Розробка програмного забезпечення для транспортних засобів: принципи, методи та інструменти
Автор: Дворник Юрій Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології та засоби телекомунікацій
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Дворник Ю.А., Пашкевич В.З.(керівник). Розробка програмного забезпечення транспортного засобу. Принципи методи та інструменти . Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація На рубежі 20-21 століття транспортні засоби були обладнані невеликою кількістю електронних систем, переважно примітивними аналоговими зразками. Нині ж навіть базові моделі укомплектовують десятками мікропроцесорів та мікроконтролерів – від крихітних 4-розрядних до сучасних 32-розрядних (і навіть 64-розрядних) суперкомп’ютерів на чіпах. Тож програмне забезпечення сучасного автомобіля є критичною проблемою. Автомобіль став сьогодні найбільш технічно складним споживчим продуктом. Однак вимоги до автомобільної електроніки суттєво відрізняються від вимог до інших галузей електроніки споживчих товарів. До автомобільної електроніки висувають такі головні вимоги: • Можливість розгортання в суворих умовах навколишнього середовища (наприклад, діапазон температур, вологість, вібрація) • Електромагнітна сумісність • Надійність та доступність • Експлуатаційна безпека • Порівняно довгий життєвий цикл Хоча вимоги до електронних компонентів для транспортних засобів жорсткі, розробники все ще стикаються з високою конкуренцією, яка зумовлює необхідність здешевлення продукції, зменшення циклів розробки, та великою кількістю варіантів моделей. Базове розуміння вимог та тенденцій у машинобудуванні є важливим для створення методів розробки, виробництва та обслуговування електронних систем для транспортних засобів і підтримання їх за допомогою практичних стандартів та інструментів. Програмне забезпечення стало невід’ємною частиною автомобілів. Автомобільні програмні рішення покращують безпеку, продуктивність та досвід водіння. Існує широкий спектр програмного забезпечення для автомобілів, включаючи програмне забезпечення для розваг, безпеки та навігації. Для оптимізації ефективності розробники програмного забезпечення та виробники автомобілів повинні спільно розробляти функціональні апаратні та програмні системи. У ході кваліфікаційної роботи було розглянуто : • стандарти що застосовуються до елктронних систем автомобіля; • вимоги до сучасної автомобільної електроніки; • електронні системи транспортних засобів; • особливості інтерефейсу ЕБУ бензинового двигуна; За допомогою тестування програмного забезпечення транспортного засобу зв’ясовано : основні категорії несправностей та порівняння традиційних методів несправностей. Проаналізовано програмне забезпечення Tesla та їх модернізація з великою кількістю можливостей та додаткових опцій, а також здійснено порівняння автопілотів Tesla з іншими транспортними засобами. Автовиробники працюють над виробництвом автомобілів, які можуть бути повністю самохідними або частково самокерованими. Повністю автопілот знаходиться на стадії розробки для комерційного використання. Програмне забезпечення аналізує можливі маршрути, якими можна скористатися, та визначить оптимальний маршрут. Можна керувати рухом на кільцевих перехрестях, контролювати швидкість та показники відповідно. Це програмне рішення для автомобілів дозволить ефективно керувати автомобілем як у далеких, так і у коротких поїздках. Також дані можуть оновлюватися під час руху автомобіля або ж у нічний час, коли транспортний засіб знаходиться на стоянці. Як тільки автомобіль знаходиться у безпечних умовах , оновлення програмного забезпечення встановлюється на відповідний блок керування і миттєво активується. Безпека і зручна взаємодія автоматичної електроніки, хмарних сервісів і програмного забезпечення мають важливе значення для належного функціонування інтернет-оновлення. Безпека даних забезпечується останніми технологіями шифрування, що розроблені Escrypt. Комплексна архітектура безпеки з шифрованою інформацією захищає передачу даних від несанкціонованого доступу. Протоколи і фільтри безпеки в хмарному інтерфейсі автомобіля слугують захистом від хакерських атак. Щоб продемонструвати надійність і високу швидкість оновлення програмного забезпечення, використовуються технології, що швидко оновлюються, такі як дельта-механізм і механізми стиснення. Це дозволяє прискорити процес оновлення і зменшити витрати, оскільки зменшуються об’єми даних для передачі. Ще один засіб безпеки – можливість послідовного оновлення. У випадку виникнення проблеми, процес оновлення можна призупинити і налаштувати. У роботі проаналізовано основні технології інтелектуальних транспортних систем. Було розглянуто систему транспортного зв’язку в загальні автомобільній мережі , стандарти DSRC на базі WIFI , показано його архітектуру та перспективи розвитку системи на базі LTE. Об’єкт дослідження – програмне забезпечення електрокарів Tesla , Volvo , Cadillac. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є дослідження сучасного програмного забезпечення транспортного засобу . Надійність, швидкість і простота – ось ключові переваги бездротового оновлення програмного забезпечення. Онлайн оновлення програмного забезпечення відбувається через смартфон водія або інформаційно-розважальну систему автомобіля, де обираються необхідні функції для завантаження. Ця інформація передається на хмарний сервіс, що функціонує як магазин додатків, підтримуючи оновлення і гарантуючи процес завантаження програмного забезпечення до систем транспортного засобу. Для досягнення поставленої мети необхідно розв’язати такі завдання: 1. Огляд переваг і недоліків сучасного програмного забезпечення. 2. Аналіз стандартів, які застосовують до електронних систем автомобіля 3. Розгляд особливостей інтерефейсу електронного блоку управління (ЕБУ) бензинового двигуна, необхідності електронних систем та зглагодженості роботи датчиків та виконавчих механізмів. 4. Огляд автопілота як програмного забезпечення транспортного засобу, аналіз його функції, зокрема нових функцій самокерування: • Візуалізація; • Особливості безпеки; • Підтримка заданої швидкості; • Круїз-контроль з урахуванням дорожнього руху; • Автоуправління; • Автопаркування Ключові слова: Програмне забезпечення, Автопілот, Tesla, Lin, Can, Електронний блок управління . Література: 1. Campolo, C.; Molinaro, A. Multi-Channel Communications in Vehicular [Електронний ресурс]Режим доступу: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6515061 2. Liang, W.; Li, Z.; Zhang, H.; Wong, S.; Bie, R. Vehicular Ad Hoc Networks: Architectures, Research Issues, Methodologies, Challenges, [Електронний ресурс] Режим доступу: https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1155/2015/745303 3. Khairnar, V.D.; Kotecha, K. Performance of Vehicle-to-Vehicle Communication using IEEE 802.11p in Vehicular Ad-hoc Network [Електронний ресурс] Режим доступу: https://arxiv.org/abs/1304.3357 4. Rawat, D.B.; Bista, B.B.; Yan, G. CoR-VANETs: Game Theoretic Approach for Channel and Rate Selection in Cognitive Radio VANETs. In Proceedings of the IEEE Seventh International Conference on Broadband, Wireless Computing, Communication and Applications, Victoria, BC, [Електронний ресурс]Режим доступу: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6363040 5. Mokdad, L.; Ben-Othman, J.; Ballarini, P. Stochastic models for IEEE 802.11p. In Proceedings of the 2016 IEEE Symposium on Computers and Communication (ISCC), Messina, Italy, 27–30 June 2016. [Електронний ресурс] Режим доступу: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7543717