摘要:随着互联网技术的快速发展,物联网的广泛建立和无线传感器技术的广泛应用,车联网为城市交通带来巨大的便利,引起广泛的关注,是当今世界各国研究的重点。作为车联网的基础,通信技术的优劣决定着车联网整体的性能好坏。
关键词:车联网;通信技术;发展现状;趋势
一、车联网组成结构
和物联网类似,车联网的实质是物联网在交通领域的具体应用,具有很明显的物联网特性。车联网的体系结构和物联网有诸多相似之处,大体上可以分为感知层、网络层和应用层等三部分。
感知层主要负责感知和采集车辆自身与交通信号信息,通过相应技术手段,如无线传感器技术、导航定位技术等实现随时随地的掌握车辆运行情况、交通情况、道路情况、天气变化情况以及人与车、车与车之间的复杂变换等的信息。感知层技术的实现,为应用层提供详细的的、全面的信息源。
网络层负责整理感知层收集到的信息,做好为应用层传输信息的准备。网络层技术的实现,可以方便用户实现远距离通信和远距离控制。网络层由承载网络和接入网络两部分组成。其中,承载网络主要由电信网、互联网、广电网和交通信息专用网络等组成。接入网络包括无线移动通信网络,如2G/3G/4G,现在可以实现5G网络通信,或者WLAN、卫星通信等网络应用层主要负责人机交互通信的功能,通过车载信息系统,实现从外界获取信息的功能,这些信息主要包括车辆交通信息、汽车状况信息、互联网、道路信息等。通过把收集到的信息整合到应用层,实现人工智能交通管理、车辆的安全控制、交通信息的发布等功能,不仅为个人,更为企业、公司提供了更多的快捷的服务,提高人民的生活质量。
二、发展现状
2.1通信架构
在车联网结构当中,其分为车载自组网以及车载局域网这个类别。由承载网络以及接入网络共同组成基础设施,以此为快速移动车辆提供各类应用以及网络接入服务。其中,车载局域网是在车辆内部建立的局域网络,能够对车内定位模块、通信模块、显示模块以及传感器模块间的信息共享与交换进行实现。对于车内设施,则统称其为车载单元,当该单元需要同外界联系实现通信时,则可以通过车载通信网管通过WLAN以及蜂窝通信方式的应用同道路基础设施当中的接入网络实现接入。车载自组网方面,其则是在交通环境下应用的移动自组织网络。在该网络当中,车辆将被进行虚拟化处理,形成移动网络节点,而城市道路周边的RSU则能够实现静止网络阶段的虚拟化处理,通过RSU以及车辆当中传感器的应用,实现车辆周边以及道路附近环境信息的采集。
2.2通信分类
在车联网技术当中,其涉及到较多的通信技术,根据通信对象的不同,可以将其分为以下几种:第一,车辆内部通信。车内通信,即汽车内部信息传输,是指信息控制设施同车载终端设备以及车内传感器相互连接形成的通信网络,在实现车辆数据采集的基础上根据控制中心指令管控车辆的运行状况,以此为车辆系统控制、辅助驾驶以及车辆检测等工作的开展提供技术支撑。在车辆内部当中,其是一个相对静止的环境,使用的通信技术基本属于短距离通信,具有着可靠性强、通信距离短以及较强的实时性特点;第二,车与车通信。在车与车通信当中,需要通过车载终端的应用实现目标,以此实现车辆间的竖向数据传输。目前,主要应用的通信技术包括有红外、专用短程通信以及微波技术等,在实时性以及安全性方面具有着较高的要求。对于车载终端来说,其能够以实时的方式对附近车辆位置、方向、车辆运行告警以及速度等信息进行采集,即通过无线通信技术的应用在车与车之间形成具有较好互动特征的交流平台,以此实现短信、视频、音频以及图片等信息的实时交换;第三,车与人通信。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在该通信当中,即人通过移动电子设备如智能手机、手持设备以及便携式电脑的应用同车载设备间实现通信,主要使用的通信技术有蓝牙以及EFID等,能够应用在信息服务、智能钥匙以及车辆信息管理等方面;第四,车与路通信。即周边道路设备如路边单元、交通摄像头以及红绿灯等同车载电子设备所进行的通信。通过周边道路设施的应用,则能够实现车辆周边信息的的感知以及获取,在对求助或者交通信息实现实时发布的基础上实现基础设施同车辆间的智能配合以及协同处理。该通信主要应用在车辆运行监控、电子收费管理以及实施信息服务方面,在具体应用当中具有着高速移动以及距离短的特征,其主要技术由红外、微波以及专用短程通信等;第五,车同控制中心通信。在该通信当中,即车载终端设备通过接入网络的应用同远程控制中心对互通互联进行建立,实现双向的信息交换以及数据传输,实现车辆和交通控制中心之间的数据交互、数据存储和数据处理,主要应用于车辆导航、车辆远程监控、紧急救援、信息娱乐服务等,具有着移动快速以及距离远的特征,其主要技术有2/3/4G、GPS以及GSM等。
三、发展趋势
总体来说,车联网技术虽然已经获得了一定的发展,但整体来说还处于发展的初期阶段,对此,就需要能够在未来研究当中继续加大力度,从以下方面入手实现车联网技术的更好发展:第一,完善通信协议。通信标准协议是技术发展的重要基础,首先,要通过新通信标准协议的制定为车内通信、车人通信与车同控制中心之间的通信提供标准规范。而对于现有标准协议,则需要对其进行积极的完善修订,做好更多服务功能的提供。其次,要做好统一国际标准的建立,由国际权威组织牵头,在现有产业联盟以及不同国家通信标准的基础上做好统一国际通信标准的制定;第二,深化网络融合。在移动互联网以及物联网技术不断发展的过程中,车联网技术也在此过程当中具有了更大的规模,具有着更多接入网络的路边单元节点以及车辆节点,且在网络结构引入方面具有较好的多样特征,以此形成不同网络结构共同存在的局面。该种情况的存在,则会在一定程度上对车联网当中不同子网间的数据互联以及信息共享产生影响,需要通过异构网络在融合集成方面的不断深化无缝交换相关信息。在该种情况下,车联网通信技术发展即需要能够对异构无线网络融合做好支撑的提供,并实现同互联网间的融合,通过协议转换技术研究力度的加强对互联网同车联网间的无缝切换目标进行实现;第三,提升通信速率容量。近年来,世界范围内车辆保有量不断提升,车联网产业也在此过程当中获得了较大的发展,有更多数量的车辆接入车联网。在该种情况下,车联网在运行当中所需处理、分析以及采集的数据数量将大幅度增长,并体现出大数据特征。在该种情况下,如果无法对这部分数据进行有效、及时的处理,则能够会对车联网业务的正常运行产生影响。在车联网信息处理方面,通信贷款以及通信速率具有着十分重要的意义,对此,在未来技术发展当中,即需要能够对大数据以及云计算技术进行充分的应用,通过高速率、大容量通信技术、产品的应用更好的满足车联网快速发展需求;第四,研发安全通信技术。对于车联网来说,其是一个具有动态、开放特征的网络,在实际运行当中,将存在较多类型的通信安全问题。在该种情况下,做好个人隐私的保护、保证通信安全则成为了未来技术的研究重点。首先,要做好密匙管理技术的研发,在数据加密技术当中,该技术是一项重点环节,能够有效保障车联网的通信安全。同时,需要做好身份认证相关技术的研发,在做好合法车辆接入的基础上对通信的有效性以及真实性作出保障。最后,要积极研发通信抗干扰技术,以此对城市当中的电磁干扰问题 进行较好的消除。
结语
在未来智能交通发展中,车联网是一个主要发展方向。在上文中,我们对车联网通信技术发展现状及趋势进行了一定的研究,就目前来说,车联网还处在一个发展研究的阶段当中,在未来研究中,需要能够从网络融合、高速率容量技术等方面入手,不断提升车联网应用价值。
参考文献:
[1]丛林.基于技术、应用、市场三个层面的我国物联网产业发展研究[D].辽宁大学,2016.
[2]莫元富.车联网环境下交通信息分发与处理关键技术研究[D].吉林大学,2016.
作者简介:
张亮(1978.09.25),性别:男;籍贯:辽宁沈阳;民族:汉;学历:硕士;职称:高级工程师,研究方向:智能用电;单位:国网辽宁省电力有限公司大连供电公司。
论文作者:张亮,刘智,于霖,董晓,卢铭宇,姜楠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/13
标签:通信论文; 车辆论文; 网络论文; 技术论文; 信息论文; 通信技术论文; 互联网论文; 《电力设备》2018年第28期论文;