車聯網應該怎樣向物聯網學習

□ 文/Shaun Kirby

物聯網（Internet of Things）的崛起，引發了各行各業中連接設備和傳感器數量的驚人增長。據估計，每秒有超過80個“物體”連接到互聯網，到2020年，將有500億件物體連接到物聯網。物聯網正在大幅改變著制造業和零售業等產業，企業通過采用霧計算和高級分析等技術，或者在供應鏈的各個環節部署數十萬個傳感器，以實現提高效率、提升生產力并且能夠實時了解他們的客戶。

如今，車聯網（Connected Cars）市場面臨著許多與物聯網行業相同的挑戰。但在物聯網領域，已經有一些企業攻克了這些挑戰，所以我整理了一些采用過的最佳實踐和經驗教訓——其中許多方法可以應用到車聯網市場，以幫助汽車制造商及其合作伙伴充分發揮物聯網的潛力。

在很多方面，聯網的汽車被認為是物聯網中的終極“物體”。車輪上的數據中心真正體現了每個人對于物聯網最大的期望和挑戰。

通常有100多臺車載電腦持續監測位置、部件性能和駕駛行為等等，專家估計，高度自動化的車輛每小時將產生4TB的數據！而且，隨著我們交通系統越來越多地通過車輛到車輛（V2V）和車輛到基礎設施（V2I）之間的通信進行連接，車聯網所產生的數據量將龐大到過載狀態。

與其他行業的企業一樣，汽車制造商及其合作伙伴遇到了大量、相同的挑戰，包括管理大量連接設備和其產生的龐大的數據，以及與安全性，普遍連接性，帶寬優化等等相關的技術難題。

當傳統方法無效時，如何有效管理數量暴增的設備

不久前，IT企業還在研究如何管理少數幾個大型主機。突然間，如客戶服務器、分布式和移動計算等新鮮事物的誕生，迫使IT企業不斷創新。自持設備（員工將其個人設備連接到公司網絡）發展的趨勢帶來了額外的挑戰，因為IT專業人員不僅要負責管理大量機器，而且要負責管理聯網的個人設備，它們數量龐大且具有潛在安全隱患。

車聯網市場也同樣存在上述情況。起初，互聯網相連接的汽車數量非常少。但是如今，隨著傳感器和電子控制單元數量的增加，聯網汽車的行駛幾乎就像一個安裝了車輪的小企業。不同的路況向不同目的地傳輸不同類型的數據，同時聯網汽車還要滿足不同目的地、隱私性和安全性的要求。

供應商的多樣化使得生態系統進一步復雜化。供應商的數量再乘以聯網車輛猛增的數量（預計到2021年將有超過3.8億輛聯網車輛上路），管理所有聯網設備是多大的挑戰可想而知。

以一個典型的零售商為例。通常，零售企業的一個IT員工可以管理約200臺設備；然而，隨著物聯網的興起，零售商現在不僅需要管理數十萬臺設備，甚至達到百萬臺。如果采用傳統的IT方法，這意味著要增加數以萬計的IT員工。

新興的自動化網絡管理軟件和服務項目，使得每個IT人員管理超過100萬臺設備成為可能。 通過網絡自動化，聯網汽車的制造商能一目了然地看到每個零件在整個車隊中的表現，并可以指出零件的安全性和可靠性在哪些方面還有提升的空間，甚至發現零件的新特性。

改變管理策略和軟件更新方式

伴隨著聯網車輛數量的增加，另一個挑戰隨之出現，即如何管理聯網車輛大量相關組件和應用程序的變化和軟件更新。每一輛聯網汽車在后臺已經擁有平均超過1億行代碼，但隨著高級駕駛員輔助功能和高度自動駕駛的興起，車輛中軟件的數量和復雜性將隨之呈爆發性增長。

同樣，隨著聯網汽車為駕駛員和乘客帶來更多的新體驗，車輛和使用的管理政策將變得更加復雜化和個性化，使得管理各種大范圍變化的配置令人望而生畏。

如今，大多數車輛都在維修店進行軟件和配置更新，因此軟件和配置更新頻率較低，也更容易捆綁成安裝包，而這些安裝包已經通過了嚴格的質量保證和安全測試。 然而，隨著無線（OTA）更新，汽車制造商可以立即將新的軟件和配置推送到車輛。

無線更新使得消費者可以在現場進行維修，而不需要預約服務和補丁漏洞，并滿足消費者在購買新產品時對新功能的需求。當你儀表板上亮起的煩人的“檢查引擎”或“需要維護”的警告時，你都不需要專門跑一趟修車鋪了。但是，確保所有這些更新都可以兼容并且與車內現有的代碼能正常工作是一項艱巨的任務。

通過使車載網絡自動化，并利用云端進行集中管理和控制，汽車制造商可以管理所有車輛及其設備，同時能降低不同型號車輛之間軟件版本控制的復雜性。雖然車聯網市場還處于初級階段，但汽車制造商可以通過應用許多物聯網企業已經開發的最佳范例，使車聯網市場步入正軌，以便在未來幾年，能更好地管理道路上的數百萬輛的聯網汽車。

抵御各種黑客攻擊

隨著車聯網需求量不斷的增長，給汽車制造商來了一個極大的挑戰就是安全性。所有的數據都可以從車里收集（比如駕駛員的生理特征和行為數據，通過汽油賬單產生的用戶的消費習慣），這意味著如果汽車的安全性不高的話將會影響到用戶的隱私和生命安全。

從企業的角度來考慮，隨著越來越多的企業接入了物聯網，這也意味新的網絡漏洞也即將會被更多的黑客瞄準。

從員工的智能手表到公司的物聯網燈具/攝像頭都將會成為黑客的攻擊目標。在物聯網時代，企業已經意識到即便是提供最可靠的設備也無法保持長遠的安全性。物聯網不僅讓企業可以建立自己的生態系統，還可以讓企業和世界連通，甚至跨行業之間也是可以互通的。所以急需一種新的網絡安全措施來維護從云端到網絡邊界的防御系統，以及在網絡中采用智能檢測網絡威脅并阻止其傳播。

當然，汽車制造商也面臨同樣的挑戰。通過汽車達到攻擊的手段非常廣泛--比如手機，Wi-Fi ,甚至是在汽車和云端互聯的衛星連接鏈路上，還有V2V（車輛之間通訊）和V2I（車輛和基礎設施的通訊 ）這些都可以成為黑客的入侵對象。另外還有藍牙，近場通訊以及連接到車載診斷的物理接口，甚至是胎壓監控系統的無線信號都是可以被黑的。

為了防御眾多的攻擊面，汽車制造商和他的合作伙伴們在汽車生態系統中設置了很多安全規則以便讓企業可以使用到更安全的物聯網。把汽車里面不同的網絡融合到單一的架構里面是一個非常重要步驟，通過車載網絡標準化可以部署通過驗證的安全技術—比如加密和身份驗證，防火墻以及入侵檢測和防御系統（IDS / IPS），從而為聯網汽車提供深度防御。

另外一個防御潛在攻擊的關鍵點是在汽車的整個生命周期里要確保在正確的時間內網絡連接是正確的。類似于企業的IT團隊必須學習如何持續監視網絡通道和物聯網設備以發現潛在問題，汽車制造商必須持續監視和管理他們的車輛連接情況。他們必須要清楚車輛什么時候鏈路是打開的，什么時候應該是關閉的。車輛在生命周期內的不同階段，允許被連接的東西也是不一樣的。

對于一個汽車制造商來說，在全球范圍運輸百萬輛汽車，追蹤和監控連接時一項非常復雜的任務。比如，在汽車的測試階段連接通道必須是打開的，這樣汽車制造商可以驗證連接服務可以正常運行。然后，當車輛在運輸集裝箱內時，制造商應自動停用這些服務，以防止黑客在汽車達到經銷商途中破壞車輛。但是，必須保持一定的連接性，以便在運輸過程中實時跟蹤車輛。當車輛到達經銷店時，自動化系統允許汽車制造商安全地恢復連接，以便銷售人員可以將車輛及其連接服務演示給客戶。

優化帶寬，車體重量，能源和其他寶貴資源

隨著其他行業企業開始廣泛地使用物聯網中的流程，并在其網絡中安裝大量的傳感器，他們逐漸意識到，物聯網呈現出多種資源方面的挑戰。不僅是這些設備自身的需求（以便將其應用程序設計成更能高效使用存儲、計算、帶寬和功耗等功能），而且大量的連接設備將產生成堆的數據，使得網絡和存儲設備難以承受。在物聯網開始蓬勃發展前，服務器使用的激增，極大地節約了企業的計算和存儲資源。

車聯網也面臨許多相同的挑戰。對于汽車制造商來說，他們希望增加新功能，但同時要考慮成本這個重要因素; 能源也同樣珍貴，而在車重方面，每盎司都要考慮。此外，高度自動化的車輛每小時可以產生超過4TB的數據。

這里需要再次提到一些物聯網企業的應用策略。例如，當每輛汽車產生的TB級數據，雖然能夠把所有生成的數據都儲存在云端最好，但是其中部分數據比起其余數據來說更有用一些。

而且，有些數據對時間非常敏感，有些則不是。許多聯網車輛都有數據計劃，由于在夜間數據速率更便宜，所以確定何時發送數據很重要。通過將智能應用嵌入到車載網絡中，在給定時刻，汽車制造商可以確定需要發送的遠程信息處理數據或者連接的應用程序，以及選擇數據或者應用，等待在夜間以更好的數據速率進行發送。

同樣，霧計算（使得云端接近分布式計算和存儲的一種實例）在企業中開始崛起。通過物聯網的設備和網關，霧計算啟用了智能過濾和自適應壓縮，減少了需要發送到云端的數據量。車輛中的相同本地處理和數據發送的配置規則，顯著地改善了聯網車輛中移動帶寬的使用效率，比如，有的數據需要立刻發送而有的數據則需要儲存和轉移。

最后，“車輪上的數據中心”可以從企業數據中心借鑒另外一個經驗，即硬件虛擬化的使用。通過硬件虛擬化一些通用邏輯，簡化汽車上很多電子控制單元，同時了降低成本和復雜性。這也就是為什么高度自動化的車輛，需要一個中央計算平臺，而這個平臺是由后臺的一百多臺小型計算機高效、靈活整合而成，同時也可以嵌入人工智能。從可復用組件中創建新的應用程序和服務、降低制造和維護成本并提高質量，硬件虛擬化和整合提供了更靈活的空間。

通過快速循環和靈活的架構加速創新

最后，物聯網時代要求快速循環和不斷測試眾多的想法，以獲得最佳的工作性能并提供商業價值。由于物聯網徹底的重新構建和幾乎無限的可能性，使得快速循環和不斷測試成為了物聯網早期階段的重要部分，因為結果往往不可預測。汽車行業已經習慣了長時間和可預測的創新周期，計劃在新車輛上發布主要版本至少需要提前5年開始研究，并花費數年的時間對各個方面進行測試。但是，由于我們還處在物聯網和車聯網普及的初期階段，所以企業從何處獲得最大的技術投資價值還是未知數。

因此，汽車制造商應考慮快速設計樣車然后馬上測試新想法。他們還需要采用靈活的架構來縮短開發和單元測試的周期，因為嚴格的道路測試周期難以壓縮。這種架構可以使聯網汽車更加靈活，也讓汽車制造商能接入新型傳感器，制動器或其他設備，而且進行分析數據、衡量價值并做出快速調整。通過縮短新功能價值確認時間和開發、單元測試的時間，汽車制造商可以大大縮短創新周期，推出行業領先的新版本。

物聯網正在改變各行各業，但車聯網還處于起步階段。幸運的是，汽車制造商能借鑒物聯網企業大量的、最好的范例，并將其應用到聯網汽車中應對類似的挑戰。