux系统的ARM芯片，能够对数据信息进行编写、解码、反馈传输，同时具备可移植性。主控模块实现了车载终端的信息存储、运行、管理以及与业务平台的信息交互。
2、NFC模块：车载终端同时嵌入NFC模块，是具有NFC功能的读卡器或者开发板，实现与用户手机端NFC设备的通信[3]。
业务平台主要包括以下功能：
1、用户信息管理：管理用户的地理信息请求，记录用户的个性化信息和使用习惯等，便于管理用户相关信息。
2、地理信息管理：管理地理方位信息、标签信息;标签信息可包含多媒体、图片、文本等信息，文本信息通过NFC直接传输，图片和多媒体只传输图片和多媒体的URL移动终端再通过web方式获取[4]。
3、查询管理：接收查询条件，进行智能查询，向智能信息终端返回查询结果。查询条件解析接口，地图接口。
4、密钥管理：为了增强用户身份证书的安全性，用户手机终端和车载终端的密钥需定期更新。
3 系统功能实现
基于NFC的智能信息推送系统需要完成指定信息查询的功能，图3所示为NFC信息交互过程：
具有NFC功能的智能通信终端：当用户需要查询某指定地图信息时，可在其移动终端上通过客户端软件编辑NFC查询请求信息，如图4所示：
将携带编辑好的请求信息的移动终端靠近具有信息查询功能的智能信息终端，智能终端首先从移动终端卡上读取身份证书;当身份认证通过后，工作在“阅读器”模式下的智能信息终端获取到用户的请求信息后终端循环显示推送信息，并且向系统业务平台发送请求进行信息查询[5];业务平台收到请求后进行数据处理，并将查询结果反馈给智能信息终端;智能信息终端将查询获取的路线信息展示在显示器上供用户查看，如图5所示：
用户如需下载路线信息，即可通过移动终端向智能信息终端发送定向信息获取请求，智能信息终端使用信息定向推送功能将路线信息推送到用户移动终端上并存储下来，发送至NFC手机客户端软件。
4 结论
NFC智能汽车辅助导航系统的设计使得车主能够实现在特殊情况下地理信息的获取，对人们的出行活动具有极大的改善作用，进而提高人们的生活质量。此外，通过研究这一辅助导航系统，可以为相关技术人员在今后智能汽车的研发制造中提供有效的参考建议和可行性依据[6]。
截止2019年末，我国机动车保有量已达3.4亿辆，私家车保有量也接近2亿。人们的出行意愿也随着疫情的结束逐渐恢复，因此，改善出行体验，提高出行效率也随之成为汽车生产制造商追求的目标之一。NFC智能汽车辅助导航系统不仅能够提供导航数据，能弥补现有车载导航所存在的问题，并且NFC芯片性能稳定、价格低廉，同时车载终端系统改造成本低，因此NFC汽车辅助导航系统将有巨大的发展空间，必然有广泛的市场前景。
参考文献：
[1]毕建涛，王雷.基于Web Service的地理信息服务研究[J].計算机科学，2004（01）.
[2]杨军.NFC技术的应用、标准进展及测试[J].现代电信科技，2009，39（10）.
[3]赵卫锋，李清泉，李必军.利用城市POI数据提取分层地标[J].遥感学报，2011（05）.
[4]周林，步丰林.嵌入式浏览器中JavaScript和DOM的支持[J].计算机工程，2004（S1）.
[5]刘浩.基于NFC技术的近场通信应用探索[J].中国无线电.2010，（12）.
[6]杜启宏，郭达.基于智能卡的NFC技术的研究[J].移动通信.2010，34（Z1）.
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