車載物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)淺析

邢世雄

摘 要：隨著信息技術(shù)與汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展，車載物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，該系統(tǒng)通過將車輛進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，從而大幅提高未來交通系統(tǒng)的安全和使用效率。車載物聯(lián)網(wǎng)可以利用在行駛中的車輛間建立無線通信，也可以利用過路車輛和路邊基站之間建立無線通信。因此，車載物聯(lián)網(wǎng)將成為未來智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，其系統(tǒng)組成復(fù)雜應(yīng)用廣泛。

關(guān)鍵詞：車載；物聯(lián)網(wǎng)；子系統(tǒng)

1 前言

完整的車載物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)、車載實(shí)時(shí)通訊、以及車輛本身作為終端的移動(dòng)傳感器；是車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)、車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的“三網(wǎng)融合”，這個(gè)大系統(tǒng)由停車引導(dǎo)系統(tǒng)、交通實(shí)時(shí)指揮系統(tǒng)、公交線路管理系統(tǒng)、車輛追蹤與告警系統(tǒng)、手持式抄牌系統(tǒng)、汽車尾氣監(jiān)控系統(tǒng)、電子駕照系統(tǒng)、公交優(yōu)先系統(tǒng)、不停車收費(fèi)系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。

2 車載物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)簡介車載物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)簡介

2.1 停車引導(dǎo)系統(tǒng)

停車引導(dǎo)系統(tǒng)通過安裝在每個(gè)車位上方和車輛上超聲波車位探測器，實(shí)時(shí)采集進(jìn)入停車場的車輛和停車場的各個(gè)車位的車輛信息。然后通過探測器的節(jié)點(diǎn)控制器按照輪詢的方式進(jìn)行信息查找收集，收集各個(gè)探測器信息，并按照一定規(guī)則將數(shù)據(jù)壓縮編碼后反饋給中央控制器，交由中央控制器完成數(shù)據(jù)處理，最終將處理后的車位及時(shí)數(shù)據(jù)（車位平面圖等）發(fā)送公布，需要進(jìn)入停車場的車輛駕駛?cè)藛T可以通過車載網(wǎng)絡(luò)搜索停車引導(dǎo)地圖快捷到達(dá)就近停車位，從而實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)車輛及時(shí)進(jìn)入空余車位的功能。這樣避免大型停車場停車位置難以尋找或者取車不易找到自己的車輛，防止多輛汽車搶占一個(gè)停車位以及車輛進(jìn)來已經(jīng)無車位停車等情況，能帶來不小的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2.2 交通實(shí)時(shí)指揮系統(tǒng)

給汽車安裝RFID芯片，給交通燈安裝對應(yīng)的讀卡器。根據(jù)綠燈通過車輛數(shù)得到擁擠程度，和車內(nèi)GPS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)修改出行線路，避免交通擁堵；交警部門可根據(jù)實(shí)際情況（擁堵或車禍），手動(dòng)設(shè)置擁堵路段，和GPS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)指揮路上車輛，讓用戶車輛在未到擁堵處時(shí)提前分流。

2.3 公交線路管理系統(tǒng)

給公交車輛安裝RFID芯片，在站牌安裝讀卡器。讀卡器之間相互聯(lián)網(wǎng)，站牌可根據(jù)車輛到站的情況顯示公交車到達(dá)本站的時(shí)間，方便乘客提前選擇公交線路。站牌可自動(dòng)記錄公交車出入情況，有效防止公車不停站的情況出現(xiàn)，公交公司可追蹤公交車全程行駛狀況，合理化線路安排

2.4 車輛追蹤與告警系統(tǒng)

對于交警部門重點(diǎn)監(jiān)控的車輛，以及違章、黑車等違法車輛，在經(jīng)過交通燈時(shí)，在交警部門進(jìn)行報(bào)警，交警部門可根據(jù)車輛的位置，監(jiān)控車輛的行蹤，以及對車輛進(jìn)行攔截。

2.5 手持式抄牌系統(tǒng)

在車牌中裝入RFID芯片，遇到違章車輛時(shí)，使用手持式讀寫器即可對違章車輛進(jìn)行處罰，處罰信息實(shí)時(shí)進(jìn)入交警管理系統(tǒng)，有效降低交警部門處理違章車輛的成本，同時(shí)減少車主幕后操作，撤銷罰單的行為。

2.6 電子駕照系統(tǒng)

在車主駕照中安裝RFID芯片，記錄車主的違章記錄。交警使用手持式讀卡器處理車主違章時(shí)，能夠馬上知道車主的違章歷史，在處罰的現(xiàn)場靈活使用各種處罰手段，有效防止車主多次違章的情況出現(xiàn)，在違章時(shí)及時(shí)進(jìn)行教育和提醒，充分體現(xiàn)了違章處罰以教育為目的的精神。

2.7 公交優(yōu)先系統(tǒng)

對其公交線路上的燈控路口安裝RFID設(shè)備，當(dāng)公交車駛近路口地方，RFID設(shè)備就能讀到公交車的信息。根據(jù)需要，并在信號控制設(shè)備的配合下，適當(dāng)調(diào)節(jié)紅綠燈的時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先通行。

2.8 汽車尾氣遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

近年來，中國內(nèi)地的汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，而與此同時(shí)，大量汽車尾氣的排放加劇了大氣污染，為此，應(yīng)當(dāng)有一套完善的系統(tǒng)來限制汽車尾氣的排放。 我們設(shè)想，在現(xiàn)有的尾氣監(jiān)測設(shè)備上嵌入pda，并作為必備配件植入汽車，汽車賣出后，pda中加入車牌信息，適時(shí)檢測尾氣排放量并與車牌信息一起發(fā)送到監(jiān)測中心服務(wù)器。pda隨汽車發(fā)動(dòng)而啟動(dòng)，定時(shí)（假定為五分鐘一次）從監(jiān)測設(shè)備獲取數(shù)據(jù)并保存。pda存儲空間用完或者汽車發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)，pda自動(dòng)將所存數(shù)據(jù)及車牌信息發(fā)送到監(jiān)測中心服務(wù)器。服務(wù)器分析數(shù)據(jù)并對排放量超標(biāo)的車主作出相應(yīng)處罰。另一方面，為防止車主或維修者私自修改數(shù)據(jù)，pda應(yīng)有安全設(shè)置，定時(shí)自動(dòng)生成隨機(jī)密碼返回到服務(wù)器，如果使用錯(cuò)誤密碼打開，則向服務(wù)器發(fā)出警報(bào)。

2.9 電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)

電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）是作為一種快捷的智能收費(fèi)系統(tǒng)，目的是為了緩解道路收費(fèi)口處的交通擁擠狀況，加快疏導(dǎo)車輛通過收費(fèi)口的速度而設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)利用收費(fèi)口通信天線與車載設(shè)備之間的通信，當(dāng)車輛駛進(jìn)收費(fèi)口時(shí)，在計(jì)算機(jī)收費(fèi)系統(tǒng)和插入車載裝置紀(jì)錄代付款協(xié)議等信息IC卡后，雙方均完成對通行費(fèi)的紀(jì)錄，從而實(shí)現(xiàn)電子結(jié)算收費(fèi)。

電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的特點(diǎn)是不停車、無人操作和無現(xiàn)金交易，主要包括兩部分內(nèi)容，一是車輛的電子車牌系統(tǒng)，它是車輛的唯一識別，存儲了車輛的相關(guān)信息，實(shí)時(shí)與收費(fèi)站的控制設(shè)備進(jìn)行通信；另一部分是后臺計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，由管理中心與銀行組成，包括收費(fèi)專營公司、結(jié)算中心和客戶服務(wù)中心等，后臺根據(jù)收到的數(shù)據(jù)文件在公路收費(fèi)專營公司和用戶之間進(jìn)行交易和結(jié)算。高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)具有全路段封閉型、智能卡車載、電子托收、聯(lián)網(wǎng)分賬等特點(diǎn)。通行效率比人工繳費(fèi)顯著提高。

3 小結(jié)

車載物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)巨大的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。所有工作的核心是遍布每一輛汽車上超級傳感器終端。未來物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)下的車輛裝有內(nèi)部和外部溫度計(jì)、亮度傳感器、攝像頭、麥克風(fēng)、超聲波雷達(dá)，等等裝備。通過車載計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星定位儀和無線接收發(fā)裝置處理和傳遞信息。這使得車內(nèi)，車際間能夠無線通信。系統(tǒng)有機(jī)地將汽車、駕駛?cè)藛T、道路設(shè)施以及相關(guān)的服務(wù)部門相互連接起來，這種前所未有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對整個(gè)世界的感知與控制能力，并可以讓信息實(shí)時(shí)實(shí)地得進(jìn)行共享，不必重復(fù)進(jìn)行龐大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。各個(gè)子系統(tǒng)和各種功能都是以智能交通信息應(yīng)用為中心，提供實(shí)時(shí)、全面、準(zhǔn)確的交通信息。并使駕駛?cè)藛T、道路與汽車三位一體共享信息平臺，大大提高公路、交通設(shè)施和能源使用。這樣，路網(wǎng)上的交通將展一個(gè)最佳狀態(tài)，交通擁擠將大大改善，通行能力及機(jī)動(dòng)性、安全性和生產(chǎn)效率也將最大限度地提高。

參考文獻(xiàn)：

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