台灣幾乎每戶人家都有一輛車，甚至是一輛以上。但台灣土地面積小、人口密度高，導致現在買房還須要面臨買車位以及上下班交通水洩不通等問題。本文探討能實現「共享汽車」的概念，比起傳統租車須要透過接洽人員還要配合租車公司上班時間，共享租車24小時都能透過App預約車輛，也不用原地甲租甲還，路邊還車即可，有效利用時間及空間。
產品設計主要針對於車輛診斷系統(On-Board Diagnostic, OBD)進行車輛功能之相關設計，並且與物聯網(IoT)連接，達到車輛聯網功能，以設計一款CAN to IoT橋接器為目標。
共享經濟興起 新式車輛管理隨租隨借
「共享汽車」是近年興起的一個商業模式，比起傳統租車公司需要放置車輛的土地及接洽人員來完成租車相關事宜，共享汽車無須透過接洽人員，只要使用手機App即可租借，而且不會受到時間限制。目前市面上有Zipcar、iRent及Smart2go 等實現共享汽車的公司，但在這些共享汽車的公司裡，只有iRent在全台都有營運，因此中、南及東部的民眾只能選擇iRent。除此之外，目前iRent僅提供Toyota車款，想體驗其他高級車款的民眾恐怕還是得到傳統的租車公司。
產品設計針對目前租車的區域限制、車款限制及管理車輛的方式加以改善，將本產品裝到車輛上的J1962接口，就能達到控制車輛的功能，比起市面上租車公司使用4G模組作為車輛定位及管理的方式，透過NB-IoT通訊除了具備多連接、低功耗及廣泛覆蓋等優勢，更能達到降低成本的效果。此外，因產品安裝容易，若一般民眾想在車輛空閒時出租給有需要的人，也可直接在車上安裝產品，並下載App填入車輛的基本資訊，租借給他人使用不僅能夠為車主省下停車費，也能賺取額外收入。
工作原理
產品設計針對於OBD進行車輛功能之相關設計，並且與IoT連接，達到車輛聯網功能，以設計一款CAN to IoT橋接器為目標。本產品設計透過OBDII診斷接口(SAE J1962)裡的6號腳(CAN-High)與14號腳(CAN-Low)與車輛CAN Bus進行橋接，可對車輛進行車身控制，例如開啟車輛大燈、開啟方向燈、開啟警示喇叭、解開門鎖、鎖上門鎖等，藉此機制與中華電信IoT大平台搭配，實現雲端控制車輛之需求，無論車輛與使用者的距離有多遠，都可進行車輛控制。
HT66F3370H是一個包含CAN controller所整合的一顆IC，在產品設計中負責與車輛進行CAN Bus的橋接功能，同時也透過SIM7020與雲端連線並同步監控雲端資料狀態，如資料有任何變更，同步於CAN Message進行資料變動，於車輛進行資料傳輸與控制。
產品結構
CAN
參照ISO11898-1及ISO11898-2標準。CAN總線(ISO 11898-1)最初指定的鏈路層協定僅包括對物理層的抽象需求。高速物理層關於電氣方面(電壓、電流、數量導體)的規定來自ISO 11898-2，該協定目前受到廣泛接受。
MQTT
MQTT通訊協定為橋接器對外通訊採用的規範。MQTT全名為Message Queueing Telemetry Transport，全名解釋為訊息數列遙測傳輸。MQTT是1999年IBM公司為了觀測輸油管線狀態而開發出來的通訊方法，希望可以達成低功耗、低流量、非同步的特點，如今也已經正式開放為OASIS 國際標準。
MQTT主要用來通訊的訊息規範模式為發布者(Publisher)、訂閱者(Subscriber)、主題(Topic)及代理人(Broker)。Publisher 與Subscriber之間由Broker當作中繼站，所以管理者的角色就由Broker來擔任，彼此間無須取得對方的IP位置。Publisher若須上傳資料到Broker，就須要發送Publish 指令；若Subscriber須取得資料，就須要發送Subscribe指令，無論是Publish或Subscribe，都需要指令Topic，才能傳送資料或者取得資料。
NB-IoT
NB – IoT譯為窄頻物聯網，全名為Narrowband Internet of Things。由於傳統行動通訊技術(2G/3G/4G)運用於物聯網應用存在功耗大、成本高等缺點，低功耗廣域網路(Low Power Wide Area Network, LPWAN)技術逐漸受到關注。
IC接腳圖
圖1為CAN to IoT橋接器電路設計圖。圖2為本產品設計系統架構圖。
測試方式
軟體/指令測試方式
在手機上安裝「遠端遙控車輛App」，安裝完成後開啟應用程式，畫面如圖3所示。打開App的同時會與MQTT連線，並出現如圖3畫面內之彈框告知是否連線成功，若未連線成功，須檢查網路是否開啟。
按下遠端遙控車輛App內之任意功能鍵，中華電信IoT大平台(圖4)裡的CAR_01頻道會改變數值，各項功能的加密表如表1所示。
按下中華電信IoT大平台內之紅框會彈出如圖5的中華電信IoT大平台指令輸入畫面。輸入加密指令後，可以透過圖6的SIM7020連線狀態內之4查看是否接收到訂閱機制所回覆的資料。
SIM7020連線狀態內之1為針對中華電信IoT大平台進行連線；SIM7020連線狀態內之2為設定存取名稱與帳號密碼進行驗證；SIM7020連線狀態內之3為對於指定的頻道進行訂閱機制；SIM7020連線狀態內之4為訂閱機制所回覆的資料，其格式為JSON；SIM7020連線狀態內之5 為指令統整。
產品安裝上車測試順序
・Step 1
將產品與車上J1962接口對接(圖7)。
・Step 2
確認車輛大燈閃爍兩次，代表初始化完成。
・Step 3
開啟遠端遙控車輛App(圖3)，點選所欲操控的功能。點選遠端遙控車輛App內之大燈，車輛大燈就會開啟；點選遠端遙控車輛App內之車門上鎖，車輛門鎖就會上鎖；點選遠端遙控車輛App內之雨刷，車輛大燈就會開啟；點選遠端遙控車輛App內之後車箱，車輛後車箱就會開啟。
(本文作者唐經洲為南臺科技大學電子工程系暨研究所教授；黃清淵為該所學生；高瑞成為該系學生)
