車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及研究進(jìn)展

申晉波 李昭 陳海濤

摘要：汽車已成為人們?nèi)粘Ｉ睢⒊鲂兄兄匾慕煌üぞ撸湓谏钪械钠占奥室苍絹碓礁摺５请S之而來的嚴(yán)重交通堵塞問題，為人們帶來極大的困擾，所以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能交通技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生。車聯(lián)網(wǎng)是新一代智能交通系統(tǒng)中的新應(yīng)用，具有很大的發(fā)展空間，基于此，本文將圍繞車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)以及今后的發(fā)展進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng);技術(shù);發(fā)展;智能交通

引言：

當(dāng)前，汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向為低碳化、信息化和智能化，而智能化的實現(xiàn)必須建立在信息化的基礎(chǔ)之上，所以車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展至關(guān)重要。車聯(lián)網(wǎng)指的是車、路、人三者之間的交互關(guān)系，其不僅使汽車本身具備與外界的交互能力，實現(xiàn)車、路、人之間的“互聯(lián)”，提高車輛的運行效率，而且優(yōu)化了整個交通體系，為智能交通的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1車聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程中的關(guān)鍵技術(shù)

1.1信息傳感技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)需要大量的信息來源。目前，較智能的采集信息的方法叫浮動車信息采集，此方法可以把汽車作為移動傳感器來采集交通數(shù)據(jù)，這里面包含兩種關(guān)鍵技術(shù)，一是通過遍布于車身的各種傳感器，包括速度、加速度、陀螺、GPS、胎壓以及跟汽車安全和性能相關(guān)的其他傳感器等采集數(shù)據(jù)，運用先進(jìn)的多傳感器集成和數(shù)據(jù)融合技術(shù)，將采集到的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成實用的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸;二是車身網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，現(xiàn)在的汽車電子化集成程度非常高，如何在不影響車輛性能的基礎(chǔ)上高效管理整車數(shù)據(jù)，已經(jīng)被列為車聯(lián)網(wǎng)的一大難題。

1.2無線通信技術(shù)

無線通信技術(shù)包括VANET、WLAN、LTE、蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等，這些長距離或短距離通信技術(shù)，能為車主提供即時的互聯(lián)網(wǎng)接入，保證汽車各個系統(tǒng)的安全。比如：DSRC專用短程通信技術(shù)和蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)用戶的需求，向用戶提供動、靜態(tài)交通信息，還可以提供娛樂信息和商業(yè)信息，如尋找好評多的餐館、最近的加油站等。再比如：依靠車載自組織網(wǎng)絡(luò)（VANET）可以為車主提供重要的安全信息，包括紅綠燈預(yù)警、限速等【1】。而且利用VANET，相鄰車輛之間的距離、當(dāng)前車速等都可以在車輛之間進(jìn)行信息傳輸，且能實時更新信息，保證各個車主能提前預(yù)見危險狀況，避免事故的發(fā)生。

1.3語音識別技術(shù)

據(jù)調(diào)查，很多司機在駕駛過程中都會手動操作車載終端，這種做法極其不安全，而語音識別技術(shù)的出現(xiàn)避免了危險事故的發(fā)生。車主的需求只需要口頭表達(dá)出來，語音識別技術(shù)就可以識別車主的語言，獲得相應(yīng)的服務(wù)，為駕駛員帶來了最安全、便捷的駕駛體驗。成熟的語音識別技術(shù)要求處理系統(tǒng)擁有豐富的語音庫和強大的運算能力，但是車載終端的存儲能力和運算能力十分有限，而基于云計算技術(shù)的“云識別”技術(shù)可以讓語音識別更加高效，值得深入研究。

1.4信息安全與隱私保護

因為汽車與網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系，所以車主的很多信息都會被網(wǎng)絡(luò)讀取，這就引發(fā)了信息的安全問題。每輛車的車輛信息以及車主信息都將隨時隨地的上傳到網(wǎng)絡(luò)中，并暴露在公共場所，很容易被竊取、干擾甚至修改，直接影響車聯(lián)網(wǎng)體系的安全性。另外，還有一些不法分子販賣車主的信息，從而對車主進(jìn)行騷擾、敲詐，社會危害極其嚴(yán)重。所以，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)依據(jù)自身的體系結(jié)構(gòu)并結(jié)合不同的保護對象建立了分層的安全防護體系，整個體系依據(jù)我國法律、法規(guī)及政策，分別設(shè)計了各個層次的安全防護措施，然后在此基礎(chǔ)上建立統(tǒng)一的安全管理平臺，提高網(wǎng)絡(luò)可管理性、安全水平和可控性，使各種安全產(chǎn)品相互支撐、協(xié)同工作，最大限度地保證了車主信息的安全【2】。

1.5移動計算技術(shù)

高速行駛的汽車上通常都安裝了車聯(lián)網(wǎng)的移動節(jié)點車載計算平臺，為了讓駕駛員安全駕駛，就需要研究移動計算環(huán)境下數(shù)據(jù)挖掘與信息融合，使車載感知設(shè)備、各種路口信號設(shè)備可以無縫接入車車、車路、車到數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過車內(nèi)數(shù)據(jù)庫建立實現(xiàn)車內(nèi)車外數(shù)據(jù)的傳輸和共享，通過對路口、路段汽車數(shù)量、車度等數(shù)據(jù)的分析，可對路口信號進(jìn)行智能控制、調(diào)整【3】。

2車聯(lián)網(wǎng)的研究進(jìn)展

車聯(lián)網(wǎng)是我國研究的一個熱點，很多專業(yè)人士對車聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了很多研究，下文對車聯(lián)網(wǎng)目前的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。

2.1汽車電子節(jié)氣門的控制性能研究

為提高車車通信過程中汽車電子節(jié)氣門的控制性能，鄭太雄等學(xué)者提出了基于Luenberger觀測器的電子節(jié)氣門全局快速滑模控制。基于電子節(jié)氣門的非線性模型，設(shè)計了Luenberger滑模觀測器，以實現(xiàn)對節(jié)氣門開度變化的在線估計;其次，以節(jié)氣門開度誤差為輸入，通過李雅普諾夫穩(wěn)定性理論設(shè)計了全局快速滑模控制器與外部擾動自適應(yīng)律，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。最后，鄭太雄等學(xué)者對提出的控制方法進(jìn)行了仿真驗證，并將其與現(xiàn)有方法進(jìn)行了對比，仿真結(jié)果證明了所提出控制方法的有效性。

2.2校車全程跟蹤監(jiān)控技術(shù)研究

為了避免交通事故的發(fā)生，李小偉等人研究了校車全程跟蹤監(jiān)控，在校車安全監(jiān)控系統(tǒng)中采用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)校車間的互聯(lián)互通。通過在傳統(tǒng)GPS車載終端基礎(chǔ)上加裝車聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)，使車與車之間能通過無線信息網(wǎng)絡(luò)連接到校車安全云計算服務(wù)平臺，并在平臺內(nèi)部加強信息安全技術(shù)的應(yīng)用。此技術(shù)實現(xiàn)了校車人員狀態(tài)監(jiān)控、車輛行駛記錄定位監(jiān)測以及信息交互等功能，大大降低了車輛事故的發(fā)生幾率，而且降低了車輛油耗。

另外，2014年，360公司利用特斯拉汽車應(yīng)用程序的流程設(shè)計漏洞，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程解鎖、開關(guān)車燈等一系列操作。2016年，騰訊科恩實驗室實現(xiàn)對特斯拉的遠(yuǎn)程入侵，他們將特斯拉的主屏幕更換成科恩實驗室的標(biāo)志，且車主無法進(jìn)行操作【4】。隨后，又實現(xiàn)了遠(yuǎn)程解鎖汽車，行進(jìn)中控制車輛部分功能，例如剎車、后視鏡、后備箱等。上述一系列研究都推動了車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為今后的研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。

結(jié)束語：

綜上所述，車聯(lián)網(wǎng)是新一代智能交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，是當(dāng)前的一個熱點研究，雖然我國在車聯(lián)網(wǎng)的研究還處于起步階段，各項關(guān)鍵技術(shù)還沒有很完善，但是隨著電子信息技術(shù)、傳感技術(shù)、移動通信技術(shù)等的發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一定會更加完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳濤，MattiKUTILA，鄭銀香，鄧偉，王江舟.中歐車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合試驗關(guān)鍵場景及技術(shù)[J/OL].中興通訊技術(shù)：1-9.

[2]羅薇，汪夢珍，許玲.車聯(lián)網(wǎng)高層協(xié)議關(guān)鍵技術(shù)[J/OL].中興通訊技術(shù)：1-7.

[3]繆立新，王發(fā)平.V2X車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用綜述[J].汽車工程學(xué)報，2020，10（01）：1-12.

[4]張海霞，李腆腆，李東陽，劉文杰.基于車輛行為分析的智能車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電子與信息學(xué)報，2020，42（01）：36-49.

作者簡介：

申晉波（1986.3-），身份證號410521198603238010 男 漢 河南省安陽市 本科;職稱：助理工程師，研究方向：汽車電子。

李昭（1991.4-），身份證號410502199104192535 男 漢 河南省安陽市 本科;職稱：助理工程師，研究方向：汽車空調(diào)系統(tǒng)。

陳海濤（1987.12-），身份證號410621198712240510 男 漢 河南省浚縣 本科;職稱：助理工程師，研究方向：汽車電子。