车联网技术研究

许新　王体龙　张静鹤　孙英坤

摘 要：物联网作为目前国家重点发展的五大战略性新兴产业之一，己经被列入了国家发展战略规划。发展物联网重点要加快推进物联网研发与应用。在物联网的应用领域，车联网因其应用效用和产业带动作用，正成为物联网应用示范的首选。这是因为车联网应用是解决交通管理难题的重要方案；车联网实现的智能交通有利于实现中国车用油气能源的合理利用，减少交通污染；车联网具有强大的规模效应和产业带动作用。与物联网系统构成相同，车联网也可划分为三个层：感知层、网络层和应用层，分别对应着全面感知、可靠传送和智能处理系统功能。

关键词：车联网；体系结构；智能感知

引言

2009年8月，温家宝总理提出“感知中国，物联网已被正式列为国家五大新兴战略性产业之一”。物联网成为今后国家重点发展和推广的高新技术，车联网是实现物联网技术与应用推广的重要途径之一。以车联网为基础的智能交通将先进的技术如传感技术、通信技术、网络技术、智能控制技术、云计算等有机融合并应用到整个交通管现体系，一种智能、实时、高效的交通运输控制与管理系统将被建立。在中国经济转型建设创新型社会的过程中，车联网所带来的经济效益和社会效益将会起到重要作用。

1 车联网的产生

车联网是实现物联网技术与应用推广的重要途径之一。物联网的发展离不开这项技术的具体应用及推广，只有当这项技术作用于生产、生活实践，与现实生产力相结合才能最大程度发挥其价值推动社会快速进步。物联网的发展离不开这项技术在具体领域的应用。综合目前现实情况，物联网在农业、电力、物流、交通、医疗等领域都具有广阔的应用前景。车联网作为一项物联网应用，被认为是物联网最有可能率先实现的行业大规模应用之一，原因有以下几点：（1）物联网的应用-智能交通-在中国具有很迫切的需求，而车联网是实现智能交通的合理方式。智能交通管理有利于缓解中国各地的交通压力和降低各种交通事故发生的频率，是目前交通管理的发展方向。（2）车联网具有良好的产业技术与应用基础。汽车行业目前拥有较为成熟的电子技术及应用，这有利于物联网技术的快速融合应用。汽车电子技术在整车控制、车身控制、智能控制等方面形成了成熟的产品系列和研发体系，使得汽车工业产品具备了相当的信息科技含量，仅需要进一步融入通信、物联网技术就可以实现具体物联网的应用，这利于物联网技术在汽车行业及其他行业的推广与应用。

2 车联网的现状

2.1 国外发展现状

车联网起源于“Telematics”一词。美国著名公司Gartner认为Telematics指运用无线设备和“黑箱”技术在组织间实时传递数据，在汽车领域具有典型应用。现在，Telematics通常指应用计算机、卫星定位、通信、传感等技术，通过无线通信网络的语音、数据和全球卫星定位系统（GPS），使汽车及驾乘者能够与外部进行双向信息传递，使汽车和其中驾乘人员能够与道路、其他车辆和人员进行交互式通讯，以此向驾驶员和乘客提供所需信息并开展道路救援、远程诊断、导航指引、娱乐等服务。Telematics的产业范畴包括硬件、软件、汽车通信内容提供、无线互联网、娱乐系统等多方面。

2.2 国内发展现状

在中国，2009年12月Telematics@China高峰论坛上，Telematics被人们定义为是“物联网在汽车上的应用”。以汽车为中心，应用移动通信网络、计算机互联网进行信息传递使汽车用户与通信卫星系统、车载终端设备、TSP、其他用户等相连而形成的网络，就是汽车物联网。2010年10月无锡举行的中国国际物联网（传感网）大会得到消息说，汽车移动物联网（车联网）项目将被当作为中国重大专项第三项的重要项目上报国务院。车联网这个名词在物联网这样的大背景下应运而生。

3 车联网的发展

国内车联网系统网络结构现状：

（1）现有的车辆服务系统网络结构相对脆弱，所有的服务集成于一个服务中心，而所有的车辆必须直接与这个中心取得连接才能获得服务，一旦与服务中心失去连接就失去了所有的服务。

（2）服务提供相对有限，原因是现有的车辆服务系统不是一个开放式的架构。也就说车辆只能获得所属品牌服务商提供的服务而彼此不能共享服务，第三方服务提供商无法为车辆提供服务。

（3）通信技术单一，无法实现数据量较大的数据交换，这也极大的限制了服务质量及服务层次。

在网络体系架构上，利用多种无线通信方式实时接入互联网从而获得服务，这样的网络结构足够健壮，在绝大部分区域可以保证车辆的实时在网。通过车联网终端上集成的3G移动模块、WiFi模块等高速通信模块，车辆驾乘人员可以获得更好的、更稳定、更快速的车联网数据通信能力，这就为高层次的车联网服务提供了非常好的基础。例如接入车辆自组网、接入移动通信网、接入无线局域网。

4 车联网实现需要的技术支持

车联网实现需要对感知层、网络层和应用层体系结构进行分析和设计。

感知层是由感知节点接入网关组成的，感知节点是整个传感网的基础，负责感知、处理、存储及传输数据，其解决了数据获取问题。通过传感器等设备采集数据，通过互联网实现远程控制或物与物的直接通信。在感知层将选用ZigBee、Bluetooth和RFID技术作为物联网感知层的接入技术进行研究，网络层由互联网、通信网或更新的网络组成，用于传递和处理信息。数据可通过互联网、移动通信网、各类专网、小型局域网等进行传输。本系统设计的特点是将ZigBee无线传感网络进行IPv6虚拟化，也就是每个ZigBee感知节点都分配唯一的IPv6地址，外网IPv6设备跟感知节点通信时，直接采用感知节点的IPv6地址通信。

应用层：应用层解决了信息处理和人机交互的问题，是物联网同行业专业技术的深度融合。由网络层传来的数据在这一层进入各种信息系统处理，利用经过分析处理过的感知数据，实现对物体的智能分析、管理，为用户提供丰富的服务。

（1）语音通话服务；（2）定位服务；（3）导航服务；（4）车辆服务中心连接服务；（5）移动互联网接入；（6）车辆第三方信息管理服务；（7）车辆紧急救援；（8）车辆数据和管理服务。

5 结束语

文章主要介绍了车联网的起源，发展现状以及需要的技术。在当前物联网技术快速发展以及智能交通概念实现的背景下，我国政府各级政府及主管部门都制定了相关扶持政策，鼓励车联网企业积极参与政府组织的道路运输信息化建设，发展智能交通，构建和谐社会。作为真正能够将国家相关法规政策落到实处的技术载体，车联网技术的发展迎来了机遇，车联网技术必将在国家的宏观政策下取得长足发展。

参考文献

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