车联网技术及其应用研究

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1、车联网技术及其应用研究谭红平1陈金鹰1杨俊21、成都理工大学信息科学与技术学院，成都6100592、中国电信股份有限公司成都分公司综合业务保障中心，成都610069摘要：在对目前城市交通存在问题进行分析的基础上，结合物联网技术、云计算技术的研究成果和应用技术，提出了车联网的基本概念。通过车联网所涉及的应用层、网络层、感知层及相关技术进行讨论后，对车联网关键技术进行了研究。结果认为，车联网所蕴含的优点将对未来交通产生深刻影响，并能给人们的出行带来巨大方便，同时也将伴随新的商机。关键字：城市交通云技术车联网引言随着我国经济

2、持续地快速发展，人们生活水平的不断提高，车辆数量增加十分迅速，交通拥堵成为一个严重的社会问题。拥堵的交通不仅增加了人们出行的时间成本，而且还不利于节能环保。目前中国的石油消耗量仅次于美国，居全球第二，据统计有30%的汽油是消耗在堵车的时候。在污染排放方面，我国机动车氮氧化物排放量占总排放量的30%。要解决“城市拥堵”，落实“节能环保”，智能交通是解决思路之一。智能交通亟待建立以车为节点的信息系统车联网，综合现有的电子信息技术，实现对全国范围内的车辆进行统一管理，减少交通拥堵。例如日本的道路交通信息通信系统（VICS），

3、该系统可以把采集的信息传到VICS中心，综合处理后通过无线的方式传送到使用VICS功能的导航系统上面，从而驾驶员可以实时了解车辆运行报告和交通状况。据统计，对于同一目的地，使用VICS系统的车辆可以减少车辆行驶时间约22%，提高平均时速约5%[1～3]。一、车联网的基本概念伴随物联网的发展，激发了车联网的出现。所谓车联网，是指利用先进的传感技术、网络技术和无线通信技术，通过汽车收集、处理和共享大量信息，实现车与路、车与车、车与人、车与城市网络的互相连接，达到智能化识别、定位、跟踪、监控和管理目的的一个网络。按照功能划分

4、，车联网的体系结构可分为感知层、网络层和应用层，如图1所示［4］。1、感知层数据采集：RFID技术、传感器技术、视频摄像头等感知层网络层应用层人机接口：用户界面、车载通信终端、智能手机等数据传输：卫星定位导航、2G网络、3G网络、互联网等图1车联网的体系结构车联网的感知层主要功能是利用RFID电子标签和阅读器、各种传感器（检测温度、速度、路况等）、视频摄像头等进行数据采集，从而获得大量关于交通信息、天气状况、车辆信息的数据。2、网络层网络层需要通过无线集群通信系统、卫星定位导航系统来实现和互联网的连接，完成大量数据的传

5、输、分析和处理（云计算），实现远距离通信和远程控制的目的。3、应用层车联网的应用层主要作用是进行人机通信，例如各种车载终端、车载计算机等。车联网的最核心部分是由电子地图、卫星定位导航、汽车电子、语言识别和3G移动通信网络组成的移动通信导航信息系统，即车载通信系统。该系统可以通过GPS定位系统和无线通信网，向驾驶员和乘客提供详细的交通信息、汽车状况、生活或工作便捷服务和互联网服务。目前，各国研究车联网的重点便是车载通信系统，都投入了大量的人力和物力。二、车联网的关键技术近几年来，物联网的发展成为信息产业新的制高点，车联网

6、也获得了越来越多的关注，欧美、日本等发达国家都投入了巨资用于研发车载通信系统。我国也十分注重车联网的发展，在2010年10月，无锡举行的中国国际物联网大会将车联网列为我国重大专项第三专项的重要项目，相关内容已经上报国务院，有望获得数百亿的经费支持。在车联网当中，最核心的部分便是车载通信，在车载通信中可能采用的关键技术主要包括RFID技术、卫星定位导航技术、无线通信技术、智能技术、云计算技术、指纹识别技术等，下面将分别予以讨论［5～9］。1、RFID技术RFID（RadioFrequencyIdentification）

7、是一种非接触式的自动识别技术，它可以通过射频信号自动识别目标对象并获取相关的数据。RFID是一种简单的无线系统，由阅读器和电子标签两个基本器件组成，可用于控制、检测和跟踪物体。目前，RFID技术已经应用到生活的很多领域中，如景区管理、停车厂和管道监测等。RFID具有同时识别多个高速运动物体、读写距离远、数据存储量大、系统体积小、安全性好、安装简便、环境要求低等特点，因此可以把RFID应用到车联网当中，可以轻松实现车联网中各节点对监测点的感知功能。2、卫星定位导航技术世界上现有的卫星定位导航系统主要有美国的GPS、俄罗斯

8、的GLONASS、欧洲的GALILEO和中国的北斗定位导航系统（COMPASS）。卫星定位导航系统具有全天候、高精度、自动化、实时性等特点，用户只需要一个终端，便可以实现定位和导航的目的。因此在车联网中，卫星定位导航系统可以为用户提供电子地图，实现定位和导航，是不可或缺的部分。3、无线通信技术无线通信技术具有速度快、安全高、布线少