车联网的关键技术及研究进展

申晋波 李昭 陈海涛

摘要：汽车已成为人们日常生活、出行中重要的交通工具，其在生活中的普及率也越来越高。但是随之而来的严重交通堵塞问题，为人们带来极大的困扰，所以结合物联网技术和智能交通技术的车联网应运而生。车联网是新一代智能交通系统中的新应用，具有很大的发展空间，基于此，本文将围绕车联网的关键技术以及今后的发展进行阐述。

关键词：车联网;技术;发展;智能交通

引言：

当前，汽车产业发展的主要方向为低碳化、信息化和智能化，而智能化的实现必须建立在信息化的基础之上，所以车联网的发展至关重要。车联网指的是车、路、人三者之间的交互关系，其不仅使汽车本身具备与外界的交互能力，实现车、路、人之间的“互联”，提高车辆的运行效率，而且优化了整个交通体系，为智能交通的发展奠定了坚实的基础。

1车联网建设进程中的关键技术

1.1信息传感技术

车联网的实现需要大量的信息来源。目前，较智能的采集信息的方法叫浮动车信息采集，此方法可以把汽车作为移动传感器来采集交通数据，这里面包含两种关键技术，一是通过遍布于车身的各种传感器，包括速度、加速度、陀螺、GPS、胎压以及跟汽车安全和性能相关的其他传感器等采集数据，运用先进的多传感器集成和数据融合技术，将采集到的原始数据转化成实用的数据进行传输;二是车身网络建设，现在的汽车电子化集成程度非常高，如何在不影响车辆性能的基础上高效管理整车数据，已经被列为车联网的一大难题。

1.2无线通信技术

无线通信技术包括VANET、WLAN、LTE、蜂窝数据网络等，这些长距离或短距离通信技术，能为车主提供即时的互联网接入，保证汽车各个系统的安全。比如：DSRC专用短程通信技术和蜂窝数据网络可以根据用户的需求，向用户提供动、静态交通信息，还可以提供娱乐信息和商业信息，如寻找好评多的餐馆、最近的加油站等。再比如：依靠车载自组织网络（VANET）可以为车主提供重要的安全信息，包括红绿灯预警、限速等【1】。而且利用VANET，相邻车辆之间的距离、当前车速等都可以在车辆之间进行信息传输，且能实时更新信息，保证各个车主能提前预见危险状况，避免事故的发生。

1.3语音识别技术

据调查，很多司机在驾驶过程中都会手动操作车载终端，这种做法极其不安全，而语音识别技术的出现避免了危险事故的发生。车主的需求只需要口头表达出来，语音识别技术就可以识别车主的语言，获得相应的服务，为驾驶员带来了最安全、便捷的驾驶体验。成熟的语音识别技术要求处理系统拥有丰富的语音库和强大的运算能力，但是车载终端的存储能力和运算能力十分有限，而基于云计算技术的“云识别”技术可以让语音识别更加高效，值得深入研究。

1.4信息安全与隐私保护

因为汽车与网络相联系，所以车主的很多信息都会被网络读取，这就引发了信息的安全问题。每辆车的车辆信息以及车主信息都将随时随地的上传到网络中，并暴露在公共场所，很容易被窃取、干扰甚至修改，直接影响车联网体系的安全性。另外，还有一些不法分子贩卖车主的信息，从而对车主进行骚扰、敲诈，社会危害极其严重。所以，车联网系统依据自身的体系结构并结合不同的保护对象建立了分层的安全防护体系，整个体系依据我国法律、法规及政策，分别设计了各个层次的安全防护措施，然后在此基础上建立统一的安全管理平台，提高网络可管理性、安全水平和可控性，使各种安全产品相互支撑、协同工作，最大限度地保证了车主信息的安全【2】。

1.5移动计算技术

高速行驶的汽车上通常都安装了车联网的移动节点车载计算平台，为了让驾驶员安全驾驶，就需要研究移动计算环境下数据挖掘与信息融合，使车载感知设备、各种路口信号设备可以无缝接入车车、车路、车到数据中心的网络系统中，通过车内数据库建立实现车内车外数据的传输和共享，通过对路口、路段汽车数量、车度等数据的分析，可对路口信号进行智能控制、调整【3】。

2车联网的研究进展

车联网是我国研究的一个热点，很多专业人士对车联网进行了很多研究，下文对车联网目前的研究进展进行了总结。

2.1汽车电子节气门的控制性能研究

为提高车车通信过程中汽车电子节气门的控制性能，郑太雄等学者提出了基于Luenberger观测器的电子节气门全局快速滑模控制。基于电子节气门的非线性模型，设计了Luenberger滑模观测器，以实现对节气门开度变化的在线估计;其次，以节气门开度误差为输入，通过李雅普诺夫稳定性理论设计了全局快速滑模控制器与外部扰动自适应律，以确保系统的稳定性和鲁棒性。最后，郑太雄等学者对提出的控制方法进行了仿真验证，并将其与现有方法进行了对比，仿真结果证明了所提出控制方法的有效性。

2.2校车全程跟踪监控技术研究

为了避免交通事故的发生，李小伟等人研究了校车全程跟踪监控，在校车安全监控系统中采用车联网技术来实现校车间的互联互通。通过在传统GPS车载终端基础上加装车联网终端系统，使车与车之间能通过无线信息网络连接到校车安全云计算服务平台，并在平台内部加强信息安全技术的应用。此技术实现了校车人员状态监控、车辆行驶记录定位监测以及信息交互等功能，大大降低了车辆事故的发生几率，而且降低了车辆油耗。

另外，2014年，360公司利用特斯拉汽车应用程序的流程设计漏洞，实现了远程解锁、开关车灯等一系列操作。2016年，腾讯科恩实验室实现对特斯拉的远程入侵，他们将特斯拉的主屏幕更换成科恩实验室的标志，且车主无法进行操作【4】。随后，又实现了远程解锁汽车，行进中控制车辆部分功能，例如刹车、后视镜、后备箱等。上述一系列研究都推动了车联网的发展，为今后的研究奠定了坚实的基础。

结束语：

综上所述，车联网是新一代智能交通系统的发展方向，是当前的一个热点研究，虽然我国在车联网的研究還处于起步阶段，各项关键技术还没有很完善，但是随着电子信息技术、传感技术、移动通信技术等的发展，车联网技术一定会更加完善。

参考文献：

[1]陈涛，MattiKUTILA，郑银香，邓伟，王江舟.中欧车联网联合试验关键场景及技术[J/OL].中兴通讯技术：1-9.

[2]罗薇，汪梦珍，许玲.车联网高层协议关键技术[J/OL].中兴通讯技术：1-7.

[3]缪立新，王发平.V2X车联网关键技术研究及应用综述[J].汽车工程学报，2020，10（01）：1-12.

[4]张海霞，李腆腆，李东阳，刘文杰.基于车辆行为分析的智能车联网关键技术研究[J].电子与信息学报，2020，42（01）：36-49.

作者简介：

申晋波（1986.3-），身份证号410521198603238010 男 汉 河南省安阳市 本科;职称：助理工程师，研究方向：汽车电子。

李昭（1991.4-），身份证号410502199104192535 男 汉 河南省安阳市 本科;职称：助理工程师，研究方向：汽车空调系统。

陈海涛（1987.12-），身份证号410621198712240510 男 汉 河南省浚县 本科;职称：助理工程师，研究方向：汽车电子。