车联网关键技术

车联网关键技术（精选8篇）

车联网关键技术 第1篇

低碳化、信息化和智能化是目前汽车产业技术的主要发展方向,而智能化的实现必须建立在信息化的基础之上。车联网技术不仅使汽车本身具备与外界的交互能力,实现车、路、人之间的“互联”,提高车辆的运行效率,而且优化了整个交通体系,为智能交通的进一步发展奠定了基础。

1 车联网的概念

车联网是物联网技术的一个细分应用。随着车联网技术的不断发展,对其定义也在发生变化。对车联网传统的定义是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的系统;从智能交通技术层面来看,车联网是将先进的数据通信传输技术、感知技术、电子控制技术及数据处理技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。车联网通过多种无线通信技术,实现信息的共享,包括车辆信息、道路交通环境信息、道路基础设施信息、交通路况、服务信息,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监督和综合服务。车联网可以实现车与车、车与路、车与人之间的信息交换,实现车、路、人之间的“互通互联”。

2 中国车联网的发展现状

目前,中国汽车市场规模全球第一,随着3G和4G网络的快速发展和普及,越来越多的消费者都对互联网形成了一种依赖性,而网络技术在交通领域的发展则不够与时俱进。根据一项对全球12个国家汽车消费者的调查显示,中国消费者对汽车联网导航、信息娱乐服务、驾驶支持系统的使用和需求明显高于平均水平。当前车联网的主要应用是Telematics(车载信息服务),但与美国、欧洲和日本相比,我国在Telematics技术方面发展尚未成熟。国内已有不少汽车品牌厂商都在开发智能信息娱乐系统,开发成果展现了车联网的部分功能。比如通用公司的On-Star就包含了紧急救援、防盗追踪、道路救援、汽车保养通知等功能。但这些功能存在两方面问题:一是局限在汽车的服务领域,功能较单一;二是因普通消费者难以支付高额年费,其商业模式无法得到真正普及。

在车联网体系架构方面,我国也处于被动地位,由全国智能运输系统标准化技术委员会负责统筹制定车联网终端、车联网平台、车联网通信、服务应用、测试规范、信息安全认证等各方面技术标准。总体而言,中国的车联网技术正处于快速发展阶段,拥有广阔的市场发展潜力。

3 车联网的整体架构

车联网从整体架构上可以划分为感知层、网络层和应用层3个层次,如图1所示。车联网的感知层主要是指各种智能传感器,是可以实现车辆内部、车辆之间、车辆与网络之间通信的智能终端,其主要功能是采集车辆信息、感知车辆行驶状态及周围环境。车联网网络层是负责实现感知层信息的广域网信息传递。即建立车与车、车与路、车与人、车与网络的互联互通,通过有线、无线通信方式实现车辆与网络应用层的实时信息传送。车联网应用层是车联网的应用核心,与车辆相关的各类应用均可以涵盖在其中,如智能车辆驾驶、道路导航、物流运输、4S车辆服务、汽车修理和保养、紧急道路救援等等。

4 车联网的关键性技术及应用

4.1 无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术

无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术,其原理是通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID主要是由阅读器、电子标签和数据管理系统组成。阅读器是指读取电子标签信息的设备,该设备对电子标签信息的处理以及数据管理是通过网络与计算机和数据库系统通信来实现的。电子标签是由耦合元件和芯片组成,每个芯片拥有唯一的识别码,可以用于电子标签标识目标对象。数据信息的存储和管理依靠的是数据管理系统。

RFID系统的工作原理:电子标签附着于待识别物体的表面,阅读器无须接触就可以读取并识别电子标签中所保存的电子数据,对目标物体进行自动识别。电子标签接收阅读器通过天线发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量将芯片中存储的产品信息发送出去。电子标签又分为有源系统和无源系统,如果是有源电子标签,便会主动以特定频率的信号将芯片内的信息发送给读写器,阅读器读取信息并解码,然后将信息送至数据管理系统进行处理。

4.1.1 交通信号灯的控制

固定周期的程控技术是根据以往经验和相关统计数据来确定路口的信号灯周期时间的。当出现东西、南北走向的道路上车辆数量悬殊差异较大时,机动车的通行率便会大大降低。而将RFID系统的阅读器安装在路口,就可测算出东西、南北走向或两个绿灯区间的交通流量,达到动态分配信号灯周期时间的目的,从而缓解了交通压力,提高了车辆的通行效率。

4.1.2 车辆收费系统

在停车场的出入口安装RFID阅读器,RFID阅读器通过读取电子标签卡上的信息,将信息送至计算机服务器。停车场分为专用停车场和公用停车场。前者为固定用户提供停车服务,或者则是为非固定用户的公众提供服务。不管是专用停车场,还是公用停车场,都需道闸打开方可进出入。车主若使用的是专用停车场,计算机通过软件对RFID标签卡上的相关信息与数据库中的信息进行比较配对,若信息一致则计算机会发送通过指令,反之则发送禁止通过的指令,并同时处理标签卡上的信息记录,便于以后的信息调用。若使用的是公共停车场,RFID阅读器同样读取电子标签卡上的信息,并将信息记录到数据库,计算机发送通过指令,并记录入库时间。车辆出库时RFID阅读器读取电子标签卡信息,并扣除停车费,数据库记录下出库的时间信息和缴费情况。

目前应用广泛的道桥和站场的自动收费也是以射频识别技术为基础的,比如广东高速联网收费系统和武汉路桥ETC收费系统。

4.2 无线通信技术

无线通信技术包括VANET,WLAN,WIMAX,Wi Fi,DSRC,LTE、蜂窝数据网络以及卫星通信等,这些长距离或短距离通信技术可以为人们提供即时的互联网接入,为安全系统提供切实的保障,为基于位置的服务提供有效的支持。

比如DSRC专用短程通信技术和蜂窝数据网络可以向用户提供动、静态交通信息,娱乐信息和一些商业信息,如附近的餐馆、加油站的位置等。LTE技术可以使此类信息更好地呈现。依靠车载自组织网络(VANET)可将重要的安全信息发送给车主,包括红绿灯预警、会车告警、车辆变道预警、路口碰撞预警等。VANET是在一定范围内自动组织形成的结构开放的通信网络,它以车辆和道路基础设施为信息节点。利用VANET,车辆的位置、距离、实时车速等信息可及时地在车辆之间传输,并会随车辆位置和周围环境的变化不断更新相关数据信息,有利于车主预先判断突发状况。比如夜间会车时,会提醒车主前方车辆位置,车速、会车时间,并自动提示车载系统进行远近光灯的切换。车辆通过接收路口无线信号发射装置发射出的信号,根据红绿灯的当前状态和变化情况调整车速,提高了行车安全性和通行效率。车联网车载终端对车辆变道的可能性进行检测,收集车道上前后车辆的运行情况,包括车速,变道时间等,计算判断变道的危险程度,并提供指导性的显示和操作。为防止交通事故,尤其是在容易发生碰撞的路口处,可能由于视线盲区而注意不到对方来车,车联网车载终端会及时向车主提供对方的车况信息,及时调整车速,从而避免交通隐患。在交通拥堵路段,车载自组织网络会提示前方一定范围内的拥堵情况,方便车主提前改换路线。

但由于车辆快速移动,网络拓扑的变化也比较频繁,无线信道不稳定,车载自组织网络技术需依靠更加高效的路由算法,对物理层、MAC层、路由协议、传输控制、网络安全等方面进行改进和完善,才能进一步推动车联网技术的发展。

4.3 云计算

对于云计算的定义有很多种说法,目前被广泛接受的是美国国家标准与技术研究院(NIST)给出的定义:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。将云计算应用到车联网中,车联网便可拥有强大的支撑平台来处理大量的交通数据,因此,二者的结合将会给城市交通带来极大便利。

按照应用模式划分,云计算提供的服务可分为平台即服务(Paa S)、软件即服务(Saa S)和基础设施即服务(Iaa S)。目前应用的服务有信息发布(包括位置、地理信息)和出行诱导,但依然处于发展的初级阶段。交通数据的信息量大,实时处理性高、信息变化更新较快,云计算具有强大的计算能力,对于复杂庞大的交通数据可进行有效的分析,并采用分布式存储方式来存储数据,同时其采用的冗余存储方式可保证存储数据的可靠性。

通过Paa S设置不同应用平台搭建底层服务体系结构,比如设定中间服务的操作系统(OS),海量数据存储平台。平台即服务通过对数据进行处理和整合,将车辆操作的大量数据实行模块化和平台化。

Saa S在运行的平台基础上,选择具有不同功能服务的软件接口提供服务。通过车联网,用户返回不同的请求,系统自动分配不同的软件服务。常用的服务如:安全预警、节能驾驶、车辆监控等。用户可使用不同设备的客户端访问界面,不需要管理任何云计算的基础设施。

当车辆对硬件资源有互联需求时,Iaa S可提供该项服务,比如提供远程服务的虚拟主机,长期保存数据的存储空间和创建传播数据的网络环境。在具备这些硬性资源后,Iaa S将硬件资源和车联网数据进行整合,运用虚拟服务技术将计算机、数据、网络等资源相互配合实现车联网的实际需求。

4结语

总而言之,车联网必将成为未来智能交通发展的重点,虽然目前车联网技术的发展和应用还不够成熟,其关键技术还需提高和改进,但随着互联网、传感和通信等技术的发展,车联网所能提供的服务将会越来越广泛。我国需在借鉴发达国家的经验技术的基础上,充分利用巨大的国内市场,协调网络、通信、汽车、交通等各领域资源,突破核心技术,加快车联网产业的发展和技术的广泛应用。

参考文献

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[7]吴腾奇.车联网发展现状分析及展望[J].汽车工业研究,2016(4):10-15.

物联网的关键技术 第2篇

通院10班

文馨贤

学号B13011002

目录

无线射频技术 云计算 二维码

感知无线电

无线射频技术 RFID基础知识 1．什么是RFID RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别。常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码，等等。

一套完整 RFID系统由 Reader 与 Transponder 两部份组成 ,其动作原理为由 Reader 发射一特定频率之无限电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将內部之ID Code送出，此时Reader便接收此ID Code。Transponder的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、长寿命。

RFID的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盜器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。RFID标签有两种：有源标签和无源标签。以下是电子标签内部结构:芯片+天线与RFID系统组成示意图 2．什么是电子标签

电子标签即为 RFID 有的称射频标签、射频识别。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号识别目标

对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。2． 什么是RFID技术？

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。

8.RFID无线识别电子标签基础介绍：

无线射频识别技术（Radio Frequency Idenfication，RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag)和半无源电子标签(Semi—passive tag)。有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池，半无源电子标签(Semi—passive tag)部分依靠电池工作。

电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。

RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线

2．RFID的工作原理

射频识别系统的基本模型如图8—1所示。其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。

(1)电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定 律，如右图所示。(2)电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律

电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有：125kHz、225kHz和13．56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20cra。

电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，2．45GHz，5．8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为3—l0m。

RFID知识进阶 1.工作方式

射频识别系统的基本工作方式分为全双工（Full Duplex）和半双工（Half Duplex）系统以及时序（SEQ）系统。全双工表示射频标签与读写器之间可在同一时刻互相传送信息。半双工表示射频标签与读写器之间可以双向传送信息，但在同一时刻只能向一个方向传送信息。在全双工和半双工系统中，射频标签的响应是在读写器发出的电磁场或电磁波的情况下发送出去的。因为与阅读器本身的信号相比，射频标签的信号在接收天线上是很弱的，所以必须使用合适的传输方法，以便把射频标签的信号与阅读器的信号区别开来。在实践中，人们对从射频标签到阅读器的数据传输一般采用负载反射调制技术将射频标签数据加载到反射回波上（尤其是针对无源射频标签系统）。时序方法则与之相反，阅读器的辐射出的电磁场短时间周期性地断开。这些间隔被射频标签识别出来，并被用于从射频标签到阅读器的数据传输。其实，这是一种典型的雷达工作方式。时序方法的缺点是：在阅读器发送间歇时，射频标签的能量供应中断，这就必须通过装入足够大的辅助电容器或辅助电池进行补偿。2． 数据量

射频识别射频标签的数据量通常在几个字节到几千个字节之间。但是，有一个例外，这就是1比特射频标签。它有1比特的数据量就足够了，使阅读器能够作出以下两种状态的判断：“在电磁场中有射频标签”或“在电磁场中无射频标签”。这种要求对于实现简单的监控或信号发送功能是完全足够的。因为1比特的射频标签不需要电子芯片，所以射频标签的成本可以做得很低。由于这个原因，大量的1比特射频标签在百货商场和商店中用于商品防盗系统（EAS）。当带着没有付款的商品离开百货商场时，安装在出口的读写器就能识别出“在电磁场中有射频标签”的状况，并引起相应的反应。对按规定已付款的商品来说，1比特射频标签在付款处被除掉或者去活化。3． 可编程

能否给射频标签写入数据是区分射频识别系统的另外一个因素。对简单的射频识别系统来说，射频标签的数据大多是简单的（序列）号码，可在加工芯片时集成进去，以后不能再变。与此相反，可写入的射频标签通过读写器或专用的编程设备写入数据。射频标签的数据写入一般分为无线写入与有线写入两种形式。目前铁路应用的机车、货车射频标签均采用有线写入的工作方式。4． 数据载体

为了存贮数据，主要使用三种方法：EEPROM、FRAM、SRAM。对一般的射频识别系统来说，使用电可擦可编程只读存贮器（EEPROM）是主要方法。然而，使用这种方法的缺点是：写入过程中的功率消耗很大，使用寿命一般为写入100,000次。最近，也有个别厂家使用所谓的铁电随机存取存贮器（FRAM）。与电可擦可编程只读存贮器相比，铁电随机存取存贮器的写入功率消耗减少100倍，写入时间甚至减少1000倍。然而，铁电随机存取存贮器由于生产中的问题至今未获得广泛应用。FRAM属于非易失类存贮器。对微波系统来说，还使用静态随机存取存贮器（SRAM），存贮器能很快写入数据。为了永久保存数据，需要用辅助电池作不中断的供电。

5． 状态模式

对可编程射频标签来说，必须由数据载体的“内部逻辑”控制对标签存贮器的写/读操作以及对写/读授权的请求。在最简单的情况下，可由一台状态机来完成。使用状态机，可以完成很复杂的过程。然而，状态机的缺点是：对修改编程的功能缺乏灵活性，这意味着要设计新的芯片，由于这些变化需要修改硅芯片上的电路，设计更改实现所要的花费很大。

微处理器的使用明显地改善了这种情况。在芯片生产时，将用于管理应用数据的操作系统，通过掩膜方式集成到微处理器中，这种修改花费不多。此外，软件还能调整以适合各种专门应用。此外，还有利用各种物理效应存贮数据的射频标签，其中包括只读的表面波（SAW）射频标签和通常能去活化（写入“0”）以及极少的可以重新活化（写入“1”）的1比特射频标签。

6． 能量供应

射频识别系统的一个重要的特征是射频标签的供电。无源的射频标签自已没有电源。因此，无源的射频标签工作用的所有能量必须从阅读器发出的电磁场中取得。与此相反，有源的射频标签包含一个电池，为微型芯片的工作提供全部或部分（“辅助电池”）能量。7． 频率范围

射频识别系统的另一个重要特征是系统的工作频率和阅读距离。可以说工作频率与阅读距离是密切相关的，这是由电磁波的传播特性所决定的。通常把射频识别系统的工作频率定义为阅读器读射频标签时发送射频信号所使用的频率。在大多数情况下，把它叫做阅读器发送频率（负载调制、反向散射）。不管在何种情况下，射频标签的“发射功率”要比阅读器发射功率低很多。射频识别系统阅读器发送的频率基本上划归三个范围：（1）低频（30kHz ~ 300kHz）；（2）中高频（3MHz ~ 30MHz）；（3）超高频（300MHz ~ 3GHz）或微波（>3GHz）。根据作用距离，射频识别系统的附加分类是： 密耦合（0 ~ 1cm）、遥耦合（0 ~ 1m）和 远距离系统（>1m）。8． 射频标签→读写器数据传输

射频标签回送到阅读器的数据传输方式多种多样，可归结为三类：

（1）利用负载调制的反射或反向散射方式（反射波的频率与阅读器的发送频率一致）；（2）利用阅读器发送频率的次谐波传送标签信息（标签反射波与阅读器的发送频率不同，为其高次谐波（n倍）或分谐波（1/n倍））；（3）其他形式。RFID工作频率的分类 1.概要

从应用概念来说，射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率，是其最重要的特点之一。毫无疑问，射频标签的工作频率是其最重要的特点之一。射频标签的工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理（电感耦合还是电磁耦合）、识别距离，还决定着射频标签及读写器实现的难易程度和设备的成本。

工作在不同频段或频点上的射频标签具有不同的特点。射频识别应用占据的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于ISM波段之中。典型的工作频率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902~928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。

从应用概念来说，射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率。2． 低频段射频标签

低频段射频标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30kHz ~ 300kHz。典型工作频率有：125KHz，133KHz。低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签需位于阅读器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距离一般情况下小于1米。

低频标签的典型应用有：动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等。与低频标签相关的国际标准有：ISO11784/11785（用于动物识别）、ISO18000-2（125-135 kHz）。低频标签有多种外观形式，应用于动物识别的低频标签外观有：项圈式、耳牌式、注射式、药丸式等。典型应用的动物有牛、云计算

云计算定义

云是由一系列相互联系并且虚拟化的计算机组成的并行和分布式系统模式。这些虚拟化的计算机动态地提供一种或多种统一化的计算和存储资源。这些资源通过服务提供者和服务消费者之间的协商来流通。基于这样云的计算称为云计算。简单地说，云计算就是指基于互联网络的超级计算模式。即把存储于个人电脑、服务器和其他设备上的大量存储器容量和处理器资源集中在一起，统一管理并且协同工作。云计算服务体系

我们将云计算看成是一个组合的服务。我们通过云层次栈将云的三种模型：PaaS，IaaS和SaaS三种服务归属于云系统不同软件架构层。

用户通过应用层提供的Web门户访问服务。一般来说，该服务是收费项目。但是这种商业模式得到大多数用户的青睐，因为它减少对软件维护的压力 和操作 支持的费用。另外，用户从用户终端导入到数据中心，大大降低用户对硬件需求。云软件环境层也就是软件平台(PaaS)。该层用户是云平台开发者，他们将应 用部署在云平台上。

云软件基础设施层(IaaS)该层为高层提供基础性资源，可以组成新的云软件环境或者应用。提供云服务分为三类：计算资源、数据存储和通信设施。计算资源：给云用户提供虚拟机。数据存储：允许用户在远程硬盘上存储数据并在任何时候访问数据，它有效的扩大云用户群。数据存储系统一般要满足维护用户数据的诸多要求包括可用性、安全性、备份与数据一致等等

通信设施：云服务对于网络的质量有着较高的要求，是的网络通信成为云系统中一个至关重要的基础设施组件。云系统提供的通信能力：面向服务、结构化、可预测和可靠性。软件内核：该层次负责管理云的物理服务器基础软件管理。软件内核可以看做是操作系统内核。网格计算部署和运行在该层集群上，但是有网格缺乏虚拟化抽象，任务与真实的硬件基础设施有着密切的联系。固件和硬件：形成云的硬件骨架和交换机。

云计算与IDC相比，对于资源利用率也有很大的不同。IDC一般采用服务器托管和虚拟主机方式对网站提供服务。每个IDC组所获得的网络带宽、处理 能力和存储空间都是固定的。然而，大部分网站之间的资源其实是不均衡的。因此，IDC无法面对突发流量所带来的影响，会造成资源的瘫痪与浪费。

云计算的特点 2.1超大规模

“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。2.2 虚拟化

云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。2.3 高可靠性

“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。2.4 通用性

云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。2.5 高可扩展性

“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。2.6 按需服务

“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以象自来水，电，煤气那样计费。2.7 极其廉价

由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。3.云计算的由来 云计算(Cloud Computing)是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。之所以称为“云”，是因为它在某些方面具有现实中云的特征：云一般都较大；云的规模可以动态伸缩，它的边界是模糊的；云在空中飘忽不定，你无法也无需确定它的具体位置，但它确实存在于某处。之所以称为“云”，还因为云计算的鼻祖之一亚玛逊公司将曾经大家称作为网格计算的东西，取了一个新名称“弹性计算云”(EC2)，并取得了商业上的成功。云计算被它的吹捧者视为“革命性的计算模型”，因为它使得超级计算能力通过互联网自由流通成为了可能。企业与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过互联网来购买租赁计算力，“把你的计算机当做接入口，一切都交给互联网吧”。用户只需要640K的内存就足够了。”比尔·盖茨1989年在谈论“计算机科学的过去现在与未来时”时如是说。那时，所有的程序都很省很小，100MB的硬盘简直用不完。互联网还在实验室被开发着，超文本协议刚刚被提出。它们的广泛应用，将在6年之后开始。目前（2008年），在提供装机服务的网站上可以检索到这样的信息，一个普通白领上班所需的电脑标配是：低端酷睿双核/1GB内存/100GB硬盘，很快，兆级的硬盘就将进入家庭机使用范围。硬件配置飞速飚高的背后，是互联网上数据飞速的的增长——这简直在挑战人类想象力的极限，海量数据作为一个概念被提出时，单位以GB计。而现在这只是一个小网站的数据量单位。4．云计算基本原理 云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。这可是一种革命性的举措，打个比方，这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。云计算的蓝图已经呼之欲出：在未来，只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。从这个角度而言，最终用户才是云计算的真正拥有者。云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用。从最根本的意义来说，云计算就是利用互联网上的软件和数据的能力。对于云计算，李开复（Google全球副总裁、中国区总裁）打了一个形象的比喻：钱庄。最早人们只是把钱放在枕头底下，后来有了钱庄，很安全，不过兑现起来比较麻烦。现在发展到银行可以到任何一个网点取钱，甚至通过ATM，或者国外的渠道。就像用电不需要家家装备发电机，直接从电力公司购买一样。“云计算”带来的就是这样一种变革——由谷歌、IBM这样的专业网络公司来搭建计算机存储、运算中心，用户通过一根网线借助浏览器就可以很方便的访问，把“云”做为资料存储以及应用服务的中心。云计算目前已经发展出了云安全和云存储两大领域。如国内的瑞星和趋势科技就已开始提供云安全的产品；而微软、谷歌等国际头更多的是涉足云存储领域

二维码

二维条码/二维码（dimensional barcode）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础 二维码：QR码的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。在许多种类的二维条码中，常用的码制有：Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等，QR码是1994年由日本Denso-Wave公司发明。QR来自英文「Quick Response」的缩写，即快速反应的意思，源自发明者希望QR码可让其内容快速被解码。QR码最常见于日本、韩国；并为目前日本最流行的二维空间条码。二维码的编码技术原理

二维码可以分为堆叠式/行排式二维码和矩阵式二维码。堆叠式/行排式二维码形态上是由多行短截的一维码堆叠而成；矩阵式二维码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”，用“空”表示二进制“0”，由“点”和“空”的排列组成代码。

（一）堆叠式/行排式二维码

行排式二维码(又称：堆积式二维码或层排式二维码)，其编码原理是建立在一维码基础之上，按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定、其译码算法与软件也不完全相同于一维码。有代表性的行排式二维码有CODE49、CODE 16K、PDF417等。其中的CODE49,是1987年由 David Allair 博士研制，Intermec 公司推出的第一个二维码。

Code 49条码 Code 49是一种多层、连续型、可变长度的条码符号，它可以表示全部的128个ASCII字符。每个Code 49条码符号由2到8层组成，每层有18个条和17个空。层与层之间由一个层分隔条分开。每层包含一个层标识符，最后一层包含表示符号层数的信息。

Code 16K码 Code 16K条码是一种多层、连续型可变长度的条码符号，可以表示全ASCII字符集的128个字符及扩展ASCII字符。它采用UPC及Code128字符。一个16层的Code 16K符号，可以表示77个ASCII字符或154个数字字符。Code 16K通过唯一的起始符/终止符标识层号，通过字符自校验及两个模107的校验字符进行错误校验。二）矩阵式二维码

短阵式二维码（又称棋盘式二维码）它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。矩阵式二维码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维码有：Code One、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等。在目前几十种二维要码中，常用的码制有：PDF417二维码，Datamatrix二维码，Maxicode二维码，QR Code，Code 49，Code 16K，Code one等，除了这些常见的二维码之外，还有Vericode条码、CP条码、Codablock F条码、田字码、Ultracode条码，Aztec条码。

感知无线电关键技术

感知无线电的整个过程可以通过“侦听—感知—自适应”的循环来表示。其中关键技术有以下几项：

1、频谱侦测 感知无线电技术要能够实时侦听较宽的频谱，以发现“频谱空洞”(即该频段内主用户未占用的频谱)。同时为了不对主用户造成有害干扰，感知用户在通信过程中，需能够快速检测到主用户的再次出现，以便及时腾出带宽给主用户使用。这就需要物理层具有一种新的功能——频谱侦测功能。

2、动态频谱分配

目前对感知无线电的频谱共享技术的研究主要是基于频谱池(SpectrumPooling)的策略。频谱池策略的思想是将一部分分配给不同业务的频谱合并成一个公共的频谱池，频谱池中的频谱可以是不连续的，整个频谱池又可划分为若干个子信道。感知用户可临时占用频谱池里的空闲信道。动态频谱分配要能协调和管理主用户和感知用户之间的信道接入。主要有两种策略：一种是只要频谱池有空闲的子信道，主用户就可以选择空闲信道而不中断感知用户的通信；另一种是主用户并不考虑感知用户是否占用信道，只要需要就占用信道，而感知用户必须切换到其他信道。

3、抗干扰技术

采用感知无线电技术实现频谱共享的前提是必须保证对主用户不造成干扰。感知无线电里的抗干扰技术主要有干扰估测和功率控制技术。在感知无线电系统中，引入了干扰温度这一度量标准来估测干扰的大小。在CR系统中，发射功率受到给定干扰温度和可用频谱空洞数这两种无线网络资源的限制。到目前为止，一般采用信息论和对策论来解决功率控制的难题。

新的MAC层协议感知用户间需要交换一些控制和感知信息。为了满足感知用户之间的通信，需要一种新的公共控制信道来完成信令信息的传输，CR系统中的MAC协议设计就要考虑特定的控制信道的需求。

无线局域网实现了许多认知无线电技术，并且能够利用感知无线电来增强其安全和网络性能；基于MIMO-OFDM的CR系统也在研究当中。感知无线网络将成为具备极高频谱使用效率的未来新发展

四、感知无线电在WLAN中的应用

感知无线电已成为一个广泛用来描述许多不同功能与应用的名词。这其中包括可提供灵活的功能性以模仿各种无线电算法与雷达隐身技术的软件无线电，它在无线电中嵌入智能来避开已被占用的频谱，并由此让另外的频谱开放给没有获得授权的应用。最近，感知无线电还被应用到WLAN中，以提供对WLAN所工作的RF环境的全面可视性和了解。

1、干扰探测与识别

基于IEEE 802.11的WLAN工作在2.4GHz(802.11b与802.11g)开放频段和5GHz(802.11a)频段。诸如蓝牙和HomeRF等其它无线连接标准也工作在同样的开放频段上，这将产生潜在的干扰。而像微波炉或某些工业设备等随时启用的设备，也可在这些频段上产生噪声。在WLAN所工作的特定频率上有过多RF噪声，将降低WLAN的有效数据吞吐量与性能。可利用感知无线电对两个WLAN频带内的RF环境进行连续扫描，以确定哪些频率信道上的噪声最小。有了这种信息，网络管理者就能改变AP的信道设置并改善网络性能。RF环境具有动态变化的特性，会随着更多新802.11设备和非 802.11设备的加入而不断改变，因此需对RF环境进行连续扫描。

通过采用集成于AP芯片组内的频谱分析器(通常为FFT)进行频域分析，AP可利用感知无线电探测并识别干扰。然后将结果与预定义模板进行比较，如果两者相匹配，则识别信息将被发送给IT管理者作为通知，并用于位置识别等其它功能。

2、自动配置

自动配置属于一个很广的功能范畴，它描述了AP自动确定最佳设置以使WLAN网络性能最大化的能力。尽管一般情况下发射功率和信道选择这两个网络参数最为常见，但自动配置可优化任何一组网络参数。常见的优化目的是提高网络到客户机之间的吞吐量、增加可靠性、减小干扰和延时，或者是它们的组合以及其它网络性能指标。感知无线电提供RF环境的最新详细情况，这样便能根据初始WLAN部署实现最优自动配置以及动态和自动重配置，以适应未来WLAN的扩展与RF环境改变。

3、对非法AP和入侵者的探测

利用感知无线电连续扫描两个频带还具有另外一个关键优势，即：可对非法AP与入侵者进行探测。非法AP是连接到企业LAN的非受控AP，将产生不安全的网络接入点。对非法AP与入侵者进行探测并定位对网络安全来说非常必要，因此可以采取措施堵住安全漏洞。

4、位置识别

车联网系统架构及关键技术研究 第3篇

1.1 物联网

对于物联网 (Internet of Things) 这个概念, 目前比较公认的说法是1999年由MIT Auto-ID中心首次提出。而实际上物联网的出现最早可追溯到PC时代, 在1998年就已提出[1]。

2005年国际电信联盟 (ITU) 发布了同名报告, 其中给物联网的明确定义是:通过二维码识读设备、射频识别 (RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备, 按约定的协议, 把任何物品与互联网相连接, 进行信息交换和通信, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[2]。

可见, 物联网是以互联网为基础, 将用户端延伸和扩展到任何物与物之间, 进行信息交换和通信的一种网络概念[3]。即物联网主要解决物——物 (thing to thing, T2T) 相连、人——物 (human to thing, H2T) 相连、人——人 (human to Human, H2H) 相连的问题。尤其需要注意的是, 其中人——物相连、人——人相连中的“人”这一端主要是借助通用装置进行网络连接, 而并非是单纯借助个人计算机进行网络连接。也就是说通过物联网, 可以构建无处不在的网络, 实现任何时间、任何地点、任何物品的互连。

1.2 车联网

随着物联网如火如荼的发展, 车联网作为其典型应用, 也正在智能交通系统领域发挥着举足轻重的作用。

根据中国物联网校企联盟的说法, 车联网指的是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。通过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等装置, 车辆可以完成自身环境和状态信息的采集;通过互联网技术, 所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器;通过计算机技术, 这些大量车辆的信息可以被分析和处理, 从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期[4]。

对比物联网与车联网的概念不难看出, 车联网本质上是物联网技术在智能交通系统领域的延伸。如图1所示, 在车联网中, 车辆可以作为物联网的终端。车联网就是借助相应的信息技术实现车——车 (包括车与路、车与车主、车主与车主、车主与第三方服务商) 相联, 以期达到交通智能化管理、车辆智能化行驶、信息智能化服务等目的, 也可以说车联网就是交通物联网。

2 车联网的系统架构

根据车联网的定义及功能, 进一步对车联网的系统架构进行剖析, 可将其分为三层, 即感知层、网络层、应用层, 如图2所示。

2.1 感知层

感知层相当于车联网的感觉神经末梢, 主要通过视频检测、传感器、RFID等终端设备完成车、路环境信息的感知和采集, 这些信息大致包括车辆所处位置、车辆行驶速度、道路环境、道路基础设施等。

2.2 网络层

网络层相当于车联网的神经中枢, 主要负责整合、处理、传输数据。具体而言, 网络层的功能之一是建立相应的网络协议模型, 该协议模型用于满足异构网络数据通信的需求, 进而整合感知层的数据;网络层的功能之二是通过向应用层屏蔽通信网络的类型, 充分利用有线及无线网络资源, 为上层应用服务器和应用程序提供透明的信息传输服务。

2.3 应用层

应用层相当于车联网的大脑, 主要通过应用服务器和车载计算机终端等设备进行数据加工, 从而为车联网用户提供包括道路导航、通信服务、远程监控等在内的各种具体服务。

3 车联网的关键技术

国际电信联盟 (ITU) 2005年发布的同名报告中指出物联网的关键技术有:标签事物的RFID, 感知事物的传感网络技术Sensor technologies, 思考事物的智能技术Smart technologies, 微缩事物的纳米技术Nanotechnology[2]。以上四项内容可以简要描述为RFID技术、传感技术、智能技术、纳米技术。而车联网作为物联网时代的先行者, 其关键技术也可大致归结为前述几个方面。

3.1 RFID技术

RFID (Radio Frequency Identification, 射频识别) 技术是基于无线通信的一种技术, 它可以利用无线信号非接接触识别出特定目标, 并对相应数据进行读、写操作。目前, 在许多行业中都已经运用了RFID技术, 如物流管理行业、汽车生产行业等。RFID技术的飞速发展对于车联网领域的进步具有十分重要的意义。在车联网中, RFID技术主要用于实现节点间高效率、远距离的数据通信, 而其中亟需解决的问题是标准兼容。现有的RFID标识、标准尚未统一, 如果要将节点全部接入网络则需要有统一的标准;因为在车联网中单个标识或设备的工作是没有意义的, 只有相互协同工作才能满足现实的需求[5]。许多欧美组织正在着手解决这个问题, 并已经取得了一些成绩。标准兼容必将刺激RFID技术的长足发展及广泛应用。

3.2 传感技术

车联网感知层的实现需要大量的原始数据, 例如车辆的速度、加速度、胎压、道路车流量、路面状况等。对于这些信息的采集, 传统的做法是在道路沿线 (特定路段或路口) 安装传感器、埋设探测器, 利用这些传感设备获取到的图像、声音、感应等数据, 来追踪交通运动。而事实上, 这些信息是远远不够的。现在比较新颖的做法是把道路上的车辆作为移动传感器来采集交通数据。而在这其中又涉及到两个问题:一是如何将原始数据转化成实用数据;二是如何进行车身网络建设。

3.3 通信与网络技术

通信与网络技术是车联网网络层的关键技术。为了将感知层RFID标识、传感数据等多种信息实时、有效地接入Ad Hoc网络或Internet网络, 必须借助目前通用的短距离无线通讯网 (包括十多种已存在的短距离无线通讯) 、长距离无线通讯网 (主要包括基于蜂窝技术的伪长距离通讯) 、短距离有线通讯网 (包括十多种现场总线标准) 、长距离有线通讯网 (包括广电、电信、互联网及三网融合) , 进而深入研究制定出符合车联网特殊需求的通信协议、通信标准。

3.4 数据处理技术

车联网 (尤其是感知层与应用层) 的实现需要大量数据的支持, 而这些数据往往都是异构数据, 如何利用数据处理技术完成这些数据的表达、传输、交换是又一关键性问题。

目前, 建立数据控制中心是一种普遍认可的做法, 其中有以下几个关键问题:其一是如何将多源异构数据即时接入并进行安全有效的管理, 从而为行驶车辆、道路基础设施、数据控制中心之间频繁进行的数据交换提供保障;其二如何将采集到的数据进行深入分析, 从而得到指定路段或指定区域的交通状况, 同时根据已有数据进行近期交通态势预测;其三是如何宏观调控多节点交通信息, 即如何高速、有效地完成综合指挥调度;其四是如何利用“云”计算手段完成大容量节点交通调控信息的分布计算;其五是如何实现大容量交通数据存储[6]。

3.5 信息安全技术

车联网具有节点众多、信息繁杂等特点, 所以在其应用过程中必然存在一定的安全隐患。如何借助信息安全技术来抵御网络攻击、保证数据的真实性和完整性、保护个人隐私也是车联网面临的难题之一。可以说, 车联网的普及和应用在很大程度上依赖于此。分层密钥管理和身份认证技术是现阶段车联网解决信息安全问题的突破口。

4 车联网的发展路线

随着车联网概念的提出及深化, 其在智能交通系统领域的发展路线可划分为三个阶段:其一信息发布阶段, 其二智能管理阶段, 其三协同控制阶段[7]。

(1) 信息发布阶段

信息发布阶段是车联网发展的初级阶段, 目前的车联网就处于这一阶段。该阶段主要实现车载终端与Internet相联, 进而提供基于呼叫中心的信息服务 (如为驾驶员提供定位导航、娱乐资讯、安全防范等) 。据了解, 我国现已有约20万用户正在体验车载信息服务。

(2) 智能管理阶段

随着信息发布功能的日臻完善, 车载信息服务终端也由产品化走向智能化、由智能感知走向智能决策, 从而推动车联网进入智能交通管理阶段。在该阶段, 车联网主要实现诸如交通信号灯智能控制、车辆运行实时监控、车辆安全预警、车辆智能调度、交通事故处理、智能出行诱导等功能。车联网的智能化交通管理, 将大幅提升交通事故的处理效率, 同时减少警力、财力方面的支出。

(3) 协同控制阶段

在经历信息发布阶段、智能管理阶段之后, 伴随着RFID技术、传感技术、通信与网络技术、数据处理技术的发展与成熟, 车联网将进入车辆感知、道路信息获取、车——车通信、车——路协同的综合协同控制阶段。在该阶段, 车联网主要实现车辆智能防撞、车辆自动驾驶以及基于导航线路的自组网驾驶等功能。

参考文献

[1]谭国真.物联网三个新观点的思考[J].新观点新学说学术沙龙文集47:物联网产业与区域经济发展.2010 (10) :39-43

[2]International Telecommunication Union UIT.ITU Internet Reports 2005:The Internet of Things[R].2005

[3]周洪波.物联网:技术、应用、标准和商业模式[M].北京:电子工业出版社.2011, 7

[4]王建强.车联网发展模式探析[J].计算机技术与发展.2011, 21 (12) :235-238

[5]刘小洋.车联网_物联网在城市交通网络中的应用[J].计算机应用.2012, 32 (4) :900-904

[6]常琳.车联网中的关键技术[J].中国公共安全 (综合版) .2012 (5) :108-111

车联网:生态比市场更关键 第4篇

尽管经过了多年的酝酿, 我们看到了一些合作, 一些探索、试验, 但在大多数人看来, 车联网技术的市场化似乎依然不温不火。这些判断在乘用车、私家车市场中的确是正确的。但在商用领域, 情况似乎有一些不同, 一些十分具体的改变正在发生。

如果一年一辆大型货运车能够节省1.5万油费, 那么对于一个拥有20~30辆大货的车队来说, 一年光油费就能够节省三十多万元。无疑, 这并不是一笔小数目。不仅如此, 如果能够获知司机的驾驶行为, 优化驾驶习惯, 还可能延长车辆的行驶里程, 节省保养费用。那么这一切是如何完成的呢?在商用车领域, 很多车队已经开始成为车联网技术的受益者。

商用领域先走一步

提起车联网技术, 一定有些人更热衷于从互联网的角度来理解, 甚至是用互联网的思维去推销这一技术。的确, 在互联网的热潮下, 各项技术似乎多多少少都裹挟着互联网的热度。互联网搅动着众多市场的同时, 也推动着技术应用不断向前发展。但车联网的发展最终并不是以影响、搅动汽车与互联网市场为根本目的的, 而是最终要服务于使用者和管理者。通过研究车联网的发源地北美市场, 大概能够帮助国内的产业带来一些参考, 北美的车联网发展也划分为几个不同的阶段:在最初的1980年代, 少量的第三方车联网公司推出的基于卫星技术追溯卡车运输;1990年代, 随着手机网络、GPS以及互联网的兴起, 产生了网络化趋势;2000年代, 随着卡车排放传感器及电控技术的进一步发展, 产生了更多可以用于分析的机器数据服务的崛起。在这个时期, 北美后装车联网服务商和车队管理系统开发业务得到快速增长。

2010年代, 因为美国对司机的法规进一步加严和高油价影响, 车辆数据, 尤其是发动机数据的价值得到极大地提升, 由于每家物流大车队都采购不同品牌的运输车辆, 用户要求安装独立与整车企业的后装车联网来管理业务运营, 北美物流车队的车辆100%后装配置。车联网后装市场变得非常成熟, 后装企业联合发动机企业提供更多地基于运输相关的增值服务。与此同时, 主机厂开始在自家车辆进行前装, 整车厂主要以自家车辆的设备运行状态为主, 主要还是以突出自家车辆功能屏蔽竞争对手卡车品牌为目的, 而不是以提供用户需要的运营功能。这因此也导致了车联网市场博弈的复杂化。

从今天的北美市场来看, 成熟大车队对车队管理的需求主要如下:更好的车队管理;信息化, 分工专业化;车队燃油经济性;卡车100%第三方后装, 满足多品牌, 独立于OEM电控发动机;可配置, 对车队管理;实时故障提醒, 缩短维修时间。

而作为卡车的核心发动机, 需要承担更多的责任。相比于国内的整车企业或第三方车联网公司, 其产品和服务主要是为了增加销售的噱头和融资需求, 而真正深入技术和客户价值挖掘研究的相对北美而言相对很少。车联网的应用要回归商业的本质, 即提供他人所需要的价值, 实现价值的增值。单从车联网的服务对象上来看, 在商用车领域, 车联网有着巨大可量化的实际商业作用。

回到今天中国的商用车联网市场中, 情况亦是如此。北京圣佑驰是一家从事进出口运输的物流公司, 主营业务是北京到天津港之间运输钢卷, 车队一共有23辆牵引车。2015年3月份, 开始使用康明斯C-LINK车联网系统, 车队管理者每天通过这套智能系统获取司机当天的油耗数据, 并对未达到油耗目标的司机和车辆进行培训和调校, 最终实现所有车辆达到最佳的油耗使用状态。短短几个月内, 车队车辆的百公里平均油耗就下降了6升, 不仅车队运营成本得到了有效控制, 而且整体运营效率也得到了提升。另外在康明斯C-LINK系统的帮助下, 将车队里所有管理事项进行量化, 车辆行驶里程、货物重量、平均油耗、故障预判等数据都能够从C-LINK系统里面体现出来。

这套名为C-LINK的系统到底是如何帮助车队实现智能化管理的呢?以油耗为例, C-LINK可以通过分析采集到的数据, 为用户提供良好的驾驶习惯的建议, 如平稳驾驶, 减少全油门、急加速、急刹车等行为。当路况条件比较好时, 应该稳定车速, 保持车辆行驶在最佳经济区, 较高车速会也不利于燃油经济性。通过油门的控制, 使发动机转速保持在经济转速区间, 遇到坡路或载荷增加时, 应当及时降低档位, 会更利于降低油耗。

与此同时, C-LINK系统后台通过远程采集发动机数据, 可自动向车队经理、服务人员等发送故障短信和手机APP通知;车队经理、服务人员可实时查询故障代码、故障等级、故障颜色等详细信息, 定位车辆位置, 由被动服务升级为主动服务。新的服务模式可有效缩短故障处理流程, 提升服务效率及一次修复率。

对管理者而言, C-LINK可根据用户的实际运营线路、行业特点、货物性质、载重、车速等, 帮助用户找到最优化的车辆配置, 满足实际工况的需求, 为首次选车的配置提供建议依据。

在此基础上, 结合车队的现有管理模式, C-LINK可通过采集到的数据帮助用户分析车队及司机运营驾驶出存在的潜在的安全隐患。例如:新车在使用初期, 经常出现低档高速、超速、高速空挡滑行等不良驾驶行为可能带来的安全问题。车联网系统通过其称重功能, 可为用户提供准确的载重量数据参考, 减少车辆超载所带来的安全隐患。同时, 通过精确的油耗统计, 结合智能系统中的线路管理、时效性统计分析、载重负载率统计等功能可为车队日常运输管理提供时效的数据支持, 间接指导车队管理者未雨绸缪, 提前准备调度。

目前, 该系统通过积累大量的客户数据, 逐步建立目标油耗数据库, 可以根据不同平台、不同工况下的车辆油耗参考标准。从匹配应用数据分析帮助发动机调整到最佳状态, 满足用户不同的特性需求。

在这些数据的帮助下, 车队的运营管理更加轻松方便。司机们通过每天的扭矩、转速等数据反馈, 逐渐改进了一些驾驶方法, 节油效果明显, 每月都能拿到一笔节油奖励, 为自己和车队都创造了利益。

同时, 从2014年起, 国家加强了商用车排放的管控, C-LINK车联网技术可以帮助用户实时掌握车辆的排放工况, 降低排放超标影响。

在商用领域中, 上面的数据显然非常说明问题。但对于不少私家车使用者来说, 以上这些就显得没那么有效, 直接购买一辆小排量汽车比拥有一辆有着实时油耗提醒功能显得更为直接。个人使用中, 也不存在实际应用场景下的车辆管理者, 更为现实的是, 想要让“个人”为这些“看上去有用”的应用买单, 并不是目前车联网市场所面对的最需要解决的问题。

此外, 在商用领域目前我国一些城市已经开始尝试车里网与智能交通的对接。例如, 珠海市在出租车调度系统升级以后, 乘客可以通过电话、电脑网络和手机进行出租车预约。系统将借助于全球定位系统 (GPS) , 基于预先制定好的查询规则, 找到距离上车地点最近的和最合适的出租车。乘客预约的具体信息如手机号、上车地点、目的地等将会发送给所选的出租车司机。在出租车司机确认预约后, 系统将通过手机短信、自动电话呼叫等方式, 将出租车车牌号和预计到达的时间等信息自动发送给到顾客。整个出租车预约给乘客和司机带来方便的体验, 最终为乘客带来出行的便利, 也为出租车司机带来更多的生意以增加收入。结合公交车的调度系统中的公交到站时间、出租车调度系统中的出租车分布情况、基于浮动车和基站信息的交通拥堵情况等数据, 交通信号控制系统可以合理的智慧的进行绿波控制, 提高车辆的流动性, 改善交通情况。各个子系统独立运作, 系统间通过数据的有效共享实现高效的协同, 以集成交通指挥中心为平台实现跨部门的协作和基于平台数据实现智慧的决策。

这些情况表明, 车联网在商用车市场中的表现的确已经走在了前面。

等待市场不如培育生态

以发动机制造商身份为人所知的康明斯, 在车联网技术研发及市场探索中早已经开始了自己的部署。通过C-LINK远程采集大量发动机运行参数, 开启为客户提供主动服务模式。总结起来, 康明斯车联网技术的优势:“康明斯最大的特点在于整个发动机的控制集成, 把这两块加在一块就形成了非常独特的车联网技术的集成, 利用这样一个桥梁把工程师和司机连起来, 以前一个新产品到了市场以后到底表现怎么样, 要通过好几个月的时间才能到工程师的邮箱里, 现在我们每天甚至每天里的每个小时、每几分钟都可以收到大量的信息。”

事实上, 无论在国外还是中国国内, 康明斯对于车联网技术的研究和已经开展了多年。2011年, 美国康明斯集团与石家庄天远科技有限公司在石家庄正式签约, 联合组建“康明斯天远科技有限公司”。这是康明斯集团在海外首个以合资形式设立的研发基地, 也是康明斯全球首个IT技术公司。康明斯副总裁、中国区的首席技术官彭立新博士描述:这是一家专注车联网和物联网技术的公司。康明斯将这样一家专注车联网技术的合资公司放在中国, 可见对于中国车联网市场的高度关注。但事实上, 从多年来的市场探索来看, 培育车联网行业的生态系统远比开拓市场本身更有价值, 也更为迫切。

前不久举办的“2016年中国车联网应用产业大会”上, 邬贺铨表示“车联网毕竟是一个非常大的产业链, 但真正达到车联网水平的车大概只有4%。虽然很多企业说自己的车可以联网, 但没有达到车联网的标准。”对于未来, 邬贺铨预计, 中国的车联网市场2020年将达361.3亿欧元, 可以占全世界车联网市场的三分之一多。“到2022年25%的车会有车联网功能, 2025年每一辆新车都以多种方式联网。根据智库预计, 2015年中国车联网渗透率将从2010年4.67%增长至10%, 市场规模突破4千亿元。”可见, 尽管车联网市场前景看好, 但技术水平参差不齐, 标准不统一, 市场化率不高。而解决这一切问题的关键并不是某一个车联网或互联网厂商对于市场单打独斗的突破, 而是在于各企业之间的协作, 共同开展基于生态链培育的筹划。

吉利汽车研究院院长冯擎峰也在会上发表了自己的观点, “车联网应用产业链已经在逐步形成, 我们可以看到当中蕴含着巨大的市场机遇, 同样也面临前所未有的挑战。”他认为, 车联网作为产业融合的载体, 正在汽车行业引发一系列变革, 汽车生产制造企业已经从传统的汽车、产品形态提供者向消费者出行服务提供者进行转变。同时他表示, 吉利集团致力于提供极致的车联网服务, 打造开放互联的汽车生态。“目前吉利正在建立全新的、开放的平台, 集成4G, 未来可以发展到5G, 宽带技术、智能通信、语音、大数据、云计算、生物识别、人工智能等智能互联新兴技术。”

在冯擎峰的描述中, 我们可以清楚地看到车联网所涵盖的技术领域。吉利也好, 康明斯也好;汽车制造商也好, 互联网公司也好, 车联网的真正发展需要所有行业参与者共同实现, 创造行业内的生态系统, 将产业闭环循环起来, 让每一环技术都充分发挥作用。只有这样, 市场需求才会源源不断的涌现出来, 车联网市场才有可能实现真正的别开生面。与此同时, 更多行业标准才能够通过实践以及市场的考察一一确定。

车联网关键技术 第5篇

进入2012年以来, 随着工信部《物联网“十二五”发展规划》的发布, 物联网开始从宏观的概念模式探讨阶段进入了细分领域的务实发展阶段, 其中, 作为物联网细分领域之一的车联网, 因为能够通过信息共享实现车车之间、车辆与承载物对象, 以及车辆整个生命周期内的信息采集整合及深度加工, 对于车辆的生产、使用及管理部门具有十分重要的意义, 而受到政府部门、用户以及相关企业的广泛关注。据悉, 目前车联网已被列入了国家重大专项和“十二五”期间的重点项目, 一些企业也开始试水其中。

作为一家传统的通信和行业信息化企业, 大唐电信借助在通信、移动互联网、行业信息化、芯片等多领域的综合优势, 于2012年6月下旬在南京成立车联网事业部, 正式进入了这一产业领域。

携全产业链优势有备而来

尽管大唐电信从2012年初才开始着手筹备成立车联网事业部, 然而在这一领域, 大唐电信并不是一个新选手。在此之前, 大唐电信就已经以行业应用的方式涉足车联网的边缘领域, 以位置信息服务 (GPS、北斗) 、车载通讯模块、系统集成等方式积累了丰富经验。即便是现在所说的车联网, 在中国从一定角度上也可以说是在此基础上发展起来的。

选择在2012年组建车联网事业部正式进军该领域, 则是因为大唐电信认为目前内外部条件均已成熟。从外部环境来看, 之前市场上局部范围内对车辆信息的使用需求现在已经开始扩展, 商用、乘用汽车、特种运输行业领域对车联网的技术需要呈现较快增长。从内部条件来看, 大唐电信的技术准备和人员储备已经达到一定的规模, 有能力也有实力进入该领域发展。内外两方面因素推动下, 大唐电信于2012年6月份正式开始了车联网市场的拓展。

然而不可否认的是, 此时此刻中国的车联网市场上已经云集了国内外众多竞争对手, 大唐电信正式进入的时机是否较晚?在强手如林的竞争中, 大唐电信如何制胜?

对此, 大唐电信认为, 目前车联网市场还局限在行业应用的范围之内, 相对于信息的范畴来说, 人们能够获取信息的节点较少, 信息的传播途径相对单一, 对于数据的整合挖掘还停留在较为落后的层面。车车之间的通信处于起步阶段, 各节点信息很难整合到一个相对大的范围之内, 增值服务也存在很大的提升空间。另外, 在应用市场, 车联网的相关产品虽已很好地解决了车内问题, 如人与车的问题, 但是车与道路、车与环境等外在方面仍有待完善。总体来讲, 车联网仍处在初级阶段, 市场的整合也将会在很长一段时间内持续下去, 人们对车联网的巨大需求将会成为巨大动力, 车联网刚刚起步, 其发展空间和前景将十分广阔。

在这个刚刚起步的市场上, 大唐电信有着丰富的储备。车联网涵盖车辆、工作环境及承载对象的信息采集, 信息的传递、存储、运算、服务, 以及信息与行业需求的整合。而从芯片到终端的信息采集, 从通信到软件支撑平台和云计算支撑平台, 从增值服务到综合管理的信息服务平台, 大唐电信的产品一应俱全, 具有车联网信息采集、传递与计算和服务全产业链的技术能力, 具有物联网、移动互联网、三网融合、智慧城市、行业信息化等领域的技术实力和经验积累。可以说, 大唐电信在车联网外围和内圈都具有优势, 为车联网的发展提供了很好的技术支持和发展平台。因此, 大唐电信虽然前期没有以车联网的界定进入该行业, 但是行业应用范围内的技术整合和局部范围内的车辆信息技术在同行业中并不落后。

从市场角度来看, 大唐电信的通信技术应用于电信运营领域、能源行业、物联网及智慧城市等领域, 这些产业领域对于车辆信息的传递、与物联网的融合都涉及车联网的方方面面。从自主技术角度来看, 目前行业内的终端产品模仿复制程度、山寨化程度相对较高, 创新模式缺乏, 自主知识产权意识比较薄弱。而大唐电信已经在探索一条自主知识产权的技术创新发展之路, 并且已经取得了一定成绩。

可以说, 在方兴未艾的车联网领域, 大唐电信携全产业链优势有备而来。

软件、硬件、服务多管齐下

大唐电信的车联网事业部涉及行业产品研发、市场拓展、增值服务运营等, 产品覆盖车联网产业链中的硬件模块开发、软件系统平台开发及最终运营、增值服务提供各环节。虽然组建时间不长, 但是该事业部已经落地建成研发团队、销售团队, 可以独立研发面向车联网产业链各环节的软硬件产品, 销售团队则覆盖到了工程车辆、商用车辆、乘用车辆的前后装市场业务。

从产业角度来说, 车联网不是一个单一的产品, 而是一个包含硬件模块、软件平台及两者进行信息通信, 最终为客户提供信息数据、增值服务的综合型产品, 大唐电信车联网事业部的应用领域也基本涵盖硬件、软件及增值服务三个方面。

车联网硬件模块是指通过前装或后装模式安装进车辆, 通过与车辆ECU进行数据对接, 或是通过其他第三方传感采集方式获取当前车辆的属性信息、工况信息, 并将该信息发送至指定服务中心的终端设备。车辆的工况类别不同, 数据采集的格式也不相同。目前, 大唐电信已经推出了面向工程机械行业的CM-T516、面向商用运输行业的GV-T516 (P) / (0) 、面向特种行业的SV-T516以及数据传输终端DT-516。

车联网软件平台是接收车载信息模块的上行数据, 并对数据进行解析、运算、筛选处理, 并以友好方式展现给最终客户的软件系统。目前, 大唐电信车联网事业部已经建成工程机械行业数据运输平台、出租客运运输管理平台及物流运输管理平台, 进行数据中心模式系统运营和系统自检运营。

车联网信息终端与软件平台之间的数据传输, 通过行业运算方式处理之后, 则可以为最终信息需求客户提供信息服务。

芯片作为软硬件系统的“大脑”, 在车联网方面的重要性不言而喻。在芯片方面, 大唐电信车联网事业部一方面进行自主芯片的研发设计, 推进国有技术的发展;另一方面在乘用领域联合外部厂商联合研发。目前, 这两项工作已经初见成果。

例如, 在联合研发方面, 目前大唐电信已经确认了与NXP关于车联网业务的战略合作, 研发全球范围内的首个车联网芯片。双方将车联网行业终端产品进行芯片化整合, 解决了传统电路产品功耗高、稳定性低、技术含量低的问题, 可以降低车联网终端的成本, 实现与车辆ECU更丰富的数据接口通信, 通过公网、专网、车间通信实现信息的节点式传输。

在车联网领域, 位置信息至关重要, 随着对位置精度的需求增加, GIS的发展也被带动起来。在地图方面, 大唐电信选择与地图厂商合作的方式。

细分策略应对差异化需求

硬件、软件和服务都是构成车联网的基本要素, 在面向最终客户时, 这些要素会进行整合, 以解决方案的形式呈现给客户。大唐电信通过对车联网行业市场的划分及相关行业内部的细分, 在解决方案方面形成了清晰的思路。

大唐电信认为, 工程机械、物流运输、商用车、农用机械行业、出租车等细分市场是车联网行业起步发展阶段对于技术需求较为明确且相对迫切的一些领域, 如工程机械融资租赁的监管需求、客运货运的监管调度等, 大唐电信有望通过对这些前期市场的发展逐步探索出相对成熟的市场模式。

目前, 大唐电信在行业应用市场拓展时均涉足上述细分市场, 提供的方案涵盖工程机械行业的位置信息获取、车辆监控管理和控制, 物流运输行业的位置服务、车辆监控管理、物流物品监控, 商用客运、出租行业的车辆监控管理和乘客运输管理, 以及农业机械行业的位置信息获取、精准农业、农业拓展等。

大唐电信在工程机械行业领域已经有了以前装市场为主的成型的解决方案, 在位置服务、行业数据监控及工况信息分析、远程控制上有着普遍应用, 客户包括JCB、美通、宣工、国际重工、北车集团等。在客运出租、物流运输等行业领域, 大唐电信也有着成熟的应用, 包括城市客运出租的监控、管理, 浮点车数据的采集、运算。在物流运输, 尤其是专业性较强的危险品运输、冷链物流等方面, 大唐电信可以将物流物品的追踪监控及报警应急处理同车辆信息同步送达控制中心。目前, 大唐电信已经与南京市危险品运输行业多家企业建立合作。

在涉足多个细分市场后, 大唐电信发现, 不同的车联网细分市场有着自身的明显特征。比如, 工程机械行业前期的应用领域相对狭窄, 几乎局限在融资租赁、行业监管、位置信息、主动服务等节点上, 信息采集后的增值程度不高, 没有将信息应用到更多的领域。甚至在一台设备上各个需求方为了不同的需求采用多个系统平台的方式, 成本高, 信息利用率低, 没有融合成一个大的信息系统。而大的商用车领域则需要把车辆的生产、物流运输、融资、销售到售后服务的整个产业链与使用车辆的各个环节整合起来, 做到信息共享, 增值共用, 并最后融合进入大的智慧城市或是物联网的社会平台中。不同市场特点迥异, 也决定了大唐电信没有以一成不变的模式来应对各个细分市场, 而是针对不同市场制定差异化方案, 以细致的服务满足客户的不同需求。

云计算和移动互联网扩展空间

在车联网的竞争过程中, 不同厂家除了比拼技术、方案、价格外, 重要的还在于对业务模式的创新。大唐电信认为, 业务领域的创新可能会遭遇天花板, 但是业务模式可以不断创新, 对于车联网行业来说, 无论终端硬件还是软件平台, 都是信息提供的基础, 最终还会通过两者之间的配合将数据展现在用户面前并提供良好的服务。虽然这些是固定的, 但是平台技术的成熟度、应用化程度、数据展现方式是否友好及灵活程度, 以及能否将其平滑过渡到移动互联网领域, 都将成为制约业务发展的瓶颈。在此方面, 大唐电信的主导思想就是利用自身在芯片、软件平台、终端领域的优势, 着眼于整个产业链的打造和创新。

从服务模式的创新来看, 无论产品服务还是最终的增值服务, 都是支撑整个产业继续发展的中坚支柱。在此方面, 大唐电信从三个角度进行提升:第一, 把服务也视为一种产品, 对产品质量的提升即对服务的提升;第二, 把所有不同类的服务进行整合归纳, 把产品化体现的服务与服务本身从行业需求的角度进行打包;第三, 借鉴其他企业的成功模式, 在技术支持范围内实现硬件平台、软件技术与服务一体化的模式。

谈起车联网领域, 一个不可回避的问题是盈利模式, 因为截至目前几乎所有的车联网企业仍是入不敷出。对此, 大唐电信认为, 每一个行业的盈利模式都不是固定的, 更不是一成不变的, 而是多种多样且处在不断完善中的。一方面车联网的模式要能够符合行业的需求特性, 且能实现可持续发展;另一方面需要与企业自身的管理不相悖, 且能促进模式本身的经营。车联网行业是一个蓝海市场, 在这个市场中, 不同的车辆应用于不同的行业领域, 产生了不同的需求, 在此基础上, 产业链各环节拥有在经验积累中进行了确认的不同理念。从另一角度来看, 尽管细分需求不同, 然而又都属于车辆行业, 需要通信行业的支撑, 这就说明它们具有一定的共性, 在这个共性不断壮大的过程中将盈利模式逐渐固化在一个或几个领域, 是一个较为可行的选择。

车联网技术的研究 第6篇

车联网是物联网在汽车领域的一个细分应用, 是移动互联网、物联网向业务实质和纵深发展的必经之路, 是未来信息通信、环保、节能、安全等发展的融合性技术。

2 车联网中的重要应用技术

2.1 传感器技术及传感信息整合

传感技术是利用传感器及汽车总线采集车辆、道路等交通基础设施的运行参数。“车联网是车、路、人之间的网络”, 车联网中的传感技术应用主要是车的传感器网络和路的传感器网络。车的传感器网络又可分为车内传感器网络和车外传感器网络。车内传感器网络是向人提供关于车的状况信息的网络, 无论是车内、车外, 还是道路的传感器网络, 都起到了车内状况和环境感知的作用, 其为“车联网”获得了独特的“内容”。整合这些“内容”, 即整合传感网络信息, 将是“车联网”重要的技术发展内容, 也是实现车联网数据采集的关键技术。

2.2 开放的、智能的车载终端系统平台

就像互联网络中的电脑、移动互联网中的手机, 车载终端是车主获取车联网最终价值的媒介, 可以说是网络中最为重要的节点。当前, 很多车载导航娱乐终端并不适合“车联网”的发展, 其核心原因是采用了非开放的、非智能的终端系统平台。基于不开放、不够智能的终端系统平台是很难被打造成网络生态系统的。这方面可以参看智能手机领域来感受到这一点的重要:像Google的Android系统, 源代码完全开放, 可以被裁减和优化。因此, 从目前来看它将会成为车联网终端系统的主流操作系统, 它天然为网络应用而生, 并专为触摸操作设计, 体验良好、可个性化定制, 应用丰富且应用数量快速增长, 已经形成了成熟的网络生态系统。在前装市场上荣威350及其INKANET, 在后装市场上路畅科技的Android平台产品已经证明了Android的价值, Android将是车载娱乐导航终端平台操作系统的必然选择。

2.3 服务端计算与服务整合技术应用

除上述语音识别要用到云计算技术外, 很多应用和服务的提供都要采用服务端计算、云计算的技术。云计算将在车联网中用于分析计算路况、大规模车辆路径规划、智能交通调度计、基于庞大案例的车辆诊断计算等。车联网和互联网、移动互联网一样都得采用服务整合来实现服务创新、提供增值服务。通过服务整合, 可以使车载终端获得更合适更有价值的服务, 如呼叫中心服务与车险业务整合、远程诊断与现场服务预约整合、位置服务与商家服务整合等等。

2.4 互联网技术应用

车联网的本质就是物联网与移动互联网的融合。因此, 能够获取车联网提供的信息和服务的不仅仅是车载终端, 而是所有能够访问互联网及移动互联网的终端, 因此电脑、手机也是车联网的终端。现有互联网及移动互联网的技术及应用基本上都能够在车联网中使用, 包括媒体娱乐、电子商务、信息服务等。当然, 车联网与现有通用联网、移动互联网相比, 其有两个关键特性:一是与车和路相关, 二是把位置信息作为关键元素。因此需要围绕这两个关键特性发展车联网的特色互联网应用, 将给车联网带来更加广泛的用户及服务提供者。

2.5 通信及其应用技术

车联网主要依赖两方面的通信技术:短距离无线通信和远距离的移动通信技术。短距离无线通信技术主要是RFID传感设别及类似WIFI等2.4G通信技术, 其中车联网是基于汽车标准信息源技术, 而此技术又是基于无线射频识别技术 (RFID) 来开发的信息资源的应用技术。在实际应用中。就是通过车辆收集处理, 并共享大量信息, 让车与车、车与道路的行人和自行车, 以及车与城市网络互相连接, 从而实现更智能更安全的驾驶。

远距离的移动通信技术主要是GPRS、3G、LTE、4G等移动通信技术。其中Telemati技术是远距离通信的电信与信息科学的合成词, 是通过无线网络, 随时给行车中的人们提供驾驶、生活所必需的各种信息。

3 车联网的未来发展趋势

车联网的发展趋势就目前国际上发展的现状, 可以按照产业引领者的不同分不同的的车联网产业群落和市场。 (1) 是以汽车品牌厂商引领的面向乘用车消费者的前装车联网; (2) 个是以消费电子厂商引领的后装车载设备组成的车联网; (3) 是面向商业客货运车队的商业车辆跟踪和车队资产管理的后装车载设备的车联网; (4) 是由政府主导的以实现智能交通、道路安全和道路交通管理为目标的车联网。实际上, 由于产业引领者的动力来自自身的发展目标, 这种按照引领者不同对现状的划分也意味着对车联网不同发展目标的划分。

车载物联网技术及其应用探讨 第7篇

车载物联网是当前比较新型的一门技术, 可以在很大程度上提升未来交通系统各个方面的运行效率和使用安全, 并将车辆的信息连接到相应的计算机网络平台, 车载物联网可以将行驶中的车辆连接到网络之中去, 同时车载互联网还可以通过技术将行驶中的车辆通过无线通信构建相应的网络, 也可以在道路基站与过路车辆之间构建相应的无线通信网络, 通过无线通信网络中的多跳转发, 车载物联网技术可以让处于信号范围之外的几个车辆之间构建相应的通信连接, 从长远趋势来看, 车载网络将成为交通系统智能化发展过程中的关键组成部分。

当前交通系统的智能化发展主要依靠预先部署的一些基础实施, 比如在地面上嵌入的电磁感应器将分布在城市中一些主要交通道路岔路口的交通摄像头, 并在高速公路收费口可以安装射频标签读取器 (RFID) , 从一般情况来看, 进行交通信息搜集和发布的过程主要表现如下:第一步是通过路面传感器进行交通道路上车流速度以及车流密度的检测, 第二步是将车流速度以及车流密度等相关检测数据上传到城市交通中心, 第三步是将这些数据进行处理之后, 通过蜂窝网络将流量报告发布到用户的手机, 在这种情况之下实现传播与位置相关的信息不仅仅昂贵, 而且效率也是非常低下的, 因为往往一些信息可能就在消费者的身边。

车载网络具备了缩短距离通信的能力, 可以在很大程度上改变传统的交通系统智能通信模式, 同时通过更为直接的模式实现信息的搜集、传播以及消费等。车载物联网从本质上来看是一个非常巨大的无线传感器网络, 每一辆汽车在车载物联网络系统之中可以被看成是超级传感器节点, 一般情况下每一辆汽车都包含有内外部温度计、摄像头、超声波雷达、亮度传感器等相关设备, 除此之外, 未来的汽车还可能配有车载计算机、无线收发装置以及GPS等, 这样就可以实现汽车与路边基站两者之间的无线通信。这种无线传感器网络可以更大范围实现计算机系统对整个世界的控制感知能力, 在少量基础设施基础之上实现信息系统的更大范围共享。

2 车载物联网技术应用分析

车载物联网技术将成为未来各大领域的重要技术, 并为人们带来一系列的方便, 总的来说, 车载物联网技术主要应用在如下几个领域:

一是车载物联网技术的安全运用。安全应用主要包括了电子路牌、网上车辆诊断、碰撞诊断等应用, 一般情况之下这种类型的应用问题可以采用短时间的距离通信为司机提供实时精确的警告, 从而有效提升车载物联网技术在安全运用中的及时性和精确性。

二是车载物联网技术的效率应用。效率应用主要包括了路径规划、公路交通管理、城市交通管理、公路收费以及交通拥堵警报等, 一般情况之下这种类型的应用可以更好地改善个人以及公众出行的整体效率。

三是车载物联网技术的商业应用。商业方面的应用主要指的是在位置服务的基础之上为人们提供更大的商机, 比如可以通过车载物联网技术为消费者提供最近的餐馆、最近的商场促销信息和最近的加油站等, 车载物联网技术在这些方面的商业应用将为商家提供更多商机, 同时为消费者提供更加便利的生活服务。

四是车载物联网技术的信息娱乐应用。信息娱乐应用主要包括了音乐视频共享服务, 拼车服务、餐厅评论以及基于位置的社交网络服务等, 在现实生活中信息娱乐方面的应用比如起亚UVO已经开始为消费者带来更多的亮点服务, 由此可见车载物联网技术在信息娱乐方面的应用将成为未来的一大发展趋势。福特SYNC车载信息娱乐系统在汽车市场上是一个非常典型的成功案例, 本地零售商对车载信息娱乐系统也非常地青睐, 车载物联网系统可以更好地实现零售商及服务商的促销信息传播, 车载物联网技术也必然会带来商业方面激烈的竞争, 但车载物联网技术在安全、效率、物美价廉等方面的受益是不可置疑的。

3 车载物联网技术应用面临的挑战分析

车载物联网技术在实际应用中给人们带来利益的同时, 也会面临着一系列的挑战:

首先在车载物联网链路层主要面临着如何实现与独特车辆相适应, 实现最佳的服务性能, 车载物联网链路层需要满足三个设计目标, 实现车载物联网链路层的响应能力、可扩展性以及可靠性等, 在一些传统的技术里面受到车辆高速移动的影响容易导致车辆启动延时等副作用, 如何更好地优化车载物联网链路层是车载物联网技术在应用层面所面临的挑战之一;其次, 在车载物联网网络层面临着构建新路由模式的挑战, 从而有效促进车载网络中信息的精准传播, 能够有效促进相关信息的产生、传播以及可选择性的删除等;最后是车载物联网应用层面临着如何有效发现、表现、存储信息以及更新信息的挑战。

综上所述, 车载物联网作为一大技术创新, 能够更好地实现计算机技术与人们生活的充分结合, 增强交通系统快捷性、安全性, 针对不同环境应用有效解决潜在的问题, 同时应该不断加大技术创新迎接车载物联网技术所面临的挑战。

摘要：随着车载物联网技术的高速发展, 车载物联网技术已经开始被多个领域所应用, 并取得了很大的成功, 如何实现车载物联网技术的更高发展成为当前热门研究课题。本文首先详细概述了车载物联网相关理论, 然后分析了当前车载物联网技术在不同领域中的应用, 最后对当前我国车载物联网技术所面临的挑战进行了详细的分析研究。

关键词：物联网技术,车载网络,研究课题

参考文献

[1]王孝军;薛辉.物联网技术在战略性新兴产业领域应用探讨[J].科技创新与生产力, 2010, (07) :119-120.

[2]何中林.物联网技术及其在智能图书馆中的应用探讨[J].福建电脑, 2012, (03) :271-272.

[3]时珏.基于物联网的矿井机电设备状态监测关键技术研究[D].太原理工大学, 2013.

车联网中路由技术的研究 第8篇

车联网作为物联网在智能交通应用的主要部分, 目前的网络接入[1,2,3]主要是通过接入现有的异构无线网络来实现人、车辆、环境 (道路、传感设备、网络等) 间的数据传输。然而车联网中网络环境的动态多变、物理环境的复杂多样、信息 (空间) 环境的数据海量性与稀疏性并存, 使得一些传统的网络和数据传输技术难以对车联网下的数据传输提供很好的支持。因此, 路由技术中如何保障数据传输的可靠性和高效性, 已成为车联网技术中面临的一个重要问题。

一、路由技术的分类及研究现状

车联网的路由协议[4]可以分为三类:基于位置的路由协议, 基于拓扑的路由协议, 基于地图的路由协议。而基于拓扑的路由协议又可以分为三种:先应式路由技术, 反应式路由技术和混合模式的路由技术。本文主要是从典型的分簇路由, 混合模式路由, 以及路由恢复技术方面对路由技术进行研究, 分析现状。

1.1 分簇算法研究现状。文献[5]最早提出了比较完善的分簇算法。其分簇主要根据对车辆按照接收信号的传输范围和质量等进行, 然后利用簇内选取簇头的方法来提升簇内部数据传输性能。同时认定簇头为移动网关的候选节点。之后移动网关统一通过计算中心的控制分配, 进行动态更新。这种分簇方式需要集中式处理的计算中心, 对于移动网关没有足够的激励, 这样难保证每辆车很会主动遵从协议约定。

文献[6]中Das, Mukherjee和Turgut提出一种加权分簇算法WCA。在该算法的创新之处就是利用簇头的改选和确定事件的出现一起发生。改选簇头的依据综合了连接度、移动性、发射能量和可用电池电量等节点参数, 同时依据不同的网络状况给这些参数分配不同的权值。该算法最大的不足是网络会出现权重的全局最小值, 需要在节点之间存储和转发大量信息来寻找最小权值, 实现算法的分布式解决方案。

一个通用的分布式移动自适应分簇算法DMAC[7]由Basagi等人提出, 算法利用每个节点都有一个决定了节点的角色的权值, 这个权值可以是节点传输范围, 也可以是节点移动性的函数。在算法执行期间消除节点的非移动性, 能真实地实现移动白适应的功能。但该算法的主要缺点只有在所有具有较高权值的直接邻居节点决定了它们的角色后, 较低的加权节点才能决定自己的角色。

1.2 混合路由的研究现状。目前, 大规模车联网路由问题的研究还主要集中在对混合路由的改进方法上, 并已经取得了很好的成果。文献[8]提出了一种移动自组织网络 (Mobile Ad Hoc Networks, MANET) 路由协议AHHR (Ad Hoc Hybrid Routing) , 充分混合了DSDV、DSR、AODV三种协议优点。该协议能够根据网络拓扑结构的变化情况自适应地切换路由模式。AHHR自动启用按需路由模式来适应网络拓扑变化较快的情况;反之当网络拓扑变化较缓慢, AHHR适用表驱动路由模式。另外AHHR为了保证路由的可靠性可以通过采用边权值量化链路质量。

混合路由协议SNRL (Short Distance Node R outing List Protoc01) [9]主要利用通信需求主要集中在近距离节点之间, 而近距离节点的路由信息主要会通过表驱动路由机制进行维护;而对于远距离节点采用按需路由机制, 并不维护其路由信息。通过这种方式减少路由控制开销, 提高路由协议的整体性能。SNRL路由协议最大的优势在移动速度为中等的MANET网络中具有较好的适应性。文献[10]提出了一种基于优化分簇的混合路由HOCR (hybrid optimal cluster routing) 协议, 该协议提高MANET网络连通性和效率。在MANET网络中, 为了有更好的扩展性、健壮性以及获得更少的时延和路由控制开销。HOCR协议在簇内和簇间分别以节点为单位和以簇群为单位进行路由发现。同时规定簇内节点移动速度比簇群间移动速度快时, 采用按需路由协议为宜, 簇群间则采用表驱动路由协议避免全网路由广播。

1.3 路由恢复协议研究现状。路由恢复作为车联网路由技术的重要部分, 目前也有较好的成果。文献[11]提出了一种基于选播策略的路由恢复方法。链路断后路径上节点被重新分成源节点组和目的节点组, 然后寻求源节点组到目的节点组的最短路径。车联网环境下车辆运动速度较快, 一条通信链路可能产生多处断路, 因此使用此方法效果不理想。文献[12]中的路由恢复方法通过使用建立备用路径的方式, 当路径中有链路断开时, 用备用路径替代原通信路径。这样车联网在使用的过程中, 可能会存在备用路径出现通信故障很频繁的情况。同时对链路的维持时间没有多加考虑, 导致路径断开更加频繁。文献[13]将提出一种分布式路由恢复方法RRMLP。算法修复路径时尽量避免选择和资源请求车辆行驶方向相反, 而且速度差别大的车辆作为活跃路径中节点。在有多条可选通信路径的时候, 以路径稳定性预测算法计算后稳定性值较大的路径作为首要选择。但是该算法实现的开销相应增加。文献[14]提出了一种基于簇结构的可信路由机制, 适用于开放异构的网络环境。将车联网内的路由问题转化为多个中心节点间的路由路径以及目的节点所在簇内路由, 中心节点之间通过主动方式维护多条路径。构转发策略网络中的路由安全问题, 从而提高车联网中数据传输的成功率, 并避免路由安全隐患。

二、发展方向和展望

要实现车联网中各个交通对象间的实时“对话”, 笔者认为路由技术需要从以下几方面进行考虑:

(1) 数据传输的安全性。采用无线的方式通信、网络的开放性等使得节点容易受到攻击。同时网络中节点间建立信任比较困难, 需要有效的机制来帮助节点间建立信任关系。因此可以结合现有的安全模型, 在路由技术成簇过程中引入信任机制, 完成数据传输的安全。

(2) 数据传输的可靠性。传统路由协议会在节点到公共网之间数据传输选择单径转发, 在更为复杂的车联网环境中, 节点具有快速移动的特点, 这必然会导致网络的拓扑结构频繁改变, 通信环境不稳定, 要实现持续通信很困难。因此的路由技术可以利用多径传输技术, 通过冗余备份链路, 或是设计合适的路由恢复实现数据传输的可靠性。

(3) 数据传输实时性。针对数据分组丢失率、提高吞吐量采用简单的重传机制会因数据分组中错误的相关性使重传失效, 而且进一步也增加端到端时延。车联网的设计是为了实现道路状况和车辆运行状态的实时监控, 并根据相应功能请求提供综合服务要求数据交付的有效性。

摘要：车联网作为物联网的主流技术之一, 对其进行数据传输的路由技术研究有重要意义。本文首先分析了车辆网中路由技术的重要性, 其次从分簇路由、混合路由和路由恢复方面阐述现有的路由技术方法, 并分析存在的问题。最后对车联网中的路由技术未来提出展望。