淺談車聯網技術

黃正坤　費宣燁

【摘 要】本文主要講述車聯網的概念、技術以及應用。近年伴隨著物聯網概念的發展和推進，車聯網作為物聯網的一種體現形式也有了較快的發展，車聯網已經走進人們的生活。作為一種已經走進人們生活的物聯網技術，很多人也只是聽說，本文將對這一技術進行較為系統的介紹，助力車聯網技術的科學普及。

【關鍵詞】車聯網；交通技術；物聯網

0 引言

目前交通問題已經成為全球急需解決的一個公共問題，涉及安全、擁堵、污染等一系列的問題。當駕駛員駕駛汽車時受周邊環境影響或可見度較低時，駕駛安全會受到較大的影響。如果駕駛員能夠獲取到周圍鄰近車輛的實時信息（如速度、方向、實時位置、是否要加減速、是否要變道等），駕駛員可以根據這些信息及時的做出相應的調整或者規避，會減少很多的交通事故，以及擁堵等一系列的問題，同時也減少了因車輛造成的環境污染的問題。隨著發展和這些問題解決的需要，車聯網被推倒了前臺。

傳統意義上的車聯網，一般是指通過安裝在車上各個位置的電子標簽，通過無線射頻等采集技術對車輛的所有的靜態屬性信息和動態屬性信息進行采集，并通過網絡將采集到的信息傳輸到網絡平臺，并對信息有效的處理和利用。同時可以根據不同的需求對所有連接網絡平臺的車輛運行狀態進行有效的監管，并可以提供其他綜合性的服務。隨著物聯網技術與車聯網產業的不斷發展，傳統意義上的車聯網概念已經不能完全涵蓋當前車聯網的內容。根據車聯網產業技術創新戰略聯盟的定義，車聯網是由車輛自身內部、車輛與車輛之間和車輛與互聯網之間構成可進行信息交互的巨大交互網絡。車輛可以通過安裝的RFID、GPS、傳感器、攝像頭、圖像處理等裝置完成對自身狀態信息及周邊環境的狀態信息進行采集，并通過無線互聯網將所有的信息匯聚到車輛中央處理系統進行實時狀態處理；車輛間的信息實時共享，并且通過網絡上傳匯聚到中央處理系統。通過云計算等技術，對這些大量的車輛信息進行實時的分析和處理，從而計算出各個車輛的最佳行駛路線，形成實時路況信息匯報，以及信號燈周期的安排等。

1 車聯網背景

在1990年施樂公司推出了基于網絡的可樂販售機，這是早期物聯網的實踐應用開始階段。物聯網的概念直到1999年才由MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID時提出來，并正式在美國召開的移動計算和網絡國際會議中提出物聯網。

同樣的是美國也是Telematics產業的先行者，車載電腦開始有了無線通信的連接。在1997年通用公司推出了OnStar服務，駕駛員只需要按一下按鈕即可通過無線通信連接到通用服務中心，駕駛員可以和服務中心技術人員溝通需求。隨后各大汽車生產廠商都在Telematics方面推出了自己的系統，如福特的SYNC、豐田的G-book、BMW的ConnectedDrive系統等。在國內Telematics業務在近年如火如荼的發展，隨著豐田將G-Book引入中國、通用向自家車主提供安吉星服務，本土廠商上汽也推出了基于聯通3G網絡的前裝Telematics服務。在Telematics方興未艾之時，隨著物聯網的興起，作為Telematics的擴展，車聯網應運而生。吉利在2011年上海車展上推出新一代3G“智能汽車”，2014年騰訊和四維圖新聯合推出了WeDrive解決方案，2016年上汽和阿里聯合推出了“互聯網汽車”。車聯網業務在國內開始迅速發展的同時也得到了國家的重視。2010年車聯網項目被列為我國重大專項的第三專項“新一代寬帶無線移動通信網重大專項”中的重要項目，2013年中國汽車工程學會發起成立了車聯網產業技術創新戰略聯盟。車聯網在業界也成為了被認為是最具潛力和最容易形成系統標準的物聯網應用。

2 車聯網技術

目前階段車聯網技術主要涉及射頻技術和通信技術。從不同的層面考慮主要可以分為四個層次，即端感知層、端系統應用層、傳輸層和云平臺支撐層，每一層也都有不同的技術需求。

2.1 傳感網絡與無線傳感器技術

傳感網絡主要用來連接各種傳感器并將數據匯聚到車載電腦系統中，主要包括各種參數感知設備、連接各種感知設備的網絡，通過通信網絡技術將獲取的標識和傳感信息接入自組網絡或者互聯網。整個車的傳感網絡的設計過程中也會涉及很多問題，如無線設備間的互聯、網絡地址需求與分配，自動組網，高速自動繳費、傳輸控制與無線多媒體等。

車聯網中無線傳感器技術用于識別車身以及對車身周圍環境的各種屬性信息。目前各個識別標準不統一，如車身防碰撞傳感信息、外部感應攝像頭信息、車輛流量識別等都需要有統一的標準，并進行全局標識。

2.2 車聯網軟件和硬件技術

車聯網中的軟件需求主要包括嵌入式操作系統、各類應用軟件、中間件、面向物聯網的搜索引擎，統一的語義解析體系，以及各種數據處理技術等，通過車載端的系統及各種軟件可以實時的處理車輛自身，以及來自網絡云端的信息，為車輛或人員提供相應的服務。

車聯網的硬件主要是車載的終端處理設備，以及云端的服務器等設備。由于車聯網的終端設備一般使用嵌入式系統，所以設備需要滿足功耗低、體積小、易安置、成本低等特性。但服務器等設備需要有高性能集群同時還需要具有先進計算功能。

2.3 車聯網安全

車聯網是一個處于開放的公共網絡平臺，涉及到個人隱私及安全等問題，這些問題也是不可回避的問題。現有互聯網所面臨的各種安全及隱私問題，在車聯網中同樣存在，如個人信息泄露、終端被惡意控制、密碼分析、設備掃描、拒絕服務攻擊等。由于車聯網更多使用的是無線網絡，無線網絡的廣播特性也使得安全問題變的更為重要，除此之外還涉及車輛控制信息，以及行為模式等的隱私保護。目前很多安全技術在進一步研發完善中，相信不久的將來安全將不再是問題。

2.4 車與車交互的關鍵技術

車聯網的核心技術主要包括：編隊車輛之間的信息交換、隨機車輛之間的信息交換、遠程車網間的關鍵技術、車輛與路的協同技術，以及車、路和中心間的關鍵技術等。編隊車輛之間的信息交換主要研究大型車輛編隊中各個車輛間交互以及決策等。車輛間安全的無線通信和可靠組網是整個編隊安全的可靠保證，同時為車隊在復雜路況或惡劣環境下，能安全高效的提供有效的通信和決策保障。隨機車輛之間的信息交換技術主要為移動中或靜止狀態下的車輛之間能夠迅速的建立一個支持快速網絡切換和實時靈活組網的能力，以及車輛間具有實時數據交換特性的無線網絡，實現車輛間的各種信息的實時共享。遠程車網互聯技術主要解決路上行駛的車輛能夠快速接入路邊的無線網絡，并在各個無線網絡間快速的切換，保證車輛網絡這一基礎設施的實時暢通，為互聯網服務中心和車輛之間信息共享提供可靠的網絡條件。車輛與路的協同技術主要是將各種先進技術有機地運用于整個交通系統中，通過車和路之間信息的實時交互和共享實現智能協同，也為交通運輸系統的安全暢通與協調提供了保障。由于車輛需要與道路之間建實時互聯通訊，所以在研發新的交通管理系統和交通信息采集時需要考慮車與路的協同技術，更快的實現車路智能互聯。同時，車、路和中心間的關鍵技術主要是通過車、路及云端信息中心之間的交互通信，從而進行車路協同一體化，并通過大數據的分析對路和車進行進一步的優化改進，最終在交通安全、排放和效率等方面得到優化提升。

3 結論

車聯網的發展還處在剛剛起步發展階段，還需要各種政策、資金，以及技術研發支撐等，因此需要政府構建一個健康發展的環境，進而引導汽車、電子、通訊等各個行業協同推動增長，進而吸引更多的人才和資金參與車聯網市場的開發，實現車聯網的早日落地。

【參考文獻】

[1]程剛，郭達.車聯網現狀與發展研究[J].移動通信，2011（17）.

[2]張秀玉.車聯網架構與關鍵技術研究[J].微計算機信息，2011（4）：156.

[3]李磊，隴小渝.淺談車聯網的發展[D].西安郵電大學，2013.

[4]張明.基于物聯網實現的車聯網技術[D].十堰職業技術學院學報，2014，26（2）.

[責任編輯：田吉捷]