关于车联网的关键技术及应用研究
周金宝
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周金宝,. 关于车联网的关键技术及应用研究[J]. 中国科学研究,2023.3. DOI:10.12721/ccn.2023.157137.
摘要: 随着世界网络技术的飞速发展,人类的日常也越来越便捷,为人类的科技进步打下了坚实的基础。车联网是一种典型的物联网技术,它在将来的发展中起着举足轻重的作用。本文对车联网的基本概念、目前国内车联网的发展状况、车联网的总体结构等进行了阐述,在最后提出了车联网发展的若干关键技术和应用,并展望了车联网的发展前景。
关键词: 车联网;技术应用;智能交通
DOI:10.12721/ccn.2023.157137
基金资助:

引言:当前我国汽车工业的技术发展趋势是低碳化、信息化以及智能化等,而智能化的实现则需要以信息化为基础。车联网技术的应用,不仅让车自身能够与外部环境进行互动,实现车、路、人的“互联”,从而提升车辆的使用效率。同时对整个运输系统进行了优化,为以后的智能化运输打下了良好的基础。

一、车联网的简述

车联网是物联网技术中的一个重要组成部分。随着车联网技术的发展,车联网的概念也随之发生改变。车联网的传统定义是指汽车上装有电子标签的无线射频识别技术,并且在信息网络平台上,可以提取和利用各种车辆的静态和动态信息。并针对各种功能要求,对各种车辆的运营状况进行有效监控,并为其提供全面的服务。在智能运输技术的层次上,车联网技术包括:信息传输、感知、电子控制、数据处理等,其在整个地面交通管理体系中得到了有效的整合。并构建了一套全方位、即时、准确且高效的综合交通管理体系。

二、中国车联网的发展现状

现在中国的汽车市场是世界上最大的。由于3 G、4 G的迅速发展和普及,用户对因特网的依赖性日益增强,但在运输方面,因特网技术的发展还没有跟上时代的步伐。一份针对世界12个国家的汽车用户进行的一项调查表明,中国消费者对于车联网导航、信息娱乐、驾驶支持系统的使用和需求都比一般人要高得多。对于当前来说,车载信息服务是车联网最常用的服务。但相对于美国、欧洲、日本,国内的 Telematics技术还没有完全成熟。目前,我国众多汽车品牌已经开始研发智能信息娱乐系统,其成果显示出部分车联网的功能。例如通用公司的On-Star,它提供了紧急救援,防盗追踪,道路救援,汽车维护通知等功能。但是,这些功能主要存在有两个问题,一是车辆的服务范围有限,功能比较单一,二是由于一般消费者很难缴纳高昂的年费,因此其经营模式不能真正推广开来。在车联网系统的体系结构上,国内也是一个相对落后的国家,但总体来说,中国车联网技术发展迅速,具有巨大的市场空间。

三、车联网的关键技术的应用研究

(一)无线射频识别技术

无线射频技术其基本原理是利用 RF信号自动识别相关的物体信息,并获得相应的数据。RFID技术包括阅读器、电子标签和数据管理系统.读卡机是一种用来阅读电子标签的装置。本装置是利用网络与计算机、数据库系统进行通讯,完成对电子标签信息的处理和数据的管理。电子标签由连接单元和具有独特识别代码的芯片构成,能够被用来识别被标记的对象。数据管理系统的作用主要是是数据的存储与管理[1]。RFID技术的工作原理是:将电子标签贴在被识别对象的表面,通过不触碰就能读出其中存储的电子信息,从而实现对对象的自动识别。电子标签接收机利用天线发射的无线电波,利用电感产生的电能,将储存在芯片中的产品信息传送给用户。电子标牌有主动式和被动式两种。如果是有源电子标签,则会自动将芯片中的讯息以一定的频率传送到读写机,由读出机读出并进行译码,然后,把这些信息发送到资料管理系统,以便对其进行处理。

(1)交通信号灯的控制

程控技术基于已有的经验,结合有关的统计资料,采用固定周期的程序控制技术,对交叉口的交通信号进行了计算。当东西方向、南北方向的交通流量差别很大时,机动车道就会出现可通行率大大降低等问题。通过在十字路口上设置 RFID系统,可以计算出东西方向、南北方向、双绿灯区域的交通流量,实现了对交通信号进行动态分配,减轻了交通压力,改善了车辆的运行效率。

(2)车辆收费系统

在目前来说,大部分停车场的入口和出口都装有 RFID读卡器,读卡器将信息发送到电脑服务器。停车场可划分为公共和私人两类,一个是为固定的使用者提供停车服务,另一个是为没有固定使用者的公共设施。无论是私人停车场,还是公共停车场,都必须将闸门开启才能进出。如果用户使用的是专门的停车场,则由电脑将 RFID卡片上的信息与数据库中的信息进行比对,如果信息是一致的,那么就计算出一个通过指示,如果不能,就发出一个不允许的指示,并且对标签卡片上的记录进行处理,方便日后的信息使用。

(二)无线通信技术

无线通讯技术主要有 VANET、 WLAN、 WIMAX、 WiFi、 DSRC、 LTE、蜂窝数据网络、卫星通讯等。这种远、近距离通讯技术能够为用户提供即时上网、安全保障、定位服务等。例如, DSRC专用的短距离通讯技术和移动数据网能够为用户提供动态、静态的交通信息、娱乐信息以及附近的餐馆、加油站等业务信息。LTE技术可以很好的进行相关的展示,比如通过汽车自组网,可以向拥有者发送重要的安全信息,主要包括交通信号灯、会车、车辆变道、路口碰撞预警等。VANET是一个由汽车、公路等基础设施组成的、在特定区域自动组织起来的、具有开放性的通讯网络[2]。通过 VANET技术,可以实时地将车辆的位置以及相关的车速等信息传递给车辆,同时,随着汽车的位置及周边环境的变化,实时地对相关的数据进行更新,便于驾驶员对突发情况的快速反应。比如在晚上交汇的时候,会有一个提示,告诉司机前方的车位置、速度、交汇时间,并且会自动开启远近光。汽车接收由十字路口无线电信号发送设备发出的信号,通过对交通信号灯的现状及交通状况进行相应的调节,以提高交通安全和交通效率。车联网汽车终端用于检测汽车在行驶过程中发生的交通事故处理,以及采集道路上的车辆行驶速度、换道时间等信息,通过计算和判别道路变化的危险性,并给出指示和指示。

(三)云计算

对于目前的云计算这个概念来说,有许多不同的观点。美国技术学会(NIST)指出,云计算是一种以用户为单位付费的模式。这种模式可以方便地访问因特网,然后存取可配置的计算资源,包含网路、伺服器、储存、应用程式、服务等。并且管理的工作强度也大大降低,或者几乎不需要与服务提供者进行互动就可以迅速地提供这些资源。云计算技术在车联网中的应用,从而为车联网提供了一个强有力的支撑平台,可以有效地处理大量的交通数据。二者的结合,使城市的交通变得更加便利。从应用模式上看,云计算服务可以分为“即平台服务”、“软件即服务”(SaaS)、“服务即服务”(IaaS)等。当前,信息发布(地理位置、地理信息)、交通诱导等服务已被广泛采用,但仍处在起步阶段。信息量冗杂、即时处理能力快速以及更新较快已经成了交通信息的主要特点。由于云计算的运算能力很强,能够对海量的复杂交通信息进行高效的分析。为了保证数据的可靠性,其还采用了冗余的存储方式。通过 PaaS技术,可以搭建各种应用平台,并为其提供基本的业务结构。比如,建立一个大型的数据存储平台,提供中间服务。该平台通过对海量的数据进行综合处理,使海量的车辆运行数据能够模块化、平台化。SaaS以平台为基础,为用户提供不同的服务。在车联网中,用户可以根据需要反馈到不同的需求,然后按照相应的需要来对其进行自动分配等。其中安全警报、低碳驾驶以及实时监控等是最常见的服务。

四、结语

综上所述,车联网在今后的发展中必然会是一个重要的方向。尽管车联网技术在我国的发展与应用尚不完善,但其核心技术仍有待进一步完善与完善。但是随着互联网、传感、通讯等技术的不断发展,车联网可以为用户提供更多的信息。我们需要在借鉴国外先进技术的同时,充分发挥国内庞大的市场优势,协调网络、通信、汽车、交通等各方面的资源。关键技术的突破,加速车联网的发展,加速车联网技术的普及。

参考文献:

[1]郭建文.无线通信技术在车联网中的应用探讨[J].交通科技,2012(4):124-126.

[2]韩志嵘.无线通信技术在车联网发展中的应用研究[J].科技创新与应用,2013(26):73.

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