車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)探討

　　1 車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)概念

　　車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)是一項新興技術(shù)，可以大幅提高未來(lái)交通系統的安全和效率，并將車(chē)輛連接到計算機網(wǎng)絡(luò )。車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)能夠在行駛中的車(chē)輛之間建立無(wú)線(xiàn)通信，也能夠在過(guò)路車(chē)輛和路邊基站之間建立無(wú)線(xiàn)通信。利用多跳轉發(fā)的方式，車(chē)載網(wǎng)絡(luò )能夠讓兩個(gè)在信號范圍之外的車(chē)輛也建立通信連接。車(chē)載網(wǎng)絡(luò )將成為未來(lái)智能交通系統的重要組成部分。

　　當前的智能交通系統嚴重依賴(lài)于預先部署的基礎設施。例如，嵌入路面的電磁感應器，部署在主要道路交叉口的交通攝像頭，高速公路收費口安裝的射頻標簽(RFID)讀取器。通常，一個(gè)收集和發(fā)布交通信息的典型過(guò)程如下：首先，路面傳感器對車(chē)流的速度、密度進(jìn)行檢測，然后上傳到城市交通中心。經(jīng)過(guò)數據處理之后，流量報告可以通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò )傳遞到用戶(hù)的手機。這樣來(lái)傳播與位置相關(guān)的信息是一個(gè)昂貴和低效的方式，因為通常信息源和信息消費者的實(shí)際距離只有幾百米遠。

　　車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的短距離通信能力將會(huì )改變這種傳統的智能交通系統的通信模式，以更直接的方式幫助信息的產(chǎn)生、傳播和消費。

　　本質(zhì)上車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)巨大的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )。每一輛汽車(chē)都可以被視為一個(gè)超級傳感器節點(diǎn)。通常一輛汽車(chē)裝備有內部和外部溫度計、亮度傳感器、一個(gè)或多個(gè)攝像頭、麥克風(fēng)、超聲波雷達，以及許多其他裝備。此外，未來(lái)的汽車(chē)將配備一個(gè)車(chē)載計算機、GPS定位儀和無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置。這使得汽車(chē)之間，以及汽車(chē)和路邊基站之間能夠無(wú)線(xiàn)通信。這種前所未有的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )擴展了計算機系統對整個(gè)世界的感知與控制能力，并可以讓信息在本地產(chǎn)生和共享，不必涉及龐大的基礎設施。

　　未來(lái)的汽車(chē)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò )為人們提供了一系列應用。車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的應用可分為4個(gè)類(lèi)別。

　　(1)安全應用　安全應用包括碰撞預警、電子路牌、紅綠燈警告、網(wǎng)上車(chē)輛診斷、道路濕滑檢測等。通常這類(lèi)應用利用短距離通信實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)來(lái)為司機提供即時(shí)警告。

　　(2)效率應用　效率應用包括城市交通管理、交通擁塞檢測、路徑規劃、公路收費、公共交通管理等。這類(lèi)應用致力于改善公眾和個(gè)人的出行效率。

　　(3)商業(yè)應用　商業(yè)應用包括基于位置的服務(wù)，將帶給人們巨大的商機。這些商業(yè)應用的種類(lèi)繁多，如，最近的餐館、最便宜的加油站、商場(chǎng)促銷(xiāo)信息等。這些可能的商業(yè)應用將為服務(wù)業(yè)帶來(lái)新的競爭手段。

　　(4)信息娛樂(lè )應用　信息娛樂(lè )應用包括視頻和音樂(lè )共享、基于位置的餐廳評論、拼車(chē)、社交網(wǎng)絡(luò )等。實(shí)際上，信息娛樂(lè )的一些應用，如福特SYNC和起亞UVO，已成為當前汽車(chē)市場(chǎng)的一個(gè)引人注目的亮點(diǎn)。信息娛樂(lè )系統的網(wǎng)絡(luò )化將是必然趨勢。

　　在車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展過(guò)程中，有4類(lèi)參與者將起到積極的作用。4類(lèi)參與者為政府、汽車(chē)制造商、本地零售商和消費者。傳統智能交通系統由各國政府主導進(jìn)行投資和實(shí)施，其他少數幾個(gè)地理信息系統(GIS)公司，如谷歌、Garmin、TomTom等公司也參與了交通信息的采集和發(fā)布。然而，未來(lái)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò )將吸引更多的參與者，并使他們從車(chē)載網(wǎng)絡(luò )中獲取巨大的商業(yè)利潤。首先，汽車(chē)制造商將很樂(lè )于開(kāi)發(fā)裝備車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的汽車(chē)，這將增強汽車(chē)的安全性，并提供更豐富的車(chē)內娛樂(lè )系統，從而進(jìn)一步提高其汽車(chē)的競爭力。汽車(chē)電子化是一種必然趨勢，安全系統和信息娛樂(lè )系統的電子化是進(jìn)程的兩個(gè)主要方面。福特SYNC車(chē)載信息娛樂(lè )系統是一個(gè)非常成功的例子。其次，本地零售商及服務(wù)商也將非常感興趣，車(chē)載網(wǎng)絡(luò )將十分方便地傳播他們的促銷(xiāo)信息以及推廣他們的服務(wù)。車(chē)載網(wǎng)絡(luò )會(huì )帶來(lái)激烈的商業(yè)競爭。最后，毫無(wú)疑問(wèn)，這些增強的安全性、提高的效率、價(jià)廉物美的商品、豐富的娛樂(lè )應用等將吸引更多的消費者，并使他們成為最終受益人。

　　2 車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

　　無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)在消費電子產(chǎn)品(包括汽車(chē)電子產(chǎn)品)領(lǐng)域取得了巨大成功。福特的SYNC是一個(gè)很好的例子。它通過(guò)藍牙技術(shù)將司機的手機連接到汽車(chē)的音響系統，因而司機可以在行駛中通過(guò)語(yǔ)音命令播放音樂(lè )或撥打電話(huà)。由于大規模生產(chǎn)降低了成本，802.11a/b/g無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛使用。雖然802.11a/b/g最初不是針對車(chē)載環(huán)境而設計的，但由于其被廣泛使用帶來(lái)的優(yōu)勢，許多研究人員在車(chē)載環(huán)境中進(jìn)行了實(shí)驗，如對802.11a/b/g在車(chē)載環(huán)境中的應用進(jìn)行了一系列實(shí)驗。802.11p和專(zhuān)用短程通信(DSRC)標準對802.11標準進(jìn)行了擴充，以使其能夠適應車(chē)載環(huán)境的無(wú)線(xiàn)通信。802.11p技術(shù)使用5.9 GHz頻段，能夠在移動(dòng)的車(chē)輛之間，以及移動(dòng)車(chē)輛和路邊基站之間建立短距離無(wú)線(xiàn)通信。無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)(WMAN)，也稱(chēng)為WiMAX(即IEEE 802.16)，是另一項新興技術(shù)。無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)能夠以不同的方式提供長(cháng)距離傳輸，例如，兩個(gè)固定位置的節點(diǎn)之間的通信，以及類(lèi)似于蜂窩系統的移動(dòng)節點(diǎn)通信。然而，目前為止，最常見(jiàn)的車(chē)載通信技術(shù)還基于蜂窩網(wǎng)絡(luò )，通常稱(chēng)之為汽車(chē)遠程信息處理。通用汽車(chē)的OnStar系統和福特的RESCU系統都基于這一類(lèi)技術(shù)。一些地理信息系統公司，如TomTom和Garmin等，也使用蜂窩網(wǎng)絡(luò )來(lái)傳輸實(shí)時(shí)交通信息。通常情況下，基于蜂窩的遠程信息處理是一種基于用戶(hù)訂閱的有償服務(wù)。