車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究

周利民

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及道路行車數(shù)量的大幅度增加，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸發(fā)展成人們關(guān)注的焦點(diǎn)，應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠提升汽車交通的效率，是實(shí)現(xiàn)未來(lái)智能交通的有效途徑之一。車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)是無(wú)線通信技術(shù)，決定著車聯(lián)網(wǎng)的整體性能。本文對(duì)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的概述，并歸納總結(jié)了無(wú)線通信技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，最后對(duì)無(wú)線通信技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵字：

1引言

隨著科技的不斷發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及社會(huì)生活水平的提高，我國(guó)的行車數(shù)量處于迅猛增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在經(jīng)濟(jì)全球化和一體化模式的背景下，人們開(kāi)始關(guān)注和研究智能交通領(lǐng)域下的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，目前車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)多種應(yīng)用當(dāng)中的發(fā)展重點(diǎn)，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)之一，其信息節(jié)點(diǎn)的特性是多元性和高速移動(dòng)性，主要的支撐技術(shù)是無(wú)線通信技術(shù)，可以決定車聯(lián)網(wǎng)的整體性能。

2車聯(lián)網(wǎng)概述

由于我國(guó)當(dāng)前汽車數(shù)量正在迅速的增長(zhǎng)，造成的交通擁堵現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重，在此情況下交通事故率也有所增加，因此近年來(lái)提出的智能交通系統(tǒng)就是解決交通擁堵問(wèn)題的有效手段之一，其中車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)的主要研究方向，可以利用智能交通技術(shù)及電子傳感設(shè)備，將車輛、行人、道路以及其他相關(guān)設(shè)施設(shè)備組建為一個(gè)高效綜合的交通運(yùn)輸信息處理系統(tǒng)，通過(guò)動(dòng)態(tài)的信息服務(wù)功能實(shí)現(xiàn)智能化的交通管理，提供交通擁堵控制、行車安全、交通綜合信息、互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)确?wù)，提升行車安全與效率。智能交通技術(shù)主要分為信息感知技術(shù)、傳輸技術(shù)、信息控制技術(shù)、信息處理技術(shù)，組網(wǎng)與通信技術(shù)。信息感知技術(shù)是利用在車輛的電子標(biāo)簽上，具體是利用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)提取與利用車輛的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)信息，還可以監(jiān)管車輛的運(yùn)行狀態(tài)；組網(wǎng)與無(wú)線技術(shù)是在車輛安裝可移動(dòng)的無(wú)線通信終端，實(shí)現(xiàn)人、車輛、路邊設(shè)施自身與互相之間的通信。車聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可以分為三層：感知層是用來(lái)采集車輛自身信息與交通信息；網(wǎng)絡(luò)層是提供信息傳輸服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信與控制；應(yīng)用層是提供交通相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互通信功能。

3無(wú)線通信技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)

無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是一種通過(guò)建立完成的網(wǎng)絡(luò)體系，利用無(wú)線電信號(hào)來(lái)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)的無(wú)線通信技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)，也是一種成熟和經(jīng)濟(jì)的有效手段。RFID應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)車、道路、路邊設(shè)施之間的信息交互，為每輛車安裝電子標(biāo)簽作為其身份標(biāo)識(shí)，在道路上安裝RFID天線，可以對(duì)諸如車輛流量、流速等道路動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行感知與采集。當(dāng)前RFID技術(shù)主要應(yīng)用在部分地區(qū)的高速聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)、智能停車綜合管理系統(tǒng)以及ETC收費(fèi)系統(tǒng)等。但是RFID也有一定的局限性，理由如由于通信距離問(wèn)題使天線成本較高，很難普及到每輛車當(dāng)中。

3.2智能交通技術(shù)

智能交通技術(shù)（ITS）主要是利用傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等搭建實(shí)時(shí)高效的交通運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)，最終的目標(biāo)是減少交通擁堵負(fù)荷，提高交通的安全性。國(guó)外應(yīng)用較為廣泛的智能車輛公路系統(tǒng)（IVHS）技術(shù)，以減少汽車收費(fèi)站，提升汽車暢通性為目標(biāo)，在公路上安裝智能傳感器，一方面在汽車通過(guò)隱形邊界時(shí)能夠自動(dòng)扣除費(fèi)用，另一方面也能夠自動(dòng)檢查卡車貨物并稱重，在我國(guó)已經(jīng)創(chuàng)建了近十個(gè)智能交通試點(diǎn)城市，逐漸成為未來(lái)我國(guó)交通發(fā)展的方向。

3.3云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)指的是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，利用分布式計(jì)算、虛擬技術(shù)等將分散的ICT資源集中起來(lái)，以動(dòng)態(tài)按需的方式提供給用戶。在車聯(lián)網(wǎng)中的主要應(yīng)用時(shí)搭建交通云平臺(tái)，對(duì)智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)、計(jì)算設(shè)備等進(jìn)行分層，使整個(gè)系統(tǒng)能夠架構(gòu)在一個(gè)計(jì)算設(shè)備層上，其提供的應(yīng)用也成為云計(jì)算的一種應(yīng)用服務(wù)。目前的發(fā)展研究是基于云平臺(tái)的車輛在線管理，將車輛的狀態(tài)信息與運(yùn)行信息發(fā)送到云端，對(duì)車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)的在線管理；還有基于云平臺(tái)的交通流預(yù)測(cè)，將前端采集到的交通流結(jié)果上傳到云端以供其他用戶實(shí)時(shí)查看，提高道路的利用率。

4無(wú)線通信技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用發(fā)展分析

4.1技術(shù)層面無(wú)線通信技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)行的車聯(lián)網(wǎng)采用混合式的架構(gòu)，其中的長(zhǎng)距離通信，例如蜂窩技術(shù)和WiMAX技術(shù)可以滿足用戶對(duì)實(shí)時(shí)接入互聯(lián)網(wǎng)的需求；而短距離通信，例如DSRC等則實(shí)現(xiàn)了為安全系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)響應(yīng)保障和信息服務(wù)的功能。

在將來(lái)，無(wú)線通信在車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中主要體現(xiàn)在車載自組織網(wǎng)絡(luò)上，該網(wǎng)絡(luò)是一種擁有自身特性的自組織網(wǎng)絡(luò)，以車輛和公路基礎(chǔ)設(shè)施為信心采集點(diǎn)，可以在一定的范圍內(nèi)自行構(gòu)成開(kāi)放性的通信網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)，車輛終端系統(tǒng)可以獲得周邊其他車輛的方位、速度、距離等數(shù)據(jù)，還能共享給其他車輛自身的位置信息，并且該系統(tǒng)還可以隨著車輛位置信息的變化實(shí)時(shí)計(jì)算接近率，預(yù)防事故發(fā)生。現(xiàn)有的車載自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)法保證無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)信息實(shí)時(shí)更新不受車輛快速移動(dòng)的影響，未來(lái)將著重對(duì)無(wú)線通信協(xié)議的物理層和MAC層標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善和提升。

4.2信息層面無(wú)線通信技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的發(fā)展趨勢(shì)

隨著無(wú)線通信技術(shù)的提升，動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的交通信息，以及和車輛有關(guān)的加油站、維修站等商業(yè)信息都可以通過(guò)現(xiàn)有的專業(yè)短程通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)。其他例如紅綠燈告警、道路濕滑告警、防碰撞信息告警等涉及到車輛行駛安全的信息，將通過(guò)車載自組織網(wǎng)絡(luò)和車路通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，這樣保證可信息處理和傳遞的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，從而替代傳統(tǒng)的信息采集、處理、轉(zhuǎn)發(fā)這種較為低速的方式。

5結(jié)語(yǔ)

車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的核心應(yīng)用，在未來(lái)發(fā)展中擁有很大的潛力。隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，車聯(lián)網(wǎng)功能也逐漸實(shí)現(xiàn)。而隨著無(wú)線通信技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，推動(dòng)了無(wú)線通信技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新。未來(lái)將著重于研究如何將無(wú)線通信技術(shù)更好的應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)中。

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