車聯網的關鍵技術及研究進展

申晉波 李昭 陳海濤

摘要：汽車已成為人們日常生活、出行中重要的交通工具，其在生活中的普及率也越來越高。但是隨之而來的嚴重交通堵塞問題，為人們帶來極大的困擾，所以結合物聯網技術和智能交通技術的車聯網應運而生。車聯網是新一代智能交通系統中的新應用，具有很大的發展空間，基于此，本文將圍繞車聯網的關鍵技術以及今后的發展進行闡述。

關鍵詞：車聯網;技術;發展;智能交通

引言：

當前，汽車產業發展的主要方向為低碳化、信息化和智能化，而智能化的實現必須建立在信息化的基礎之上，所以車聯網的發展至關重要。車聯網指的是車、路、人三者之間的交互關系，其不僅使汽車本身具備與外界的交互能力，實現車、路、人之間的“互聯”，提高車輛的運行效率，而且優化了整個交通體系，為智能交通的發展奠定了堅實的基礎。

1車聯網建設進程中的關鍵技術

1.1信息傳感技術

車聯網的實現需要大量的信息來源。目前，較智能的采集信息的方法叫浮動車信息采集，此方法可以把汽車作為移動傳感器來采集交通數據，這里面包含兩種關鍵技術，一是通過遍布于車身的各種傳感器，包括速度、加速度、陀螺、GPS、胎壓以及跟汽車安全和性能相關的其他傳感器等采集數據，運用先進的多傳感器集成和數據融合技術，將采集到的原始數據轉化成實用的數據進行傳輸;二是車身網絡建設，現在的汽車電子化集成程度非常高，如何在不影響車輛性能的基礎上高效管理整車數據，已經被列為車聯網的一大難題。

1.2無線通信技術

無線通信技術包括VANET、WLAN、LTE、蜂窩數據網絡等，這些長距離或短距離通信技術，能為車主提供即時的互聯網接入，保證汽車各個系統的安全。比如：DSRC專用短程通信技術和蜂窩數據網絡可以根據用戶的需求，向用戶提供動、靜態交通信息，還可以提供娛樂信息和商業信息，如尋找好評多的餐館、最近的加油站等。再比如：依靠車載自組織網絡（VANET）可以為車主提供重要的安全信息，包括紅綠燈預警、限速等【1】。而且利用VANET，相鄰車輛之間的距離、當前車速等都可以在車輛之間進行信息傳輸，且能實時更新信息，保證各個車主能提前預見危險狀況，避免事故的發生。

1.3語音識別技術

據調查，很多司機在駕駛過程中都會手動操作車載終端，這種做法極其不安全，而語音識別技術的出現避免了危險事故的發生。車主的需求只需要口頭表達出來，語音識別技術就可以識別車主的語言，獲得相應的服務，為駕駛員帶來了最安全、便捷的駕駛體驗。成熟的語音識別技術要求處理系統擁有豐富的語音庫和強大的運算能力，但是車載終端的存儲能力和運算能力十分有限，而基于云計算技術的“云識別”技術可以讓語音識別更加高效，值得深入研究。

1.4信息安全與隱私保護

因為汽車與網絡相聯系，所以車主的很多信息都會被網絡讀取，這就引發了信息的安全問題。每輛車的車輛信息以及車主信息都將隨時隨地的上傳到網絡中，并暴露在公共場所，很容易被竊取、干擾甚至修改，直接影響車聯網體系的安全性。另外，還有一些不法分子販賣車主的信息，從而對車主進行騷擾、敲詐，社會危害極其嚴重。所以，車聯網系統依據自身的體系結構并結合不同的保護對象建立了分層的安全防護體系，整個體系依據我國法律、法規及政策，分別設計了各個層次的安全防護措施，然后在此基礎上建立統一的安全管理平臺，提高網絡可管理性、安全水平和可控性，使各種安全產品相互支撐、協同工作，最大限度地保證了車主信息的安全【2】。

1.5移動計算技術

高速行駛的汽車上通常都安裝了車聯網的移動節點車載計算平臺，為了讓駕駛員安全駕駛，就需要研究移動計算環境下數據挖掘與信息融合，使車載感知設備、各種路口信號設備可以無縫接入車車、車路、車到數據中心的網絡系統中，通過車內數據庫建立實現車內車外數據的傳輸和共享，通過對路口、路段汽車數量、車度等數據的分析，可對路口信號進行智能控制、調整【3】。

2車聯網的研究進展

車聯網是我國研究的一個熱點，很多專業人士對車聯網進行了很多研究，下文對車聯網目前的研究進展進行了總結。

2.1汽車電子節氣門的控制性能研究

為提高車車通信過程中汽車電子節氣門的控制性能，鄭太雄等學者提出了基于Luenberger觀測器的電子節氣門全局快速滑?？刂??；陔娮庸潥忾T的非線性模型，設計了Luenberger滑模觀測器，以實現對節氣門開度變化的在線估計;其次，以節氣門開度誤差為輸入，通過李雅普諾夫穩定性理論設計了全局快速滑?？刂破髋c外部擾動自適應律，以確保系統的穩定性和魯棒性。最后，鄭太雄等學者對提出的控制方法進行了仿真驗證，并將其與現有方法進行了對比，仿真結果證明了所提出控制方法的有效性。

2.2校車全程跟蹤監控技術研究

為了避免交通事故的發生，李小偉等人研究了校車全程跟蹤監控，在校車安全監控系統中采用車聯網技術來實現校車間的互聯互通。通過在傳統GPS車載終端基礎上加裝車聯網終端系統，使車與車之間能通過無線信息網絡連接到校車安全云計算服務平臺，并在平臺內部加強信息安全技術的應用。此技術實現了校車人員狀態監控、車輛行駛記錄定位監測以及信息交互等功能，大大降低了車輛事故的發生幾率，而且降低了車輛油耗。

另外，2014年，360公司利用特斯拉汽車應用程序的流程設計漏洞，實現了遠程解鎖、開關車燈等一系列操作。2016年，騰訊科恩實驗室實現對特斯拉的遠程入侵，他們將特斯拉的主屏幕更換成科恩實驗室的標志，且車主無法進行操作【4】。隨后，又實現了遠程解鎖汽車，行進中控制車輛部分功能，例如剎車、后視鏡、后備箱等。上述一系列研究都推動了車聯網的發展，為今后的研究奠定了堅實的基礎。

結束語：

綜上所述，車聯網是新一代智能交通系統的發展方向，是當前的一個熱點研究，雖然我國在車聯網的研究還處于起步階段，各項關鍵技術還沒有很完善，但是隨著電子信息技術、傳感技術、移動通信技術等的發展，車聯網技術一定會更加完善。

參考文獻：

[1]陳濤，MattiKUTILA，鄭銀香，鄧偉，王江舟.中歐車聯網聯合試驗關鍵場景及技術[J/OL].中興通訊技術：1-9.

[2]羅薇，汪夢珍，許玲.車聯網高層協議關鍵技術[J/OL].中興通訊技術：1-7.

[3]繆立新，王發平.V2X車聯網關鍵技術研究及應用綜述[J].汽車工程學報，2020，10（01）：1-12.

[4]張海霞，李腆腆，李東陽，劉文杰.基于車輛行為分析的智能車聯網關鍵技術研究[J].電子與信息學報，2020，42（01）：36-49.

作者簡介：

申晉波（1986.3-），身份證號410521198603238010 男 漢 河南省安陽市 本科;職稱：助理工程師，研究方向：汽車電子。

李昭（1991.4-），身份證號410502199104192535 男 漢 河南省安陽市 本科;職稱：助理工程師，研究方向：汽車空調系統。

陳海濤（1987.12-），身份證號410621198712240510 男 漢 河南省浚縣 本科;職稱：助理工程師，研究方向：汽車電子。