计算机网络课程要求查阅一些网络方面的新技术,这是我整理汇总的关于车联网技术的一些资料。
由来
车联网概念引申自物联网(Internet of Things),根据行业背景不同,对车联网的定义也不尽相同。传统的车联网定义是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静动态信息进行提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的系统。
随着车联网技术与产业的发展,上述定义已经不能涵盖车联网的全部内容。根据车联网产业技术创新战略联盟的定义,车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车-车、路、行人及互联网之间,进行无线通讯和信息交换的大系统网络,是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络,是物联网技术在交通系统领域的典型应用。
2015年1月22日,百度官方正式宣布,百度车联网战略将于2015年1月27日正式发布。至此,包括腾讯、阿里巴巴、百度在内的互联网三巨头全部参战车联网系统争夺战。
体系结构
第一层(端系统):端系统是汽车的智能传感器,负责采集与获取车辆的智能信息,感知行车状态与环境;是具有车内通信、车间通信、车网通信的泛在通信终端;同时还是让汽车具备车联网寻址和网络可信标识等能力的设备。
第二层(管系统):解决车与车(V2V)、车与路(V2R)、车与网(V2I)、车与人(V2H)等的互联互通,实现车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游,在功能和性能上保障实时性、可服务性与网络泛在性,同时它是公网与专网的统一体。
第三层(云系统):车联网是一个云架构的车辆运行信息平台,它的生态链包含了ITS、物流、客货运、危特车辆、汽修汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联网等,是多源海量信息的汇聚,因此需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能,其应用系统也是围绕车辆的数据汇聚、计算、调度、监控、管理与应用的复合体系。
关键技术
1 传感器技术及传感信息整合
“车联网是车、路、人之间的网络”,车联网中的传感技术应用主要是车的传感器网络和路的传感器网络。车的传感器网络又可分为车内传感器网络和车外传感器网络。车内传感器网络是向人提供关于车的状况信息的网络,比如远程诊断就需要这些状况信息,以供分析判断车的状况;车外传感器网络就是用来感应车外环境状况的传感器网络,比如防碰撞的传感器信息、感应外部环境的摄像头,这些信息可以用来增强安全和作为辅助驾驶的信息。路的传感器网络指那些铺设在路上和路边的传感器构成的网络,这些传感器用于感知和传递路的状况信息,如车流量、车速、路口拥堵情况等,这些信息都能让车载系统获得关于道路及交通环境的信息。无论是车内、车外,还是道路的传感器网络,都起到了车内状况和环境感知的作用,其为“车联网”获得了独特的“内容”。整合这些“内容”,即整合传感网络信息,将是“车联网”重要的技术发展内容,也是极具特色的技术发展内容。
2 开放的、智能的车载终端系统平台
就像互联网络中的电脑、移动互联网中的手机,车载终端是车主获取车联网最终价值的媒介,可以说是网络中最为重要的节点。当前,很多车载导航娱乐终端并不适合“车联网”的发展,其核心原因是采用了非开放的、非智能的终端系统平台。基于不开放、不够智能的终端系统平台是很难被打造成网络生态系统的。
这方面可以参看智能手机领域来感受到这一点的重要:大量的开发者基于苹果公司的IOS和Google Android终端操作系统都构建了几十万款应用,这些应用为这两个手机网络生态系统创造了核心价值。而这一切都是因为开发者可以基于这样的系统开发应用,特别是Google的Android系统,源代码完全开放,可以被裁剪和优化。因此,从目前来看Google Android也将会成为车联网终端系统的主流操作系统,它天然为网络应用而生,并专为触摸操作设计,体验良好、可个性化定制,应用丰富且应用数量快速增长,已经形成了成熟的网络生态系统。在前装市场上荣威350及其INKANET,在后装市场上路畅科技的Android平台产品已经证明了Android的价值,Android将是车载娱乐导航终端平台操作系统的必然选择。
3 语音识别技术
无论多好的触摸体验,对驾车者来说,行车过程中触摸操作终端系统都是不安全的,因此语音识别技术显得尤为重要,它将是车联网发展的助推器。成熟的语音技术能够让司机通过嘴巴来对车联网发号施令索取服务,能够用耳朵来接收车联网提供的服务,这是最适合车这个快速移动空间的应用体验的。成熟的语音识别技术依赖于强大的语料库及运算能力,因此车载语音技术的发展本身就得依赖于网络,因为车载终端的存储能力和运算能力都无法解决好非固定命令的语音识别技术,而必须要采用基于服务端技术的“云识别”技术。
4 服务端计算与服务整合技术
除上述语音识别要用到云计算技术外,很多应用和服务的提供都要采用服务端计算、云计算的技术。车联网和互联网、移动互联网一样都得采用服务整合来实现服务创新、提供增值服务。通过服务整合,可以使车载终端获得更合适更有价值的服务,如呼叫中心服务与车险业务整合、远程诊断与现场服务预约整合、位置服务与商家服务整合等等。
5 通信及其应用技术
车联网主要依赖两方面的通信技术:短距离无线通信和远距离的移动通信技术,前者主要是RFID传感设别及类似WIFI等2.4G通信技术,后者主要是GPRS、3G、LTE、4G等移动通信技术。这两类通信技术不是车联网的独有技术,因此技术发展重点主要是这些通信技术的应用,包括高速公路及停车厂自动缴费、无线设备互联等短距离无线通信应用及VOIP应用(车友在线、车队领航等)、监控调度数据包传输、视频监控等移动通信技术应用。
6 互联网技术
车联网的本质就是物联网与移动互联网的融合。车联网是通过整合车、路、人各种信息与服务,最终都是为人(车内的人及关注车内的人)提供服务的,因此,能够获取车联网提供的信息和服务的不仅仅是车载终端,而是所有能够访问互联网及移动互联网的终端,因此电脑、手机也是车联网的终端。现有互联网及移动互联网的技术及应用基本上都能够在车联网中使用,包括媒体娱乐、电子商务、Web2.0应用、信息服务等。
三大瓶颈
1 主导缺失
车联网的出现,为汽车制造、内容提供和移动通信等领域带来产业升级机遇。一方面促使汽车行业从单纯硬件销售,转为与服务、内容捆绑的新模式;另一方面,又让运营商和服务商得以迅速定位高端客户群体,便于提供产品和服务。此外,国家对新能源汽车“必须具备远程监控能力”的要求,也让车联网横跨两大战略性新兴产业。然而,自诞生之日起,车联网便始终面临缺乏统一管理主体的“无人驾驶”局面。
相比于移动运营商、汽车电子企业、内容提供商,服务提供商对参与车联网的兴趣更为积极。由于车联网产业链较长,参与行业众多,对车联网“盲人摸象”式的理解比比皆是,其中的利益博弈也在所难免。
2 技术短板
车联网要解决各系统间的信息交换和共享问题,同时与司机和乘客实现有效互动。此外,车联网通过车身网络连接,还可以获取车身中各类传感器数据,处理后用于报警或远程诊断。然而,绝大多数用于信息采集的高端传感器,其芯片核心技术并不为中国公司所掌握。
与此同时,通信网络带宽瓶颈,也成为车联网一个技术难题。3G网络带宽并不能满足未来对图像和流媒体的传输需求,而4G网络和DSRC(专用短程通信)的自主网技术等也还没有完全突破。
目前国内在芯片设计和开发上已经具备一定水平,但自主可控可管的问题仍然严峻。中国的互联网域名系统和地址,以及物品条码,用的都是国外的技术体系、编码地址,车联网在车辆标识上不能重蹈覆辙。
3 模式难行
在巨大的市场诱惑面前,车联网的相关企业不愿坐等技术与管理破局。电信运营商、汽车电子和服务企业,甚至汽车贸易企业,开始以一种简化版的车联网运营模式向前推进——围绕车载智能平台进行集成,实现内容和应用的整合。
凭借移动网络通道的优势,三大运营商在车联网上的推进方式,基本是将车载智能终端与无线通道相连,以提供实时交通路况、导航、救援定位、车况检测、4S店预约等运营服务,多基于呼叫中心或移动互联网,并不涉及什么新的技术,只相当于在现有网络基础上一个新的业务拓展。
未来发展
1 发展方向
未来的汽车有可能不是电动化的,但会是电子化的;汽车将成为最大的电子品。汽车的电子化发展方向有:传统汽车智能化、车联网、电动化、无人驾驶等,而能够落地的只有传统汽车智能化和车联网两个方向。传统汽车智能化,是以汽车厂商为主导的。车联网则比较复杂,能连接汽车的方案,截止2012年8月,只有车机方式(用线束接CAN总线)和OBD方式(CAN总线上开放的标准梯形口)。车机方式,有车厂主导的前装、有汽车设备商主导的后装;OBD方式是新兴的IT主导的,是IT技术及其理念,在汽车服务方面的应用。
2 发展前景
上述技术和应用应是车联网需要重点发展的技术和应用,而这些技术和应用细分下去是非常庞大的技术体系,因此需要许多厂商一起合作来共同打造这个网络生态系统。但是,并非要先建成了完整的技术体系才能够开发车联网的应用与服务。和互联网一样,对用户有价值、能够让用户有良好体验的细分应用都将会获得成功。近两年来,无论是前装市场上通用引入OnStar,丰田引入G-BOOK到中国,还是路畅科技率先推向后装市场的车联网服务iBook,都证明了车联网已经在路上。就像PC走进互联网,手机走进移动互联网一样、汽车必将走进车联网,且会走得很快、很远。