车联网技术

物联网132殷芳涛；杨书博；梁浩；程少雄；车联网及其技术CompanyLogo主要内容典型应用体系架构车联网概述关键技术1车联网概述具体地说车联网是指通过装载在车辆上的电子设备通过无线技术，实现在信息网络平台上对所有车辆的静、动态信息进行提取和有效利用。车联网:是物联网在智能交通系统(ITS)领域的延伸，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—车、车—互联网之间，进行无线通讯和信息交换，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的一体化网络。1车联网概述车联网为车辆提供无处不在的网络接入、实时安全消息、多媒体业务、辅助控制等。.车内网:通过应用成熟的总线技术建立一个标准化的整车网络实现电器间控制信号及状态信息在整车网络上的传递，实现车载电器的控制、状态监控以及故障诊断等功能;车外网:无线通信技术把车载终端与外部网络连接起来，实现车车两间、车辆和固定设施。2车联网架构车联网感知层:由多种传感器及传感器网关构成，包括车载传感器和路侧传感器。感知层是车联网的神经末梢，是信息的来源。通过这些传感器，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。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。网络层在车联网中充当神经中枢和大脑。它能够传递和处理从感知层获取的信息，目前己经制定了车载环境下无线接入的相关协议。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。2.1车联网系统架构2车联网架构车联网的系统架构2车联网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。车辆通过安装的车载单元（OnboardUnit，OBU）与其他车辆或者固定设施进行通信。这里的固定设施通常指的是路侧单元（RoadsideUnit，RSU）。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，包括管理模块、紧急事故处理模块、动态交通诱导模块、停车诱导模块等。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。2.2车联网网络架构2车联网架构车联网的网络架构3车联网关键技术车联网就是将多种先进技术有机地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种实时的、准确的、高效的交通运输管理和控制系统以及由此衍生的诸多增值服务。3车联网关键技术1、传感器技术及传感互联网信息整合“车联网是车、路、人之间的网络”，车联网中的传感技术应用主要是车的传感器网络和路的传感器网络。车的传感器网络又可分为车内传感器网络和车外传感器网络。车内传感器网络是向人提供关于车的状况信息的网络；车外传感器网络就是用来感应车外环境状况的传感器网络。路的传感器网络指那些铺设在路上和路边的传感器构成的网络，这些传感器用于感知和传递路的状况信息。无论是车内、车外，还是道路的传感器网络，都起到了车内状况和环境感知的作用，整合传感网络信息，将是“车联网”重要的也是极具特色的技术发展内容。3车联网关键技术2、开放的、智能的车载终端系统平台就像互联网络中的电脑、移动互联网中的手机，车载终端是车主获取车联网最终价值的媒介，是网络中最为重要的节点。当前，很多车载导航娱乐终端并不适合“车联网”的发展，譬如用得最多的WinCE车载终端，其核心原因是采用了非开放的、非智能的终端系统平台。基于不开放、不够智能的终端系统平台是很难被打造成网络生态系统的。Android系统，源代码完全开放，可以被裁减和优化。因此Android也将会成为车联网终端系统的主流操作系统，其天然为网络应用而生，并专为触摸操作设计，体验良好、可个性化定制。在前装市场上荣威350及其INKANET，在后装市场上路畅科技的Android平台产品已经证明了Android的价值，Android将是车载娱乐导航终端平台操作系统的必然选择。3车联网关键技术3、语音识别技术无论多好的触摸体验，对驾车者来说，行车过程中触摸操作终端系统都是不安全的，因此语音识别技术显得尤为重要，它将是车联网发展的助推器。成熟的语音技术能够让司机通过嘴巴来对车联网发号施令索取服务，能够用耳朵来接收车联网提供的服务，是最适合车这个快速移动空间的应用体验的。成熟的语音识别技术依赖于强大的语料库及运算能力，因此车载语音技术的发展本身就得依赖于网络，因为车载终端的存储能力和运算能力都无法解决好非固定命令的语音识别技术，而必须要采用基于服务端技术的“云识别”技术。3车联网关键技术4、服务端计算与服务整合技术除上述语音识别要用到云计算技术外，很多应用和服务的提供都要采用服务端计算、云计算的技术。云计算将在车联网中用于分析计算路况、大规模车辆路径规划、智能交通调度计、基于庞大案例的车辆诊断计算等。车联网和互联网、移动互联网一样都得采用服务整合来实现服务创新、提供增值服务。通过服务整合，可以使车载终端获得更合适更有价值的服务，如呼叫中心服务与车险业务整合、远程诊断与现场服务预约整合、位置服务与商家服务整合等等。3车联网关键技术5、通信及其应用技术车联网主要依赖两方面的通信技术：短距离无线通信和远距离的移动通信技术。短距离无线通信技术主要是RFID传感设备及类似WIFI等2.4G通信技术，远距离的移动通信技术主要是GPRS、3G、LTE、4G等移动通信技术。这两类通信技术不是车联网的独有技术，因此技术发展重点主要是这些通信技术的应用，包括高速公路及停车厂自动缴费、无线设备互联等短距离无线通信应用及VOIP应用（车友在线、车队领航等）、监控调度数据包传输、视频监控等移动通信技术应用。出行诱导服务为驾驶员提供实时交通信息，各种警告信息，生成到达目的地的最短路径，通过实时路线诱导达到减少旅行时间的目的，从而减少运输成本。车辆运行监控采用GPS,GIS,GSM/CDMA、视频监控技术进行车辆定位、动态跟踪，实现车辆运营调度、指挥、监控的自动化。•特定区域•特定路径•特定时间•规定速度•超载超限•车载货物•驾驶行为车辆速度、载重等超过系统速度限值后，向中心上报警情，同时终端发出提示声音;车辆超出规定区域报警;播放车辆指定时间段行驶轨迹;危险货物监控:危险货物压力、温度、泄漏量等监测;驾驶行为监测:疲劳驾驶、酒后驾驶等行为;车内实时图像监控，远程监听，语音调度，实现异常状态报警、反劫持报警。高级阶段-----车路协同车路协同系统:基于无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取，通过车车、车路信息交互和共享，并实现车辆和基础设施之间智能协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标。4典型应用-----智能停车服务系统目前国内外停车管理公司大多是针对某一方面的研究，例如停车场的停车诱导系统，停车场管理的停车收费系统等，取得了良好的效果。基于车联网技术的停车场管理系统是集感应式智能卡技术、计算机网络、视频监控、图像识别与处理及自动控制技术于一体，对停车场内的车辆进行自动化管理，包括车辆身份判断、出入控制、车牌自动识别、车位检索、车位引导、图像显示、时间计算、费用收取及核查、语音提示、自动取（收）卡等。它能有效地控制车辆通行情况，记录所有详细资料并自动计算收费额度，实现对场内车辆与收费的安全管理。4.1系统介绍4典型应用-----智能停车服务系统停车场管理系统主要由前端设备、传输网络、管理中心组成。前端设备主要用来采集数据、信息发布、语音提示、报警显示等。前端设备包括信息读写器、地磁感应器、车牌识别及视频监控摄像机、栏杆机、扬声器和信息显示牌等。传输网络主要用来将前端收集到的信息发送到管理中心。网络环境支持WIFI、3G/4G、GPRS技术。管理中心提供的功能包括设备管理、车辆管理、计费管理、用户管理、记录与查询管理和数据统计等。由应用服务器、WEB服务器、数据库服务器、客户端和呼叫中心组成。4.2总体架构4典型应用-----智能停车服务系统1、车辆驶入停车场的过程。4.3系统工作流程入口工作流程图4典型应用-----智能停车服务系统①车位信息提示。当车辆进入停车场，入口处有个信息显示牌，显示车位己用位数及空余的位数，若停车场没有空余车位，信息显示牌提示车位己满。②车辆信息识别。路侧读写器从车载终端中获取相关车辆信息，送系统主机处理，同时对车辆进行车牌识别。③车辆信息匹配。判断读取到车辆标签信息与车牌信息是否匹配。匹配过程分2种情况。④匹配结果处理。匹配结果的处理过程，如入口工作流程图所述。车辆标签与车牌信息匹配成功，则为常规车辆。若是己预定车位的车辆，读写器将车位号信息写入车辆标签，系统通过语音提示引导车辆驶入停车位置，并开始收费计时。若不是预定的车辆，系统分配一个车位号，读写器将车位号信息写入车辆标签，系统通过语音提示引导车4典型应用-----智能停车服务系统辆驶入停车位置，并开始收费计时。若车辆标签信息与车牌信息不匹配，则为异常车辆。系统提示驾驶员在入口处自动取卡机取临时卡+车位号(纸条)，并将该车辆的信息上传到公安部门备案，此时系统开始收费计时。2、停车过程。停车场分为2块区域:异常车辆区域、常规车辆区域。车辆引导过程中，有车辆标签的车，通过语音引导找到正确的停车位置，当车辆错误停入车位，系统会报警提示。持有临时停车卡的车辆，需通过信息提示牌指引车辆行驶到临时卡区域。每个停车位有自动锁车器，当车辆停到车位后系统自动上锁。4典型应用-----智能停车服务系统3、车辆离开停车场的工作流程。临时停车卡停车区域旁设有自助缴费机，持有临时卡的车辆需要自助缴费。缴费成功后，系统自动将车位锁解除，车辆驶出停车场。持有车辆标签的车辆驶出停车场出口，读写器自动读取车辆标签获取停车时间，系统自动收取费额。费额显示在路侧信息显示牌上，车辆驶过完成交易。谢谢！