黃鴻基王雨菡程鑠雅楊 曄

（1.南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，江蘇 南京 210003；2.南京郵電大學(xué)貝爾英才學(xué)院，江蘇 南京 210003）

車(chē)聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)

黃鴻基1王雨菡2程鑠雅1楊 曄2

（1.南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，江蘇 南京 210003；2.南京郵電大學(xué)貝爾英才學(xué)院，江蘇 南京 210003）

本文闡述了在物聯(lián)網(wǎng)大熱的背景下車(chē)聯(lián)網(wǎng)崛起的重要條件；主要分析了車(chē)聯(lián)網(wǎng)中感知層、網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)層、應(yīng)用層這4個(gè)主要的層面，并系統(tǒng)性地研究了RFID、WSN、車(chē)與車(chē)的組網(wǎng)、平臺(tái)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)群诵募夹g(shù)以及描繪了車(chē)聯(lián)網(wǎng)在生活中的應(yīng)用場(chǎng)景；為未來(lái)車(chē)聯(lián)網(wǎng)和智慧服務(wù)的騰飛提供了切實(shí)可行的發(fā)展戰(zhàn)略。

車(chē)聯(lián)網(wǎng)；終端；網(wǎng)絡(luò)；平臺(tái)；生活應(yīng)用；信息傳輸；人工智能

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究取得了很大的進(jìn)展。其英文名稱(chēng)是：“Internet of things（IoT）”。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目的就是使我們的生活更便利，比如，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以方便我們的出行。在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展浪潮中，車(chē)聯(lián)網(wǎng)也就應(yīng)運(yùn)而生。

2009年，車(chē)聯(lián)網(wǎng)的概念提出了，在車(chē)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的這幾年，城市的交通系統(tǒng)正在向著智能化、安全化、全面化邁進(jìn)，而這也會(huì)帶動(dòng)未來(lái)幾年汽車(chē)產(chǎn)商產(chǎn)業(yè)鏈的革新。當(dāng)前汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，新能源汽車(chē)和車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及應(yīng)用是兩大發(fā)展趨勢(shì)。通用、豐田等汽車(chē)巨頭和國(guó)內(nèi)7家大型汽車(chē)制造商紛紛向車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)靠攏，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)巨大的市場(chǎng)契機(jī)。因此，研究車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著十分光明的前景。

一、發(fā)展歷史和現(xiàn)狀

1970年，針對(duì)交通事故頻頻引發(fā)的人員傷亡慘重的問(wèn)題，日本首先提出智能交通系統(tǒng)（ITS）的構(gòu)想，車(chē)聯(lián)網(wǎng)由此開(kāi)始發(fā)展。1989年，歐洲提出具有最高效率和空前安全性的歐洲交通計(jì)劃（PROMETHEUS），并在1990年提出道路基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境專(zhuān)用系統(tǒng)（DRIVE），二者自提出以來(lái)便成為西歐國(guó)家開(kāi)展交通運(yùn)輸信息化領(lǐng)域的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的主要指導(dǎo)計(jì)劃。1992年，美國(guó)建立智能公路車(chē)輛系統(tǒng)（IVHS），IVHS不僅使交通建設(shè)與運(yùn)行走上高科技之路，使交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)有劃時(shí)代的改變，而且對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、法律、土地利用等都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。1994年美國(guó)根據(jù)IVHS的實(shí)際研究項(xiàng)目，認(rèn)為IVHS的名稱(chēng)已不能覆蓋其全部?jī)?nèi)容，因而把IVHS改為ITS，智能交通系統(tǒng)正式作為一個(gè)專(zhuān)用名詞出現(xiàn)。智能交通系統(tǒng)是通信、信息和控制技術(shù)在交通系統(tǒng)中集成應(yīng)用的產(chǎn)物，能夠帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。自此車(chē)聯(lián)網(wǎng)的概念為更多人所熟知，車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)得以迅速發(fā)展。2003年，歐盟開(kāi)發(fā)了能夠采集動(dòng)態(tài)的環(huán)境信息和進(jìn)行自動(dòng)駕駛的車(chē)聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)——?dú)W洲智能交通協(xié)會(huì)（ERTICO），促進(jìn)和支持ITS在整個(gè)歐洲的應(yīng)用，共同創(chuàng)建一個(gè)成功的智能交通系統(tǒng)。

我國(guó)對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)的研究起步較晚。在2001年，中國(guó)政府聯(lián)合上海交通大學(xué)，吉林大學(xué)等高校提出ITS，開(kāi)始車(chē)聯(lián)網(wǎng)的研究?！笆晃濉逼陂g（2006-2010），中國(guó)對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心部分的研究取得了很大突破，并于2008年用于北京奧運(yùn)會(huì)交通的智能管理與信息采集。2009年的廣州亞運(yùn)會(huì)期間，智能化“3G”客車(chē)首次出現(xiàn)在亞運(yùn)歷史上，這也標(biāo)志著車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正式走向社會(huì)視野。與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)市場(chǎng)也發(fā)展得很快。

在地圖方面，騰訊和阿里分別與四維圖新和高德合作；在接口硬件方面，騰訊有路寶盒子，阿里將要推出智駕盒子。百度也推出了Carnet的開(kāi)放車(chē)聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。淘寶網(wǎng)也已開(kāi)始涉足汽車(chē)維修O2O。由此可見(jiàn)，雖然我國(guó)對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)的研究起步晚，但發(fā)展速度較快，不過(guò)與國(guó)外相比，我國(guó)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展仍舊存在許多技術(shù)上的差距。

二、關(guān)鍵技術(shù)

1.終端

1.1 RFID

車(chē)聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)具有特定功能的通信系統(tǒng)，信息的采集是它必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，WSN和RFID技術(shù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)外界及系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境的信息進(jìn)行采集的兩種技術(shù)，車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是ITS（智能交通系統(tǒng)）的一部分，在WSN的大背景下引入RFID終端能夠比較好地實(shí)現(xiàn)車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息的采集。

RFID，也稱(chēng)為射頻識(shí)別技術(shù)，它突出的優(yōu)點(diǎn)是能識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽。車(chē)聯(lián)網(wǎng)的主體是道路上高速運(yùn)動(dòng)的車(chē)，RFID將能很大程度地彌補(bǔ)WSN難以察覺(jué)微弱的信息不足以及解決如何獲提高速運(yùn)動(dòng)的車(chē)的準(zhǔn)確信息的問(wèn)題。RFID技術(shù)除了有全天候工作、成本低、易部署、多目標(biāo)識(shí)別、不破壞環(huán)境、不受環(huán)境與光線(xiàn)的影響和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，還具備能對(duì)車(chē)輛進(jìn)行身份識(shí)別和認(rèn)證的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。比如，通過(guò)RFID技術(shù)，我們能夠快速準(zhǔn)確地收集道路交通擁擠情況方面的信息。這些優(yōu)良的特性能幫助我們獲得更全面、更準(zhǔn)確的車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所需的信息。

RFID主要實(shí)現(xiàn)的是車(chē)與路、車(chē)與站場(chǎng)之間的通信，但是，由于RFID天線(xiàn)在功率、方向性以及通信距離上的限制，加之天線(xiàn)成本的居高不下，很難將天線(xiàn)普及安裝到車(chē)輛上來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)與車(chē)之間的相互識(shí)別。但只要車(chē)載RFID系統(tǒng)連接到合適的集成網(wǎng)絡(luò)，它將能對(duì)有犯罪，逃稅等嫌疑的車(chē)輛做出靈敏二準(zhǔn)確的應(yīng)答。RFID能夠追蹤目標(biāo)車(chē)輛，從而很大地提高車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的管理效率。

1.2 GPSONE

GPSONE是一種綜合GPS和CDMA系統(tǒng)定位技術(shù)來(lái)提供GPSONE的定位服務(wù)。由于其使用范圍、定位精度、定位靈敏度、終端耗電及啟動(dòng)速度方面比傳統(tǒng)GPS均有顯著地提高，也隨之進(jìn)入了人們的視線(xiàn)。GPSONE的定位精度可達(dá)5m～50m。GPSONE技術(shù)簡(jiǎn)化了終端的工作模式，解決了傳統(tǒng)GPS技術(shù)過(guò)多終端性能的缺點(diǎn)。它由網(wǎng)絡(luò)側(cè)的定位服務(wù)器與終端相互配合完成定位工作，這種方式不僅減少了通信量，還降低了通信費(fèi)用。作為一種低成本、高效率的定位服務(wù)，GPSONE是一種適合在車(chē)聯(lián)網(wǎng)中使用的定位技術(shù)。

1.3 芯片

在無(wú)線(xiàn)寬帶通信技術(shù)為車(chē)聯(lián)網(wǎng)中車(chē)載終端與Intemet通信提供了便利的同時(shí)，車(chē)載電子系統(tǒng)也面臨著木馬、病毒以及黑客攻擊等越來(lái)越多潛在的安全威脅。我國(guó)研制出了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可信芯，同時(shí)制定了相應(yīng)的接口規(guī)劃。

北京華力創(chuàng)通科技股份有限公司圍繞車(chē)聯(lián)網(wǎng)信息終端對(duì)通信、導(dǎo)航、識(shí)別、多媒體，以及車(chē)載總線(xiàn)一研發(fā)出了車(chē)聯(lián)網(wǎng)前裝車(chē)載終端智能SoC（片上系統(tǒng)）芯片關(guān)鍵技術(shù)，可保證車(chē)輛安全。在今后的研究過(guò)程中，我們要把更多精力放在高性能芯片的開(kāi)發(fā)上以滿(mǎn)足不斷發(fā)展的車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的需求。

1.4 車(chē)路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)

車(chē)路協(xié)同技術(shù)是未來(lái)ITS的核心技術(shù)之一。借助于車(chē)路協(xié)同系統(tǒng)，基于各種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)?？梢詫?shí)現(xiàn)車(chē)輛和基礎(chǔ)設(shè)施之間智能協(xié)同與配合，從而提高道路交通安全系數(shù)，減少交通擁堵。

車(chē)路協(xié)同技術(shù)以信號(hào)優(yōu)先、車(chē)輛與行人檢測(cè)等為原則，并在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)取得一定進(jìn)展。2014年2月16日，863項(xiàng)目”智能車(chē)路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究”科技成果演示發(fā)布會(huì)在廊坊市河北清華發(fā)展研究院及其附近的試驗(yàn)場(chǎng)地舉行，在河北清華發(fā)展研究院及其附近試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)演示彰顯了智能車(chē)路協(xié)同系統(tǒng)實(shí)施后的交通出行新圖景：10輛安裝了車(chē)路協(xié)同系統(tǒng)的”智能車(chē)”，在”智能道路”上成功完成了車(chē)車(chē)協(xié)同換道、車(chē)車(chē)/車(chē)路協(xié)同避撞、車(chē)輛主動(dòng)安全輔助、行人避撞、盲區(qū)預(yù)警、障礙物預(yù)警、緊急車(chē)輛信號(hào)優(yōu)先、車(chē)隊(duì)控制與和速度引導(dǎo)、車(chē)隊(duì)協(xié)同路口通行等15個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景。這些成功的試驗(yàn)充分展現(xiàn)了車(chē)路協(xié)同的巨大優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。

1.5 藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙采用跳頻擴(kuò)展頻譜技術(shù)，且在跳頻過(guò)程是偽隨機(jī)的。藍(lán)牙技術(shù)所具備的這些特征能夠較好地承擔(dān)起物聯(lián)網(wǎng)末端智能傳感和微微網(wǎng)移動(dòng)通信功能，特別適合車(chē)聯(lián)網(wǎng)的概念和技術(shù)要求。

起初，藍(lán)牙技術(shù)主要應(yīng)用在汽車(chē)的電話(huà)通信方面。但隨著研究和應(yīng)用的不斷深入，在汽車(chē)智能化方面有了更多的藍(lán)牙應(yīng)用。藍(lán)牙完全可以承擔(dān)起車(chē)內(nèi)傳感器角色，它的微型化，高度集成化，休眠功能，廉價(jià)性等特點(diǎn)，使其能更好地實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)安全預(yù)警和車(chē)與車(chē)之間信息的傳輸。

德?tīng)柛Ｆ?chē)系統(tǒng)公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出可以讓駕乘人員用語(yǔ)音進(jìn)行操控的車(chē)載藍(lán)牙設(shè)備；豐田汽車(chē)、日本電裝、NTTDOCOMO、松下電器產(chǎn)業(yè)、日產(chǎn)汽車(chē)和東芝等6家公司共同制訂了利用藍(lán)牙技術(shù)的車(chē)內(nèi)無(wú)線(xiàn)免提規(guī)格——“CCAP”。國(guó)內(nèi)外對(duì)藍(lán)牙的研究已經(jīng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段，藍(lán)牙在未來(lái)勢(shì)必在車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮更大的作用。

2.WSN

2.1 WSN技術(shù)

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式通信，它是基于802.11q協(xié)議，上限速率比較大，帶寬也比較理想，它基于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)形成了一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)。

WSN是由大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，它是車(chē)聯(lián)網(wǎng)體系的重要組成部分。它是進(jìn)行無(wú)線(xiàn)車(chē)與車(chē)之間通信的較好途徑，但節(jié)也存在著點(diǎn)電源能量有限、通信范圍較小、算和存儲(chǔ)能力較弱等缺點(diǎn)。將WSN運(yùn)用到交通領(lǐng)域需要攻克一系列關(guān)鍵技術(shù)，主要包括：WSN節(jié)點(diǎn)的交通信息采集、WSN節(jié)點(diǎn)的信息融合、WSN節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍癢SN節(jié)點(diǎn)的通信技術(shù)等。WSN節(jié)點(diǎn)的交通信息采集實(shí)時(shí)精確的交通信息采集是整個(gè)車(chē)聯(lián)網(wǎng)體系的基礎(chǔ)，是車(chē)聯(lián)網(wǎng)提供的交通信息服務(wù)的依據(jù)。

2.2 WSN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)渌惴ǖ脑O(shè)計(jì)

車(chē)聯(lián)網(wǎng)的WSN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目龐大，分布密集，節(jié)點(diǎn)的增加、減少及變動(dòng)都會(huì)引起無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變。通過(guò)拓?fù)淇刂谱詣?dòng)生成良好網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能為各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)融合及節(jié)點(diǎn)定位等奠定基礎(chǔ)。目前傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂浦饕峭ㄟ^(guò)功率控制和骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)選擇，剔除節(jié)點(diǎn)之間不必要的無(wú)線(xiàn)通信鏈路。然而，在設(shè)計(jì)功率消耗率低的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌惴ń?jīng)常遇到這樣一個(gè)問(wèn)題，功率盡管減少了，但卻使可用于信息傳輸?shù)男诺罍p少了。因此，需要開(kāi)發(fā)一種合適的傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌惴?，從而比較好地滿(mǎn)足車(chē)聯(lián)網(wǎng)的需要。

圖2　

在車(chē)聯(lián)網(wǎng)中，WSN節(jié)點(diǎn)分布的不均勻性使其節(jié)點(diǎn)能耗速度有著很大差別，這造成部分負(fù)載過(guò)重的節(jié)點(diǎn)因能耗過(guò)高而過(guò)早“死亡”，使網(wǎng)絡(luò)生命期縮短?；谧钚∩蓸?shù)（MST）的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ɡ秘澬乃惴ㄇ蟾麈溄油ㄐ殴β手妥钚〉耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，因?yàn)橛迷摻Y(jié)構(gòu)進(jìn)行通信耗能最少，但節(jié)點(diǎn)交換全局信息所耗能量巨大，不適于大規(guī)模的車(chē)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。有些專(zhuān)家提出基于本地最小生成樹(shù)的拓?fù)淇刂扑惴ǎ摲椒ɡ每蛇_(dá)鄰居節(jié)點(diǎn)信息獨(dú)立構(gòu)建本地最小生成樹(shù)，能有效降低維持全局連通的傳輸功率，但由于未提及負(fù)載分布問(wèn)題，因此造成部分節(jié)點(diǎn)因負(fù)載過(guò)大而提前死亡。也有學(xué)者提出負(fù)載均衡的概念，并以節(jié)點(diǎn)數(shù)目平衡為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分簇來(lái)實(shí)現(xiàn)簇內(nèi)能耗平衡。劉林峰，劉業(yè).提出度約束最小生成樹(shù)拓?fù)淇刂品桨福═CS），在一定程度上考慮均衡耗能問(wèn)題，并以節(jié)點(diǎn)間距離和剩余能量為標(biāo)準(zhǔn)建立鏈接，提高通信的健壯性，但忽略了部分節(jié)點(diǎn)由于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而使耗能過(guò)大的問(wèn)題。

2.3 VANETs網(wǎng)絡(luò)

VANET是基于MANET（mobile Ad Hoc network，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)）的一類(lèi)專(zhuān)用于道路交通環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)形式。車(chē)載自組網(wǎng)的核心思想在于“自組”，它將每一輛汽車(chē)象化為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，由這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)智能的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。類(lèi)似的，車(chē)載自主網(wǎng)同樣也可以分為兩個(gè)部分：V2V（Vehicle To Vehicle）和V2I（Vehicle To Infrastructure）。

V2V，意為車(chē)與車(chē)之間的信息互換。V2V技術(shù)使用的是專(zhuān)用短程通信（DSRC），由類(lèi)似FCC和ISO的機(jī)構(gòu)設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)。有時(shí)候它會(huì)被描述成WiFi網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榭赡苁褂玫降囊粋€(gè)頻率是5.9GHz，這也是WiFi使用的頻率。不過(guò)更準(zhǔn)確地說(shuō)，DSRC是類(lèi)WiFi網(wǎng)絡(luò)，它的覆蓋范圍最高達(dá)300m。車(chē)輛可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)了解其他各車(chē)速度、方向、位置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息的交流。

VANETs作為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)并以自組織的形式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，作為一個(gè)通信系統(tǒng)，車(chē)聯(lián)網(wǎng)需要能夠高保真地快速傳遞多路信息。VANETs能夠保證信息在很短的時(shí)間內(nèi)安全地從信號(hào)源傳遞到目標(biāo)接受源。VANETs能比較好地保證信息傳輸?shù)陌踩?，?shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。這對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸?shù)陌踩兄匾饬x。

2.4 ZigBee

ZigBee是一種新興的短距離、低功耗的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。除了具有安全靈活等優(yōu)勢(shì)，它最大的優(yōu)勢(shì)是低成本和低能耗。此外其延時(shí)極短，安全性高。采用基于Zigbee協(xié)議的無(wú)線(xiàn)模塊作為節(jié)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，并向周?chē)?chē)輛以及后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由于采用載波偵聽(tīng)多點(diǎn)接入/沖突避免（CSMA/CA）的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議以及應(yīng)答確認(rèn)的數(shù)據(jù)說(shuō)明發(fā)生了碰撞，可進(jìn)行重傳。這種機(jī)制大大提高了通信可靠度。作為基于802.15.4設(shè)備可以使用64-bit的IEEE物理地址，也可以使用16-bit的網(wǎng)絡(luò)短地址，這樣整個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？蛇_(dá)到65000個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)；另外ZigBee網(wǎng)絡(luò)采用自組織網(wǎng)絡(luò)（AdHocNetwork）的結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)的組建和維護(hù)上都有相當(dāng)大的靈活度，因而ZigBee在網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)勢(shì)不容忽視。在真實(shí)的交通系統(tǒng)中終端數(shù)量眾多，車(chē)輛移動(dòng)速度相對(duì)較快，考慮到Zigbee技術(shù)具有的自組網(wǎng)和高可靠性，將其作為移動(dòng)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)和路側(cè)單元的通信技術(shù)逐漸成為共識(shí)。

3.平臺(tái)

3.1 大數(shù)據(jù)

車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)作為一個(gè)十分復(fù)雜的通信系統(tǒng)，將會(huì)采集到很多不同種類(lèi)的信息。只有我們能夠通過(guò)一種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息快速準(zhǔn)確地處理，才能達(dá)到車(chē)聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的初衷。大數(shù)據(jù)有以下特點(diǎn)：一是數(shù)據(jù)體量巨大。二是數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)中，采集到的信息包括駕駛員的行為信息，周邊環(huán)境的路況和車(chē)輛信息以及管理站的信息等。大數(shù)據(jù)能幫我們高效率地去除采集到的冗余信息，它對(duì)于我們采集道路上的關(guān)鍵信息具有重大的意義。

大數(shù)據(jù)所具有的特點(diǎn)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)特征相契合。而以車(chē)輛為信息節(jié)點(diǎn)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)每時(shí)每刻都會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)模大且種類(lèi)繁多，并且車(chē)聯(lián)網(wǎng)對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸和處理速度要求很高。車(chē)聯(lián)網(wǎng)還要對(duì)海量低價(jià)值密度的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，以從中獲得有價(jià)值的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)功能是大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心，該功能對(duì)于車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)也有著重大意義。通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的分析，可以對(duì)交通流量、車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而針對(duì)預(yù)測(cè)信息提出發(fā)展方案。

3.2 云計(jì)算

云計(jì)算是一種新興的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)將共享的資源按需提供給計(jì)算機(jī)或其他互聯(lián)網(wǎng)終端。隨著車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)規(guī)模的增大，車(chē)聯(lián)網(wǎng)的用戶(hù)不斷增多，數(shù)據(jù)中心將源源不斷地產(chǎn)生大量實(shí)時(shí)交通信息。云計(jì)算技術(shù)面向海量信息處理，不僅用戶(hù)可以方便地參與，而且參與形態(tài)靈活。車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要處理海量的信息，而且實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的無(wú)縫對(duì)接，云計(jì)算技術(shù)為其在信息的處理與融合提供了重要的技術(shù)保障。

3.3 信息安全技術(shù)

車(chē)聯(lián)網(wǎng)信息安全所涉及到的主要技術(shù)有身份識(shí)別技術(shù)、密鑰管理技術(shù)和安全防護(hù)技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用能夠保證數(shù)據(jù)傳播時(shí)車(chē)聯(lián)網(wǎng)中對(duì)數(shù)據(jù)的感知節(jié)點(diǎn)不被破壞，從而保證人與車(chē)接收到的信息真實(shí)有效。推動(dòng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的一個(gè)重要原因就是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入提升了人和汽車(chē)的安全性，在車(chē)聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)下，由于智能化汽車(chē)從一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體逐步演變?yōu)榛ヂ?lián)網(wǎng)中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端，新的車(chē)輛和云端的信息安全問(wèn)題必將隨之產(chǎn)生。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)下，對(duì)智能汽車(chē)的遠(yuǎn)程遙控可能只需要一些簡(jiǎn)單的設(shè)備加上手機(jī)軟件就可能實(shí)現(xiàn)，車(chē)輛傳感器反饋給駕駛者的信息可能被惡意修改，系統(tǒng)存在的漏洞導(dǎo)致車(chē)輛的相關(guān)數(shù)據(jù)信息在互聯(lián)狀態(tài)下易遭到黑客竊取，這些對(duì)于車(chē)聯(lián)網(wǎng)安全來(lái)說(shuō)都將是災(zāi)難性的創(chuàng)傷。在這種情況下，保障車(chē)聯(lián)網(wǎng)下數(shù)據(jù)的安全性和加強(qiáng)隱私的保護(hù)就顯得格外重要。

3.4 中間件技術(shù)

中間件是一種獨(dú)立系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。針對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)中各類(lèi)不同的應(yīng)用，可以參照車(chē)聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)不同的中間件。中間件技術(shù)使得開(kāi)發(fā)人員能夠面對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)環(huán)境，從而大大減輕了開(kāi)發(fā)者的負(fù)擔(dān)。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

1.提供健康監(jiān)控

我們可以把救護(hù)車(chē)看成一種特殊的車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)物，它符合車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用領(lǐng)域大部分場(chǎng)景。我們希望當(dāng)每一輛汽車(chē)車(chē)內(nèi)的乘客發(fā)生突發(fā)情況時(shí)，汽車(chē)會(huì)變成救護(hù)車(chē)，但是這種想法現(xiàn)在看來(lái)是不符合實(shí)際的。所以，我們可以做到有效的預(yù)防。如今可穿戴設(shè)備日益興起，汽車(chē)的移動(dòng)智能終端可以與可穿戴設(shè)備進(jìn)行適配連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控乘客的心率以及體感溫度之類(lèi)，同時(shí)汽車(chē)也可以自動(dòng)計(jì)時(shí)車(chē)主行駛時(shí)間，如果行駛時(shí)間超過(guò)一定范圍，汽車(chē)可以自動(dòng)提示車(chē)主進(jìn)行休息。防止過(guò)勞駕駛。

2.娛樂(lè)以及互聯(lián)網(wǎng)

車(chē)行途中娛樂(lè)是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，如今在許多公交車(chē)上已經(jīng)設(shè)立無(wú)線(xiàn)信號(hào)（WiFi），同時(shí)，在滿(mǎn)足人們上網(wǎng)娛樂(lè)的需求，車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更可以拓展到衣食住行乃至車(chē)內(nèi)辦公，汽車(chē)可以自動(dòng)搜索附近的休息區(qū)域，購(gòu)物商場(chǎng)，加油站。

3.ETC

當(dāng)前我國(guó)ETC的覆蓋率并不十分廣泛，而且僅限用于高速公路上的繳費(fèi)。在未來(lái)的幾年內(nèi)，ETC技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)多功能化和普及化，不僅僅是完成高速公路的收費(fèi)，同時(shí)也可以進(jìn)行停車(chē)場(chǎng)的繳費(fèi)，甚至是類(lèi)似于支付寶形式的購(gòu)物消費(fèi)。通過(guò)拓寬繳費(fèi)渠道來(lái)增加用戶(hù)人群，可以相信在不久的未來(lái)，ETC可以充當(dāng)汽車(chē)的支付寶。

四、展望和總結(jié)

在科技日益發(fā)達(dá)的今天，車(chē)聯(lián)網(wǎng)的崛起已經(jīng)是大勢(shì)所趨。它的靈活性、自發(fā)性、智能化、系統(tǒng)化在我們的生活中漸漸扮演著不可或缺的角色。它不僅能夠改變個(gè)體的生活方式，帶來(lái)全新的交通體驗(yàn)，同時(shí)也將帶來(lái)巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。然而在車(chē)聯(lián)網(wǎng)概念大熱的同時(shí)，我們也需要冷靜下來(lái)看清問(wèn)題，由于車(chē)聯(lián)網(wǎng)涉及的技術(shù)眾多，許多關(guān)鍵技術(shù)還有待完善。再加上傳統(tǒng)交通模式的改變需要較長(zhǎng)的時(shí)間周期，車(chē)聯(lián)網(wǎng)的真正普及與進(jìn)化還需要我們更進(jìn)一步地努力。在互聯(lián)網(wǎng)及電腦核心技術(shù)相對(duì)落后的中國(guó)，車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家有著不小的差距。我國(guó)的節(jié)能技術(shù)，無(wú)線(xiàn)通信，遠(yuǎn)程感應(yīng)技術(shù)，識(shí)別技術(shù)，控制技術(shù)，數(shù)據(jù)融合技術(shù)及信息管理技術(shù)還有很大的提升空間。我們尤其需要關(guān)注的是零排放電動(dòng)車(chē)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展肯定伴隨車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)零排放，無(wú)污染。因此，在我國(guó)傳統(tǒng)的電子汽車(chē)技術(shù)并不占優(yōu)而電動(dòng)車(chē)技術(shù)具備先行優(yōu)勢(shì)的情況下，我們可以考慮積極發(fā)展節(jié)能減排的電動(dòng)車(chē)輛與車(chē)聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)發(fā)展上的彎道超車(chē)。

［1］ Yan X， Zhang H， Wu C. Research and Development of Intelligent Transportation Systems［C］. Distributed Computing and Applications to Business， Engineering & Science（DCABES）， 2012 11th International Symposium on. IEEE， 2012： 321-327.

［2］ Dimitrakopoulos G， Demestichas P. Intelligent Transportation Systems［J］. Vehicular Technology Magazine IEEE， 2010， 5（1）：77-84.

［3］ Yang L， Guo J， Wu Y. Piggyback Cooperative Repetition for Reliable Broadcasting of Safety Messages in VANETs［C］. Consumer Communications and Networking Conference， 2009. CCNC 2009. 6th IEEE. IEEE， 2009： 1 - 5.

［4］ J. Kephart and D. Chess， “The vision of autonomic computing”， IEEE Computer， vol. 36， no. 1， pp. 41-50， Jan. 2003.

［5］ L. Figueiredo， I. Jesus， J. A. T. Machado，J. R. Ferreira， and J. L. Martins de Carvalho，“Towards the development of intelligent transportation systems”，in Proc. IEEE Intelligent Transportation Systems， Aug. 25-29， 2001， pp. 1206-1211. An intelligent traffic management expert system with RFID technology W.Wen.

［6］李淦山.日本智能交通（ITS）研究綜述［J］.中外公路，2000（4）：33-35.

［7］鄧愛(ài)華.歐洲：高度發(fā)達(dá)的智能交通網(wǎng)［J］.科技潮，2007（11）：16-17.

［8］王新暉，胡福喬.GPsOne——混合定位系統(tǒng)展望［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2004，12（7）：610-612.

［9］ Gargenta M. Learning Android［M］.李 亞舟，任中龍，杜鋼，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2012.

［10］韓雯，李亮.基于RFID技術(shù)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及構(gòu)建分析［J］.電子測(cè)試，2013（11）：80-82.

［11］孫海娟.美國(guó)的智能車(chē)輛公路系統(tǒng)（IVHS）［J］.江蘇交通工程，1994（5）：31-40.

TP391

A