车联网的关键技术及其应用研究
摘要：车联网融合了人、车、路、周边环境等相关信息，可以为人们提供综合服务。是物联网在汽车行业的典型应用。汽车的互联网驱动下，传统汽车从代步工具到数据终端演变，相关研究表明，在车辆联网应用的初始阶段，可以显著降低能耗和废气排放，缓解城市交通拥堵，显著降低车祸率80%以及30%至70%死亡人数。
关键词：车联网；关键技术；应用
前言
随着科技的发展，人类的生活方式变得越来越智能化，与此同时，科技也在改变着人们日常出行的交通环境。通信设备的多样化，使得汽车和公路也日益智能化，在这种大环境下，车联网以及针对车联网的相关应用发展也必然成为趋势。车联网概念来自于物联网，是由车辆位置、速度和行驶轨迹等各种信息组成的巨大数据交换网络，也是智能城市的标志之一。近年来，以车载OBD模式的车联网悄然兴起，通过智能手机可以实现娱乐、路况、位置、导航、救援等，同时也可以实现汽车各类服务、防盗、实时车况等功能，极大解决了车主的用车安全问题。
1车联网的定义
关键词：车联网；关键技术；应用
前言
随着科技的发展，人类的生活方式变得越来越智能化，与此同时，科技也在改变着人们日常出行的交通环境。通信设备的多样化，使得汽车和公路也日益智能化，在这种大环境下，车联网以及针对车联网的相关应用发展也必然成为趋势。车联网概念来自于物联网，是由车辆位置、速度和行驶轨迹等各种信息组成的巨大数据交换网络，也是智能城市的标志之一。近年来，以车载OBD模式的车联网悄然兴起，通过智能手机可以实现娱乐、路况、位置、导航、救援等，同时也可以实现汽车各类服务、防盗、实时车况等功能，极大解决了车主的用车安全问题。
1车联网的定义
目前，车联网还没有明确的定义，根据中国物联网校企联盟的定义，车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。运用各种先进技术，收集、处理和共享大量信息，使车辆、行人、道路和城市网络等相互关联，实现了车与车、车与路、车与人、车与环境的智能协同。
2车联网发展概况
2.1车联网市场总体情况
汽车影音网 据统计，全球2018年车联网的市场规模有望达到390亿欧元，2020年全球市场达到500亿欧元。而2020年车联网用户将超过4000万，渗透率将超过20%，市场规模将达到2000亿元人民币。当前车联网的主要业务还是以TSP（TelematicsServiceProvider）业务和智能安全驾驶为主。前者主要包括远程信息服务（例如车辆管理、交通信息、高精地图）以及生活娱乐服务（例如游戏、视频、车载智能家居等）。后者则以安全和辅助驾驶、编队行驶、自动驾驶为主。车联网产业最大的特点就是跨越服务业与制造业两大领域，服务业和制造业相互渗透融合。因此运营商有必要大力研发车联网技术，运营商需要从中发掘新的运营模式和新的增值服务，制定相应的套餐资费，实现新的赢利点。
2.2关键技术分析
2车联网发展概况
2.1车联网市场总体情况
汽车影音网 据统计，全球2018年车联网的市场规模有望达到390亿欧元，2020年全球市场达到500亿欧元。而2020年车联网用户将超过4000万，渗透率将超过20%，市场规模将达到2000亿元人民币。当前车联网的主要业务还是以TSP（TelematicsServiceProvider）业务和智能安全驾驶为主。前者主要包括远程信息服务（例如车辆管理、交通信息、高精地图）以及生活娱乐服务（例如游戏、视频、车载智能家居等）。后者则以安全和辅助驾驶、编队行驶、自动驾驶为主。车联网产业最大的特点就是跨越服务业与制造业两大领域，服务业和制造业相互渗透融合。因此运营商有必要大力研发车联网技术，运营商需要从中发掘新的运营模式和新的增值服务，制定相应的套餐资费，实现新的赢利点。
2.2关键技术分析
车联网是一个多学科交叉技术领域，涵盖通信、传感器、汽车制造、人工智能、信息处理、安全防护，信息可视化等技术领域，在此仅对以下关键技术领域进行探讨与分析。
2.2.1车联网V2X通信技术
V2X通信技术是车联网的基础，主要涉及车－车（V2V）、车－基础设施（V2I）、车－人（V2P）以及车－网络（V2N）、云平台（V2C）五类通信场景，目前主流的解决途径有IEEE阵营（电气电子工程师协会）的专用短距离通信（DSRC）和ITU阵营（国际电信联盟）基于蜂窝的LTE－V技术两种，预计未来两者将会在竞争中共存以满足不同需求。
2.2.2环境感知技术
环境感知技术主要用于判断车辆是否异常和行驶环境是否安全，承担着车联网中关键数据的采集。车辆工作状态感知主要是通过CAN总线采集车内各电子控制单元以及装载在车上的各类传感器，来获取车体、动力、车辆制动、发动机、刹车等部件的状态参数。车辆运动状态感知包括对车辆行驶状态参数的感知，其中绝对位置信息感知和相对位置信息感知最为基础和关键。为支持未来的自动驾驶业务需求，感知精度需要达到亚米级。车辆行驶环境感知技术主要用于路面状态、障碍物、交通信息、路径、其他车辆等信息的感知，是汽车自动驾驶应用的基础支撑技术。车辆运动状态和行驶环境的感知主要依靠激光、雷达、超声波、
2.2.1车联网V2X通信技术
V2X通信技术是车联网的基础，主要涉及车－车（V2V）、车－基础设施（V2I）、车－人（V2P）以及车－网络（V2N）、云平台（V2C）五类通信场景，目前主流的解决途径有IEEE阵营（电气电子工程师协会）的专用短距离通信（DSRC）和ITU阵营（国际电信联盟）基于蜂窝的LTE－V技术两种，预计未来两者将会在竞争中共存以满足不同需求。
2.2.2环境感知技术
环境感知技术主要用于判断车辆是否异常和行驶环境是否安全，承担着车联网中关键数据的采集。车辆工作状态感知主要是通过CAN总线采集车内各电子控制单元以及装载在车上的各类传感器，来获取车体、动力、车辆制动、发动机、刹车等部件的状态参数。车辆运动状态感知包括对车辆行驶状态参数的感知，其中绝对位置信息感知和相对位置信息感知最为基础和关键。为支持未来的自动驾驶业务需求，感知精度需要达到亚米级。车辆行驶环境感知技术主要用于路面状态、障碍物、交通信息、路径、其他车辆等信息的感知，是汽车自动驾驶应用的基础支撑技术。车辆运动状态和行驶环境的感知主要依靠激光、雷达、超声波、
可见光、红外、卫星定位等位置传感技术，以及基于V2X的位置信息交换和预报技术。
2.2.3智能执行技术
智能执行技术是在车辆和环境广泛感知的基础上，通过智能决策，对车辆行为做出相应控制。未来研究重点主要包括智能决策技术、HMI（人机交互）技术、信息显示技术、自动驾驶平台等。
2.2.4安全技术
车联网的安全问题会直接造成财产损失和人身安全，是车联网未来发展不可回避的重要环节，包括机械安全、电气安全、数据安全、信息交换安全、平台安全、支付安全等。安全问题如果得不到妥善的解决，车联网将无从发展。
2.3数据处理技术
数据处理技术主要包括云计算和大数据技术。云计算技术是基于互联网的大规模资源整合思想的具体化，关键技术含有虚拟化技术、大规模数据管理技术、信息安全技术等。如果云计算相当于一个巨大的容器，则大数据即是容器中的液体。
3车联网的应用
随着车联网技术的发展与应用，车联网在智能交通系统、智能车载系统、紧急救援系统
2.2.3智能执行技术
智能执行技术是在车辆和环境广泛感知的基础上，通过智能决策，对车辆行为做出相应控制。未来研究重点主要包括智能决策技术、HMI（人机交互）技术、信息显示技术、自动驾驶平台等。
2.2.4安全技术
车联网的安全问题会直接造成财产损失和人身安全，是车联网未来发展不可回避的重要环节，包括机械安全、电气安全、数据安全、信息交换安全、平台安全、支付安全等。安全问题如果得不到妥善的解决，车联网将无从发展。
2.3数据处理技术
数据处理技术主要包括云计算和大数据技术。云计算技术是基于互联网的大规模资源整合思想的具体化，关键技术含有虚拟化技术、大规模数据管理技术、信息安全技术等。如果云计算相当于一个巨大的容器，则大数据即是容器中的液体。
3车联网的应用
随着车联网技术的发展与应用，车联网在智能交通系统、智能车载系统、紧急救援系统
、安全辅助驾驶技术等领域都有了广泛的应用。
3.1智能交通系统
车联网的实质是广义的物联网与智能交通的结合，实现人与车、车与车、车与路的联接，实现车辆的监控、定位识别等功能。具体应用包括运营车辆调度管理系统、ETC不停车收费系统、智能停车场管理系统和交通违章自动拍摄系统等。
3.2智能车载系统
智能车载系统集娱乐、安全与舒适于一体，主要包括导航系统、倒车影像系统、移动通信系统和影音播放系统等。目前，汽车上安装的智能车载系统主要有奔驰的COMAND、宝马的iDrive、福特的SYNC、上汽的inkaNet、卡迪拉克的CUE，丰田的G-BOOK和英菲尼迪的InTouch等，它们的功能各有特。
3.3紧急救援系统
安装有紧急救援系统的车辆发生紧急事故时，按下救援按键，可通过车载远程控制器接通。通过卫星对车辆定位，联合第三方救援机构，能够快速准确地实施救援，使损失降到最小。
3.4安全辅助驾驶技术
3.1智能交通系统
车联网的实质是广义的物联网与智能交通的结合，实现人与车、车与车、车与路的联接，实现车辆的监控、定位识别等功能。具体应用包括运营车辆调度管理系统、ETC不停车收费系统、智能停车场管理系统和交通违章自动拍摄系统等。
3.2智能车载系统
智能车载系统集娱乐、安全与舒适于一体，主要包括导航系统、倒车影像系统、移动通信系统和影音播放系统等。目前，汽车上安装的智能车载系统主要有奔驰的COMAND、宝马的iDrive、福特的SYNC、上汽的inkaNet、卡迪拉克的CUE，丰田的G-BOOK和英菲尼迪的InTouch等，它们的功能各有特。
3.3紧急救援系统
安装有紧急救援系统的车辆发生紧急事故时，按下救援按键，可通过车载远程控制器接通。通过卫星对车辆定位，联合第三方救援机构，能够快速准确地实施救援，使损失降到最小。
3.4安全辅助驾驶技术
安全辅助驾驶技术主要依靠人工智能，让车载电脑可在人为介入的前提下，自动安全地操作车辆。世界上的主流车商都在研发自主安全辅助驾驶技术，目前较成熟的技术有主动巡航控制系统等。
结束语
车联网是互联网和智能传感技术的发展必然，将大大提高行车安全，提升交通效率，全面地提供各类资讯服务，为汽车产业带来了前所未有的历史性机遇和挑战。在车联网的带动下，汽车行业将从封闭不断走向开放，流程和边界将会从根本上得到重塑，一些企业如果无法彻底融入到新的产业生态中，将会被淘汰。值得一提的是，车联网发展速度远远高于人们的预期，目前市面上销售的2018款中高档家庭轿车上普遍搭载了车联网功能，预计未来三年是车联网行业切入的最佳时机。
参考文献：
[1]聂洪淼，焦运涛，赵明宇.物联网技术在精准农业领域应用的研究与设计[J].自动化技术与应用，2012（31）：89-92.
[2]余华，孙艳红，车银超，等.无线传感器网络在现代农业中的应用[J].安徽农业科学，2010（38）：2172-2174.
结束语
车联网是互联网和智能传感技术的发展必然，将大大提高行车安全，提升交通效率，全面地提供各类资讯服务，为汽车产业带来了前所未有的历史性机遇和挑战。在车联网的带动下，汽车行业将从封闭不断走向开放，流程和边界将会从根本上得到重塑，一些企业如果无法彻底融入到新的产业生态中，将会被淘汰。值得一提的是，车联网发展速度远远高于人们的预期，目前市面上销售的2018款中高档家庭轿车上普遍搭载了车联网功能，预计未来三年是车联网行业切入的最佳时机。
参考文献：
[1]聂洪淼，焦运涛，赵明宇.物联网技术在精准农业领域应用的研究与设计[J].自动化技术与应用，2012（31）：89-92.
[2]余华，孙艳红，车银超，等.无线传感器网络在现代农业中的应用[J].安徽农业科学，2010（38）：2172-2174.
[3]青岛英谷教育科技股份有限公司.车联网导论[M].西安：西安电子科技大学出版社，2016.
[4]姚昊洋.车联网在无人驾驶技术中的运用[J].电子技术与软件工程，2017（3）：250-251.
[5]刘伟，辛欣，朱燕丛，等.基于车联网的HMI交互体验流程与方法探究[J].包装工程，2017（20）：23-26.
[6]董锋格，孙晓佳，张立.车联网技术发展与趋势[J].汽车零部件，2016（5）：90-91.
[4]姚昊洋.车联网在无人驾驶技术中的运用[J].电子技术与软件工程，2017（3）：250-251.
[5]刘伟，辛欣，朱燕丛，等.基于车联网的HMI交互体验流程与方法探究[J].包装工程，2017（20）：23-26.
[6]董锋格，孙晓佳，张立.车联网技术发展与趋势[J].汽车零部件，2016（5）：90-91.
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