車聯網技術研究

許新　王體龍　張靜鶴　孫英坤

摘 要：物聯網作為目前國家重點發展的五大戰略性新興產業之一，己經被列入了國家發展戰略規劃。發展物聯網重點要加快推進物聯網研發與應用。在物聯網的應用領域，車聯網因其應用效用和產業帶動作用，正成為物聯網應用示范的首選。這是因為車聯網應用是解決交通管理難題的重要方案；車聯網實現的智能交通有利于實現中國車用油氣能源的合理利用，減少交通污染；車聯網具有強大的規模效應和產業帶動作用。與物聯網系統構成相同，車聯網也可劃分為三個層：感知層、網絡層和應用層，分別對應著全面感知、可靠傳送和智能處理系統功能。

關鍵詞：車聯網；體系結構；智能感知

引言

2009年8月，溫家寶總理提出“感知中國，物聯網已被正式列為國家五大新興戰略性產業之一”。物聯網成為今后國家重點發展和推廣的高新技術，車聯網是實現物聯網技術與應用推廣的重要途徑之一。以車聯網為基礎的智能交通將先進的技術如傳感技術、通信技術、網絡技術、智能控制技術、云計算等有機融合并應用到整個交通管現體系，一種智能、實時、高效的交通運輸控制與管理系統將被建立。在中國經濟轉型建設創新型社會的過程中，車聯網所帶來的經濟效益和社會效益將會起到重要作用。

1 車聯網的產生

車聯網是實現物聯網技術與應用推廣的重要途徑之一。物聯網的發展離不開這項技術的具體應用及推廣，只有當這項技術作用于生產、生活實踐，與現實生產力相結合才能最大程度發揮其價值推動社會快速進步。物聯網的發展離不開這項技術在具體領域的應用。綜合目前現實情況，物聯網在農業、電力、物流、交通、醫療等領域都具有廣闊的應用前景。車聯網作為一項物聯網應用，被認為是物聯網最有可能率先實現的行業大規模應用之一，原因有以下幾點：（1）物聯網的應用-智能交通-在中國具有很迫切的需求，而車聯網是實現智能交通的合理方式。智能交通管理有利于緩解中國各地的交通壓力和降低各種交通事故發生的頻率，是目前交通管理的發展方向。（2）車聯網具有良好的產業技術與應用基礎。汽車行業目前擁有較為成熟的電子技術及應用，這有利于物聯網技術的快速融合應用。汽車電子技術在整車控制、車身控制、智能控制等方面形成了成熟的產品系列和研發體系，使得汽車工業產品具備了相當的信息科技含量，僅需要進一步融入通信、物聯網技術就可以實現具體物聯網的應用，這利于物聯網技術在汽車行業及其他行業的推廣與應用。

2 車聯網的現狀

2.1 國外發展現狀

車聯網起源于“Telematics”一詞。美國著名公司Gartner認為Telematics指運用無線設備和“黑箱”技術在組織間實時傳遞數據，在汽車領域具有典型應用。現在，Telematics通常指應用計算機、衛星定位、通信、傳感等技術，通過無線通信網絡的語音、數據和全球衛星定位系統（GPS），使汽車及駕乘者能夠與外部進行雙向信息傳遞，使汽車和其中駕乘人員能夠與道路、其他車輛和人員進行交互式通訊，以此向駕駛員和乘客提供所需信息并開展道路救援、遠程診斷、導航指引、娛樂等服務。Telematics的產業范疇包括硬件、軟件、汽車通信內容提供、無線互聯網、娛樂系統等多方面。

2.2 國內發展現狀

在中國，2009年12月Telematics@China高峰論壇上，Telematics被人們定義為是“物聯網在汽車上的應用”。以汽車為中心，應用移動通信網絡、計算機互聯網進行信息傳遞使汽車用戶與通信衛星系統、車載終端設備、TSP、其他用戶等相連而形成的網絡，就是汽車物聯網。2010年10月無錫舉行的中國國際物聯網（傳感網）大會得到消息說，汽車移動物聯網（車聯網）項目將被當作為中國重大專項第三項的重要項目上報國務院。車聯網這個名詞在物聯網這樣的大背景下應運而生。

3 車聯網的發展

國內車聯網系統網絡結構現狀：

（1）現有的車輛服務系統網絡結構相對脆弱，所有的服務集成于一個服務中心，而所有的車輛必須直接與這個中心取得連接才能獲得服務，一旦與服務中心失去連接就失去了所有的服務。

（2）服務提供相對有限，原因是現有的車輛服務系統不是一個開放式的架構。也就說車輛只能獲得所屬品牌服務商提供的服務而彼此不能共享服務，第三方服務提供商無法為車輛提供服務。

（3）通信技術單一，無法實現數據量較大的數據交換，這也極大的限制了服務質量及服務層次。

在網絡體系架構上，利用多種無線通信方式實時接入互聯網從而獲得服務，這樣的網絡結構足夠健壯，在絕大部分區域可以保證車輛的實時在網。通過車聯網終端上集成的3G移動模塊、WiFi模塊等高速通信模塊，車輛駕乘人員可以獲得更好的、更穩定、更快速的車聯網數據通信能力，這就為高層次的車聯網服務提供了非常好的基礎。例如接入車輛自組網、接入移動通信網、接入無線局域網。

4 車聯網實現需要的技術支持

車聯網實現需要對感知層、網絡層和應用層體系結構進行分析和設計。

感知層是由感知節點接入網關組成的，感知節點是整個傳感網的基礎，負責感知、處理、存儲及傳輸數據，其解決了數據獲取問題。通過傳感器等設備采集數據，通過互聯網實現遠程控制或物與物的直接通信。在感知層將選用ZigBee、Bluetooth和RFID技術作為物聯網感知層的接入技術進行研究，網絡層由互聯網、通信網或更新的網絡組成，用于傳遞和處理信息。數據可通過互聯網、移動通信網、各類專網、小型局域網等進行傳輸。本系統設計的特點是將ZigBee無線傳感網絡進行IPv6虛擬化，也就是每個ZigBee感知節點都分配唯一的IPv6地址，外網IPv6設備跟感知節點通信時，直接采用感知節點的IPv6地址通信。

應用層：應用層解決了信息處理和人機交互的問題，是物聯網同行業專業技術的深度融合。由網絡層傳來的數據在這一層進入各種信息系統處理，利用經過分析處理過的感知數據，實現對物體的智能分析、管理，為用戶提供豐富的服務。

（1）語音通話服務；（2）定位服務；（3）導航服務；（4）車輛服務中心連接服務；（5）移動互聯網接入；（6）車輛第三方信息管理服務；（7）車輛緊急救援；（8）車輛數據和管理服務。

5 結束語

文章主要介紹了車聯網的起源，發展現狀以及需要的技術。在當前物聯網技術快速發展以及智能交通概念實現的背景下，我國政府各級政府及主管部門都制定了相關扶持政策，鼓勵車聯網企業積極參與政府組織的道路運輸信息化建設，發展智能交通，構建和諧社會。作為真正能夠將國家相關法規政策落到實處的技術載體，車聯網技術的發展迎來了機遇，車聯網技術必將在國家的宏觀政策下取得長足發展。

參考文獻

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