車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及研究情況分析

摘 要 我國科學(xué)技術(shù)和汽車行業(yè)正在快速發(fā)展，社會逐漸進(jìn)入到了一個時代——車聯(lián)網(wǎng)時代。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通系統(tǒng)領(lǐng)域的主要應(yīng)用，是汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、綠色化、通信化、與安全發(fā)展的技術(shù)支撐。本文主要從車聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用方面對車聯(lián)網(wǎng)加以分析。

關(guān)鍵詞 車聯(lián)網(wǎng);無線通信技術(shù);智能車載

前言

車聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生受益于我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，車輛網(wǎng)可以有效解決汽車在行駛過程中出現(xiàn)的各種問題，能夠智能化分析并給出最佳解決方法。當(dāng)然，產(chǎn)業(yè)升級，技術(shù)先行，車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開核心技術(shù)的不斷創(chuàng)新，核心技術(shù)構(gòu)成且豐富了車聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)與功能。大力發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)，有利于緩解目前存在的堵車和行車安全等各種問題，同時，車聯(lián)網(wǎng)在車輛上的多元化應(yīng)用，也為人們的行車提供了便利。

1 車聯(lián)網(wǎng)基本情況

1.1 定義

車聯(lián)網(wǎng)主要指：車輛上的車載設(shè)備通過無線通信技術(shù)，對信息網(wǎng)絡(luò)平臺中的所有車輛動態(tài)信息進(jìn)行有效的利用，在車輛運行中提供不同的功能服務(wù)?？梢钥闯?，車聯(lián)網(wǎng)屬于一個巨大的交互網(wǎng)絡(luò)，通過技術(shù)共享信息，以達(dá)到有效監(jiān)管車輛的目的，實現(xiàn)車輛與行人的協(xié)同配合。

1.2 發(fā)展

2010年，“車聯(lián)網(wǎng)”（Internet of Vehicles）首次被提出，因此2010年也被稱為車聯(lián)網(wǎng)元年。當(dāng)然在我國，車聯(lián)網(wǎng)也在不斷發(fā)展。首先在2011年，車聯(lián)網(wǎng)被列入重大專項。在2010-2014年間，頒布了一系列相關(guān)政策，對推動車聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展起到了重要作用。2017年頒布了《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）》，這使得我國車聯(lián)網(wǎng)整個產(chǎn)業(yè)在不斷的發(fā)展與完善[1]。

2 車聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析

在車聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)中，主要包括了三個層次，從高到低分別為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和采集層[2]。

2.1 應(yīng)用層

應(yīng)用層在整個車聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中處于最高層次，地位相當(dāng)于人體的“軀體”，它能夠獲得互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的實時數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行反饋。它不斷推動車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，并且為用戶提供各種信息，如交通狀況、定位導(dǎo)航和預(yù)約服務(wù)，與此同時還實現(xiàn)了各種管理功能，如交通、安全行駛、計費和消息發(fā)布等的各種管理。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要是對信息進(jìn)行匯總整合，相當(dāng)于人體的“大腦”，它通過互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)形式，將車與車之間彼此聯(lián)系，實現(xiàn)信息的共享。如今汽車的數(shù)量不斷增加，使得相關(guān)數(shù)據(jù)也在不斷的增加，而這些數(shù)據(jù)也是目前人類研究的一大熱點問題。網(wǎng)絡(luò)層則可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和分析處理，最后得出各種不同的結(jié)論。簡單來說，網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是信息傳輸、智能互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)管理。

2.3 采集層

顧名思義，對于信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，相當(dāng)于人體的“神經(jīng)末梢”，它通過傳感器，采集當(dāng)前車輛運行狀態(tài)、車輛所處道路環(huán)境以及司機(jī)的駕駛行為等，為數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)的支持。

3 車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)是一個龐大的交互網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用過程中涉及了多門不同學(xué)科的內(nèi)容，這些內(nèi)容共同支撐著車聯(lián)網(wǎng)的運行。

3.1 識別技術(shù)

包括語音、視頻圖像和射頻的識別。主要是運用無線射頻信號來對物體進(jìn)行識別的技術(shù)，不會對人體和物體產(chǎn)生不良效果。目前，多數(shù)汽車已經(jīng)推出車載多媒體交互系統(tǒng)，通過識別技術(shù)對車輛進(jìn)行控制。通過語音，可以使駕駛員更好的行駛汽車，避免出現(xiàn)突發(fā)情況而眼睛和雙手反應(yīng)不及時，保證車輛的安全行駛。同時，還可以通過視頻圖像獲得行駛車輛和附近交通的相關(guān)信息，提高行駛效率。而射頻是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，在識別過程中進(jìn)行了雙向的通信，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，最后進(jìn)行各自識別。

3.2 傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)提供的服務(wù)，是基于大量數(shù)據(jù)的前提下，而數(shù)據(jù)的來源則是通過傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過各類傳感器將信息進(jìn)行采集，并且組成一個由數(shù)據(jù)構(gòu)成的龐大系統(tǒng)。這個系統(tǒng)在車輛上采集大量的數(shù)據(jù)，比如車輛的狀態(tài)信息和交通狀況等。當(dāng)大量的傳感器收集到各種數(shù)據(jù)以后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，滿足不同個體所需的個性化信息，為車輛提供服務(wù)。

3.3 衛(wèi)星定位技術(shù)

對于車輛來說，定位與導(dǎo)航是重要的內(nèi)容之一。而目前衛(wèi)星定位技術(shù)全世界正在不斷發(fā)展，確定車輛當(dāng)前所處的位置，以及為目的地提供路線引導(dǎo)的導(dǎo)航作用，都是通過開啟GPS來獲得信息。車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展。而我國目前北斗系統(tǒng)正在日漸完善，相信我國車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也將會發(fā)展愈發(fā)完善。

3.4 無線通信技術(shù)

無線通信技術(shù)主要有專用短程通信、WiFi、蜂窩網(wǎng)絡(luò)和ZigBcc[3]。當(dāng)通過傳感器獲得相關(guān)數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)需要輸出才能得到分析，而分析后的數(shù)據(jù)同樣需要返回到車輛終端，這里需要的就是無線通信技術(shù)。由于車輛大多時刻處于移動狀態(tài)，數(shù)據(jù)的傳輸只能通過無線通信技術(shù)來傳輸，無線通信技術(shù)的重要性可見一斑。

3.5 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

通過傳感器獲得的數(shù)據(jù)龐大且復(fù)雜，處理過程繁雜且不便。而大數(shù)據(jù)分析技術(shù)則是通過計算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)對信息進(jìn)行處理的一種技術(shù)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在車輛網(wǎng)等各個方面。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)一直在發(fā)展，更推動車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善。

4 車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分析

4.1 智能交通系統(tǒng)

從車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)中可以看出，車聯(lián)網(wǎng)將智通交通技術(shù)融合到傳統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，運用各種先進(jìn)的技術(shù)在交通實踐之中，最終達(dá)到協(xié)調(diào)人、車和交通的目的。而這些技術(shù)使得交通更加智能、方便和快捷。智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用有智能停車場、違章記錄和車輛調(diào)度管理等[4]。

4.2 智能車載系統(tǒng)

如廣播音樂、倒車輔助等系統(tǒng)，都屬于智能車載系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持提供了數(shù)據(jù)，有利于智能車載系統(tǒng)的使用。而車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的主要使用者也是智能車載系統(tǒng)，支撐車聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展。

4.3 緊急救援系統(tǒng)

車輛在行駛過程中，難免發(fā)生一些突發(fā)的狀況，此時就可以通過緊急救援系統(tǒng)來發(fā)出緊急信號，而服務(wù)中心接收到這種緊急報警信號以后，可以通過衛(wèi)星定位技術(shù)來對車輛位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位，并且通知相關(guān)救援機(jī)構(gòu)進(jìn)行救援。這節(jié)省了時間，提高了救援效率，也能夠減少人員的傷亡。

5 結(jié)論

車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為現(xiàn)代社會生活提供了很大的便利，車聯(lián)網(wǎng)在解決堵車、提供位置信息等方面產(chǎn)生了明顯的積極作用。我國應(yīng)大力發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，這不僅有利于智慧生活，同時也能使我國在世界技術(shù)競爭中獲得優(yōu)勢。發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)，也應(yīng)在根據(jù)如今的情況進(jìn)行合理的改進(jìn)與創(chuàng)新，使之更好的為人類提供便利的生活。

參考文獻(xiàn)

[1] 翟冠杰.車聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)分析及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用探討[J].電子測試，2018（23）：76-77.

[2] 王雷，王傳磊.車聯(lián)網(wǎng)及關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用分析[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2018，8（7）：63-65，68.

[3] 易斌.車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析[J].汽車維修與保養(yǎng)，2018（6）：86-87.

[4] 張亞茹.基于車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析的實時路況信息系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京郵電大學(xué)，2017.

作者簡介

胡越鵬，中級工程師，汽車研究方向。