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浅析车联网的传感器网络技术研究张成周子健

发表时间：2020/9/10 来源：《文化时代》2020年8期作者：张成周子健

[导读] 在车联网中，车内网的传感器网络目前主要是由汽车制造商和互联网企业双方主导，但两方侧重点不同，使用通信方式也不同，汽车制造商一般使用成熟的总线技术，而互联网企业则大多采用各种无线通信技术。本文围绕车内传感器网络技术进行探讨，比较汽车制造商和互联网企业组建网络的不同之处，分析两者应该如何互联互通，以及如何形成一个整体的传感器网络。

仙桃职业学院摘要：在车联网中，车内网的传感器网络目前主要是由汽车制造商和互联网企业双方主导，但两方侧重点不同，使用通信方式也不同，汽车制造商一般使用成熟的总线技术，而互联网企业则大多采用各种无线通信技术。本文围绕车内传感器网络技术进行探讨，比较汽车制造商和互联网企业组建网络的不同之处，分析两者应该如何互联互通，以及如何形成一个整体的传感器网络。关键词：车联网；传感器网络；V2X 0引言 2010年10月召开的中国物联网大会中车联网（IOV，In-ternet of Vehicles）的概念首次被提出。 2018年 6月《国家车联网产业标准体系建设指南》由工业和信息化部、国家标准化管理委员会共同制定并发布，该指南对于车联网的发展具有重要的指导意义，为接下来车联网的发展指明了方向。车联网产业的迅速发展，对于智能交通、自动驾驶、信息消费、汽车节能减排等都将产生更有利的影响。 1车联网技术及分类《国家车联网产业标准体系建设指南》（以下简称《建设指南》）中提出的车联网的概念：车联网产业是依托信息通信技术，通过车内、车与车、车与路、车与人、车与服务平台的全方位连接和数据交互，提供综合信息服务，形成汽车、电子、信息通信、道路交通运输等行业深度融合的新型产业形态。根据《建设指南》中的描述，可以将车联网看做由车内网、车际网和车载移动互联网三种网络组成，以下对这三种网络进行简单介绍。车内网是由车载传感器、射频识别、摄像头、GPS系统、车载终端、车载显示器等设备共同组成的一个小型局域网，应用车内总线技术及无线通信技术，负责车内传感器与车载网关之间信号的传递，形成一个传感器网络。车际网主要解决车与车、车与路、车与人、车与云之间的互联互通。车际网中信息交互的关键技术是 V2X（vehicle to everything）通信技术，即车与 X（人、车、路、云等），也可认为是车联万物，即驾驶人、车辆、公路、云端之间的数据互联互通。车载移动互联网通过移动通信网络或卫星通信网络将车内网与互联网进行无线连接。车联网首先要通过安装在车内的传感器设备，实现对车辆各种信息的采集和传输，因此，本文将主要介绍车联网中传感器网络技术及相关应用。 2车内传感器网络 2.1车内传感器智能汽车的快速发展的前提是电子元件的快速发展和应用，智能汽车的车内传感器网络可能会由几十甚至上百个不同的传感器组成，这些装载在车辆上的大量传感器将车辆运行中各种信息转化成数据信号在传感器网络中传输，实现车内通信，并将数据传输给车载网关系统，以此判断车辆各种运行状态，以便于给驾驶员能够更安全、更高效、更舒心地进行驾驶。 2.2传感器网络要使各种传感器接入传感器网络中，主要有 2个途径：①汽车制造商在设计制造时嵌入不同类型的传感器，并通过成熟的 CAN总线技术接入传感器网络。 ②互联网企业通过汽车制造商开放的接口连接各种传感器，接入车载网关系统，形成传感器网络，并通过移动通信接入云平台。

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汽车制造商搭建的传感器网络主要是用于实时检测车辆状态，从而为车辆的维修保养提供决策。汽车制造商在设计制造车辆时，预先在车辆内部的重要部件上，比如发动机、内部线路、油箱、内部管道等，都安装上各种类型的传感器，从而实时采集到水、电、油、气以及转速、温度、液位和压力等相关参数。在系统中预设各个参数的合理值范围，判断获得的参数是否在合理值范围内，从而能够发现并确定车辆发生故障的部位。当参数数值异常时，系统就会发出警告，提醒驾驶员可能出现的问题，并根据预先设置好的的故障模型查找出合适的解决方案方便驾驶员进行参考。互联网企业向汽车制造商要求开放底层接口，通过前装或后装电子产品获取汽车的数据。前装市场由汽车制造商主导，比如通用的 OnStar、宝马的ConnectDrive，在整车出厂时汽车制造商就会装备电子产品，汽车制造商更注重安全服务，但同时体现了较强的产品封闭性，作为汽车制造商对于汽车核心数据的采集是会尽力避免的，所以应对互联网企业对车载系统的入侵，它们更倾向于仅仅开放娱乐、网络、语音、蓝牙等接口，主打通讯等信息。这样对于互联网开放、共享的理念是相违背的，也不利于整个车联网生态圈的构建。后装市场虽然由互联网企业主导，但是由于汽车制造商采用的 CAN总线通信协议各不相同，并且对外封闭。互联网企业设计制造的 OBD（On-Board Diagnostic，车载诊断系统）设备通过与汽车提供的接口连接，仅能获得如里程、油耗、速度、驾驶行为等汽车制造商同意开放的部分数据，这些数据经过车载网关将传输到云平台，进行大数据分析后，为驾驶员提供服务与支持。OBD设备难达到普适性，又因为法律无法采用破解手段直接采集车辆未公开的数据，种种受限，后装市场需要统一的汽车行业标准出台，才可能会有所突破。 3结论车联网是我国智能交通的信息化基础，目前汽车制造商和互联网企业都大力投入到车联网的建设中并取得了一定成果，车联网时代已经据我们越来越近，但车联网时代的真正来临还需要解决如下问题：（1）进一步发展传感器技术，体积更小，采集信息更准确，价格更便宜。（2）ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元，又称行车电脑、车载电脑）处理速度更快，车辆计算能力更强；移动网络传输速度更快，交互的时间变得更短。（3）汽车行业标准出台统一的接口标准，并有条件的对外开放，传统汽车厂商企业与互联网企业共同发展车联网。（4）电子地图的精度更高，每辆汽车最微小的变化都可以实时反馈。参考文献: ［1］王雷，王传磊 .车联网及关键技术的应用分析［J］物联网技术，2018（7）： 63-68. ［2］工信部联科 .国家车联网产业标准体系建设指南［2018］109号［S］. ［3］陈山枝，胡金玲，石岩，等.LTE-V2X车联网技术、标准与应用［J］电信科学，2018（4）： 7-17. ［4］3GPP TR 22.885 V14.0.0 Study on LTE support for Vehicle to Ev-erything（V2X）services［S］.2017.