车联网技术研究

发布时间：2022-04-22所属分类：计算机职称论文浏览：1次

摘 要： 摘 要：随着车联网技术的不断发展，车联网技术相关问题已经日益凸显。文章从车联网行业动态、车联网概念、通信技术等诸多方面进行了介绍，并对车联网技术进行了讲解，其中包括车联网的架构、通信协议、技术标准等方面，以及未来 V2X 技术。针对未来车联网面临的挑战进

　　摘 要：随着车联网技术的不断发展，车联网技术相关问题已经日益凸显。文章从车联网行业动态、车联网概念、通信技术等诸多方面进行了介绍，并对车联网技术进行了讲解，其中包括车联网的架构、通信协议、技术标准等方面，以及未来 V2X 技术。针对未来车联网面临的挑战进行了阐述，主要涉及车联网信息安全、运营模式、相关技术标准的制定。

　　关键词：车联网;通信协议;信息安全;V2X 技术

　　1 车联网行业动态

　　在“互联网+”、 “中国制造 2025”成为国家战略的背景下,中国汽车企业通过智能技术的创新推动产业链的变革，已成为转型升级发展的必经之路。电子信息产业的迅猛发展，特别是移动互联时代的到来，使得车联网相关技术得到了发展。将车联网、云计算、大数据分析、智能驾驶等先进的技术应用到汽车上已经成为未来车辆发展的趋势。同时，国家相关部门大力推广“物联网”、“智能交通”、“智慧城市”等项目和系统，这对于汽车的智能化、互联化应用起到了强烈的推动作用。车联网技术的研究已成为汽车融入“互联网+” 必要条件，车联网将在节能减排、安全、便捷等多个方面给用户和社会带来巨大的效益。

　　目前国内外相关行业都在进行车联网技术的研究，主要涉及相关标准、协议、终端等系统的设计和研究，逐步的推动车联网技术在实车上应用、量产落地。国内外整车厂都在进行车联网技术的研究和开发，并且部分车厂已经实现了量产车型应用。通用汽车早在 09 年就推出车联网技术产品 On star，并且在别克、雪佛兰、凯迪拉克等多款车型上进行量产应用。随后合资品牌、自主品牌相继推出车联网产品，例如：丰田、宝马、现代、上汽、长安、吉利、广汽等。

　　针对车联网功能各大车厂主要围绕车辆安防(车辆控制)、娱乐资讯、便捷服务、紧急救援、V2X(车与车通信、车与基础设计通信等)等技术进行开发。

　　2 车联网定义

　　传统的车联网定义是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术，实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的系统。

　　随着车联网技术与产业的发展，上述定义已经不能涵盖车联网的全部内容。根据车联网产业技术创新战略联盟的定义，车联网是以车内网、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，是物联网技术在交通系统领域的典型应用。利用车联网的相关技术能够实现车与基础设施、建筑物、车与车之间的通信。就像互联网一样将多个车辆或者基础设施进行联接，实现信息互通，车主可以通过实时信息了解路况等相关信息，从而减少了交通事故的发生。

　　车联网相对物联网实施起来更具有可行性，并且与物联网相辅相成，在车联网的设计研究过程中，不可避免地会借鉴物联网的研究思路和研究成果，同时发展车联网也能对物联网的发展进行丰富，从而加速物联网的快速发展。

　　3 车联网系统构成

　　如上所述，车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，在车联网的行业中，统称为“三网融合”的概念。如图 1 所示。图 1 “三网融合” 车内网：车辆本身的通信网络，例如目前比较成熟的 CAN、LIN、Most 等，通过这些网络可以实现车载模块之间信息的传输和交互，实现车辆的控制。

　　车际网：即车与车之间的通信、车与基础设施之间(车与交通设施、车与人等等)的通信网络。

　　车载移动互联网：主要是通过通信网络(3G、4G、5G)，将手机、车载多媒体、车载终端(T-BOX)、数据中心联接到一起形成的网络。实现车辆的监控、车辆控制等功能。

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　　上述的每一部分都是车联网的核心，是车联网的重要组成部分，通过相应的技术手段保证三网之间信息传递的实时性、信息交互的准确性、信息传输的安全性。

　　4 车联网系统功能及架构

　　目前国内外各大车厂进行车联网技术的开发主要围绕以下内容：手机 APP、车载通信终端 T-BOX、车联网数据中心、呼叫中心、运维服务中心、相关协议、标准(通信、安全等)。功能主要围绕车辆监控、车辆控制(启动发动机、空调、座椅加热)、定位、一键导航、救援服务等，具体系统架构如图 2 所示。

　　5 车联网系统协议的应用

　　在很早以前相关知名企业就已经针对车联网技术进行了相关通信协议和标准的制定和研究，例如：NGTP(Next Generation Telematics Protocol)是由 BMW 公司牵头，联合另外两家 TSPs(Telematics Service Providers)(其中一家为 “Connexis”，另外一家为“Wireless Car”)开发而成的一个 Telematics 体系框架及开放的技术标准协议(technologyneutral protocol)，它为 Telematics 产业应用提供了更大的灵活性及可扩展性。NGTP 的核心是通过开放、标准化的协议来提供服务。在很多车厂进行了广泛的应用。

　　但随着通信技术的发展，很多车厂也根据自身的情况进行通信协议应用和开发，结合互联网行业成熟的协议、规范和标准，进行灵活的应用，在车联网技术开发的过程中，除了车内网的通信协议的应用，更多的通信协议依赖于互联网技术、互联网的通信协议，例如：TCP/IP、HTTP、HTTPS、 MQTT 等。

　　6 车联网未来的挑战

　　目前国家和相关企业都在大力推进车联网技术的研究，车联网技术研究也取得了很大的进展，得到了应用，但未来车联网仍面临着巨大的挑战，主要有以下几个方面：

　　6.1 网络信息安全的问题

　　从车企的角度，车辆的安全是非常重要的，车从一个封闭的载体，成为一个开放性的载体，融入互联网中进行信息的交互。黑客可以通过互联网的技术，进行车辆的攻击，使车辆熄火、主动刹车，解锁等动作，所以如何保证车辆的安全是一个关键的课题。另外，车辆网络安全的等级也要比普通的网络和手机网络要高，普通的网络和手机网络可以承受一定程度的错误状态，比如网络瘫痪、手机系统死机，因为这些内容都不会对用户的财产和生命安全产生威胁，但是车辆网络安全却不能也不允许出现类似的事情。从车企的技术角度，在这方面是比较缺乏的，需要融入互联网安全技术，进行数据的加密、认证，增加防火墙等手段，保证车辆的安全。当然从车内网的角度，车企会从车内网架构的角度去考虑，例如增加网关等手段，保证车辆的安全。

　　6.2 车联网的运营模式缺失

　　从运营模式的角度，对于车企而言，目前的现状很难盈利，如何增加客户的续费率，增加客户的粘度，如何建立良好的运营模式是车企面临的关键问题。只有将汽车思维与互联网思维结合起来，才能找到车联网可靠的盈利模式，目前这也是我们正在努力的方向。

　　6.3 V2X 技术标准问题

　　对车企来讲，车联网未来的发展方向一定是实现智能交通。V2X 的技术是必须要实现的，相关的技术标准也需要国家进行指导制定。国家相关部门应该联合汽车企业、IT 行业、交通部门和通讯行业共同进行相关标准的制定以及技术的研究。V2X 技术主要是实现车辆、基础设施等之间的通信，完成信息交互，提升用户感知和体验。通过 V2X 技术可以大大的提高车辆的安全，达到节油(实时交通，解决交通拥堵)、环保(减少燃油消耗)的目的。

　　7 总结

　　未来车辆的发展主要以车联网技术为方向，车联网技术是物联网在智能交通方面的具体体现，车联网的未来发展需要各个行业的共同努力来实现，需要相关技术领域的大力支持、协同合作、协同开发，共同推进车联网的发展，充分的实现车联网技术在实车上的应用，共同挖掘行业应用创新，打造车联网生态系统。——论文作者：郝铁亮，叶平，郝成龙，许茜，刘涛

　　参考文献

　　[1] 许新,王体龙,张静鹤,孙英坤. 车联网技术研究[J].科技创新与应用.2014,36:59.

　　[2] 王娟.车联网技术概论[J].河南科技,2014,21:3.

　　[3] 史小平,黄爱蓉,张涛.车联网感知技术研究进展[J]. 湖北汽车工业学院学报,2011,25(3):39-44.

　　[4] 郝成龙,郝铁亮,张亮,刘涛.浅谈智能网联汽车带来的行业增值服务[J].科技展望,2016,27,15.