车联网技术解决方案与应用案例--智能车载终端

车联网技术解决方案与应用案例--智能车载终端（精选6篇）

篇1：车联网技术解决方案与应用案例--智能车载终端

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车联网技术解决方案与应用案例--智能车载终端

历时近3年研发、近1年的推广准备，这个被称为“G-BOS智慧运营系统”的神秘法宝终于粉墨登场。这套智慧运营系统并不是技术配置装备那么纯粹和直接，准确地讲，它是一个管理工具，能够辅佐客车运营商实现精准、定量、科学管理。

G-BOS智慧运营系统是海格客车创新探索“车联网”应用技术并首倡研发，集成智能化、电子化、信息化等尖端科技，以海量数据挖掘、3G无线物联与智能远程控制为核心手段，为客车运营商量身定制的整合“人”“车”“线”三大要素的新一代智能运营管理工具。

这套系统，最大的亮点是全程记录了车辆运行的各种关键数据，为精准管理提供了可能，有助于传统管理向智能管理的升级”，张海兵不讳言对G-BOS智慧运营系统的赞赏和期待，“从其系统理念看，它将给中国客运行业带来一场管理变革”。

2、华为EVDO车载模块

2011年6月17日，中国电信集团政企客户部、集团物联网基地、集团研究院、全国车机重点厂商以及华为终端公司，齐聚CDMA“车联网”论坛，共同见证华为MC509车载模块发布。

在通讯模块领域，华为围绕“移动互联网、数字家庭、物联网”三大课题，通过工业级通讯模块，支撑数以十亿计的行业终端互联。而车载领域则是华为实现战略投入的重要方向。

华为携手中国电信推出LGA（触点阵列封装）EVDO车载模块MC509。华为LGA无线通信模块系列具备轻、薄、小等特点以及良好的抗震性, 非常适合车载移动环境，大大提升了汽车安全和娱乐功能，有助于促进车载行业的导入集成和大规模生产。

华为无线通信模块支持多操作系统,符合车载质量体系标准和可靠性标准(TS16949、ISO 16750等),配备FAE支持团队,具备完善的产品认证和准入能力，拥有严格的测试标准和丰富的实验室资源。凭借在通讯领域和车载行业的深厚沉淀,华为必将为车载产业提供强有力的支撑，推动中国车联网市场的规模化发展。

华为终端长期与行业伙伴开放合作，依托自身研发优势提供领先的解决方案，不断开拓行业市场，是业界主流的M2M终端解决方案提供商。此次与中国电信联合推出首款EVDO车载模块，标志着华为终端已瞄准了下一波互联网发展热点（物联网和车联网），通过技术领先，促进车联网终端模块市场高速发展。

3、安吉星车载智能专家Onstar

目前安吉星已经应用于凯迪拉克的全部车型中，另外简装版的Onstar也装载到了别克新君威、新君越、英朗等车型中。下一步搭载安吉星汽车阵营还将进一步扩大。其地位与重要性已经逐渐获得了消费者的认可。

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在OnStar提供的多项服务中，有一项是“被盗汽车定位”服务。即一旦出现车辆被盗的情况，OnStar服务顾问将会协助警方迅速确定用户失窃车辆的具体方位。这一技术能帮助警员辨别盗车犯罪份子，并在追捕过程中大大提高警员、道路交通和市民的安全保护系数，从而受到了美国公共安全部门和警方的高度赞扬。

在2005年9月份的两大飓风袭击北美时，OnStar也在这一灾难性天气中有效地为客户提供了大量的帮助，减免了许多不必要的损失。此外，OnStar公司的汽车故障诊断服务也在远程遥测技术的改进、推广、普及中扮演了一个非常重要的角色。

据统计，OnStar每月提供的服务量（基于3个月的滚动平均值）2,000起碰撞自动求助服务、10,000起紧急救援协助、6,000起爱心援助路人电话、500起车辆失窃警报服务、53,000起车门应急开启服务、27,000起路边救援协助、963,000条导航路线设置、48,000次远程车况诊断、发出3,400,000封车况检测报告、27,000,000分钟免提通话时间购买。

4、智能副驾系统” G-BOOK

G-BOOK雷克萨斯智能副驾是雷克萨斯在人性化智能科技领域最具代表性的成就之一，旨在通过无线网络将车辆与雷克萨斯全国服务中心实时连接，为每一位车主提供包括紧急救援、防盗追踪、道路救援、保养通知、话务员服务、资讯服务、G路径检索在内的七大智能通信服务。

图32：G-book服务功能示意

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紧急救援服务功能：如用户在驾驶途中突遇事故或急病，只需按下车内“紧急救援”按钮向支持中心发出信号。中心话务员在收到信号后将立即接通车载器向用户了解现场情况，并与相关救援机构展开三方通话，协助救援工作及时开展。另外，当车内气囊弹出时，系统将自动发出信号，中心话务员在收到信号后将立即接通车载器向用户了解现场情况，协助救援工作及时开展。根据日本和国内用户的反馈，紧急救援服务的实用性和可靠性都非常不错，是受用户青睐的重要服务之一。

道路救援服务功能：如用户的爱车突遇抛锚而无法前行时，通过与中心话务员联系，就可以得到及时、专业的道路救援支持。在全国范围内(港、澳、台除外)，支持中心将根据实际情况联系适当的经销店或专业救援机构，确保用户能够在最短的时间内得到救援。此项功能是对前一项的补充，使G-BOOK系统的安全功能全面地覆盖了交通事故、驾驶者急病、车辆故障等多个方面。

防盗追踪服务功能：当发生车辆遭遇入侵或发动机非正常启动等状况时，车载系统将自动发出警报至支持中心。中心话务员将在第一时间与用户取得联系，提醒查看车辆状态，有效协助公安机关对失踪或被盗车辆进行定位追踪。此功能的设计非常贴心，曾经就有用户发生过车辆被盗的情况，并在中心话务员的提示和公安机关的努力下，迅速地找到了用户的车辆，避免了用户的财产损失。根据日本用户的数据，与舒适功能相比，贴心的安全功能是用户续订G-BOOK服务的主要原因。

保养通知服务功能：依据车载器定时更新上传的里程数值，经销店将及时为用户的车载器上发送车辆保养通知。用户可以通过车载器界面提示自行预约入厂保养时间，也可通过中心话务员代为预约，避免因工作繁忙而忽视对爱车的及时养护。及时对车辆进行维护保养是车辆使用必不可少的工作。G-BOOK提供的提醒和预约服务可有效降低用户的负担，是一项非常人性化的服务。

话务员服务功能：通过轻松对话，中心话务员不但可以代用户完成目的地预设，也可以对加油站、商场、银行、咖啡厅等周边设施进行检索，并将检索结果发送到车载器上。话务员服务是G-BOOK系统的另一大亮点，也是此智能系统的核心所在。通过与中心话务员的一键通话，可由话务员帮助用户完成多种需求，而用户需要做的只是口述需求，这种打电话式的人人交流大大地降低了用户使用系统的难度。强大的信息中心会及时更新自身的数据库，从而满足用户各种复杂的要求。通过实测，接通话务员的时间大约为30秒；话筒位于天窗控制开关旁边；通话信号非常稳定，一般手机能接通的地方，话务服务就能接通。

资讯服务功能：为用户及时提供最新的新闻、赛事、天气等资讯，并通过车载器自动朗读功能进行播报以保证用户的行车安全。有了资讯服务，用户在驾车时除了收听广播和CD之外，又多了一种选择。而且资讯的种类包括体育、娱乐、新闻等多个种类，另外，还有很重要的天气信息。除了所在地的天气情况，G-BOOK系统还能提供目的地的天气状况，为用户的出行提供很大方便。使用此项功能时，每次读取信息的时间约为10秒。

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G路径检索服务功能：帮助用户实时把握路况，避开拥堵路段，减少堵车烦恼。用户可接通中心话务员进行语音设定目的地，或在车载器界面选取G路径检索功能，以最适合的路径到达目的地。5、3G智能行车系统INKANET

荣威350的inkaNet 3G智能行车系统到底如何？已经成为市场各方争论的焦点。在这其中既有称赞者，也有贬损者。不同说辞与感受，令许多对inkaNet系统不甚了了的消费者莫衷一是，无所适从。其实对于这个问题，我们的态度是一贯的，即：只有真正使用过inkaNet的人，才是最有资格评价的人，他们的体验与感受才是最权威、也是最有信服力的，毕竟用过才知道吗！通过对多位inkaNet系统使用者的探访，今天我们就来说是荣威350 inkaNet系统最实用的五大优点。

优点一 路径导航不堵车

图33：inkaNet 3G智能行车系统导航示意

inkaNet系统通过多种GPS导航模式，它可以让车主在最短时间内到达目的地。例如：其中的“遥控导航”功能，可以让车主轻松获得导航坐标而不必在进行繁琐的输入操作；全天候实时路况信息功能，则可以让车主随时掌握交通拥堵情况，及时调整行驶路线。如果遇到目的地中途变更的情况，“一键导航”功能可以让车主随时连接荣威人工客服中心，由客服人员直接将目的地信息发送至车载端后即时导航，无需人工干预。

优点二 随心所欲听音乐

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图34：inkaNet 3G智能行车系统听音乐操作示意

听音乐是车主们驾车时的主要娱乐活动。但音乐源往往是个问题，不论是CD还是DVD所能承载的内容都非常有限，inkaNet系统依托云技术网络平台，为车主提供了音乐收索与下载功能，由此网络就成为车主们的音乐库，海量数字音乐等待他们的发现。更特别的地方在于，当我们下载音乐的同时连歌词、专辑封面和歌手照片都一并下载，而且可以车载屏幕上实现同步播放，让车主们节省了购买CD、DVD及相关数字设备的费用。

优点三 语音对讲传信息

图35：inkaNet 3G智能行车系统语音对讲传信息示意

开车在外，如何联络？打手机不仅违法，更是在和自己的生命开玩笑。不过当你拥有WalkieTalkie全球语音对讲装置后，一切都变得轻松自如，只需轻按方向盘上的通话键，驾驶者就可以实现全球范围内的无线通话。另外，由于WalkieTalkie以网络流量的方式计

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费，对于现阶段每月400M的免费流量来说，人们根本不用为长时间通话后的费用担心，因此它极有可能成为恋人们泡电话粥的第一选择。

优点四 听音辩物知天下

图36：inkaNet 3G智能行车系统资讯系统示意

inkaNet系统不仅提供了听音乐的功能，而且提供了“听”资讯和“听”书。车主只要登录inkaNet系统网络平台，即可定制自己喜爱和需要的资讯类型。当启动荣威350后，车主事先所定制的资讯与内容就会通过3G网络即时下载至荣威350的车载终端上，然后以语音的形式加以播放，由此车主就可以在行车的同时即时获取最新、最需要的资讯。

优点五 百科全书信息多

图37：inkaNet 3G智能行车系统百科全书

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在inkaNet系统中，路书不仅弄用来导航，更是我们出现时的百科全书，它不仅提供了路线沿途的导航点，同时还附上沿途介绍，包括：餐饮、住宿、景点，加油站等等在内的大量信息都汇总于此。更特别的是，这些路书不仅可以下载、而且可以自行修订。车主完全可以在这里与大家分享自己的心得体会，所见所闻。

其实，inkaNet系统的优点并不局限于我们上述的这些内容，由于inkaNet系统基于Android技术平台，因此它最大的特点就是“完全开放”。只要有兴趣，任何软件开发人员都可以轻松开发出在inkaNet系统上使用的应用软件。因此在未来inkaNet系统将会为我们带来更多更实用的功能与优点。

6、智能行车伙伴” D-PARTNER

一汽奔腾B70驾驶者伙伴系统D-Partner对通讯、IT、网络、信息服务、商务服务等行业都具有重大意义。D-Partner的功能和服务覆盖了汽车生活的各个方面，成为开启车联网时代的一把钥匙。2011款奔腾B70搭载D-Partner上市，标志着中国一汽厚积薄发，强力介入车联网领域，意在引领这个方兴未艾的新兴产业，并成为游戏规则的制定者。

D-Partner是英文Driver Partner 的缩写，意为驾驶者伙伴。它充分利用互联网平台、第三代网络通讯技术、全球定位系统、智能语音识别技术及汽车电子等现代技术手段，为汽车驾驶者、行业用户、整车厂、政府等提供一系列集成化、智能化、可扩展的服务平台。D-Partner具备互联互通、智能导航、车辆监控、生活商务、娱乐服务五大模块和近40项功能，将极大提升出行效率，协助人们充分利用花在汽车上的时间，在车内即可完成打电话、收发邮件、上网、开会、安排行程等商务行为，充分享受TSP系统提供的丰富娱乐内容，并全面提升对驾驶者及车辆的安全保障。总之，大多数需要在办公室、在家办理的事务，均可借助D-Partner在行车过程中完成。更值得一提的是，2011款奔腾B70的用户还可享受24小时在线、24小时畅聊的超值待遇，在畅享D-Partner互联体验和科技魅力的同时，感受前所未有的超值服务。

7、车友在线CPND云导航

CPND车友在线这个概念是GPS巨头远峰科技提出的一个美丽而充满着丰富想象力的导航互联网络应用模式。我们现在所使用的导航仪，从本质上面来说是一种离线的，独立的个人单机设备，除了被动接收GPS卫星信号，运行预装地图之外，不与外界发生任何数据和信息的交换，在这种现状之下，导航仪的使用效率，应用层面是非常有限的，其

一、导航地图的更新节奏，无法跟上日新月异的国内基础建设速度，而且更新激活极为繁琐；其

二、GPS无法收悉道路的实时动态和突发性信息，容易形成被堵和被困。有了CPND车友在线，这一切，应刃而解。

车友在线是一个基于移动通讯网络3G技术，云计算技术的在线服务平台，为用户提供行车信息和服务。车友在线的功能包括：一键导航，实时路况，地图升级，在线搜索，好友指路，路书分享，道路救援等功能。

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篇2：车联网技术解决方案与应用案例--智能车载终端

杜圣东 2010年12月

一、引言

Windows操作系统统领PC时代近30年，Linux操作系统更是支撑起了高速稳定的互联网时代。从现在已经是步入发展快车道的移动互联网走到即将到来的全面物联网（Internet of Things）时代，是否拥有自主知识产权的智能终端操作系统，对我国物联网战略及信息安全来讲，十分关键。

如果用人体来比做物联网，那我们的眼睛、鼻子、耳朵、皮肤就是信息传感设备；触觉神经元链接系统就是高速网络；大脑自然就是后端海量数据中心里负责做任务处理、分析、反馈的服务器集群。下面的物联网定义是当前大部分学者普遍认同的观点:通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等信息传感和采集设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

自从2008年初谷歌对Android这款轻量级的移动操作系统进行开源以来，吸引了摩托罗拉、高通、LG、三星、华为、HTC、思科、中国移动等制造商和运营商加盟研发和推广。谷歌把移动智能手机终端作为切入点，来引领其整合全球信息的战略，也是基于对下一代信息技术革命大趋势的把握。至今，搭载android系统的终端每天出货量超80万部。从2009年一款实现了可测量血压并实时传输个人记录到医院中心系统的Android终端面世开始，接下来还出现了可以作为车载导航的Android终端，可以扫描二维码、控制微波炉冰箱、可以控制机顶盒的Android终端。从中可以看出，Android不只是款手机操作系统，谷歌大力推广Android系统也不只是收广告费那么简单，而是其一直在引领和推动物联网的实实在在的应用和发展。如果说我们还在为物联网是什么、该怎么制定标准而争吵。那很可能在下一个信息10年，我国的信息战略要经受的不只是被微软追讨版权这么简单。因为物联网时代不仅仅是信息技术的革命：PC和互联网时代，机器是机器，人是人，通过灾备、防病毒等，对我们的影响谈不上深远；而在人和生产环境、生活环境、甚至是军事设施等物理环境进行大融合或局部融合（类似于公有云、私有云概念）的物联网时代，终端操作系统受制于人，是难以想象的

这也是为什么要开展物联网终端操作系统研究，而且具有必要性和紧迫性。以物联网最早的应用领域物流工程为例。嵌入标签的货物从识别、装箱、发货、运输到签收等每一个环节都可以在互联网上和物流中心系统进行查询和监控。但物流行业应用现状是，RFID扫读器、中心系统设备、GPS定位系统、GIS导航系统、仓储管理系统等这一系列的设备和软件并没有完成真正意义上的物连和互通，各环节之间或孤立或联系不紧密。后端物流行业大数据中心建立起来并不难，难点在于还没有很好的办法对前端各类设备和应用软件进行整合，过于分散的模式使得资源冗余浪费、成本太高且物流过程难以一体化管控。这也是本文提出基于Android的工业级物联网智能终端操作系统，来作为物联网前端中继节点这种设计思路的目的所在。

二、针对问题提出初步研究框架及思路

现有物联网定义中“按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来”这种说法很宽泛，没有阐明一种具体可行的应用模式和解决方案。本文提出一种更深入的广义物联网概念，那就是代表我们眼睛、鼻子耳朵的信息传感设备把采集到的信息直接推送到高速网络之前，需要经过一定的集中过滤处理或轻量级的实时数据分析和反馈处理。这个环节是通过一个智能终端操作系统（好比物联网小脑）来完成的。本文中的物联网终端不是传统物联网范畴中定义的各类分散的、自成一体的终端设备（比如红外感应终端、RFID扫读器终端等），而是对各类好比神经末梢的终端感应采集点进行整合，集中互联、管控的具有操作系统特性的一体化终端系统，主要具有如下核心功能：

（1）根据标准协议与周围感应设备和采集点进行集中的指令和数据交互

（2）根据标准接口和协议通过互联网或移动通信网与后端数据中心互联互通，来完成任务提交、分发、调度和物体识别、管控等功能，同时满足部分轻量级任务现场实时处理的功能需求。

通过这种物联网后端和终端设计架构，能有效利用带宽，提高响应效率，优化物联网整体规划、设计和组织管理。当然这个物联网终端操作系统相对于进行海量数据处理和应用服务分析的后端系统来讲，应该是轻量级的，并具有移动便携性（比如物流过程中的随车终端，集GPS定位、GIS导航、装卸货品扫描、与物流中心主系统对接进行任务提交、数据共享、移动办公等功能的一体化物流物联网终端设备）和快速定制性（比如在家庭应用中，集实时病人血压检测，人工心脏监控，医院主系统对接进行病情记录等功能的一体化远程医疗物联网终端设备，可通过硬件和软件模块化定制装卸的方式，快速转变为能够进行物品扫描和GPS定位的物流物联网终端设备）特点。

要支持上述多个典型物联网行业应用的终端操作系统，其架构应该是高度抽象化和通用的。区别于传统的PC操作系统和专业性很强的嵌入式系统，本文提出的物联网智能终端操作系统具有如下特点：

（1）轻量级特点：

传统PC操作系统架构复杂，需要较高性能的硬件配置和系统内核处理能力。

传统嵌入式系统专业应用领域过于细分，硬件和软件具有行业定制高度相关等特点，其扩展性、通用性有限。物联网智能终端操作系统只是起到一个中继节点的功能，复杂的数据处理和分析在物联网后端进行，相比传统的PC系统更轻量级；但这个物联网中继节点的功能相比传统嵌入式系统更强大、更通用，行业相关性程度小以便于扩展。

（2）移动便携性特点：

传统PC操作系统一般作为家用或服务器配置，通过有线或局域无线上网。

传统嵌入式系统一般也是内嵌或固定放置，对某一细分的专业领域提供支持

物联网智能终端操作系统应该是随处可配置的，家居、车载、交通运输工具等随处可挂载，这个中继点对局部范围“物”的扫描、识别、采集和数据初步处理之后，再通过移动通信网（或传统互联网、VPN）与物联网后端大数据中心进行交互。

（3）通用性特点：

传统PC应用范围有限，或只限于通常的家用和办公功能；嵌入式系统或只限于灯光控制、导弹控制等精细专业的应用领域。

而物联网智能终端操作系统架构需进行高度抽象化；通过定义好的标准协议与传感信息设备进行数据和指令互通，并作为物联网中继节点与后端数据中心交互，通过这种标准化方式可扩展到任何行业进行应用；

（4）快速定制性特点：

通过内置硬件模块化可插拔，软件模块化可装卸的方式，可以让一款医疗物联终端设备很快变成一款能扫描货品的物流物联终端设备，而做到这一切就像在windows系统上安装网卡设备、驱动和拨号软件后立刻上网这样便捷。

通过上述的分析，工业级物联网智能终端操作系统在整个物联网规划、设计、布局和组织管理中的地位十分关键。谷歌的策略更是在加速这个行业的发展，可喜的是国内如华为、联想、中兴这些大厂都已经着手对谷歌Android操作系统进行深入的研究，而将来这个移动操作系统会不断地演化和扩展，引领真正的物联网时代。

三、核心研究内容

要开展基于Android的工业级物联网智能终端操作系统研究，需要对如下关键问题进行分析和提出解决方案：

（1）物联网智能中间件研究：针对上文中的通用性和轻量级特性要求，智能终端操作系统可以理解为整个物联网架构前端中的轻量级中间件。在不同的空间和应用环境，集中联系和管控无所不在的信息传感、采集设备，结合可识别的“物”的特点，对各种感知和采集到的数据进行现场实时轻量级的分析，或通过互联网、移动通信网提交到物联网后端数据中心进行处理。如何让Android操作系统具有上述特性，拥有与物联网传感设备进行标准化的数据和指令交互功能、与后端数据中心进行互联互通的功能，需要对Android的系统结构和协议栈进行深入研究和改进。

（2）DavikVM虚拟机研究和优化：Davik Virtual Machine虚拟机是整个Android操作系统的核心，也是性能优化的关键。系统核心函数库中的组件，大部分已经是业界标准（如SSL）或约定成俗的标准（如WebKit、SQLite）；软件应用层则由广大软件商进行扩展，应用层框架及核心组件库会持续通过新开发应用的加入而增长、强化，这些都不是研究的重点。而DalvikVM虚拟机则是一个专为嵌入式设备打造的JAVA虚拟机，它不同于传统的JAVA虚拟机(JVM)，DalvikVM拥有自己的高度优化的code-byte格式，可以初步保证在嵌入式设备上高效运行。但要达到类似物联网应用的工业标准，如何进一步提高其性能和稳定性，是需要深入研究的课题。

（3）软硬件整合研究：Android的底层驱动在传统的诸多 Linux嵌入式应用上早有实现。但要满足本文所阐述的物联网终端系统便携性和通用性特点，需要对硬件层、驱动层、操作系统内核层进行进一步的抽象和提炼，并对现有的软硬件整合流程进行改造（应用层不能直接访问硬件、通过JNI与底层C/C++库交互、多硬件厂商驱动程序非开源情况下怎么维护驱动库，类似这些问题可能需要改进），使其系统结构达到满足硬件及软件模块化、构件化、可插拔的使用要求。

（4）行业应用示范及推广： 物联网作为继PC、互联网之后的世界信息产业第三次浪潮，关注和炒作不可谓不火爆。但涉及到某个具体的应用领域，具体应用的物连网前后端设计，具体应用的原型系统实现等等方面，业界却鲜有实用的提法和方案。

没有切实可行的行业解决方案，和迟迟提不出来的物联网技术标准是推进物联网战略的最大障碍。这个障碍只有靠在某个需求最大最贴近物联网原始概念的行业进行规模试验和推广，而物流工程领域是示范应用的首选。

四、结语

任何高科技如果只给大家勾勒出一个美丽的童话而迟迟不能变成现实的话，那么多先进的技术都失去了意义。物联网目前只是一些小范围的试验，而且多半是没有创新地对已有RFID扫描、传感等设备的堆砌和原有技术的应用，远未达到真正意义上的物连网高度和大规模应用的程度。国外3000元左右Android手机，华为能用900元人民币做出来，性能虽然有一定损失，但可见其耗能和成本不是根本原因。没有切实可行的行业解决方案，和迟迟提不出来的物联网技术及协议标准才是最大的障碍。这个障碍只有靠在类似物流工程这样最贴近物联网原始概念的领域进行行业推广和大规模试验，在对物流工程领域进行行业资源整合及物联网应用部署，并切实解决问题的过程中，才能提炼出最有效的物联网标准，和最具实用意义和价值行业扩展性物联网解决方案。

【备注】

（1）物联网后端：不管是公有云、私有云还是SAAS、ASP模式，作为物联网或云的后端处理中心，其组织形式和功能相似---提供海量数据处理、海量应用服务的服务器网格或集群（类似于提供公共云服务的谷歌机器农场；提供私有云服务的电信、银行等关键行业后端服务器集群环境）。

（2）物联网前端中继节点：物联网前端感应、数据采集点数量庞大，但好比人体神经末梢的每个采集点信息量很小，如何把局部范围内的一系列感应采集设备集中联系并管理起来是迫切需要解决的问题。物联前端中继节点将是物联网系统架构中必不可少的关键环节，它具有如下功能：a.根据标准协议与周围感应设备和采集点进行集中的指令和数据交互b.根据标准接口和协议通过互联网或移动通信网与后端数据中心互联互通，来完成任务提交、分发、调度和物体识别、管控等功能，同时满足部分轻量级任务现场实时处理的功能需求。

篇3：车联网在智能交通中的应用

关键词：车联网,智能交通,提高,通行能力

随着社会的发展, 汽车保有量的持续增长, 堵车日益成为社会性问题, 不仅降低道路运输效率造成巨大的济损失, 而且诱发交通事故、导致环境污染加剧等其他问题, 给道路运输效率、道路交通安全和城市可持续发展带来巨大压力。交通系统是一个相当复杂的巨系统, 单独从车辆方面考虑或者单独从道路方面考虑, 都很难从根本上解决这一现实问题, 改革已势在必行并亟待突破。

1 概述

车联网是物联网在智能交通系统领域的具体应用。车联网将车与车相连, 车与路旁的基础设施相连, 以车内网、车际网和车载移动互联网为基础, 按照约定的通信协议和数据交互标准, 在车与车、车与互联网之间, 进行无线通信和信息交换, 以实现智能交通管理控制、车辆智能化控制和智能动态信息服务[1]。车联网环境下, 可以实时查询和利用入网车辆的属性信息和动、静态信息, 驾驶员能获得邻近车辆的车速、行驶方向和位置等实时信息, 能在危险到来之前获得警示, 使其有足够的反应时间紧急避险, 避免交通事故的发生或者尽可能降低事故造成的损失;可以为用户提供实时准确的车辆信息、路况信息、车辆位置信息和路径诱导, 实现智能交通的管理和信息服务。车联网还可以实现汽车与路上的行人和自行车、汽车与非机动车之间的“对话”, 实现实时信息交换, 服务于人们的交通出行[2]。以动态交通信息为基础的车联网系统能够有效的缓解交通拥堵, 提高运输效率, 提高现有路网的通行能力。此外, 车联网的应用还可以减少在寻找车位过程中带来的能源消耗, 一定程度上减少对道路资源的占用。车联网的建设和发展将彻底改变人们未来的出行模式, 大大提升道路交通网络的运输效率、安全水平、智能化水平及环保水平。

2 车联网的典型应用

车联网的典型应用包括如下几个方面:2.1紧急救援系统。能够对发生紧急情况的车辆进行精确定位, 在救援过程中调度救援资源, 将生命财产损失最小化。2.2智能导航系统。能够根据司机需求和实时交通信息, 推荐最短路径、时间最优路径, 甚至为出租车司机推荐最有可能搭载乘客的路线。2.3智能交通系统。实现车联网技术的未来城市交通将告别红绿灯、减轻拥堵、交通事故和停车难等一系列问题。2.4车载社交网络。在未来的车联网时代, 自动驾驶的实现将驾驶者从紧张、劳累中解脱出来, 进而享受路途中的社交无线网络。

3 车联网系统架构研究

车联网作为一种特殊的移动自组织网络, 与其他自组织网络相比, 具有如下特点: (1) 节点拓扑结构变化快。车辆快速移动的特性导致了网络的拓扑结构频繁发生变化, 导致车辆节点间的通信链路生存时间缩短, 网络连通性下降。 (2) 节点拓扑结构变化具有一定的规律性。车辆在道路上行驶受交通法规以及交通控制系统的管理, 总体上是具有规律性的, 这使得节点的拓扑结构变化也具有一定的规律性。 (3) 很难建立精确的邻居节点。快速变化的拓扑结构使得节点获取全局拓扑结构较难, 导致传统基于网络拓扑结构的协议在车联网中效果很差。 (4) 通信信道有严重的多普勒效应, 衰减严重。实际的城市交通环境下, 高大建筑物、桥梁、隧道以及绿化带使本就因车辆高速运动带来的通信信道衰减更加严重。 (5) 节点的相关状态信息可以通过相关传感器获得。如节点的速度、加速度、方向等可以通过车载传感器获取, 节点的位置信息可通过卫星定位系统、与路侧设施实时通信等获得。 (6) 车辆节点对能源消耗的要求相对较低。车辆本身可以提供电力, 因此对通信设备的能源消耗要求相对较低。但仍需要考虑路侧单元对能源的要求。3.1系统架构。车联网系统分为感知层, 网络层和应用层三个层次。联网感知层:由多种传感器及传感器网关构成, 括车载传感器和路侧传感器。可以提供车辆的行驶状态信息、运输物品的相关信息、交通状态信息、道路环境信息等。感知层是车联网的神经末梢, 是信息的来源。车联网网络层:由车载网络、互联网、无线通信网、网络管理系统等构成, 能够传递和处理从感知层获取的信息。网络层在车联网中充当神经中枢和大脑[3]。车联网应用层:主要是与其他子系统的接口, 根据不同用户的需求提供不同的应用, 如道路事故处理、紧急事故救援、动态交通诱导、停车诱导、危险品运输监控等。3.2网络架构。车联网的网络结构主要由车车之间的通信和车路之间的通信组成。车辆通过车载单元与其他车辆或者固定设施进行通信。固定设施通常指的是路侧单元。车载单元包括信息采集模块、定位模块、通信模块等。路侧单元一方面将车辆的信息上传至管理控制中心, 另一方面也将控制中心下发的指令和相关信息传给车辆。控制中心将其管理区域内路侧单元获取的车辆相关信息进行汇总以对交通状况进行实时监控, 实现管理、紧急事故处理、动态交通诱导、停车诱导等。此外, 驾驶员和乘客也可通过智能手机等设备与车载单元和路侧单元连接, 获取所需的信息。

4 车联网关键技术

车联网系统可分为智能车载系统 (车辆) 与智能路侧系统 (基础设施) 。将二者连接起来的关键是通信技术。图1所示是车联网技术框架图。

4.1 车路/车车通信技术。

车联网通信既可以在车辆与车辆之间进行, 也可以在车辆与路边基础设施之间进行。节点的高移动性和频繁变化的拓扑结构给车联网通信网络设计带来了很高的挑战。车联网的无线通信技术主要分为无线局域网和蜂窝移动网络两种。目前的车载通信市场主要采用GPRS、CDMA以及3G等移动通信技术, 但成本较高且速度有限。随着无线城市的建设, 越来越多的城市开始覆盖WLAN。使用WLAN可以降低成本, 提高带宽, 能够满足交通信息实时交互的需求。

4.2 智能车载系统技术。

在车联网环境下, 智能车载系统主要是将各类传感器获得的车辆行驶状态信息、周围的环境信息以及车辆本身的信息等, 经过车载单元的分析和处理向驾驶员提供信息服务。智能车载系统还能通过与路侧系统之间的通信, 接受控制中心发送的信息和指令。智能车载系统技术可划分为车辆精确定位技术、车辆行驶安全状态及环境感知技术和车载一体化系统集成技术。4.2.1车辆精确定位技术。只有知道车辆对象所处的位置, 才能进一步实现车辆监控、辅助驾驶、在线调度和路径优化等相关功能。车辆的位置信息不仅可用于动态诱导、安全预警等, 还可为交通量统计、拥堵分析提供数据基础。对车辆的定位可分为绝对定位和相对定位。绝对定位一般是通过卫星定位系统集合地理信息系统在获取车辆的经纬度信息后确定车辆在道路上的位置信息。在车联网环境下, 基于车辆与基础设施的通信, 车载单元的位置能够通过对路侧单元发射和接受的无线射频信号的范围测量进行相对定位获得。现阶段提高车辆定位精确度的主要方法还是采用多源信息融合技术。4.2.2车辆行驶安全状态及环境感知技术。车辆行驶安全状态信息和环境信息感知技术是对车辆控制乃至交通控制的基础。车辆行驶安全信息包括车速、各种介质的温度、驱动系/转向系的运行状况等, 通过安装在汽车上的车用传感器获得。环境信息包括交通状况、交通信号、路面状态、道路线形、行人和非机动车等信息。交通状况和交通信号信息可通过车路通信从控制中心获得, 也可通过视频传感器等综合感知技术来判断。路面状态信息变化包括路面的物理损坏和因为雨、雪等气候造成的路面附着系数改变, 前者可采用激光、视频、红外等传感器来确定, 后者可利用对水迹、雪迹、冰迹的识别进行间接计算。道路线形信息的获得可从大比例的地理信息系统中查询, 但由于目前我国正处于城市建设加速阶段, 地理信息系统的更新跟不上道路线形的改变, 而且现有的电子地图也缺乏足够全面的线形信息, 因此需要通过车载设备来对道路线形进行识别。视觉传感器可以识别车道线和道路边缘, 完成对道路线形的识别和拟合。不过这种方法存在滞后性, 解决办法之一是通过车车通信将前车检测到的数据传送至后车。总体来看, 通过单一设备很难获取全部所需的车辆行驶安全状态及环境信息, 因此需要对多传感器获取的信息进行融合以满足实际的应用需求。4.2.3车载一体化系统集成技术。车载一体化系统如图2所示。它包括行车安全预警与控制、智能交通信息服务等相关技术。在车联网环境下, 车辆将自身感知到的信息、车车之间通信交互得到的信息和车路通信得到的路侧设备采集到的信息进行处理, 进而提供对危险状况预警、对车辆运动状况进行辅助控制、动态交通诱导、停车诱导等相关服务。通过对各个来源的信息进行分析, 对危险状况进行量化并分级, 根据不同的级别提供不同的预警信息, 并给出解决建议。在对车辆运动状况进行辅助控制的过程中, 既要考虑对车辆的运动状态进行调整以达到紧急避险的效果, 还要保证车辆状态的改变对驾驶员和乘客影响尽可能小。动态交通诱导和停车诱导是智能交通中常见的信息服务。车联网系统将采集到的交通数据发布到交通管理中心, 交通管理中心对数据进行分析后确定出诱导量, 然后发布诱导信息。在接收到交通诱导的信息后, 交通控制信号的周期随着车流量的改变也不断改变。在拥挤的条件下, 交通控制系统与交通诱导相结合可以分流, 保持区域交通路网内主要干道的通行能力, 防止路网的交通状态持续的恶化。在停车诱导方面, 通过RFID识别技术, 可以准确的获知停车场的空闲车位以及车辆的停车申请需求, 避免信息滞后和多车申请带来的停车冲突[4]。

4.3 智能路侧系统技术

智能路侧系统主要包含信息采集子系统、通信子系统和交通控制及信息发布子系统。4.3.1信息采集子系统。信息采集子系统通过设置的各类传感器进行信息采集。包括交通流状态检测技术、行人和非机动车检测技术以及路面状态及环境检测技术。交通流状态信息是车联网下进行交通控制、交通诱导等所需的重要参数。传统的交通流信息采集主要是靠布设的固定型检测器进行采集。车联网技术基于车路通信, 路侧单元通过获取其通信范围内车辆的相关信息, 也可实现对交通流状态信息的检测。此外还可将相关信息发送到其通信范围内的车辆。我国城市交通的一大特征就是人车混行、机非混行, 因此对行人和非机动车的检测非常重要。对于行人和非机动车检测可通过在路侧单元中安置的视频传感器、雷达、红外传感器等设备获取。同时还可将智能路侧系统检测到的信息与智能车载系统检测到的信息进行融合, 以提高检测的范围和精度。对路面状态和环境的检测可采用激光、视频、红外、气象雷达等传感器来确定。路侧单元固定, 每个单元能够检测的范围有限, 如何将大范围的路侧单元和车载单元进行融合是路面状态及环境检测技术的发展趋势。4.3.2通信子系统。通信子系统完成车辆与路侧设备、路侧设备与控制中心之间的信息交互。包括车路、车车通信技术。4.3.3交通控制及信息发布子系统。交通控制及信息发布子系统负责处理路侧设备采集到的信息和车辆采集到的信息, 进行实时的交通控制和信息发布。主要包括以下几个方面的内容[4]。1确定复杂路况下的交通流安全运行速度。雾、雪、暴雨和沙尘等不利天气会降低空气能见度和路面抗滑性能, 以及对驾驶员心理产生不良影响, 容易发生交通事故。以道路通行能力和安全系数最优化为目标, 分析各类因素对交通流运行的影响, 确定安全运行车速范围, 增强交通流运行的安全性和提高交通运行效率。2动态协同车道技术。动态协同车道技术主要包括公交车专用车道使用权动态协调技术和逆向车道使用权的动态协调技术。动态协调交通流使用空闲车道或逆向畅通车道, 可以大大提高城市道路通行能力与效率[5]。3路段车辆违法行为识别与控制技术。重点对路段上车辆违法行为种类识别、严重程度判别、违法行为综合控制等技术进行研究, 为控制路段违法行为提供信息和技术支持, 保障交通流安全有序地运行。4协同安全预警技术。根据区域交通状态和交通事件影响范围, 确定预警信息的服务对象及紧急级别、发布频率和发布时机, 确定表达方式及制定最优的发布策略。

结束语

车联网的建设和发展将彻底改变未来的出行模式, 大大提升道路交通网络的运输效率、安全水平、智能化水平及环保水平。车联网的关键技术在于如何实现车与路、车与车之间的信息交换与互动, 而在其中扮演主要角色的是无线通信技术。需要研究现有的多种无线技术中哪一种符合实时互动以及兼容传统与未来车联网应用的要求。

参考文献

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[4]叶.基于物联网技术的城市交通诱导研究[D].成都:西南交通大学, 2013.

篇4：车联网技术解决方案与应用案例--智能车载终端

7月25日，日本任天堂公司公布了2012财年第一财季（4-6月）财报：亏损172.3亿日元，较去年同期的255亿日元亏损大幅收窄，任天堂维持全财年盈利200亿日元的业绩预期。

尽管当季任天堂Wii游戏主机及3DS掌机销量不及去年同期，但分析师认为，即将发售的任天堂3DSLL及今年晚些时候推出的Wii的后继机种WiiU有望让公司从逆境中走出来。

作为日本游戏业当之无愧的巨头，任天堂在经历了30年来的首次亏损后，将自身振兴的希望寄托在新产品3DSLL及WiiU之上。今年6月期间，任天堂宣布将在WiiU中预装Miiverse社交网络，方便玩家及时沟通。任天堂总裁岩田聪认为，通过社交网络，Wii玩家可以分享到彼此的留言、发送信息、公众留言板、绘画，以及和3DS《交换日记》共通的社交网络功能。

巨亏中的任天堂主动调整战略以迎合移动互联网时代的挑战不是新鲜事，其老对手索尼公司也决定把业务重心放在社交网络与在线内容提供服务。

近年来，由于遭受智能手机、平板电脑以及移动互联网的影响，索尼、微软及任天堂等3大游戏主机制造商同时遭遇业绩下滑。而布局移动互联网，成为了这3家公司业务转型的重点方向。

业绩每况愈下

对三大游戏主机大鳄而言，最近的业绩算得上每况愈下。

任天堂的业绩从2011年开始步入下行的通道，盈利的下滑更是雪上加霜。与此同时，越来越多的消费者开始通过智能手机和平板电脑玩游戏，给专业的掌上游戏机造成了压力。尽管岩田聪否认智能手机在蚕食该公司的游戏业务，但他也承认这类设备的确占据了用户更多的业余时间。

2011财年，任天堂销售额同比下降36.2%，并出现了30年来的首次亏损。对此岩田聪给出了两点解释：一是公司主力产品便携式游戏机3DS和家用游戏机Wii销售低迷；二是所持外汇因日元走高而出现汇兑损失。但在业界看来，智能手机和平板电脑对传统游戏掌机的冲击，才是造成后者销售低迷的最根本原因。

索尼的游戏业务也难逃被移动终端冲击的悲惨命运，它的主流产品：PS3、PSP、PSV，只有PS3和PSP保持盈利，最新产品PSV的销量也较为惨淡，不及前一代产品PSV。

微软的Xbox 360游戏机也是表面风光，内心有苦难言——2012年第四财季Xbox 360售出110万台，相比去年同期下滑39%。

其实，游戏主机市场的销量下跌趋势早在2010年就现出端倪。有统计数据显示，当年美国游戏机市场整体营收下跌27%，其中61%的跌幅来自合计收入占全行业四分之一的任天堂NDS和索尼PSP。

在业内人士看来，游戏掌机走下坡路的主要原因，除了智能手机和平板电脑让越来越多的用户不愿意花高价购买外，另一个很重要的原因是，移动终端提供的游戏定价模式对用户更具吸引力。手机类休闲类游戏的定价一般是1美元或更少，多数平板电脑游戏的最高售价也不超过3美元。但掌机游戏的价格依旧保持在40美元以上的水平。

绝地反击

面对竞争者的来势汹汹，迫于无奈的游戏主机大鳄们开始了“反攻战”。

以任天堂为例，用户从Wii开始，能够连接家人的Wii、朋友的Wii，甚至正在玩同一个游戏但是彼此不相识的人的Wii。

有观点指出，岩田聪此举的出发点在于：原来的游戏机不管是家用机还是掌机，他们对于用户之间的互动都不算特别完善。近几年由于智能手机和Facebook等社交媒体的兴起，对于传统游戏的影响也是很大的，任天堂也不会坐以待毙，借着WiiU面世的机会，顺势引入了社交网络。

索尼推出的新品PSV看起来更像一台“移动娱乐终端”。据悉，PSV支持3G和Wi-Fi，可随时网络对战。其内置Facebook、Twitter等网络社交应用，在社交方面，与智能手机和平板电脑相比毫不逊色。

顺应移动互联网发展趋势，让传统的游戏主机具备移动互联的特征，已成业界共识。

在刚刚结束的第十届ChinaJoy展会上，国内游戏掌机厂商瑞高（iReadyGo）公司推出的MUCH摩奇3G掌机，就以移动互联的特征吸引了业内的目光。有报道称，和索尼PSV一样，摩奇掌机支持3G和Wi-Fi，还支持网络游戏，兼容微博、微信等移动互联网的娱乐应用。在腾讯公司创始人之一、iReadyGo瑞高执行董事长曾李青看来，“随着移动互联网在国内的兴盛，这种更加轻松的‘移动互联’娱乐方式已经成为未来掌上娱乐的发展趋势。”

岩田聪曾预言未来任天堂的竞争对手是苹果，而不是索尼和微软，原因就在于“未来的竞争将是全球移动互联网的竞争。”现在看来，这样的趋势演进愈发明显。

坎坷的未来

传统游戏主机厂商对移动互联网的热情空前高涨，但想由此获得新生恐怕也非易事。

一个让老牌厂商们尴尬不已的事实是，由于越来越多的用户转投智能手机和平板电脑，第三方游戏开发商的注意力随之转移。

美国游戏工作室DICE总经理Karl Magnus Troedsson就指出：“用户正在基于自己的手机设备来体味更多的游戏体验。”

业内普遍的观点认为，即便任天堂们积极增加自己在移动互联网上的布局，但游戏主机仍然难以和手机、平板电脑等智能终端相媲美。日本一吉投资管理公司首席基金经理秋野充成就指出：“相比于DS和Wii，今天的用户更青睐手机游戏，因为它们更便宜、更易于操作，不必购买价格高昂的游戏机。”

与此同时，苹果公司及社交巨头们也在垂涎游戏领域，并已开始积极布局。

苹果公司去年面向iPhone和iPad用户推出Game Center游戏中心功能，让他们可以玩多人游戏。社交网站Zynga也不甘落后。据市场研究机构AppData发布的数据显示，Zynga在Facebook上最受欢迎的五款游戏每月为其吸引来超过2亿的活跃用户。

正是这样残酷的现实，互联网游戏公司Ngmoco负责人Ben Cousins悲观地感叹：“移动游戏可能会扼杀主机游戏。我指的是，市场份额会出现显著下滑，毫无挽回余地。”

尽管唱衰的论调此起彼伏，但掌机厂商也并非生机全无。

任天堂对WiiU的社交功能信心满满，并认为其能很好地带领着任天堂走出逆境。

篇5：车联网技术解决方案与应用案例--智能车载终端

随着智能交通发展的不断推进,车联网系统在汽车厂商产品的推动下,获得了快速发展。车联网一词在我国最早出现于中国国际物联网博览会暨中国物联网大会的开幕式,在2013年测绘地理信息蓝皮书中显示,车联网有关项目已经被列为中国重大专项中第三专项的重要项目。车联网(Internet of Vehicles,简称IOV)是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车-X(X:车、路、行人及互联网等)之间,进行无线通讯和信息交换的大系统网络,是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络。具有代表性的应用有日本的VICS、Smartway,美国的IVHS,瑞典的SCA-NIA等。国内的车联网主要应用于车载信息服务,如丰田G-Book以及通用OnStar等。

1 车联网与智能交通

1.1 车联网特点

车联网是物联网在智能交通领域中应用的产物,智能交通是智慧交通的重要构成,可以说智慧交通是智能交通与车联网的结合。智能交通在我国主要应用于公路交通信息化、城市道路交通信息化以及城市公交信息化三大领域,所以智能交通与信息化服务是密不可分的。

而车联网作为实现交通信息化的一种技术手段,其网络节点以车辆为主。车辆一般处于快速移动状态,车辆节点间的通讯时间和网络连通性需要长时间的保障,并且网络拓扑结构会在时空上发生频繁变化。因此,对车联网的实现提出了具体要求:

1)车辆中应装备高性能的车载计算机以及GPS、GIS等外部辅助设备和软件,并提供稳定的电源供电,避免网络工作受到能量方面的限制。

2)车联网的应用需要利用稳定、安全的信息网络展开。若通讯信号不稳定,会影响车辆的定位和信息共享,而信息的节点也会因网络的不连续导致信息堆积以及信息孤岛的情况出现。

3)由于频繁变化的拓扑结构带来大量的数据,因而车联网的应用系统需要具有海量、复杂的数据处理能力。

4)车联网将设备如视频监测获取的外部信息传送至车辆,将车辆的运行情况通过电子LED屏幕等显示,并通过无线设备进行发布与分享,这些都要求道路周边配套设施的不断完善。

1.2 车联网技术在智能交通中的应用

车联网环境下的车辆,不仅参与交通运行,而且在智能交通系统中起到信息提供的作用。车联网的车载终端采集车辆实时运行数据,实现对车辆所有工作信息和静、动态信息的采集、存储及发送。车载终端由传感器、数据采集器、无线发送模块组成,车辆实时运行数据包括驾驶员的操作行为、动力系统工作参数数据等;由云计算处理平台和信息中心处理海量车辆信息,对数据进行筛选和转换,通过数据分析对数据进行报表式处理,供管理人员查看及调度;应用平台通过网络,将信息实时发布,反馈给公众及驾驶人员,如图1所示。

图1 车联网结构分析(根据互联网资料)

目前车联网在智能交通中的应用有很多,主要的应用有:

1)安全应用。利用车载和路侧传感设备,车联网为驾驶员提供包括碰撞预警、刹车提醒、红绿灯警告、车况监测、车辆在线诊断、道路湿滑检测等主动安全服务。保障车辆、非机动车、行人等交通参与者的出行安全。

2)效率应用。在保证安全的情况下,借助网络和无线通信技术全面感知道路系统中交通流状态信息,驾驶员可以使用出行信息服务,优化出行线路和驾驶行为,提高交通管理和控制效率,从而做出科学的出行决策;交通管理者可以进行大面积的综合交通管控,提高管理水平。二者相互配合,能增加交通系统的运行效率,建立生态友好型交通系统,达到节能环保的目的。

3)信息化应用。依靠智能车载终端设备提供的车内服务,驾驶员和乘客可以获得多种服务信息,包括附近的饭店、宾馆、商店、加油站等商业和生活信息,还包括音乐、视频、新闻、社交等娱乐信息。市场经济环境下,信息化服务的增值潜能很大,商业模式清晰成熟,已成为各汽车厂商和信息服务商争夺的重要领域。

2 车联网技术在哈尔滨市智能交通发展现状

哈尔滨市2013年总人口约为993.5万人,市辖区人口约为522万人。哈尔滨冬季较长、春夏季较短,最冷月平均为-19.4°,最热月平均零上22.8°,最大冻土深度520cm。作为省会城市和北方重要的交通枢纽城市,车联网为哈尔滨市智能交通发展带来机遇,也因高寒气候条件和发展制约因素的影响带来了挑战。下面以三个行业为例介绍哈尔滨市智能交通的发展情况。

2.1 出租车行业

2010年初哈尔滨市出租汽车服务管理信息系统(见图2)启动建设,现已完成了监控指挥平台,有将近9 000套出租汽车的车载系统安装到位。该系统具有监控指挥、信息发布、企业在线、综合运营分析、电召服务、服务质量监督考评、动态监管稽查等七大功能。出租车车载系统基于GPS系统,具有车辆定位、轨迹回放、车内监听、图像上传、反劫报警等功能。

图2 哈尔滨市出租汽车服务管理信息系统框架

2.2 交管行业

2013年哈尔滨市以交通违法采集、路况实时监控为主体的“智能交通管控平台”系统开始建设。2014年哈尔滨市财政拨款1.5亿元用于建设公安交通智能化管控系统建设项目。计划建设400处点位的路口电子眼、510处高清视频监控系统、101处高清智能“卡口”、55处机动车测速点以及交通事件检测设备。上述平台和系统不仅能采集信息,还能将各类数据和信息在平台中进行加工、整理,并为指挥者进行分析、研判,为科学决策提供帮助,从而对相关事件进行预判和预防。

2.3 公交运营行业

2005年哈尔滨市开始着手公交智能化建设,由于车载设备上线率低,只能起到监管作用,不能调度成为了当时的首要问题。2014年哈尔滨市自筹资金启动高寒城市智能公交系统建设,系统包括公交智能管理中心平台、公交智能指挥系统、调度系统,数据及图像显示系统、处理系统、收集系统、传输系统、车载设备等。

2014年5月,黑龙江大学与哈尔滨市交通集团有限公司合作,在手机电子支付应用、IC卡读写终端研发、网络电子商务建设等多个项目开展了有效对接与合作。

上述三个行业在哈尔滨市道路交通运行中占据了主导地位。而通过对哈尔滨市智能交通三个行业发展现状以及私家车情况的阐述和了解,主要有以下三个方面的问题。

1)哈尔滨市的出租车定位系统趋于完善。哈尔滨出租汽车管理中心接收/发布出租车移动终端、路况监测等信息,借助交管行业的固定监控设备,可作为车联网示范点在哈尔滨市推广。

2)哈尔滨市交通管理设施正在逐步的增加和完善,现有的管控设备不足以支撑车联网系统的顺畅运行,可以先覆盖并完善哈尔滨市主干线路段的设施建设,再逐渐延伸至城市的各个次干道和支路。

3)哈尔滨市公交车车载设备基本上建立,但调度指挥方面仍存在不足。哈尔滨市仅部分街道可以通过电子公交站牌了解公交车的运行情况,包括到站时间和距离。

3 车联网技术的应用前景

2014年哈尔滨市机动车数量达到了110万左右,如今,汽车厂商正逐步的将车联网辅助设备扩展到各种级别的车型中去。与此同时,4G等移动通信基站的设置带来了更加快捷、稳定的通信网络。哈尔滨市通过交通管控平台、智能公交系统的建立,实现各类信息实时交互,让车联网技术在市民生活中不断的渗透、普及,直至完全的依赖。

1)从车辆自身角度来看,车联网车载装置可以智能分析车辆的使用情况,例如智能排障、车辆零部件损耗、胎压监测、车速、油温等功能,让驾驶人员轻松掌握车辆使用情况,增加零部件的使用寿命,降低能耗及原材料浪费。而在不同的行车状况时,车联网能够给驾驶人员提供应急对策,主要包括以下几个方面:第一,变道辅助功能是指车辆在变道时,车载终端通过车辆周边传感器和车辆间的实时通信对前后车辆的信息进行采集,计算变道的危险程度,判断是否可以执行安全变道;第二,目前的百度地图、高德地图等都能实现最优路径查询,在分析拥堵、交通灯通行量等状况后,给出最优路线;第三,停车诱导功能,停车场内的传感器在车辆出入时获取车辆信息,并将停车场内停车位的实时信息反馈,提供精准的停车导航服务;第四,紧急救援,当车辆发生故障或紧急情况时,车载装置会提供呼叫机制,联系救援机构,降低人身财产的损失。

2)从其他车辆角度,车辆信息的共享,便于其他车辆对本身车辆行车意图的明确理解,在双向或对向行驶中,通过数据的互通以及车载终端的拓扑分析,减少隐患,实现安全行驶。

3)从交通管理角度,当车辆终端通过网络传输,将信息传到交管部门,交管部门在接收信息的同时,可根据当时的交通管控状态,反馈给车辆终端。利用车辆动态适应交通灯信息,车载终端通过车联网信息中心接收信号灯的当前信号状态及变化趋势,并适时调整车辆的行驶速度,确保车辆能够无停留的通过路口,或者停留较短时间即可离开路口。使能够提前预知通行路段信号灯情况和拥堵状况,并建议如何正确行驶可以避免交通违章。反之,交通管控可以通过接受车辆信息,对重点地段交通信号等进行综合管控,提高管理水平。

4)从行人及其他交通单元角度,通过车联网在手机终端的信息传输,市民在出行中,可以在手机软件获取公交车、出租车等周边车辆行驶状态,流行的打车软件,如快的、滴滴等可以实时获取周边出租车的运行情况。智能公交系统建成后,可利用手机软件及时了解车辆动态在减少等待时间的情况下,坐上公交车,到达目的地。

5)从社会价值方面,车联网的应用可以规范驾驶员操作习惯,增强安全意识。在执行违反交通规则的情况时,车联网的网络互通性,可将违规操作行为上传至交管信息中心,同时交管部门通过视频监控获取,并将其作为对违规车辆的行为进行处罚的依据,对驾驶员今后的操作给予警示。

6)从环保方面,车联网在提高车辆通行率时,能够有效降低车辆的滞留时间,降低汽车尾气对环境造成的污染。

车联网在未来的交通出行中,除上述应用前景外,还可以在社会大环境下,带动上下游的产业链,带来经济效益。例如可为汽车厂商、通讯运营商、终端设备制造商、远程服务提供商等,提供广阔的市场前景。哈尔滨市可以广泛接纳车联网新技术、新产品的使用,整合服务资源,推进实体经济建设,在吸引车联网企业入驻的同时,增加就业需求,从而带动行业的经济发展。

4 车联网技术应用于哈尔滨市智能交通的建议

2015年第一季度,哈尔滨市拥堵指数居全国第6位,仅次于北京、上海、济南、杭州、重庆。造成拥堵的因素有很多,哈尔滨市大多以地面道路为主,缺少快速路,红绿灯路口较多,加上近期的地铁工程封路,这些都给哈尔滨市交通形成较大压力。

车联网技术应用于哈尔滨市智能交通,应从高寒气候特点和经济要素方面考虑,进行合理规划和规范管理。具体可从合理规划公共交通、完善城市交通基础设施和管控调度设施、实现交通信息动态发布、提升驾驶员素质、提高市场监管力度(如规范打车软件运用)等方面入手。随着技术的发展,车联网将引领哈尔滨市智能交通不断前行。

摘要：车联网是物联网应用于智能交通的产物,也是智慧交通的未来发展趋势。从智能交通系统和车联网的国内外发展现状入手,阐述智慧交通、智能交通以及车联网间的关联和车联网技术的优越性。并从出租车行业、交管行业、公交车行业三个方面介绍哈尔滨市城市智能交通发展现状。结合哈尔滨市城市特点,对车联网应用于哈尔滨市智能化交通的前景进行相关阐述。

关键词：车联网,哈尔滨市,智能交通系统,前景

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篇6：车联网技术解决方案与应用案例--智能车载终端

关键词：无线数据采集传输终端,DTU

实际应用场合中, 常需要对众多监测点进行实时监测, 大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。因此, 很多现场有广泛分布的大量数据需要采集和远程传输, 如何建立起数据采集传输系统, 并具有实用性强、覆盖面广、灵活性好功能, 满足各方面对监测信息的需求成为了一个课题。在很多情况下, 由于监测点分散, 分布范围广, 通过传统的有线网络方式传送数据往往事倍功半, 需要采用现代远程监控技术来解决如何采集数据, 并把数据传输到远程监控中心。

基于物联网技术的无线数据采集传输终端 (以下简称DTU) , 已经广泛应用于电力、环保、LED信息发布、物流、水文、气象等行业领域。如下图1所示, 中国移动公司在2002年5月正式开通了通用分组无线业务GPRS网络。GPRS网络支持TCP/ip协议并且覆盖面广, 比起使用短消息和超短波无线数传电台进行无线数据传输, GPRS无论在费用、可靠性和可实施性等方面都具有很大的优势。无线数据采集传输终端尽管应用的行业不同, 但应用的原理是相同的。大都是DTU和行业设备相连, 比如PLC, 单片机等自动化产品的连接, 然后和后台建立无线的通信连接。在互联网日益发展的今天, DTU的使用也越来越广泛。它为各行业以及各行业之间的信息、产业融合提供了帮助。

当前的数据采集终端有两大类别, 分别是在线式数据采集终端、无线数据采集终端。在线式数据采集终端一般都是交流电源供电, 通常情况下是非独立使用的。它一般还可以再分为台式和连接式。因此, 它一般需要在采集终端和计算机之间用电缆相联, 从而用来传输数据。而且在线式数据采集终端必须联网使用, 而不能进行脱机使用。但是由于这个缺陷, 造成了在线式数据采集终端的局限性。因为实际情况中有很多地方是需要脱机使用的, 比如仓库管理中盘点库存, 扫描大件物品等。为了克服这种局限性, 所以后期慢慢出现了无线数据采集终端。

针对在线数据采集终端的缺陷, 出现了专为物流仓储而来的强性能、强信号的无线数据采集终端, 可以在脱机场合进行使用。可以全面提升仓储、物流等行业的信息管理能力。无线数据采集终端与前面提到的在线数据采集终端工作方式相反的。它被称为手持终端机, 在条形码前用手持终端机得扫描器读取数据。它不用交流电源供电, 而是用电池供电, 且与计算机间的通讯并不同步。无线数据采集终端可以存储一定量的数据, 因为它内部有自己存储器, 然后把采集的数据在适当的时候传给计算机。当然, 根据不同场合的需求, 无线数据采集终端都可以设计成一些专用设备, 因为它有一定的编程能力。利用无线数据采集终端, 可以全面提升比如仓储、物流等行业的企业管理效率。

目前的无线数据采集传输终端一般由两种方案, 一种价格实惠, 因为所用的单片机价格便宜, 为单片机加上GPRS调制解调器。另一种因为硬件的价格较高, 所以这种方案比较贵, 为嵌入式CPU加上GPRS模块。嵌入式CPU芯片是整个数据采集终端的核心, 可以很好地支持嵌入式操作系统[1]。GPRS模块主要完成无线上网的功能。GPRS模块提供RS232接口, 可以通过它来完成对模块的控制, 譬如拨号和切换模式等。一旦通过模块连接上Internet, 采集到的数据就可以用TCP/IP传输方式发送到任意一个具有公网IP地址的主机上去, 从而实现采集数据的无线传输。后者可以支持嵌入式系统, 可以丰富协议接口, 便于移植和向高端系统应用升级。

本文的所讨论的DTU在工业自动化控制、物联网智能控制方面有着广阔的用户群。成本较高的PLC或过程控制模块难以满足很多工业现场对低成本、小体积的要求, 因此急迫需要开发一款低成本、高可靠性、小体积、低功耗DTU系统, 尤其是远程无线系统。

图2为该DTU的终端架构图, 产品可以根据客户需要来定制功能与模块输入、输出数量非常灵活, 能够达到灵活配置、使用透明、低成本的要求。

后端服务应用程序是系统的核心之一, 也是我们所研究的DTU区别于其他公司的核心价值所在, 其实现架构如图3所示, 软件主要的功能有两个, 一个是公司端的管理程序, 这个程序可以通过协议对设备终端进行维护、升级, 可以允许技术支持人员远程进行设备查询、维护、调试以及升级等;另一个是客户终端程序, 这个程序是给客户定制的, 用于客户管理自己的终端系统, 同时也会公开开发控件给客户以方便做二次开发及集成。

后端服务程序的核心是一样的, 只是表现形式和面向的用户群不同而已。主要的功能如下: (1) TCP/UDP透明数据传输;支持多种工作模式;在应用中, 需要针对UDP或TCP协议的特点, 仔细分析行业应用特点, 选择UDP或TCP协议。UDP与TCP由于传输方式不同因而传输质量也不同, TCP以增加网络开销的方式提高传输质量。TCP在传输中传输的数据不会因为种种原因而丢失, 从而提供了可靠的通讯保障。采用UDP协议传送, UDP协议对于数据的可靠性会降低。TCP协议按照协议窗口进行多包统一确认的方式, 可以减少ACK报文的数量, 但是在行业应用中, 应用的特点是数据量小, 所以占用一定的网络资源来换取可靠性数据传输可值得的。根据上述特点, UDP的协议主要使用与多点分散、数据量小、实时性要求高、终端数量多的应用。而工业应用里由于数据量大、数据可靠性要求十分严格、终端数量较少, 所以必选TCP协议。本装置根据该公司生产品的用途而选用不同协议。 (2) 心跳包技术、智能防掉线支持在线检测、在线维持、掉线自动重拨, 确保设备永远在线; (3) 支持虚拟数据专用网 (APN/VPDN) ; (4) 支持数据中心动态域名和IP地址访问; (5) 支持DNS动态获取, 防止DNS服务器异常导致的设备死机; (6) 支持双数据中心备份; (7) 支持多数据中心同时接受数据; (8) 支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接; (9) 支持短消息备份及告警; (10) 多重软硬件看门狗;采用多重软硬件看门狗来提高装置的性能。这里的软硬件看门狗主要指硬件看门狗和软件看门狗相结合。系统本身出现的问题看门狗本身不能用来解决的, 只能去修改系统本身的设计。使用多重软硬件看门狗目的是对一些恶劣环境干扰及程序潜在错误等因素导致系统死机, 而在无人干预情况下自动恢复系统正常工作状态。硬件看门狗的原理是利用一个定时器电路, 其定时输出连接到电路的复位端, 程序在一定时间范围内对定时器清零。软件看门狗在原理上一样, 只是将硬件电路上的定时器用处理器的内部定时器代替, 但在可靠性方面不如硬件定时器。当然看门狗也不能完全避免故障造成的损失。 (11) 数据包传输状态报告; (12) 标准的AT命令界面; (13) 支持远程配置, 远程控制; (14) 通过串口软件升级;实现过程中的技术难点有第一CPU通信端口的配置, 第二ROM上文件系统的实现。针对第一点, 首先该设计中MPC850微处理器是一个通用芯片, 它的CPM支持6个串行通道, 其中有一个串行通信控制器 (SCC) 和两个串行管理控制器 (SMS) [2]。可将一个SCC和两个SMS配置成为通用串口UART, 用以控制不同的模块且速率可调。对于第二点, 普通的ROM操作由于在读写的时候没有缓冲操作, 数据很容易丢失和出错, 而且只能以模块操作, 维护起来很不方便。因此可以在ROM上合理的分配和使用每一个区块, 以减少了区块迁移和区块过渡去实现文件系统。

本文中所研究的DTU装置有效正确地采集监测的数据并将采集的数据传输到远程监控中心, 并具有实用性强、覆盖面广、灵活性好以及低功耗等功能。从某公司的应用来看, 该装置已经成功投产, 能为该公司每年节省几十万的设备生产成本, 结合后端的智能服务支撑系统, 又能节省几百次的现场服务支持、调试的时间, 同时新型系统能与该公司的现存产品无缝接口, 直接经济效益巨大。

参考文献

[1]陈明计.嵌入式实时操作系统SmallRTOS51原理与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.