浅谈车联网技术

黄正坤　费宣烨

【摘 要】本文主要讲述车联网的概念、技术以及应用。近年伴随着物联网概念的发展和推进，车联网作为物联网的一种体现形式也有了较快的发展，车联网已经走进人们的生活。作为一种已经走进人们生活的物联网技术，很多人也只是听说，本文将对这一技术进行较为系统的介绍，助力车联网技术的科学普及。

【关键词】车联网；交通技术；物联网

0 引言

目前交通问题已经成为全球急需解决的一个公共问题，涉及安全、拥堵、污染等一系列的问题。当驾驶员驾驶汽车时受周边环境影响或可见度较低时，驾驶安全会受到较大的影响。如果驾驶员能够获取到周围邻近车辆的实时信息（如速度、方向、实时位置、是否要加减速、是否要变道等），驾驶员可以根据这些信息及时的做出相应的调整或者规避，会减少很多的交通事故，以及拥堵等一系列的问题，同时也减少了因车辆造成的环境污染的问题。随着发展和这些问题解决的需要，车联网被推倒了前台。

传统意义上的车联网，一般是指通过安装在车上各个位置的电子标签，通过无线射频等采集技术对车辆的所有的静态属性信息和动态属性信息进行采集，并通过网络将采集到的信息传输到网络平台，并对信息有效的处理和利用。同时可以根据不同的需求对所有连接网络平台的车辆运行状态进行有效的监管，并可以提供其他综合性的服务。随着物联网技术与车联网产业的不断发展，传统意义上的车联网概念已经不能完全涵盖当前车联网的内容。根据车联网产业技术创新战略联盟的定义，车联网是由车辆自身内部、车辆与车辆之间和车辆与互联网之间构成可进行信息交互的巨大交互网络。车辆可以通过安装的RFID、GPS、传感器、摄像头、图像处理等装置完成对自身状态信息及周边环境的状态信息进行采集，并通过无线互联网将所有的信息汇聚到车辆中央处理系统进行实时状态处理；车辆间的信息实时共享，并且通过网络上传汇聚到中央处理系统。通过云计算等技术，对这些大量的车辆信息进行实时的分析和处理，从而计算出各个车辆的最佳行驶路线，形成实时路况信息汇报，以及信号灯周期的安排等。

1 车联网背景

在1990年施樂公司推出了基于网络的可乐贩售机，这是早期物联网的实践应用开始阶段。物联网的概念直到1999年才由MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时提出来，并正式在美国召开的移动计算和网络国际会议中提出物联网。

同样的是美国也是Telematics产业的先行者，车载电脑开始有了无线通信的连接。在1997年通用公司推出了OnStar服务，驾驶员只需要按一下按钮即可通过无线通信连接到通用服务中心，驾驶员可以和服务中心技术人员沟通需求。随后各大汽车生产厂商都在Telematics方面推出了自己的系统，如福特的SYNC、丰田的G-book、BMW的ConnectedDrive系统等。在国内Telematics业务在近年如火如荼的发展，随着丰田将G-Book引入中国、通用向自家车主提供安吉星服务，本土厂商上汽也推出了基于联通3G网络的前装Telematics服务。在Telematics方兴未艾之时，随着物联网的兴起，作为Telematics的扩展，车联网应运而生。吉利在2011年上海车展上推出新一代3G“智能汽车”，2014年腾讯和四维图新联合推出了WeDrive解决方案，2016年上汽和阿里联合推出了“互联网汽车”。车联网业务在国内开始迅速发展的同时也得到了国家的重视。2010年车联网项目被列为我国重大专项的第三专项“新一代宽带无线移动通信网重大专项”中的重要项目，2013年中国汽车工程学会发起成立了车联网产业技术创新战略联盟。车联网在业界也成为了被认为是最具潜力和最容易形成系统标准的物联网应用。

2 车联网技术

目前阶段车联网技术主要涉及射频技术和通信技术。从不同的层面考虑主要可以分为四个层次，即端感知层、端系统应用层、传输层和云平台支撑层，每一层也都有不同的技术需求。

2.1 传感网络与无线传感器技术

传感网络主要用来连接各种传感器并将数据汇聚到车载电脑系统中，主要包括各种参数感知设备、连接各种感知设备的网络，通过通信网络技术将获取的标识和传感信息接入自组网络或者互联网。整个车的传感网络的设计过程中也会涉及很多问题，如无线设备间的互联、网络地址需求与分配，自动组网，高速自动缴费、传输控制与无线多媒体等。

车联网中无线传感器技术用于识别车身以及对车身周围环境的各种属性信息。目前各个识别标准不统一，如车身防碰撞传感信息、外部感应摄像头信息、车辆流量识别等都需要有统一的标准，并进行全局标识。

2.2 车联网软件和硬件技术

车联网中的软件需求主要包括嵌入式操作系统、各类应用软件、中间件、面向物联网的搜索引擎，统一的语义解析体系，以及各种数据处理技术等，通过车载端的系统及各种软件可以实时的处理车辆自身，以及来自网络云端的信息，为车辆或人员提供相应的服务。

车联网的硬件主要是车载的终端处理设备，以及云端的服务器等设备。由于车联网的终端设备一般使用嵌入式系统，所以设备需要满足功耗低、体积小、易安置、成本低等特性。但服务器等设备需要有高性能集群同时还需要具有先进计算功能。

2.3 车联网安全

车联网是一个处于开放的公共网络平台，涉及到个人隐私及安全等问题，这些问题也是不可回避的问题。现有互联网所面临的各种安全及隐私问题，在车联网中同样存在，如个人信息泄露、终端被恶意控制、密码分析、设备扫描、拒绝服务攻击等。由于车联网更多使用的是无线网络，无线网络的广播特性也使得安全问题变的更为重要，除此之外还涉及车辆控制信息，以及行为模式等的隐私保护。目前很多安全技术在进一步研发完善中，相信不久的将来安全将不再是问题。

2.4 车与车交互的关键技术

车联网的核心技术主要包括：编队车辆之间的信息交换、随机车辆之间的信息交换、远程车网间的关键技术、车辆与路的协同技术，以及车、路和中心间的关键技术等。编队车辆之间的信息交换主要研究大型车辆编队中各个车辆间交互以及决策等。车辆间安全的无线通信和可靠组网是整个编队安全的可靠保证，同时为车队在复杂路况或恶劣环境下，能安全高效的提供有效的通信和决策保障。随机车辆之间的信息交换技术主要为移动中或静止状态下的车辆之间能够迅速的建立一个支持快速网络切换和实时灵活组网的能力，以及车辆间具有实时数据交换特性的无线网络，实现车辆间的各种信息的实时共享。远程车网互联技术主要解决路上行驶的车辆能够快速接入路边的无线网络，并在各个无线网络间快速的切换，保证车辆网络这一基础设施的实时畅通，为互联网服务中心和车辆之间信息共享提供可靠的网络条件。车辆与路的协同技术主要是将各种先进技术有机地运用于整个交通系统中，通过车和路之间信息的实时交互和共享实现智能协同，也为交通运输系统的安全畅通与协调提供了保障。由于车辆需要与道路之间建实时互联通讯，所以在研发新的交通管理系统和交通信息采集时需要考虑车与路的协同技术，更快的实现车路智能互联。同时，车、路和中心间的关键技术主要是通过车、路及云端信息中心之间的交互通信，从而进行车路协同一体化，并通过大数据的分析对路和车进行进一步的优化改进，最终在交通安全、排放和效率等方面得到优化提升。

3 结论

车联网的发展还处在刚刚起步发展阶段，还需要各种政策、资金，以及技术研发支撑等，因此需要政府构建一个健康发展的环境，进而引导汽车、电子、通讯等各个行业协同推动增长，进而吸引更多的人才和资金参与车联网市场的开发，实现车联网的早日落地。

【参考文献】

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[2]张秀玉.车联网架构与关键技术研究[J].微计算机信息，2011（4）：156.

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[4]张明.基于物联网实现的车联网技术[D].十堰职业技术学院学报，2014，26（2）.

[责任编辑：田吉捷]