车载网络的特点十篇

车载网络的特点篇1

关键词：物联网；车载网络；技术

Abstract: with the rapid development of Internet of things, the car slide networking also presents a strong momentum of development. This article mainly from the car slide networking overview, cargo network in information dissemination, cargo car networking challenges and solutions in three aspects to explore the application and development of cargo car networking technology

Key words: the Internet of things; On-board network; technology

中图分类号：TN711文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、车载物联网概述

（一）、车载物联网的概念

车载物联网是一项新兴技术，可以大幅提高未来交通系统的安全和效率，并将车辆连接到计算机网络。车载物联网能够在行驶中的车辆之间建立无线通信，也能够在过路车辆和路边基站之间建立无线通信。利用多跳转发的方式，车载网络能够让两个在信号范围之外的车辆也建立通信连接。车载网络将成为未来智能交通系统的重要组成部分。

本质上车载物联网是一个巨大的无线传感器网络。每一辆汽车都可以被视为一个超级传感器节点。通常一辆汽车装备有内部和外部温度计、亮度传感器、一个或多个摄像头、麦克风、超声波雷达，以及许多其他装备。此外，未来的汽车将配备一个车载计算机、GPS定位仪和无线收发装置。这使得汽车之间，以及汽车和路边基站之间能够无线通信。这种前所未有的无线传感器网络扩展了计算机系统对整个世界的感知与控制能力，并可以让信息在本地产生和共享，不必涉及庞大的基础设施。

（二）、车载物联网的应用

未来的汽车和车载网络为人们提供了一系列应用。车载网络的应用可分为4个类别。

1、效率应用

效率应用包括城市交通管理、交通拥塞检测、路径规划、公路收费、公共交通管理等。这类应用致力于改善公众和个人的出行效率。

2、安全应用

安全应用包括碰撞预警、电子路牌、红绿灯警告、．网上车辆诊断、道路湿滑检测等。通常这类应用利用短距离通信实时性的特点来为司机提供即时警告。

3、商业应用

商业应用包括基于位置的服务，将带给人们巨大的商机。这些商业应用的种类繁多，如，最近的餐馆、最便宜的加油站、商场促销信息等。这些可能的商业应用将为服务业带来新的竞争手段。

4、信息娱乐应用

信息娱乐应用包括视频和音乐共享、基于位置的餐厅评论、拼车、社交网络等。实际上，信息娱乐的一些应用，如福特SYNC和起亚UVO，已成为当前汽车市场的一个引人注目的亮点。信息娱乐系统的网络化将是必然趋势。

国际著名汽车制造商和零部件供应商于20世纪80年代就致力于汽车网络技术的研究与应用，迄今已推出多种网络标准，如J1850、VAN、CAN、ABUS等。最初车用网络只有高档汽车中才采用，而且多为各厂商自行研制的通信协议。到90年代初，协议的研发到了相对成熟的阶段，从车身舒适性控制部件到动力系统控制部件都成为车用网络包罗的对象。

（三）、车载物联网技术的作用

首先，车载物联网络具有成本低、容易部署和操作的优势。消费者无需订阅即可享受服务。其次，从技术角度来看，智能交通系统中传播的很多信息有很强的

位置相关性，车载物联网络能够很方便地为临近车辆建立实时或者非实时的短距离通信。

二、车载物联网中的信息传播

车载网络是一个以信息为中心的分布式系统，信息在网络的不同位置生成、收集和。人们可以把信息传播分为两个不同的层次：宏观信息传播和微观信息传播。以信息为中心来发现系统需求十分重要。

（一）、宏观信息传播

宏观信息传播指在一个特定的地理区域里将信息传递给一个或一组节点。信息传播的目的地是网络中的特定的单个节点或者一组指定的节点组，甚至可能是一组未知节点。宏观信息传播的目的是减少信息传递延时，减少传递开销(包括存储开销和通信开销)，并提高未来查询的成功率(如果接收节点是事先未知的)。宏观信息传播的研究课题通常包括信息路由、数据缓存、数据融合等。

信息传播可以建立在基础设施之上，也可以不依赖基础设施。一些学者提出出建立于蜂窝网络基础设施上的P2P叠加网络。车辆通过蜂窝网络的基础设施建立到耳=联网的可靠链接，然后这些车辆之间可以以P2P叠加网络的方式来实现非安全应用的信息共享、发现和交换。然而，由于基础设施提供的服务通常是付费订阅的方式，这实际上限制了消费者的数量。与基于基础设施的网络服务相比，相对廉价的自组织网络方案显得更有吸引力。另一方面，大多数的非安全应用没有严格的实时性要求，因而，当前的一项研究热点是以容迟的方式来实现车载自组织网络的信息传播。研究者提出了一些通用的容迟网络路由协议，如流行性路由。

数据缓存和数据融合也是车载自组织网络中热门的研究方向。有人使用了定期广播和缓冲的方法从数据中心分发信息到车载自组织网络。根本来说，它是一个从数据中心到车辆的单向信息传播。还有人提出了一个层次性的数据融合方案。该方案定义了一组地标来帮助计算旅行时间。他们还提出了一个路边基站的部署算法来优化信息融合。

在车载自组织网络中，信息的传播、缓存和融合都有过相应的研究。然而，在车载自组织网络中，大多数类型的信息中并不包括任何目标车辆的先验知识，因而容迟的数据传播、数据查询、数据缓存以及数据融合密切地联系在了一起。任何车辆可能会产生并发出一个查询，且希望其临近车辆能尽快响应。

（二）、微观信息传播

微观信息传播指涉及一跳或者几跳的局部信息传递。在车载网络技术市场化的初级阶段，车辆很少有机会遇到其他车辆或路边基站。所以，提高两车相遇时信息传播的效率十分重要。

通常，微观信息传播的主要挑战在于如何把下层条件(车辆移动性、无线信道相对位置)和上层应用的需求联系在一起。从上层的角度来看，容迟网络的应用可以容忍一定的信息延迟和误差。从底层的角度来看，移动性、信道和车辆位置却可能在很短的时间内大幅变化。现有的工作研究了不同的网络通信协议下的单跳问题，然而，仍然缺少一个上层和下层之间的有效联系。这种联系可以使人们能够利用底层的苛刻条件，而不是受其限制。

当人们设计微观信息传播协议时，可以重点关注3个方面的问题：

1、应用需求

容迟网络的应用不一定需要一个可靠的链接，但是他们却需要根据数据传输的重要性来安排数据的优先性。人们还希望能够设定一个在传播的过程中允许的信息丢失程度阈值。

2、资源管理

主要问题包括如何调度低层资源(例如传输信道、传输速率等)，如何调度上层任务，如何分配资源以确保公平等。

3、协作

人们可以利用多任务调度、转发、中继、多方网络编码等不同的技术来帮助在信号范围内各车辆的互相协作，提高整体性能。

三、车载物联网面临的挑战及解决方案

车载网络所独有的特性给人们提来了前所未有的挑战，然而，与此同时，这些特性也使人们能够从与以往不同的角度去思考和解决问题。

（一）、链路层面临的挑战

在链路层，面临的主要挑战是如何使链路层洳议适应独特的车辆运行环境，使链路层获得最佳性能。链路层协议包括3个主要设计目标：响应能力、可靠性和可扩展性。首先，链路层协议需要能够对信道条件和车辆的移动性快速响应，同时协议的可靠性和可扩展性对与安全相关的应用也起着重要的作用。一些传统的链路层协议的设计方法，如无线接入点(AP)握手、媒体访问控制(MAC)层超时管理、地址解析协议(ARP)超时等，在高速移动的车载环境中已显示出低下的性能。这些传统的设计方法通常会导致增加的启动延时、未充分利用的带宽，以及带宽的不公平分配。

实际上，可扩展性和可靠性在一定程度上互相影响，互相作用。可靠广播技术也是重要的研究问题之一。目前的可靠广播技术一般包括重复广播、合作式传递、发射功率自适应等。可靠性和可扩展性仍然值得进一步深入研究，特别是针对车辆安全系统的应用，因为最终用户对车辆安全系统要求很高。

（二）、应用层面临的挑战

在应用层，人们所面临的主要挑战是如何效地表示、发现、存储和更新整个网络的信息。

命名和寻址是车载网络的核心问题。如何有效地将真实世界的信息建立索引，以方便信息存储和传播，是一个有待研究的问题。本文认为寻址将采用混合型、多层次的方案，真实世界的环境信息将起重要作用。命名和寻址政策对系统中的其他协议，如路由和信息发现有重大影响。由于车辆的高移动性，另一个挑战是如何动态地将车辆的标签(ID)映射到基于位置的地址，如在基于位置的广播中，人们需要知道在某一区域内的所有车辆列表。这个问题对于整个混合网络体系都有非常重要的影响。本文认为可以在车辆以及路边基站上实现类似地址解析协议、反向地址解析协议(ARP，RARP)来帮助解决这个问题。

分布式数据管理是另一个车载网络中具有挑战性的问题。它包括数据复制、数据删除、缓存管理等一系列问题。传统的分布式数据管理假定在地理上分散的多台服务器连接在同一网络，这在车载自组织网络中不再成立。从本质上讲，人们可以把车载网络看作一个巨大的分布式数据库系统，其中每个车辆维护一个本地的数据库。车和车间不定期交换数据，从而逐步更新全局数据库系统。从全局的角度来说，不一致性不可避免。为此，一个研究问题是如何以最小的开销来维护一个相对一致的分布式数据库。

结论

车载物联网是一个具有巨大发展潜力的新兴领域。它能够使人们的日常生活更紧密地与计算机技术和互联网技术相结合，增强交通安全，提高城市交通效率，以及提供各种与位置相关的信息服务。近些年，车载物联网已经得到了学术界、工业界以及政府部门的高度重视，相关的工业、技术标准已提上制汀日程。然而，针对不同的应用和不同的环境，仍然有很多尚未妥善解决的问题。人们相信，在车载物联网领域，会看到更多更深入的研究，同时车载物联网技术将能够很快走出实验室，投入实际应用。

参考文献

[1]王欲进，江发潮．车载网络的现状与发展[J].车辆与动力技术，2008（10）．

车载网络的特点篇2

车载网络是现代汽车电子技术发展的必然趋势，本文就车载网络形成的必要性及其应用进行了分析，并对车载网络的发展前景做了研究，以便更好地理解新一代汽车电子控制系统。

【关键词】车载网络 车身系统 动力传动系统 安全系统 信息系统

1 汽车的网络化

在传统汽车中，开关、继电器、电磁仪表等与电子相关的零部件构成了汽车电器，它们之间信息交互是建立在点对点电气信号连接基础上的。电气信号的种类也局限于模拟信号和开关信号。实施信号连接的电线束，通常称为线束。

汽车中电器的技术含量和数量是衡量汽车性能的一个重要标志。汽车电器技术含量和数量的增加，意味着汽车性能的提高。但汽车电器的增加，同样使汽车电器之间的信息交互桥梁――线束和与其配套的电器接插件数量成倍上升。在1955年平均一辆汽车所用线束总长度为45米；而到了2002年，一辆汽车所用的平均线束总长度达到了4000米。线束的增加不但占据了车内的有效空间，增加了装配和维修的难度，提高了整车成本，而且妨碍了整车可靠性的提高。

为了在提高性能与控制线束数量之间寻求一种有效的解决途径，在20世纪80年代初，出现了一种基于数据网络的车内信息交互方式――车载网络。

汽车制造商根据各个地方不同速度的要求，将会制定出几个不同标准的车载网络。“对于所有的汽车制造商来说，车载网络中的很多运行都涉及到工业标准，” 通用汽车公司的一位研究电子动力传输的专家Dennis Bogden说。“如果你获得高速的数据是通过链接一个网络，而低速的数据又是链接另一个网络的话，我们就早已经停止了各种各样的技术尝试，因为我们需要的仅仅是一个车载网络。”

2 车载网络的应用

车载网络按照应用加以划分，大致可以分为4个系统：车身系统、动力传动系统、安全系统、信息系统。

在动力传动系统内，动力传动系统模块的位置比较集中，可固定在一处，利用网络将发动机舱内设置的模块连接起来。在将汽车的主要因素―行驶、停车与转向这些功能用网络连接起来时，就需要高速网络。

动力CAN数据总线一般连接3块电脑，它们是发动机、ABS/EDL及自动变速器电脑（动力CAN数据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑）。总线可以同时传递10组数据，发动机电脑5组、ABS/EDL电脑3组和自动变速器电脑2组。数据总线以500Kbit/s速率传递数据，每一数据组传递大约需要0.25ms，每一电控单元7～20ms发送一次数据。优先权顺序为ABS/EDL电控单元发动机电控单元自动变速器电控单元。

与动力传动系统相比，汽车上的各处都配置有车身系统的部件。因此，线束变长，容易受到干扰的影响。为了防干扰应尽量降低通信速度。在车身系统中，因为人机接口的模块、节点的数量增加，通信速度控制将不是问题，但成本相对增加，对此，人们正在摸索更廉价的解决方案，目前常常采用直连总线及辅助总线。

整个汽车车身系统电路主要有三大块：主控单元电路、受控单元电路、门控单元电路。

主控单元按收开关信号之后，先进行分析处理，然后通过CAN总线把控制指令发送给各受控端，各受控端响应后作出相应的动作。车前、车后控制端只接收主控端的指令，按主控端的要求执行，并把执行的结果反馈给主控端。门控单元不但通过CAN总接收主控端的指令，还接收车门上的开关信号输入。根据指令和开关信号，门控单元会做出相应动作，然后把执行结果发往主控单元。

网络技术在汽车上的应用，不但增强了汽车的性能，而且减少了线束的用量。2003年6月在南京菲亚特下线的“派力奥・周末风”，由于采用了汽车整体车载网络技术，从而减少了23%的线束，降低元件重量2.8千克。在“派力奥・周末风”中，车载网络将前照灯照明、前/后窗自动玻璃清洗控制、转向灯控制、后风窗雨刮器、内部照明系统、单点触电动窗自动升降、电子防盗系统通过网络连为一体。

3 汽车网络的发展

近两年在中国生产，价格在8万元～20万元之间，采用车载网络的轿车、SUV情况。价格在20万元以下的轿车属于普及型轿车，但车载网络却在近两年在中国生产的普及型轿车中占据了相当大的比重，说明车载网络已在轿车中进入产业化阶段，它不再是高档轿车独享的专用高级技术。说明CAN总线已成为普及型轿车车载网络的主流。

在车载网络的发展过程中，通信介质已日益引起关注，目前POF已得到大量应用。此前德国宝马汽车公司宣布在2002年3月上市的最高级新款轿车“BMW7”系列中采用了50米POF。它表明大量采用POF车载网络的汽车已经开始进入实用阶段。

数据通信对速度的要求是永无止境的。在车载网络的发展过程中，介质的通信速度是制约车载网络应用和发展的一个重要因素。POF在汽车上的成功应用，不但推动了以Byteflight、FlexRay和MOST等现有的以POF为介质的高速车载网络的产业化应用，而且为下一代车载网络的发展创造了条件。随着人类生活空间的拓展，IT融合于汽车之中是未来发展的必然趋势，而作为IT装置之间实施信息交互媒介的网络，将会有更多类似于IEEE 1394、Bluetooth等IT领域应用的网络向汽车渗透。

随着中国经济的高速发展，面对中国巨大的轿车市场，世界上各大汽车制造商纷纷与国内汽车制造厂合作生产轿车，并且所生产轿车的技术含量正逐渐与世界同步。据相关资料报道，近年来在国内生产的轿车中，汽车电子在汽车中所占的比例及其汽车电子的技术含量已超过世界轿车的平均水平。

目前国际汽车工业广泛采用系统开发、项目平台、全球采购、模块化供货等运作方式。最近上海、浙江、广东已在不同程度上起动了汽车电子产业。政府的支持、市场的需求为中国汽车电子的发展提供了良好平台。车载网络是典型的实时嵌入式网络系统，而中国拥有较多的嵌入式系统开发人员，提供了大量的人才储备。这是中国汽车电子的发展机遇，也是具有自主知识产权车载网络在中国的发展机遇。

车载网络作为连接车内机械、电器和电子信息的纽带，是整车的核心技术，而国内汽车工业的现状将注定具有自主知识产权的车载网络的大量运用还需要汽车企业和相关技术开发商付出大量的努力。

参考文献

[1]李刚炎，于翔鹏.CAN 总线技术及其在汽车中的应用[Z].中国科技论文在线，2006.

[2]杨维俊.汽车车载网络系统[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3]中国科学研究院.汽车电子成本与车载网络发展[Z].弈虎在线，2011.

车载网络的特点篇3

【关键词】汽车；电子控制；车载网络；Telematics；发展

1、汽车电子技术的发展历程

汽车电子技术在经历了零部件层次的汽车电器时代、子系统层次的单片机（汽车电脑）控制时代之后，已经开始进入汽车网络化时代，并向汽车信息化时代迈进。按照电子产品和电子控制系统的技术特点，可将汽车电子技术的发展大致可划分为四个阶段。

1.1 第一阶段―零部件层次的汽车电器时代

1965～1980年属于零部件层次的汽车电器时代。汽车发电机晶体管电压调节器和晶体管点火装置等开始装备汽车，而且电子控制装置又逐步实现了由分立元件向集成化的过渡。

这一阶段，装备汽车的其他电子装置还有转向系统电子式闪光器、电子控制式喇叭、电子式间歇刮水控制器、数字时钟及高能点火（HEI）线圈和集成电路点火系统等。

1.2 第二阶段―子系统层次的汽车电脑控制时代

1980～1995年属于子系统层次的汽车单片机（汽车电脑）控制时代。在这一时期，单片机（微处理器）在汽车上得到广泛应用，以单片机为控制核心，以实现特定控制内容或功能为基本目的的各种电子控制系统得到了迅速发展。进入20世纪90年代，出现全面、综合的电子控制系统。

电子控制技术在汽车上的广泛应用，不仅拓展了电子控制的功能和控制内容，提高了控制精度和汽车性能，而且也为汽车网络技术的发展奠定了坚实的基础。

1.3 第三阶段―整车联网层次的汽车网络化时代

1995～2010年属于整车联网层次的汽车网络化时代。采用先进的单片机技术和车载网络技术，形成了车上的分布式、网络化的电子控制系统。整车电气系统被连成一个多ECU、多节点的有机的整体，使得其性能也更加完善。

目前，世界主要汽车制造商生产的的多数汽车上均采用了以CAN、LIN、MOST、DDB等为代表的网络控制技术，将车辆控制系统简化为节点模块化。

在基于现场总线的分布式控制中，任何传统意义上的传感器和执行器都可以与同一现场的节点相组合，构成节点模块，汽车网络技术进一步优化了汽车的控制系统，极大地提升了汽车的整体控制水平。

1.4 第四阶段―以Telematics技术为代表的汽车信息化时代

2010年7月，国际Telematics产业联盟（ITIF）成立大会暨2010首届国际Telematics产业发展高峰论坛在广东佛山市隆重举行。以此为标志，2010年成为汽车信息化时代的发轫之年。

汽车网络技术是现代汽车电子技术的重要组成部分，也是现代汽车通信与控制的基础。伴随着汽车网络技术的日趋成熟，汽车电子技术开始向信息化时代迈进。网络化时代的汽车电子技术注重解决汽车内部各个系统之间的信息交换问题，而信息化时代的汽车电子技术则可以实现车内网络与车外网络之间的信息交换，全面解决人―车―外部环境之间的信息交流问题。

2、车载网络技术的发展趋势-Telematics

汽车技术的发展脚步远未停止，在主要以动力传动、车身控制、行驶安全性、多媒体传输为主要控制目标的汽车网络技术逐步完善、日趋成熟的同时，又开始向汽车信息化时代迈进。可以预见，在不远的未来，汽车将进入以Telematics技术为代表的信息化时代。

2.1 Telematics简介

Telematics是远程通信技术（Telecommunications）与信息科学技术（Informatics）的合成词，意指通过内置在汽车、航空器、船舶、火车等运输工具上的计算机网络技术，借助无线通信技术、GPS卫星导航技术，实现文字、图像、语音信息交换的综合信息服务系统。也就是说，Telematics技术整合了汽车网络技术（也包括其他移动运输工具内部的网络技术）、无线通信技术、GPS（Global Positioning System，全球定位系统）卫星导航技术，通过无线网络，随时给行车中的人们提供驾驶、生活、娱乐所必需的各种信息。通常所说的Telematics就是指应用无线通信技术的车载电脑系统。Telematics是无线通信技术、卫星导航系统、网络通信技术和车载电脑的综合产物，被认为是未来的车载网络技术的发展趋势。

2.2 Telematics的功能

Telematics特点在于大部分的应用系统位于网络上（如通讯网络、卫星与广播等）而非汽车内。驾驶者可运用无线传输的方式，连结网络传输与接收信息与服务，以及下载应用系统或更新软件等，所耗的成本较低，主要功能仍以行车安全与车辆保全为主。

（1）卫星定位导航。

（2）紧急道路救援。行车过程中，如果发生车祸或车辆出现故障，驾驶员可通过Telematics系统的紧急呼叫按键，自动联系紧急服务机构（119、120等急救机构）或汽车服务站，以获得道路救援。

（3）汽车防盗及搜寻。通过GPS卫星定位技术确定失窃车辆的位置和行车路线，以便搜寻与追踪，追缴车辆并缉拿盗车贼。

（4）车辆调度管理。通过无线信息传输，实现运营车辆的调度管理。

（5）自动防撞系统。通过测距传感器或雷达，监测前、后车辆之间的车距，自动调用车载自适应巡航系统，使前、后车辆之间保持必要的安全距离。

（6）车况掌握。车辆性能与车况的自动监测、传输，进行多地、远程 “专家会诊”，指导车辆维修等。

（7）个人化信息接收与。收发电子邮件与个人化信息等。

（8）多媒体影音娱乐信息接收。高画质与高音质的视听设备、游戏、上网、个人行动信息中心、随选视频资讯等。

（9）车辆应急预警系统。当行驶中的车辆遇到紧急情况是，可以借助Telematics系统向外界发出应急申请，亦可接收来自道路交通管理部门的紧急情况警告及应急响应预案，确保行车安全和道路畅通。

2.3 Telematics系统的应用领域

Telematics系统在汽车上的布置可分为前座系统、后座系统与发动机系统三大子系统。

前座系统主要以行车安全、车辆保全、驾驶方便性与舒适性为主要目标。为了避免造成驾驶者分神，前座系统的信息输入方式主要采用语音输入或触摸屏（触控面板）；信息输出方式则为中尺寸面板（LCD或OLED）、语音输出或投射在汽车前挡风玻璃的抬头显示（Head-Up Display， HUD）等。为了避免造成驾驶者分神，前座系统的信息输入方式主要采用语音输入或触摸屏（触控面板）；信息输出方式则为中尺寸面板（LCD或OLED）、语音输出或投射在汽车前挡风玻璃的抬头显示（Head-Up Display， HUD）等。发动机系统主要是根据汽车电脑所收集的车况信息，进行车况诊断、行车效率最佳化、远程发动机调整或零件预定等。

从上述分析不难看出，Telematics技术基于GPS全球定位系统技术、GIS地理信息系统（Geographic Information System）技术、ITS智能交通系统（Intelligent Transport System）技术和无线通信技术。

3、结语

随着汽车电子控技术的发展，基于现场总线技术的车载网络系统已在汽车上得到了广泛的应用，并将不断地向汽车网络信息化逐步迈进。Telemetric技术的发展，体现了一个国家的综合科技实力，已经成为世界各国竞相研发的技术热点之一。

【参考文献】

车载网络的特点篇4

关键词：GSM—R通信系统;武广高铁

GSM-R系统在武广高铁的应用,为我国高速铁路实现铁路信息化建设跨越式发展做出了一个成功的典范。采用所谓“天网”的GSM-R通信网络，实行高速动车组准确定位和控制。武广高速铁路通信网络的应用突出了安全、完整、统一、灵活、可靠、可扩展性的特点。GSM-R系统为铁路沿线人员(包括铁路工作人员、旅客、其他用户)提供了语音和数据通信技术服务,为基于GSM-R的CTCS-3(列车运行控制系统)级列控提供了通信平台。

一、应用于武广高铁GSM-R通信系统的特点

GSM-R（Globle System of Mobile foRRailway）专门针对铁路移动通信的需求而推出的专用通信系统，由国际铁路联盟（UIC）和欧洲电信标准化组织制定技术标准，并被许多欧洲国家采纳。它基于GSM并在其功能上有所超越，是成熟的通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种技术体制。

  （一）铁路GSM-R相对公网GSM有着特殊的需求

用户级别不同（语音呼叫，包括：组呼、群呼、增强多优先级与强拆）。功能寻址（调度）。基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方车站）。高速列车运行情况下的移动通信。大量特殊的数据业务需求（列控、车次号等）。

（二）武广高速铁路GSM-R无线网络采用单层交织冗余覆盖

在列控系统中,无线闭塞中心(RBC)与车载设备无线连接中断,主要是由于GSM-R的无线网络连接失效,即车载ATP（列控车载系统）与BTS(基站)的连接中断,可能是ATP或BTS发生了故障,其中BTS故障的影响可能性大,因为它的故障会造成整个BTS无线网络覆盖区域内的无线连接中断,导致ATP无线连接超时由CTCS-3级转入CTCS-2级控车，影响该区段内的所有列车运行。武广高铁对无线连接失效采取的技术方案是采用单层交织冗余覆盖，铁路沿线由一层无线网络进行覆盖，但在系统设计时加密基站，使得两相邻基站的场强相互覆盖到对方站址，这样可保证在非连续基站故障的情况下，GSM-R网络仍能够正常工作。而且采用不同路由的奇偶数基站保护“环型”结构，在这种无线网络结构下，基站单点故障时不会出现无线网络覆盖盲区，只有连续基站故障或BSC（基站控制器）故障时才会影响无线覆盖，因而系统可靠性很高；同时由于基站加密，覆盖电平较高，抗干扰能力也较强。保证了动车350km/h运行速度车-地之间双向数据传输安全。

  （三）CTCS-3级高速运行情况下的移动通信

使CRH3（中国铁路高速）型动车组在武广高速铁路上以350km/h的速度安全运行。基于承载CTCS-3业务的GSM-R系统确保行车安全。今天武广高铁采用GSM-R通信网络创造了CRH3型动车运行时速394公里的世界记录。

二、在武广高铁GSM-R通信网络的功能及其应用

我国GSM-R铁路数字移动通信系统由：网络交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行和维护操作支持子系统（OSS）三个子系统构成。

（一）GSM-R系统网络结构见下图

（二）GPRS在GSM-R网络中的重要作用

GPRS（通用分组无线业务）高效、低成本、资源配置灵活，特别适用于间断、突发性、频繁、数据量小的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。将GPRS分组交换模式引入到GSM-R网络中,GSM-R在数据传输上产生了由电路交换到分组交换的质的飞跃,数据传输速率从原来的9.6kb/s提高到最大传输速率171.2kb/s(理论上)。GPRS方式的数据传输链路，可以为铁路运输行车指挥提供数据通信业务，包括列车控制系统信息传输、机车同步控制信息传输、调度命令传输、调车无线机车信号和监控信息传输、无线车次号传输、进站停稳信息及接车进路信息的传输等数据通信业务。在高铁CTCS-3级模式下，车载设备通过GSM-R无线通信GPRS子系统向RBC发送司机选择输入和确认的数据（如车次号），列车固有性质数据（列车类型、列车最大允许速度、牵引类型等），车载设备在RBC的注册、注销信息，定期向RBC报告列车位置、列车速度、列车状态（正常时）和车载设备故障类型（非正常时）信息，列车限制性信息以及文本信息等。

三、中国铁路GSM-R网络的规划

铁道部按国家《中长期铁路网规划》在全国建设三个移动汇接交换中心(TMSC)，分别设在北京、武汉、西安。采用铁路专用900MHz工作频段，885－889MHz（移动台发，基站收），930－934MHz（基站发，移动台收）。共4MHz频率带宽。在全国18个铁路局所在地以及拉萨设置共计19个MSC（移动交换中心）,GSM-R核心网络采用二级网络结构。建立全国铁路统一的GSM-R移动通信平台,在铁路内部实现全国漫游,加快高速铁路信息化建设,实现高速铁路跨越式发展。

参考文献：

[1]钟章队,李旭,蒋文怡.铁路综合数字移动通信系统.中国铁道出版社,2003.

车载网络的特点篇5

关键词：ZigBee；

引言

本文提出一个完整的基于ZigBee?的驾驶辅助系统解决方案，该方案充分利用了具有低成本、低功耗和安全无线网络功能等特性的ZigBee协议。

该方案会在司机驾车接近公路上的一个预设道路点时提醒和通知司机。基于ZigBee的装置安装在每一个道路点，相关的信息通过广播发送到内置的ZigBee设备的接近车辆中。这种系统大大减少了对人类视觉及道路照明条件的依赖性。

ZigBee网络

ZigBee网络协议栈是建立在定义了针对低数据速率、低功耗网络的物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)的IEEE 802.15.4标准之上的。ZigBee在802.15.4之上增加了网络(NWK)层和应用层(APL)的规范，从而组成了完整的ZigBee协议栈。

更多关于zigBee网络的内容司参考Beyond Bits第4期的文章，基于ZigBee／IEEE 802.15.4的定位监测。

该解决方案的网络拥有以下类型的ZigBee节点：

・网关节点：此节点位于交通管制站或警察局中，用于同步和收集附近路点节点的信息。每个网关节点将通过以太网连接到互联网。因此，互联网将作为中枢网络连接各网关节点。交通数据记录应用，或者说，任何属于城市管理职权范围内和要求涵盖面广的应用，都需要有一个略点节点的网络。这便于中央数据的收集和分析，以及远程节点的更新和维护。

・路点节点：有两种类型的路点节点：网络节点和独立节点。网络节点执行繁重的数据记录操作，并永久地与一个网关节点相连接。这种节点可以布置在交通干道、高速公路出入口和主要交叉路口。除了获取和传交通信息以外，这些节点还可以向车载节点广播有用的驾车信息，比如附近的加油站或医院等信息。

这些路点节点应能处理道路任一方向的交通。因此，每个车载节点需要通知路点节点其行驶方向，路点节点将反馈相关的信息。由于这些节点和网关节点组成了网络，因此它们可以得到其邻近地区最新的地标和公用事业信息。

・独立节点用于临时部署，它不一定连接到该地区的网关节点上。它们可用作紧急通知，警告前方的交通意外、在建工程及其他道路险情。一旦险情得到解决，这些节点将被移除。独立节点还可以作为广告，这并不需要连接到城市管理的路点网络。

・车载节点：这些节点放置在每辆车内用来与路点节点通讯。这些节点有一个人机界面，如键盘，LED或液晶显示屏等，以方便用户使用该系统。

如图1所示，标记为1＆4的路点节点将有效地执行下列功能：

1　提供有关潜在盲点的交通警不；

2　提供各种陆标信息。如加油站、商场和医院；

3　提供关于接近铁路公路交叉道口的列车信息；

4　暂时提供一个关于，建筑及其他交通障碍物警告。

在接下来的章节，我们将看到所有节点协同工作，可以同时支持多种应用。

设置

每一个ZigBee车载节点都有一个唯一的ID分配给它，就像汽车的牌照号码。

车载节点以周期间隔发出包含ID的“ping”数据包，一旦收到“ping”数据包，路点节点将回发某一特定消息数据。

应用

广义上，应用可分为以下三类。

路况告警

路况告警将使用信息来提醒司机前方道路上的危险情况。路点节点能检测到驶近的车辆并传输警告信息以说明即将出现的危险情况，如：

・路面不平导致的限速和限行；转弯盲点；道路维修；禁停，禁止驶入或车速限制的变化，如校区；行人路口及医院或消防局的出入口；车辆驶入单向通行道路，多出现于在丘陵地区。

图2显示了如何设置路点节点装置提前给予汽车司机警告以及肘采取纠正措施。对于在转弯盲点附近车辆的警告流程如下：

・图2中。路点节点检测到车辆A接近交叉口(收到车辆A的Pir啦)。

・路点节点于是记录下车辆A的ID，并发出“转弯盲点”的警告信息。

・在接到警告信息后，车辆A的车载节点将同时给司机发送音频和视频的“转弯盲点”警告信息。

・现在，车辆A仍然在路点节点的范围内，车辆B也进入了该路点节点的范围内。

・路点节点检测到车辆B后，会改变它的广播信息为“多辆汽车接近转弯盲点”。因为它是一个广播信息，所以它会被两辆车都接收到。

・两车的车载节点会再次发出音频告警，并打开一个红色发光二极管。一条警告消息也会显示在每辆车的LCD显示屏上。

・两车的司机可以按要求减速或停车。

・当两辆车都离开路点节点的范围时，该节点停止广播。

对所有的路况告警来说，路点节点的安置必须保证警告信息能及早发送给司机。以使其有足够的时间作出反应。正确的安置取决于下列因素：

因素1：路点节点或车载节点的广播范围(以较短者为准)

因素2：车载节点与路点节点之间连接的ZigBee数据传输率

因素3：人类的平均反应时间

因素4：车速限制，这有助于确定把车停下来所需的平均距离

让我们假设车辆A和车辆B同时以70公里／小时(19.44米／秒)接近转弯盲点，该速度即为车速限制(因素4)。因素1等于50米(保守估计)，以及数据传输速率为50 Kbps(因素2)。在70公里／小时的速度下，刹车距离大约是43米，其中包括了司机的反应时间。比方说，警告信息是800比特的数据。

那么，A和B将在距离路点节点50米处被发现，并在50Kbps的数据传速率下，发送800比特的警示讯息只需16毫秒，在这段时间内车行距离约为32厘米。从50米减去这一数字的话，仍然留有超过43米的煞车距离。

信息广播

这类应用为司机提供从非安全紧急信息到各种商业广告的各种信息。

一些例子：

・道路标志

・最近加油／加汽站

・最近的医院，宾馆，市场，汽车服务站和地标信息

・方向指导，如目的地A是在当前位置的前方2公里处，目的地B是当前位置的右方3公里处和目的地c是当前位置的左方3公里处

・路旁餐馆的广告

数据记录

车载网络的特点篇6

关键词： TCP协议； SCTP协议； 并行多路径传输； 无线网络； 车载网络

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）27-6091-03

当前网络中广泛使用的传输层协议是TCP和UDP协议，TCP与UDP的显著区别是TCP可以提供可靠的数据传输服务，这使它在网络应用中有着杰出的贡献，然而随着网络技术的提高，TCP的局限性也越来越明显。SCTP协议（流控制传输协议）是2000年提出的新一代传输层协议，它具有与传统TCP和UDP协议不同的多宿性和多流性，不仅可以提供可靠的数据传输服务还具有选择性重传、无序递交等特性[1]。为充分利用每条路径资源以提高网络传输速率，Iyengar博士等人在SCTP基础上提出了并行多路径传输（Concurrent Multipath Transfer）机制，在近年来受到了更多的关注，并已逐渐成为研究的热点，该文对TCP及SCTP-CMT的基本特性进行了介绍。随着无线网络的发展以及接入方式的多样化，无线网络通信受到了越来越多的关注，尤其是具有多种接入方式的无线网络通信，而车载网络属于高速移动的无线网络，且随着汽车的日益普及，对车载网络的研究具有一定的意义，基于以上几点，该文以车载网络为例来研究TCP和SCTP-CMT在具有多种接入方式的无线网络中的传输性能，并在NS2仿真平台上对TCP与SCTP-CMT在车载网络环境中的性能进行了仿真分析比较。

1 TCP

TCP协议（传输控制协议）是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议，当前网络中大多数的应用是使用TCP协议来进行数据传输的。作为在IP网络中可靠的数据传输协议，TCP协议有着杰出的表现。使用TCP协议进行传送的数据必须满足无重复、无差错和按序到达特点，正是因为TCP这些特性保证了数据传送的可靠性和健壮性；TCP协议的拥塞控制算法包括慢启动、拥塞避免、快速恢复和快速重传算法，在发生网络拥塞时拥塞控制算法能显著提高TCP的传输性能。使用TCP协议进行通信的两个端点在通信之前需通过三次握手来建立一条逻辑通信链路，在链路建立好后会进入慢启动阶段，进而进入拥塞避免阶段和拥塞控制阶段[2]。

在刚开始制定TCP协议时，由于当时的网络传输速度还很慢，网络性能也比较稳定，因此在设计数据包格式时为减少开销，将头部设计的非常紧凑，这使得TCP协议的可扩展性较差，几乎不能扩展。然而随着网络接入技术的提高和网络带宽资源的增加，TCP因受到可靠数据传输服务要求以及拥塞控制机制的限制，已经不能充分利用现有的网络带宽资源，急需进行扩展，尤其是在以车载网络环境为例的具有多种接入方式的无线网络环境中。不同的链路在带宽以及传输时延上都存在着较大的差异，当TCP在不同链路之间进行切换时，性能会受到很大的影响[3]。此外，TCP不能有效区别拥塞丢包与链路故障丢包，而是简单的将丢包均视为拥塞丢包，然而在无线网络中丢包不仅仅是拥塞丢包造成的也可能是因无线信号差错造成的，简单的归因于拥塞丢包会导致拥塞窗口的不必要降低，进而降低传输效率[4]。可见，TCP在具有多种接入方式的无线网络环境下应用的局限性越来越明显。

2 SCTP-CMT

SCTP协议是由SIGTRAN组织最初设计并用来在IP网络上传输信令消息、面向数据流的端到端传输协议， SCTP可以提供可靠的数据传输服务并且可以保留数据消息边界[5]。SCTP协议中引入了关联的概念，关联是指两个终端经过四次握手后建立的一种连接关系。除此之外，SCTP还具有许多新特性，如多宿性、多流性。多宿性是SCTP的重要特性之一，在具有多个网络接口的主机上，可以通过多个IP地址来访问该主机，假设需要通信的两个主机分别有N个和M个接口，则该关联中最多可以拥有N*M条路径，使用多路径的目的是获得冗余，这可以避免因某条路径的失效而导致整个关联失败的现象发生，提高了通信的可靠性[6]。多流性（multi-stream）是指在使用SCTP进行数据传输的两个端点可以同时拥有多个流，用户除了可以选择使用不同的路径进行数据传输外，还可通过不同的数据流来传输数据，且不同的数据流之间相互独立。

在实际应用中，使用SCTP协议进行通信的终端间虽然可以拥有多条路径，但通常只使用主路径进行数据传输，当主路径失败后才会选择备用路径来进行数据传输，这极大的浪费了网络资源。随着人们对带宽的要求越来越高，为充分利用每一条路径的链路资源、增加端到端之间的网络利用率和网络吞吐量、提高传输效率，Iyengar博士等人提出了并行多路径传输（CMT）的概念，它不仅可以在多条路径上同时进行数据传输，而且当某条路径发生故障时，可以及时的选择其他路径进行数据传输，而新路径不需像传统SCTP一样，需要从慢启动阶段开始，这大大的提高带宽的利用率和吞吐量[7]。为使多路径传输技术更加完美，Iyengar博士等人还针对CMT的不足之处分别提出了相应的改进算法。因每条路径的传输性能不同，有些被判断为需要重传的封包可能是因为在一个传输速率较慢的路径上，针对因此导致的乱序现象提出了SFR算法，该算法在每条路径上独立的应用快速重传算法，并且在发送端设置了两个参数，分别是highest_in_sack_for_dest和saw_newack以判断数据是在传输中还是真的需要重传；由于SACK是基于整个关联而不是单个路径，SCTP在收到GAP信息时不会更新cwnd，既而减少了cwnd更新的机会，就此问题提出了CUC算法，与SFR类似，CUC算法在每条路径上独立地应用拥塞控制机制，以更加合理的更新拥塞窗口；针对个别延迟到达的ACK导致缓存不断增加的问题，提出了DAC算法，该算法通过修改计算丢包次数方法，以触发快速重传[8]。

使用多条路径进行并行传输时，由于每条路径的属性不同，网络的性能参数（如带宽、时延）各异，很难保证数据包能够同时到达接收端。同时丢包也可能会导致后发出的数据包先到达，使乱序问题变得更加严重，容易产生接收端缓存问题[9]。Iyengar等人就接收端缓存问题提出了五种重传策略，分别是同路径重传（RTX-SAME）；随机重传（RTX-ASAP）；最大窗口重传（RTX-CWND）；最大门限重传（RTX-SSTHRESH）；最小丢包率重传（RTX-LOSSRATE）。此外，Preethi Natarajan等人也提出了CMT-PF（Potentially-failed）机制来缓解接收端缓存问题[10]。Shailendra也为SCTP-CMT提出了改进的MPSCTP机制[11]。

3 仿真实验

随着网络技术的不断发展，无线网络通信受到了越来越多的关注，当前越来越多的终端可以拥有多种接入方式，因此具有多种接入方式的无线网络通信成为时下热点话题之一。车载网络属于高速移动的无线网络，随着车辆的日益普及，人们对车载网络的要求也越来越高。为研究SCTP-CMT与TCP在具有多种接入方式的无线网络环境中的传输性能，我们以车载网络环境为例，针对SCTP-CMT和TCP分别建立了模拟车载网络环境的拓扑结构图，如图1所示为SCTP-CMT的拓扑图，其中，S为服务器端，在传输层采用SCTP-CMT协议，应用层采用FTP协议。图2为TCP的拓扑结构图，其中，S1和S2为服务器端，传输层均采用TCP协议，应用层采用FTP协议。R1，1与R1，2以及R2，1与R2，2这两条瓶颈路径带宽均为2Mb，时延为20ms，其中MN为接收端，即移动车辆，基站BS1和BS2的距离设为500m，MN以60km/h的速度在其站BS1和BS2之间移动。在版本为2.34的NS2网络仿真平台[12]上进行了仿真实验，以分析SCTP-CMT与TCP谁更适合应用于车载网络环境。

图3和图4分别为SCTP-CMT和TCP的拥塞窗口变化和吞吐量变化的仿真结果图，从图中我们可以看到，无论是拥塞窗口变化还是吞吐量，SCTP-CMT的性能都高于TCP。尤其是在12.5秒时，TCP因需要转换路径时，拥塞窗口几乎降为零，重新经历了一个慢启动过程。而SCTP-CMT因为在整个仿真过程中都可以在两条路径上同时进行传输，因此无论是在3.5s为有线链路拥塞造成丢包、在12.0s时发生无线链路信息造成的丢包，还是在20.0s是无线链路信号造成超时，其传输性能都一直优于TCP。

虽然在仿真结果中SCTP-CMT性能始终高于TCP，但可以发现在12.0s和20.0s时，并没有将因无线信号错误而造成的差错丢包与受带宽限制而产生的拥塞丢包区分开了，造成了拥塞窗口不必要的降低。这是因为SCTP-CMT采用与传统TCP协议相同的拥塞控制机制（CC），无法区分拥塞丢包与差错丢包。近期有许多学者为SCTP-CMT、MPTCP分别提出CMT/RP CC和MPTCP CC机制，以使拥塞控制机制更加适合应用于多路径数据传输环境，[13]但在无线网络环境中还需做进一步的研究。

4 结论

TCP是面向连接的可靠传输协议，SCTP在继承了TCP的优点上发展出了多宿、多流等特性，在SCTP基础上提出的多路径并行传输机制（SCTP-CMT）可以同时利用多条路径进行数据传输，提高了链路的利用率。该文介绍了TCP与SCTP-CMT的基本特性，分析了TCP的不足之处以及SCTP-CMT的优点。为比较TCP与SCTP-CMT在具有多种接入方式的无线网络环境中的传输性能，该文以车载网络环境为例，在NS2上建立仿真拓扑结构，以分析TCP与SCTP-CMT谁更适合车载网络环境，根据仿真实验结果，我们可以看到，SCTP-CMT在车载网络环境中的传输性能明显高于TCP的传输性能，尤其是在多个基站间切换时，可以保证数据的高效传输，因此认为SCTP-CMT比TCP更适合应用于具有多种接入方式的无线网络环境。但当前SCTP-CMT的发展还不够成熟，尤其是在无线网络拥塞控制算法上仍须做进一步的改进。

参考文献：

[1] RFC4960，Stream Control Transmission Protocol[S].

[2] 谢希仁.计算机网络 [M]. 6版.北京：电子工业出版社，2013.

[3] L. Ka-Cheong and V. O. K. Li， Transmission control protocol （TCP） in wireless networks： issues， approaches， and challenges[J]. IEEE Communications Surveys & Tutorials， 2006， 8（4）：64-79.

[4] T. Gopinath， A.S.R. Kumar， R. Sharma. Performance Evaluation of TCP and UDP over Wireless Ad-hoc Networks with Varying Traffic Loads[C].Gwalior： International Conference on Communication Systems and Network Technologies （CSNT），2013，281-285.

[5] T. Dreibholz， E.P. Rathgeb， I. Runggeler， R. Seggelmann， M. Tuxen， R. Steeartm. Stream Control Transmission Protocol： Past， Current， and Future Standardization Activities[J].IEEE Communications Magazine，2011，49（4）：82-88.

[6] T.D. Wallace ，A. Shami. A Review of Multihoming Issues Using the Stream Control Transmission Protocol[J]. IEEE Communications Surveys & Tutorials，2012，14（2）：1-14.

[7] J. Iyengar， K. Shah， P. Amer， and R. Stewart. Concurrent Multipath Transport Using SCTP Multihoming[R].CIS Dept， University of Delaware，2004.

[8] J.R.Iyengar， P.D.Amer， and R.Stewart. Concurrent multipath transfer using SCTP multihoming over independent end-to-end paths[J]. IEEE/ACM Trans. Networking，2006，14（5）：951-964.

[9] 宋飞，王博，张宏科，张思东.多路径并行传输中接收端缓存阻塞问题的研究[J].电子学报，2010，38（3）： 552-555.

[10] P. Natarajan， N. Ekiz， P. Amer， J. Iyengar， R. Stewart. Concurrent Multipath Transfer using Transport Layer Multihoming： Introducing the Potentially-failed Destination State[C].Singapore ：the 7th international IFIP-TC6 Networking Conference，2008，727-734.

[11] Samar Shailendra， R. Bhattacharjee， Sanjay K. Bose. MPSCTP： A multipath variant of SCTP and its performance comparison with other multipath protocols[C].Singapore：IEEE International Conference on Communication Systems （ICCS），2012，280-284.

车载网络的特点篇7

【关键词】车联网；传感器；智能控制

0.引言

2010年全国两会，物联网技术被明确指出作为国家重点发展的战略性新兴产业，至今，物联网产业风声水起。车联网作为物联网技术重要发展领域，已开始开始步入快车道，整个车联网产业规模日集月增。上海世博会期间，上汽通用汽车展馆融入车联网概念设计的汽车向人们展示了一个0排放、0拥堵、0事故、具有驾乘乐趣的2030年智能交通的美好场景。这种基于应用电子技术、通信技术、网络技术、自动控制技术的产业带给我们一种全新的视觉，改变着我们的生活。

1.车联网技术概述

车联网是以车内通信、移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车与车、车与道路、车与互联网间实现无线通信和信息交换，以达到交通智能化管理、车辆自动化控制和动态信息服务的一体化网络。车联网系统架构主要分为：感知层、网络层和应用层。感知层是基于RFID标签、GPS、视频检测等多种传感设备组成的全知感知网络。网络层是由通信运营商建设的移动通信网络，它把传感器网关和车联网管理中心或现场控制器连接在一起，形成联络系统。应用层是基于软硬件控制的应用系统，比如：智能交通管理、远程诊断监控、车载娱乐、车辆事故处理及紧急救援。车联网与一般性网络有如下特征：（1）它具有高动态性，以车辆作为网络结点使网络拓扑变化频繁、通信路径无法固定；（2）网络结点间受外部干扰大、网络不稳定，如：天气、交通情况、遮挡、移动速度；（3）车辆作为大型的载体可以提供持续电源和其他设备扩充；（4）车联网介入汽车驾驶，需要对网络在安全性、可靠性、稳定性方面提出更高要求。

2.车联网的关键技术

2.1感知技术

汽车感知技术是车联网的外部神经，车况传感器种类很多。汽车感知技术主要有传感器技术、RFID技术、卫星定位技术等，主要用于车况及控制系统感知、路况感知、环境感知、定位感知等。车况与控制系统感知，可以实现辅助驾驶、驾驶行为分析、主动安全提醒、远程驾驶控制甚至自动驾驶等。路况感知主要有路面感知、交通状况感知、交通信号感知、行人感知等。环境感知则能实现行车安全、防碰撞和无人驾驶。定位感知技术则采用卫星定位、电磁感应和RFID技术实现功能。

2.2车辆无线通信技术

无线通信技术是车联网信息传输的重要手段，目前3G网络发展成熟，更高速的4G网络也开始建设，依托网络实现车载系统与控制中心快速连接。无线网络的发展将更趋灵活性、可靠性和整合性。

2.3导航技术

汽车内置GPS天线，通过搜索导航卫星坐标实现精确定位，配合地理信息通系统可实现车辆跟踪与导航。目前中国“北斗星”系统已具规模，它可实现主动定位、授时、信息传送，这为车联网精准导航提供了有利条件。

2.4车载自组网络技术

车载自组网络依托短距离通信技术，实现车—车、车载设备（OBU）—路侧设备（RSU）通信。与传统的网络比较，车载自组网络有两个主要特点：第一、车载自组织网络组建成本低、易于架构、操作方便；第二、智能交通系统中的信息传播具有很强的位置相关性，车载自组网络能够很方便、快捷地为区域内车辆建立实时短传通信。

2.5智能控制技术

智能控制技术主要用来解决如车联网的复杂控制。常用的智能控制技术有：模糊逻辑控制、递阶控制、学习控制、神经网络控制、遗传算法等。智能控制技术在车联网技术中应用，可实现车联网自组织、自学习、自适应，进行信息分析、集散控制。

2.6智能交通技术

智能交通是以现代电子信息技术为基础，面向交通运输的控制系统，它提供信息收集、交换、处理、分析、反馈、等服务，促成交通运输安全、节能、高效运作。在系统的协作下，车辆通过智能分析在道路上按最优策略行驶，交通管理系统通过智能分析选择最优管制策略。

3.车联网的发展路线

3.1初级阶段（现阶段）

车联网汽车终端的形式存在，主要提供定位导航、娱乐咨询、车辆防盗、紧急求援的信息服务。目前，美国通用车系以安防为主，提供服务，如：安吉星Onstar主要采用无线技术和GPS为车主提供通信、跟踪、应急响应和远程服务的一套安全信息服务系统，包括撞车报警、远程解锁、被盗车辆定位、远程车辆诊断等。欧洲宝马车系以导航为主，如ConnectedDrive联合Google开发“联网驾驶”提供车辆查询、办公服务、时间规划和驾驶员辅助系统；日本车系以动态信息为主，如：G—Book以无线网络连接数据中心，提供紧急救援、话务服务、资讯服务、预定服务、交通信息服务。中国是三者的结合，如：一汽启明D-Partner为驾驶者、汽车厂、政府提供城市服务、信息服务及行车服务。

3.2中级阶段

预计从2014年开始，车联网实现智能服务，如：安全行驶预警、节能驾驶服务、出行诱导服务、车辆运行监控。3G信号的普及和云计算的应用也让车联网能做更多事，发挥更多作用。首先，车联网可提供车辆安全预警。如汽车超速传感器、汽车周围物体识别传感器、汽车超载偏载传感器、轮毂轴承温湿度传感器通过汽车总线向智能终端发送数据，终端综合分析数据判断弯道特征、危险路段特征、驾驶员行为特征，从而提供超速预警、危险路段认识预警、弯道行驶预警。第二、为汽车提供绿色行驶建议。通过感知层分析速度、变速、刹车信号提供速度建议；通过感知层分析道路等级、坡度、城市实时交通状况提供驾驶策略；通过感知层分析胎压、制动片磨损、发动机运行状态提供保养建议。第三、对运营车辆进行监控。监控内容包括：汽车运营区域、运营路线、运营时间、规定速度、超载超限、车载货物管控、驾驶行为管控、反劫持报警与追逃。第四、实现应急响应。在应急联动调度中，无需固定的基站和指挥中心，以应急指挥车为中心，通过车—车网络就能实现相互传输信息，获取周围车辆、路况作息，提高协同作战力度。

3.3高级阶段

预计2016年，车联网能实现协同控制，如：车车通信与安全控制、车路通信与安全控制。车路协同系统：基于无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取，通过车—车、车—路信息交互，实现车辆和道路设施间协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路安全、缓解交通拥堵的目标。车路协同系统主要由车载终端（OBU）与路侧设备（RSU）建立协同机制。OBU通过汽车自身运动状态信息和周围行车环境感知传递给车载控制单元，经由无线通信设备与RSU建立连接。RSU汇总分析车辆群信息、路段交通信息、路况状况，通过无线通信设备反馈分析数据，引导车辆行进。如：车路协同避撞控制、交通灯信号自适应控制、危险路段环境提示。

4.发展展望

现在车联网在技术上已经发展到一定阶段，技术应用还有待普及，技术融合还有待进一步提升。2012年，我们看到美国Google公司生产的Google汽车已经由实验室步入了实测阶段。它是车联网技术应用的一个前所未有的成果，但在车车联网、车路协作方面涉及较浅。随着科技的发展和创新，我们认为车路协作体系框架能够建立和完善；通信协议能够融合并向标准化迈进；车载终端能够形成标准化、一体化，最终实现应用场景走向现实场景，单目标控制走向多目标集成控制。

【参考文献】

[1]诸彤宇，王家川，陈智宏.公路交通科技：应用技术版，2011（5）.

[2]武晓钊.中国流通经济，2012（8）.

车载网络的特点篇8

关键词：汽车通信；电子网络技术；应用

1汽车通信中的电子网络系统

以汽车为主体的汽车电子通信系统，以网络为媒介载体使汽车实现智能化。操作如下：移动通信系统被放在汽车装置中驾驶员在驾驶过程中，利用电子网络系统可以打电话、发短信等，安装有GPS定位系统的汽车利用GPS根据行车电子地图更有利于熟悉路况，选择最佳出行路段规避拥堵，现在的车载电子地图通过网络技术不断地实时更新路况信息，有利于提高人们的出行效率，再者装有GPS系统的公交车、地铁等，都有助于对各个站点的精准播报，帮助乘客规避上错车或下错车的问题[1]。总而言之，汽车电子系统的应用在构建大维度的交通网络的同时，也实现了实时共享信息的目的。

2汽车通信中电子网络技术

2.1安全技术

因为汽车通信电子网络系统具有开放性特点，窃听或监控都是容易出现威胁的因素，在汽车通信安全协议中主要有SRP、SAODV、Ariadne为主，SRP安全协议能够鉴别链接或者共享密钥，也能够鉴别数据传输的安全性，从而使服务主机和结点认证顺利实现；SAODV安全协议为了避免遭受攻击或被非法修改等问题，SAODV安全协议实施验证的方式是数字签名，更加有效可靠；Ariadne它的安全协议依靠数据信息的真实和完整程度，利用单项认证达到明确结点的可信度和攻击虚假数据的目的

2.2密钥管理

信息的安全离不开密钥的管理，加密是信息安全管理的重要手段，以电子密钥为主的数据加密方式能够规避传统的密钥安全管理所采用的密钥分发、证书认证等不足之处，自发式证书、局部分布证书与完全分布证书是常见的汽车数据加密技术。自发式证书，在对结点实施证书的时候不需要授权数据，高度灵活高度安全，缺点是缺乏良好的证书撤销系统，系统冗杂现象频发；局部分布证书不断更新证书的方式使密钥管理高度安全有效，完全分布证书，认证反应速度快，缺点是更新程序复杂，也不利于汽车通信服务质量的提高[2]。

3汽车通信中电子网络的应用

3.1CAN总线

CAN是控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)的简称，作为汽车计算机控制系统的标准总线，有着高性能和可靠性的特点。在汽车产业中，CAN能满足驾驶员对舒适度、安全性能、便捷且低公害、低成本的需要，有开发周期短且网络各节点之间的数据通信实时性强特点。由CAN控制器和收发器，CAN数据线和终端电阻构成的CAN总线系统，把汽车通信电子网络作为基础，以达到把CAN总线更好的运用到汽车通信电子网络系统中，通过分析不同系统之间的网络应用阐明汽车通信中电子网络技术的应用，例如车身系统、安全系统等[3]。

3.2车身系统

通过对比动力传动系统和车身系统，车身系统构件存在于各个汽车各处。为了避免系统干扰导致的汽车通信电子网络效率差等问题，舒适的CAN总线需要连接可控单元，提升车身的舒适度。在对车身系统线路分析时，主控单元在接收数据信号的时候，结合CAN总线的运用，把接收的数据信号传递到受控单元，做出相应指令[4]。

3.3安全系统

在事故发生时，安全气囊必不可缺。以传感器信息指令为前提，启动气囊的工作，是驾驶员衡量汽车安全系数的关键，安全气囊的反应速率决定了在汽车强烈撞击时，驾驶员受其保护的结果[5]。

车载网络的特点篇9

【 关键词 】 车载网；链路稳定度；路由

A Link-Stability-Based Routing in VANET

Ge Ming-zhu Xu Li-ya Lei Shu-jun

(Computer School of Wuhan University HubeiWuhan 430072)

【 Abstract 】 VANET (vehicular ad hoc network) has some specific attributes such as dynamic topology, weak signal transmission and the easily breakable link, which is caused by the constrained of road, the distribution and high mobility of nodes. Routing is one of the fundamental components for the success of VANET applications. The key factor of routing is how to select the next node to relay packets. Link stability is an important factor that evaluates the performance of routing. This paper proposes a link-stability routing based on calculating the stability of expected link to select the next relay, which was compared with traditional protocol such as AODV. Simulation results show that significant performance improvement has been achieved in terms of packet delivery ratio, end-to-end delay．

【 Keywords 】 VANET; link stability; routing

1 引言

车载自组织网络(VANET)作为智能交通系统（ITS）的一个重要组成部分，近年来一直备受关注，它是移动自组织网络(MANET)与无线传感器网络(WSN)在ITS中的具体应用。借助车辆与车辆(V2V)、车辆与路旁基础设施(V2I)以及车辆与行人(V2P)之间的直接或多跳通信，在现有道路网上动态、快速构建一个自组织、分布式控制的专用短程通信(DSRC)网络。通过运用新兴的车辆间通信技术，可以实现诸如道路安全告警、交通拥塞监测以及基于位置的流媒体服务等方面的应用。由于VANET独具的特点（例如车辆运动的高速性、频繁的网络分裂、网络易受驾驶员行为等因素的影响)，针对MANET／WSN所做的研究成果并不能够直接应用于新兴的VANET系统中。

车载网络的特点篇10

关键词:GPS GIS ITS 通信 嵌入式 汽车 系统

随着中国经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,汽车已经成为部分家庭必不可少的交通工具。尽管城市道路建设的步伐已经加快,但交通拥堵现象仍然非常严重。为了减少交通拥堵对国民经济正常运转的负面影响,在城市特别是大中型城市,建立交通综合智能管理信息平台是势在必行的,也是具有巨大的市场潜力和商业应用前景。

车载信息终端是ITS面向用户的部分,集成了数字信息处理、无线通信、定位导航、嵌入式GIS和图像显示等多种高科技技术,其目的是使用户随时随地与ITS的信息平台进行信息交互,一方面使用户能够从信息平台获取需要的各种交通信息,以便帮助用户进行路径规划和决策,提高出行效率;另一方面也将用户信息通知给信息平台,使得交通监管等部门实时了解交通状况,以便做出适当的部署和调整,缓解交通拥挤现象,提高交通系统运转效率。

在车载终端中,通信是实现智能交通的根本。高效快捷的通信是实现终端与信息平台之间联系的纽带,而通信效率和质量与所采用通信方式和方案有关。所以,确定车载终端的通信方案是至关重要的。本文提出一种以FLEX无线寻呼为主的车载通信方案。

车载信息终端的通信方式不仅要考虑系统现有的数据量及传输需求,同时也要保证能够满足用户不断发展的需要。因此,车载信息终端所选择的通信方式必须考虑到交通信息中心的交通信息方式,所选择的通信方式和采用的通信方案必须符合高速、安全性、可靠性、可扩展性等原则。

由于很多交通实时信息的是由信息中心向用户单向广播的,而且的频率很高(如1次/分钟),的信息量偏小,但用户容量很大。所以,选用FLEX寻呼系统作为这种实时信息的传输网络。这是因为FLEX寻呼系统具有灵活性好、系统容量大、服务质量高,支持多频点全国性漫游等特点,而且在容量和传输率上可满足大规模实时交通数据的传输,通信系统运营费用合理。另外,中国联通公司拥有该网络,不需投入大规模的网络建设费用。

虽然基于FLEX的寻呼通信方案可解决交通实时数据的大容量无线广播的问题,但对于GIS中的地理信息数据实时获取FLEX网络却无能为力,因为GIS数据下载量一般很大(如上Mbytes),而FLEX的传输速率过低。专用短程DSRC技术是一种实现短程无线传输的新兴技术,它支持点对点和点对多点的通信,将车辆和道路信息有机的连接起来。而且DSRC工作在5.8G专用高频上,不易受其他的信号干扰。DSRC的数据传输率高,最高可达1Mbps,可实现车载信息终端设备GIS数据的快速下载,而其它共用移动通信的数据传输率远远低于这个水平。DSRC的设备集成度高,车载单元和路边单元很容易安装,通信盲区解决方法简单,只要延长读写天线电缆即可。另外,相对于建立其它无线通信网络,DSRC的设备价格便宜很多。不过,现在国内的DSRC基础设施建设还难以到位,所以DSRC只能作为补充通讯方式或一种预留功能,目前选择无线公网(CDMA/GPRS)来替代DSRC应用于GIS数据的下载。

无线公网目前主要为手机用户提供语音和数据业务,主要提供点对点通信。采用公网的优点在于可以充分利用现有通信资源、系统成本低、覆盖面广等,但公网不适合大数据量的传输(如动态交通信息的广播型数据发送)。而对于数据量不大的查询服务,由于并发用户数较少,一般可以采用无线公网方式进行传输。当车载终端与交通综合信息平台进行数据交互时,公网语音通信在国内已经得到广泛应用,其覆盖范围、通话质量是其它通信方式无法比拟的。

模拟集群通讯系统是一种高级移动指挥调度系统,是一种共享资源、分担费用,向用户提供优良服务的多用途、高效能的先进无线电调度通信系统。它对于集团内部话音通讯有一定优势,考虑已经有部分出租车等营运车辆安装了该类系统,可以考虑对其进行改造,既可作为公网语音通讯的补充,也可作为集团车队的备用通讯手段。