什么是車聯(lián)網(wǎng)

1、車載物聯(lián)網(wǎng)是一項新興技術，可以大幅提高未來交通系統(tǒng)的安全和效率，并將車輛連接到計算機網(wǎng)絡。車載物聯(lián)網(wǎng)能夠在行駛中的車輛之間建立無線通信，也能夠在過路車輛和路邊基站之間建立無線通信。利用多跳轉發(fā)的方式，車載網(wǎng)絡能夠讓兩個在信號范圍之外的車輛也建立通信連接。車載網(wǎng)絡將成為未來智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。1車載物聯(lián)網(wǎng)概念車載物聯(lián)網(wǎng)是一項新興技術，可以大幅提高未來交通系統(tǒng)的安全和效率，并將車輛連接到計算機網(wǎng)絡。車載物聯(lián)網(wǎng)能夠在行駛中的車輛之間建

2、立無線通信，也能夠在過路車輛和路邊基站之間建立無線通信。利用多跳轉發(fā)的方式，車載網(wǎng)絡能夠讓兩個在信號范圍之外的車輛也建立通信連接。車載網(wǎng)絡將成為未來智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。當前的智能交通系統(tǒng)嚴重依賴于預先部署的基礎設施。例如，嵌入路面的電磁感應器，部署在主要道路交叉口的交通攝像頭，高速公路收費口安裝的射頻標簽(RFID)讀取器。通常，一個收集和發(fā)布交通信息的典型過程如下：首先，路面?zhèn)鞲衅鲗嚵鞯乃俣?、密度進行檢測，然后上傳到城市交通

3、中心。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后，流量報告可以通過蜂窩網(wǎng)絡傳遞到用戶的手機。這樣來傳播與位置相關的信息是一個昂貴和低效的方式，因為通常信息源和信息消費者的實際距離只有幾百米遠。車載網(wǎng)絡的短距離通信能力將會改變這種傳統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)的通信模式，以更直接的方式幫助信息的產(chǎn)生、傳播和消費。本質上車載物聯(lián)網(wǎng)是一個巨大的無線傳感器網(wǎng)絡。每一輛汽車都可以被視為一個超級傳感器節(jié)點。通常一輛汽車裝備有內(nèi)部和外部溫度計、亮度傳感器、一個或多個攝像頭、麥克風、超聲波

4、雷達，以及許多其他裝備。此外，未來的汽車將配備一個車載計算機、GPS定位儀和無線收發(fā)裝置。這使得汽車之間，以及汽車和路邊基站之間能夠無線通信。這種前所未有的無線傳感器網(wǎng)絡擴展了計算機系統(tǒng)對整個世界的感知與控制能力，并可以讓信息在本地產(chǎn)生和共享，不必涉及龐大的基礎設施。未來的汽車和車載網(wǎng)絡為人們提供了一系列應用。車載網(wǎng)絡的應用可分為4個類別。(1)安全應用安全應用包括碰撞預警、電子路牌、紅綠燈警告、網(wǎng)上車輛診斷、道路濕滑檢測等。通常這類應

5、用利用短距離通信實時性的特點來為司機提供即時警告。(2)效率應用效率應用包括城市交通管理、交通擁塞檢測、路徑規(guī)劃、公路收費、公共交通管理等。這類應用致力于改善公眾和個人的出行效率。(3)商業(yè)應用商業(yè)應用包括基于位置的服務，將帶給人們巨大的商機。這些商業(yè)應用的種類繁多，如，最近的餐館、最便宜的加油站、商場促銷信息等。這些可能的商業(yè)應用將為服務業(yè)帶來新的競爭手段(4)信息娛樂應用信息娛樂應用包括視頻和音樂共享、基于位置的餐廳評論、拼車、社交

6、網(wǎng)絡等。實際上，信息娛樂的一些應用，如福特SYNC和起亞UVO，已成為當前汽車市場的一個引人注目的亮點。信息娛樂系統(tǒng)的網(wǎng)絡化將是必然趨勢。在車載網(wǎng)絡的發(fā)展過程中，有4類參與者將起到積極的作用。4類參與者為政府、汽車載網(wǎng)絡所獨有的特性給人們提來了前所未有的挑戰(zhàn)，然而，與此同時，這些特性也使人們能夠從與以往不同的角度去思考和解決問題。車載網(wǎng)絡分3層：鏈路層、網(wǎng)絡層和應用層。各網(wǎng)絡協(xié)議層面臨不同的挑戰(zhàn)。3.1鏈路層面臨的挑戰(zhàn)在鏈路層，面臨的主

7、要挑戰(zhàn)是如何使鏈路層協(xié)議適應獨特的車輛運行環(huán)境，使鏈路層獲得最佳性能。鏈路層協(xié)議包括3個主要設計目標：響應能力、可靠性和可擴展性。首先，鏈路層協(xié)議需要能夠對信道條件和車輛的移動性快速響應，同時協(xié)議的可靠性和可擴展性對與安全相關的應用也起著重要的作用。一些傳統(tǒng)的鏈路層協(xié)議的設計方法，如無線接入點(AP)握手、媒體訪問控制(MAC)層超時管理、地址解析協(xié)議(ARP)超時等，在高速移動的車載環(huán)境中已顯示出低下的性能。這些傳統(tǒng)的設計方法通常會導

8、致增加的啟動延時、未充分利用的帶寬，以及帶寬的不公平分配。實際上，可擴展性和可靠性在一定程度上互相影響，互相作用?？煽繌V播技術也是重要的研究問題之一。目前的可靠廣播技術一般包括重復廣播、合作式傳遞、發(fā)射功率自適應等?？煽啃院涂蓴U展性仍然值得進一步深入研究，特別是針對車輛安全系統(tǒng)的應用，因為最終用戶對車輛安全系統(tǒng)要求很高。3.2網(wǎng)絡層面臨的挑戰(zhàn)在網(wǎng)絡層，面臨的主要挑戰(zhàn)是建立一個新的路由模式，以促進車載網(wǎng)絡的信息傳播。在過去10年中，無線自

9、組織網(wǎng)絡方面得到廣泛研究。特別是，研究人員為車載網(wǎng)絡提出了許多具有環(huán)境自適應能力的路由協(xié)議，如MDDV和VADD。這些協(xié)議利用車輛的移動性，通過GPS定位技術、數(shù)字地圖技術，在車載網(wǎng)絡環(huán)境中提高數(shù)據(jù)包的轉發(fā)性能。從本質上講，這些協(xié)議都是針對以數(shù)據(jù)包為基本單位而設計。數(shù)據(jù)包在從源到目的地的整個轉發(fā)過程中都保持不變。然而，這種基于分組轉發(fā)的模式已不能適應以信息為中心的應用需求。首先，對于某些應用轉發(fā)路由沒有明確的數(shù)據(jù)源和目的地。信息由某些節(jié)

10、點共同產(chǎn)生，然后傳遞給另一些節(jié)點。其次，信息在傳遞的過程中會被修改。如在交通阻塞的檢測中，每部車都能產(chǎn)生交通擁塞報告，而這個報告可以和其他臨近的車輛產(chǎn)生的報告相融合。所有向擁塞地點行駛的車輛是這些報告的接收者。在這類應用中，人們事先并不知道什么時間、什么地點、哪些車輛會產(chǎn)生報告，人們也不知道誰會成為接收者。有一些基于分組轉發(fā)的路由協(xié)議，例如多播技術和基于位置的廣播技術，能夠部分解決這類應用的需求。然而，從本質上講，人們需要一個新的路由模