车载物联网技术探讨

黄绍金

泉州理工职业学院 福建省泉州市 362000

1 车载物联网的概述

车载物联网作为当下一种新兴的信息技术，对于提升交通领域各个体系的运行安全和运行效率有着至关重要的影响和作用，同时车载物联网还能够将车辆信息与信息网络平台进行连接，使行使的车辆信息能反映在网络体系中[1]。除此之外，车载物联网还能够通过现代信息技术使处于行驶状态的车辆利用无线通讯建立有关网络，或使过路车辆与道路基站两者间建立无线通讯网络，利用无线网络的多跳转发通讯功能，车载物联网能够让位于信号覆盖范围之外的多个移动车辆间建立通讯链接。从未来发展的长远趋势来分析，车载物联网将是实现交通体系向智能化方向发展的重要构成因素。

现阶段，交通体系的智能化功能主要体现在对基础交通设施的部署，如在道路地面上安装的电磁感应器、在城市重要交通要道的分叉路口安装的交通摄像头以及在高速收费站配备的射频标签读取器。通常而言，获取和发布交通信息主要通过以下方式和过程得以实现：首先利用地面传感器的检测功能获取路面行驶车辆的车流密度和车流速度信息，其次，将传感器获取的相关数据信息传发至交通中心，然后交通中心对搜集的数据信息加以分析、处理，并借助蜂窝网络将分析报告发送至客户手机。通过这种方式向用户传播与其位置相关的交通信息不但费用昂贵，而且传播效率也很低下，可能某些信息就出现在用户的身边。

车载物联网具有近距离通信的功能，在交通领域能够对传统智能通信模式进行优化，利用更直接的方式进行交通信息的收集、传播及应用等。从根本上来讲，车载物联网好似是一个庞大的无线传感器网络体系，在这个网络体系中每辆车都相当于一个传感器节点，通常情况下，汽车都配有亮度传感器、摄像头等相关设施。将来，汽车上还可能配备使用于几百万个Wi-Fi热点和蜂窝搭的全球数据库，其定位服务功能可通过设备对信号范围的查找精准的锁定你的方位，同时，汽车的自动化、智能化功能会更加完善，实现无人驾驶的梦想也会变成现实。一个庞大的无线传感器网络能够在更大区间内完成计算机体系对世界的感知与掌控，从而达到利用较少基础设施就能就能在较大区间内实现信息共享的目的。

2 车载物联网在各个领域的应用

当前，车载物联网已在多个领域得到了广泛应用，并获得了很大的应用成效，随着物联网技术的创新与发展，在未来有望成为推动各大行业发展的主要动力，并为人们的生活工作带来更加的便捷，现阶段，车载物联网的具体应用主要体现为四个方面：

2.1 效率应用

效率应用主要体现为车辆拥堵检测、公路收费、公路交通管理、路径规划等方面[2]，通常而言，这种形式的应用能在一定程度上改善公众及个人的出行状况，对于提升人们出行效率大有帮助。

2.2 安全应用

安全应用重点体现为网上车辆诊断、碰撞预警、道路湿滑度检测等应用，一般而言，这种形式的应用体现了车载物联网在实际安全应用过程中的价值，因为它可以通过近距离通信功能为司机及时、准确的提出预警，使司机能在预警提示下及时采取应对措施，尽可能避免安全事故的发生。

2.3 商业应用

商业应用主要体现为在位置服务的前提下为商家带来更多的商业机会，目前这中形式的应用已成为服务行业各商家展现自身位置优势，提高市场竞争力，抢占更多市场份额的新式的竞争手段。如，利用车载物联网为客户提供最近的酒店、宾馆、加油站，以及商场促销信息等，如此一来，不但使商家获得了更多的客户资源，同时也让消费者享受到了更便捷、更实惠的生活服务。

2.4 信息娱乐应用

信息娱乐应用重点体现为以位置服务为前提的社交网络、拼车、餐厅评论等服务以及视频音乐共享服务等应用。当前，在人们现实的消费服务中，信息娱乐应用已成汽车销售领域吸引消费者关注的亮点服务。如，起亚UVO与福特SYNC是对信息娱乐应用比较成功的两大汽车厂商，特别是福特的车载信息娱乐体系便是汽车领域做得较为成功的典型案例，当地的汽车零售商对福特的车载信息娱乐体系表现出了很大的兴趣。车载物联网进一步优化了服务商与零售商的产品促销信息传播途径，同时也会加大各商家在市场环境中的竞争激烈程度。车载物联网的发展必然使信息娱乐的网络化成为大势所趋。自二十世纪八十年代开始，在汽车制造领域针对网络技术的探究与实际应用已被提上日程，迄今为止已逐渐推出了包括ABUS、VAN等在内的多种网络设计标准，最初，汽车厂商只是将自行研发的车用网络配备于高档汽车内。而到九十年代初期，车用网络已发展的较为成熟，自车身控制部件到动力控制部件的设计都囊括于车用网络的研发和设计环节中，在汽车领域的未来发展中，车用网络会有更大的发展机会和发展空间。

3 车载物联网面临的挑战

车载物联网在给人们生活带来便捷，推动各行业快速发展同时，也带来了诸多的挑战，使人们不得不从崭新的层面和视角来分析和解决问题。总体而言，来自车载物联网挑战主要分为三个层面，即链路层面、应用层面以及网络层面。

3.1 链路层面亟待解决的问题

链路层的挑战重点是如何能让自身应对特殊的车辆行驶环境，使其性能得到最大程度的体现。链路层主要包含三个设计目标，即可靠性、响应能力以及可拓展性。第一，链路层需要具备对汽车移动性和信道条件迅速响应的能力，此外，其自身的可拓展性以及可靠性在安全应用方面发挥着至关重要的作用。在速度要求越来越高的车载环境内，传统的无线接入点、访问与地址解析超时的技术设计已无法满足使用者的需求，其最直接的问题就是启动延时且运行可靠性下降。事实上，可拓展性与可靠性对车载物联网链路层来讲是相辅相成的，稳定的可靠广播技术也是链路层研究的重要一环。由于终端使用者对车辆的安全性提出了新的要求，所以，重复广播、联合传递、自适应发射等可靠广播技术在行车安全系统的应用空间越来越广泛。

3.2 网络层面亟待解决的问题

车载网络急需构建一套新的路由模式以满足越来越快信息传播需求。随着无线自组织网络的应用与发展，车载网络在自适应能力和传播速度上有了选择的空间，如MDDV路由协议就是利用数字地图和GPS技术将高速移动的车辆中的各种数据包转发出去[3]。然而，这种传输模式依然是以数据包为基本传输单位，并且在转发环节数据包是一成不变的，显然这种分组转发形式的路由模式与终端使用者高速的信息转播需求是不相适应的。第一，这种路由协议的信息是产生节点和传递节点并不明确，造成了部分应用转发路由的数据源于目的地的不清晰。第二，信息在传输中会出现失真。在交通拥堵路段，任何车辆都可以发送并传输拥堵报告，而附近向拥堵地前行的车辆都会既是拥堵报告发送者又是接收到者，对终端用户来讲他们弄不清拥堵报告的来源的去向。虽然通过一些新技术改进能够缓解这个问题，但是人们对基于触发、融合、传输与纠正为核心的数据信息传输路由模式充满期待。

3.3 应用层面的亟待解决的问题

车载物联网的应用的核心在于如何快速有效的发现、记载、更新车载网络的全部有用信息，而在这当中命名和寻址是难点。自物联网概念提出以来，研究者们一直在探寻如何快速建立索引后将现实物流网络的实时信息加以记载与传播。笔者认为，寻址是车载物联网系统与现实环境应用的契合点，命名和寻址会对路由模式提出更高的要求。物联网的搭建是基于高速移动车辆的，它需要将车辆的移动情况与位置实时反映到数字地图或地址列表上，例如在车辆位置监控中，终端使用者迫切需要特定区域的全部车辆位置信息，这一需求可以说是车载物联网体系的最关键的需求之一。现阶段，人们可以利用ARP或者RARP协议技术协助解决这个问题。车载物联网的应用亟待解决的另一关键问题是分布式数据的管理，分布式数据管理需要解决数据复制、缓存与删除等所有相关联的问题，而现在惯用的分布式数据管理是建立在基于同一网络的多个分散开来的服务器上的，这一管理模式并不适合车载物联网络的运营与运作。实际应用环节，车载物联网的每辆车都可以被视作为分布式数据库子系统的一个本地数据库，这些车辆不定时、不间断的进行着数据交互，子系统数据的不断更新与交换促使整个系统的数据库不断完成更新。总之，站在车载网络的全局来看，以最小的投入换取一个相对可靠的分布式数据库是车载物联网的应用研究的重要内容。

4 结语

综合而言，互联网技术的普及与应用改变了人们的生活模式，人们生活模式的变更有促使公众群体的路权分配与维护交通出行安全，城市的物流效率与交通管理效率，车辆的定位服务信息等需求产生了新的变化，而此时车载物联网最为一项新兴事物应时而生。作为一个潜力巨大的崭新领域，车载物联网技术具有十分广阔的发展空间。一方面，国家相关机构与工业应用权威部门已对物联网技术标准进行磋商，相应的工业标准已呼之欲出；另一方面，车载物联网的应用在不同区域和不同环境下又面临诸多问题，这些问题有待进一步研究与解决。