无线通信技术在车联网中的应用
吕泳源
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吕泳源,. 无线通信技术在车联网中的应用[J]. 无线电研究,202411. DOI:10.12721/ccn.2024.157103.
摘要: 随着数字化时代的快速发展,车联网技术作为连接车辆、道路和互联网的重要纽带,正逐渐成为汽车行业的关键发展方向。在车联网系统中,无线通信技术的应用不仅加速了车辆间的信息交流与数据传输速度,还为智能交通管理、驾驶辅助系统以及车辆安全性提供了强大支持。无线通信技术的不断创新,使得车辆能够实现实时的数据传输、智能路况感知以及高效的交通管理,极大地提升了车辆的智能化、互联性。基于此,本文主要对无线通信技术在车联网中的应用进行探究,以供参考。
关键词: 无线通信技术;车联网;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157103
基金资助:

在车联网中,无线通信技术的应用涉及诸多技术或标准,如Wi-Fi、蜂窝网络、车载通信等,通过这些无线通信技术的结合,车辆可以实现与其他车辆、道路基础设施以及云端服务器的实时通信和数据交换,从而实现智能导航、远程监控、车辆诊断与车辆自动驾驶等功能。与此同时,无线通信技术也能为车联网系统提供强大的数据传输能力与网络连接稳定性,为车辆提供了更加智能化的行车体验。

一、无线通信技术和车联网

(一)无线通信技术概述

无线通信技术是一种通过无线电波或红外线等无线媒介传输信息的技术,是现代通信领域的重要组成部分,已经在各个领域得到广泛应用,如移动通信、卫星通信、无人机通信等。从最早的无线电波传输到如今的4G、5G网络,无线通信技术的发展日新月异,为人们的生活带来了极大便利,使人们在任何时间、任何地点都能保持联系[1]。在车联网中,无线通信技术也起到至关重要的作用,为车辆之间以及车辆与基础设施之间的信息传输提供高效稳定的通信手段。无线通信技术在车联网中的应用,能够实现车辆之间的实时通信,包括车辆位置信息、速度、行驶路线等数据的传输,利用无线通信技术,车辆能够互相感知周围车辆的状态,避免发生交通事故,提高行车安全性。

(二)车联网

车联网是一种通过无线通信技术,将车辆与互联网连接起来的技术,将驾驶体验、车辆安全、交通管理等方面带入了一个全新的时代。在车联网系统中,车辆可以实时获取道路信息、导航服务、车辆健康状况监测等功能,使驾驶变得更加安全、便捷、智能。车联网的应用领域非常广泛,从智能驾驶、车辆远程控制、车载娱乐到交通管理等方面都有着重要作用。例如,通过车联网系统,驾驶者可以实时获取道路拥堵情况、气象信息、交通提示,帮助他们避开拥堵路段,选择最佳路线。另外,还能实现车辆远程诊断、远程控制、远程锁车等功能,进一步提高车辆的便捷性。未来,随着5G技术的不断发展,车联网将迎来更加广阔的发展空间。5G技术的高速、低时延特性将为车联网系统提供快速可靠的通信支持,使得车辆之间和车辆与基础设施之间的互联互通更加便捷。

二、无线通信技术在车联网中的应用

(一)车辆之间的通信

1. 车辆间的实时信息交换。在车联网中,车辆间的实时信息交换主要包括位置信息、速度信息、行驶路线信息等内容,通过全球定位系统(GPS)与车载传感器等技术,车辆能够实时获取自身位置及速度信息,并通过无线通信技术将这些信息发送给周围车辆[2]。当车辆发现前方有交通拥堵、事故或其他危险情况时,就会将这些信息实时传输给周围车辆,提醒其他驾驶员及时调整行驶路线或速度,从而避免交通事故的发生。通过车辆之间的通信,还能共享行驶路线、目的地信息,实现车队之间的协同驾驶以及车辆之间的智能跟随,大幅提升了交通效率。例如,当车队中的一辆车遇到拥堵时,可以向其他车辆发送相关信息,协调其他车辆调整行驶速度,实现车辆之间的智能跟随,减少交通拥堵现象。

2. 无线传感器网络在车辆间的应用。在无线传感器网络中,每辆车都可以被看作是一个节点,它们通过无线通信技术相互连接,形成一个动态的网络。这些传感器可以实时监测车辆状态,如车速、加速度、转向角度等,同时还能检测道路条件、交通信号、周围车辆信息等。通过数据的实时传输,车辆就能根据周围环境的变化做出智能决策,比如自动刹车、变更车道或调整速度。另外,无线传感器网络还能在车辆间实现信息共享,当一辆车检测到某种危险情况时,可以通过无线网络向周围的车辆发送警告信息,让其他车辆及时做出反应,以此来避免出现交通事故,提高整个交通系统的安全性[3]

(二)车辆与基础设施的通信

1. 车辆与道路基础设施的互联。通过车辆通信模块与道路基础设施之间的连接,车辆能够实时接收道路交通信息、路况信息、天气信息等数据,同时将车辆的实时位置、行驶速度、车况信息等反馈给道路基础设施,实现双向的信息传输,为驾驶者提供全面准确的信息支持,帮助其做出明智的驾驶决策。除了实时信息交换以外,无线通信技术还能为车辆与道路基础设施的互联提供更多的场景应用,例如,基于车辆与道路基础设施之间的互联,可以实现智能交通信号灯控制,根据车流情况实时调整信号灯的时间,还可以实现智能导航系统,为驾驶者提供精准的路线规划,或者是支持车辆自动驾驶技术的发展,实现车辆在道路上的智能感知。

2. 交通信号灯的智能化控制。传统的交通信号灯系统往往是基于固定的时间表进行控制,而这种静态的控制方式无法灵活应对交通流量的变化,导致交通拥堵或事故频发。无线通信技术的应用,能够实现实时交通信息的获取与处理,通过对车辆、交通监控中心等设备的互联互通,实现交通信号灯的智能化控制。根据城市实时交通流量数据对交通信号灯进行智能调整,提高路口交通安全。例如,在高峰时段自动延长绿灯时间,减少交通堵塞;在低峰时段减少绿灯时间,节约能源,从而有助于优化车辆通行效率,并有效减少交通拥堵现象的发生。

(三)车辆与云端的通信

1. 车辆数据的远程传输与存储。车辆数据的远程传输是指车辆通过无线通信技术将实时数据传输到远程服务器或云端平台,这些数据包括车辆的位置信息、车况数据、驾驶行为等。通过无线通信技术,这些数据可以及时、准确地传输到指定地点。比如,车载传感器可以对车辆的行驶状态进行监测,并将数据通过无线网络传输到云端服务器,实现对车辆状态的实时监控。近年来,随着车辆产生的数据量不断增加,传统的存储方式已经无法满足对数据的存储需求[4]。借助无线通信技术,可以实现车辆数据的远程存储,即将数据保存在云端服务器中,既节省车载设备的存储空间,又实现了数据的备份与共享,用户能够随时随地访问车辆数据,实现对车辆状态的实时监控。

2. 云端服务在车联网中的应用。云端服务作为车联网系统的重要支撑,通过云计算技术为车辆及其相关设备提供强大的数据存储、处理与分析能力,进而实现车辆之间、车辆与基础设施之间,甚至车辆与用户之间的高效互联互通。通过云端服务,驾驶员可以利用手机APP或其他终端远程监控车辆的状态,例如,实时查看车辆的位置、锁车解锁、启动引擎、调节空调等,大大提高了车辆的智能化程度,为驾驶员带来舒适安全的驾驶体验。

结束语

综上所述,无线通信技术在车联网中的应用,为汽车行业带来了革命性的变化,不仅提升了行车安全性和驾驶效率,还为用户提供了便捷舒适的出行体验。随着技术的不断创新,无线通信技术在车联网中的应用将会持续深化,为未来智能交通系统的发展打下坚实基础。

参考文献

[1]张永升,李逸椆,王亮,徐志刚.智能网联环境下车载终端的发展现状与挑战[J].汽车安全与节能学报,2024,15(03):295-308.

[2]张强,邹密,江美霞,代孟岑.浅析5G车联网信息安全问题[J].时代汽车,2024,(10):196-198.

[3]孙熙家.车联网在智慧城市交通管理中的应用研究[J].无线互联科技,2024,21(07):53-55.

[4]胡卫悦,许际鹏.生态驾驶技术在智能网联汽车中的应用[J].汽车测试报告,2024,(02):25-27.