车联网技术全面解析及主要解决方案盘点教学内容

车联网技术全面解析及主要解决方案盘点车联网技术全面解析及主要解决方案盘点车联网（IOV：Internet of Vehicle）是指车与车、车与路、车与人、车与传感设备等交互，实现车辆与公众网络通信的动态移动通信系统。

【慧聪汽车电子网】车联网概念解析2004年中国提出“汽车计算平台”计划，防范汽车工业“空芯化”现象；巴西政府强制所有车辆2014年前必须安装类似“汽车身份识别”的系统并联网；欧洲、日本的ITS（智能交通系统）计划中也都有“车联网”的概念；印度甚至要求所有黄包车都装上GPS与RFID；2011年初，中国四部委联合发文，对“两客一危”运营类车辆提出了必须安装智能卫星定位装置并联网的强制性要求……这些都是车联网的雏形。

美国国家网络可信身份标识战略白皮书NSTIC则是一个里程碑，它要求所有移动终端、包括汽车都必须安装“安全ID芯片”；美国DOT进一步要求，2012年所有运营类车辆都必须遵从M911。

显而易见，车联网已经不只是一个汽车业信息化的问题了，而已经上升到了国家信息安全和国家战略层面，很多国家已经开始立法实施了。

什么是车联网车联网（IOV：InternetofVehicle）是指车与车、车与路、车与人、车与传感设备等交互，实现车辆与公众网络通信的动态移动通信系统。

它可以通过车与车、车与人、车与路互联互通实现信息共享，收集车辆、道路和环境的信息，并在信息网络平台上对多源采集的信息进行加工、计算、共享和安全发布，根据不同的功能需求对车辆进行有效的引导与监管，以及提供专业的多媒体与移动互联网应用服务。

从网络上看，IOV系统是一个“端管云”三层体系。

第一层（端系统）：端系统是汽车的智能传感器，负责采集与获取车辆的智能信息，感知行车状态与环境；是具有车内通信、车间通信、车网通信的泛在通信终端；同时还是让汽车具备IOV寻址和网络可信标识等能力的设备。

第二层（管系统）：解决车与车（V2V）、车与路（V2R）、车与网（V2I）、车与人（V2H）等的互联互通，实现车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游，在功能和性能上保障实时性、可服务性与网络泛在性，同时它是公网与专网的统一体。

第三层（云系统）：车联网是一个云架构的车辆运行信息平台，它的生态链包含了ITS、物流、客货运、危特车辆、汽修汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联网等，是多源海量信息的汇聚，因此需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能，其应用系统也是围绕车辆的数据汇聚、计算、调度、监控、管理与应用的复合体系。

值得注意的是，目前GPS+GPRS并不是真正意义上的车联网，也不是物联网，只是一种技术的组合应用，目前国内大多数ITS试验和IOV概念都是基于这种技术实现的。

笔者以为，简单基于这样的技术来发展车联网，对国家战略领先和技术创新是非常不利的，会造成整体落后国际竞争的被动局面。

什么是GIDIOV最核心的技术之一是根据车辆特性，给汽车开发了一款GID（GlobalID，相对于RFID）终端。

它是一个具有全球泛在联网能力的通信网关和车载终端，是车辆智能信息传感器，同时也具有全球定位和全球网络身份标识（网络车牌）功能。

GID将汽车智能信息传感器、汽车联网、汽车网络车牌三大功能融为一体，具体表现为：车辆状态的信息感知功能：GID与汽车总线（OBD、CAN等）相连，内嵌多种传感器，可感知和监控几乎所有车辆的动态与静态信息，包括车辆环境信息和车辆状态诊断信息等；泛在通信功能：GID具有V2V、V2I和自组网（SON、移动AdHoc、AGPS等）的能力，具有车内联网以及多制式之间的桥接与中继功能，具备全球通信、全球定位与移动漫游能力；汽车网络车牌功能：GID从汽车、网络、用户中提取天然属性，生成汽车的“网络身份证”，使得每辆汽车在网络中都具有一种天然、唯一性的身份标识，它不是一个标签，而是网络可信标识与寻址技术。

简而言之，GID改进了传统RFID单向、短距、低速、被动、无智能、无感知、无通信、覆盖面积小、高成本、非标准、易丢失毁坏等问题。

同时，它具备了目前车联网所需要的V2V、V2I和全球漫游与覆盖功能，不单纯是一种Telematics（车载通讯）设备。

更突出的是，GID使汽车具备了“网络车牌”或“网络身份证”的能力，解决了物联网中最困难的移动寻址与可信标识无法分离的问题，增强了网络可视性，可以唯一地区分全球所有车辆。

此外，配合云后台系统，GID可随时通过“心跳”功能把车况、行车状态，甚至是汽车“黑匣子”实时上报。

如图1所示。

图1GID与RFID功能对比从GID获得的多源动态数据信息，是车联网、机器移动、ITS、云计算领域的一种创新型应用技术。

当车辆装载了GID终端后，汽车与交通状态信息可以从CAN总线等采集到，这些状态涉及车辆行驶（位置、方向、速度、加速度），车体（内外温度、空气流量、胎压），动力（油压、转速、机油），车辆安全（安全带、气囊、门窗锁），环境（天气、路况、拥塞）等，从而让车辆成为了解决道路和交通矛盾的智慧主体。

基于GID的IOV系统IOV与ITS的创新影响车联网的发展与ITS、汽车电子、移动互联网密不可分。

下一代ITS发展需要解决的难题包括：全面获取交通状态、及时侦测道路路况并了解车辆的运行状况、根据车/路况等相关状态智能发布信息，为出行者提供更有效的交通信息，达到绿色运输、改善效率、提升服务质量的目标。

由此可见，ITS的核心是“道路”和“车辆”的均衡博弈。

传统ITS解决方案大都围绕静态和固定的道路关联因素，如路边单元RSU、视频摄像、信息发布牌、RFIDReader、压感线圈等，而忽略了车辆本身是交通路况、事故、路边环境等最直接的制造者和矛盾的主体。

基于GID的车联网的出现，是传统M2M和Telematics的进化与飞跃。

基于GID能力，车联网完全可以把以往借助道路等外部信息源，转移到借助车辆自身信息源的方向上来，使ITS在技术和管制等多方面遇到的困难迎刃而解，实现从“静态信息”向“动态信息”的视角转变，从信息的点采集，向面采集、立体交叉采集、云计算处理转变，是ITS技术体制的一种本质改变。

IOV与云计算的关系车联网产生的信息总量远大于电信业。

以ITS为例，一个城市的多源动态交通信息采集，车辆信息的实时积聚、处理、发布，以及驱动决策和执行活动的智能化全过程，将是一个P级信息处理系统。

因此，IOV与ITS云计算平台就成为了信息化成功的关键。

在云框架下，综合信息采集处理、道路交通状况监测、车辆监管与疏导、信号控制、系统联动以及预测预报、信息发布与诱导等，都必须做到与整体情报系统的融合、共享和统一决策。

如图2所示，车联网、ITS相关的云服务，主要分为三类。

图2基于云计算的ITS体系总体架构IaaS基础云服务：基于云框架，提供车联网与交通相关的基础计算服务，如车辆/交通状态数据存储、车辆区域监控、车辆安全状态监控、道路交通实时分析、接入计费与结算等等；同时，作为一种核心能力，以开放性接口API提供给任何第三方应用开发商使用，帮助他们快速构建相关的应用服务。

PaaS平台云服务：提供海量GPS数据和GID数据处理、ITS全息数据处理、云存储、信息挖掘与分析、信息安全、数据总线等功能。

SaaS应用云服务：基于基础云服务的能力和第三方的服务资源，任何开发者可开发出特定的支持车联网、ITS特性的应用，并能发布和支持多种用户终端（特定终端、PC浏览器、手机等）。

把握机遇迎接挑战IOV是互联网、物联网、通信、汽车制造、汽车售后服务、ITS、汽车保险、交管、LBS、移动互联网等融合的产物，跨界跨行涉及了大量产业，经济覆盖面极广。

受其影响，ITS、城市拥塞疏导、运输与物流、城市交通、公共设施建设、电信运营、生活方式、终端制造等都将发生一些本质性的变化。

同时，IOV的概念和范畴目前在不同角度还很难统一。

因此，IOV体系需要从国家角度来进行顶层设计，并从国家战略和信息化利益角度去思考诸多问题。

IOV亟需解决的若干问题V2V、V2I融合通信：在一辆车里，V2V与V2I通常是两种体制，目前车辆很少具有V2V能力，V2I也只在普通公网有限应用，实时性等得不到保障，而802.11P并不能完全胜任V2V及与V2I的融合与桥接能力。

CAN总线的开放：不同品牌的汽车，甚至同一品牌不同型号、不同年代的车辆，其CAN协议也是不同的。

这给汽车在线设置了巨大的障碍，也严重影响了国家信息安全。

因此，为打破“空芯化”局面，让中国的ITS和IOV发挥更大的作用，促进IOV产业的健康发展，CAN的开放对于我国汽车制造业和IOV产业都是必须的。

精确的车辆定位：AGPS不能完全满足车辆定位的要求，也不具备执法效力和足够的安全保障，从国家利益角度出发，也需要尽快使用北斗卫星定位，创新出快速、精准、综合的定位技术方法。

IOV标准问题：由于IOV涉及面极广，不同角度的关注点和出发点不同，交通部、公安部、安监局、工信部、国安局、军队等各自对IOV都有着自己的理解，因此，什么是IOV的制高点，从哪里入手制定什么样的标准和行规，且如何兼顾国家利益和自主创新，都亟需明确和统一。

另外，GID虽阐述了IOV需要的车载机功能，但GID与云的通信协议、与IOV用户终端的交互、与网络的泛在通信能力等，都存在标准亟需统一的问题，否则将无法实现互联互通。

在国家立法方面，车联网作为未来汽车行业的标配功能，在前装与后装市场上的规范、法制、监管、标准等都需要尽快出台试行草案。

IOV运营问题：IOV数据量极大，非普通平台所能承受，为保证安全可信，IOV必须是实名制的，同时每辆车都捆绑了若干移动终端、若干人员、若干设备，有多属性、多归属特点，因此，其运营主体既不是传统电信运营商，也不简单是TSP、移动互联网SP、车厂或4S店，对“虚拟运营”的要求已经十分明显。

此外，云平台的开放与接口技术、网络可视技术、定位与计算技术、快速检索技术、数据挖掘与分析技术等，都存在大量技术难点和障碍，随着产业的纵深发展，未来还将会有大量的新问题出现。

IOV发展前景广阔车联网是特殊的通信形态，是电信转型、互联网转型、工业化与信息化结合的下一个重心，是汽车工业发展的新兴领域。

发展IOV是汽车工业继“绿色”之后的第二大核心主题，在此过程中也充满了各种机遇。

首先，车辆状态的在线检查、在线年检、在线监控将成为现实。

通过在线识别车辆状态和状况，可以了解车辆是否具备合法运营执照，是否符合环保要求，是否有危险行车行为等。

此业务每年可节省数百至上千亿元，符合国际发展趋势，必将对车辆监管与消费行业产生重大影响。

其次，汽车具有了网络身份证。

汽车都是准实名制的实物，容易实现网络空间与物理空间的映射，因此IOV在提高车辆网络可视性的同时，还具备了网络防伪、防套牌、防假冒、网络追踪、反走私等功能，可方便地与移动支付、驾乘者信息档案等捆绑，实现从网络世界到物理世界的整体安全可信性，仅“网络车牌”和“黑匣子”就将诞生出巨大的产业。