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车联网(IoV)

- 2025-09-10 17:21:17 1 Views
据预测,到2025年,物联网连接设备的数量将从2018年的100亿增加到640亿。其中一个关键成员是车联网(IoV)。通过车联网,车辆与其他车辆之间使用车辆自组织网络(VANET)的基础设施交换信息、效率和最重要的安全。IoV是传统VANET的进化,而VANET起源于MANET(移动自组织网络),指不同实体的网络,如车辆、行人、道路、停车场和城市基础设施,并提供它们之间的实时通信。

车联网是一种汽车之间的网络,通过车对车(V2V)、车对路(V2R)、车对人(V2H)和车对传感器(V2S)的互联互通,与行人手持设备、路边设备(RSUs)和公共网络进行通信。这就创建了一个智能设备作为参与者的网络。
车联网相关的电子设备包括信息娱乐系统、传感器、刹车和GPS。随着汽车向智能实体的转变,它们正成为智慧城市的重要组成部分。所有安装在车辆、智能终端和平台上的这些传感器遍布现代城市基础设施,在收集信息的同时,进行安全通信。基于这些数据,车辆会被实时引导。
IoV架构
IoV中的所有智能汽车都必须与当地的基础设施、其他车辆和附近的人有可靠的连接。为确保车联网系统的平稳和安全运行,以下各部分是必要的:

  • 硬件:如传感器、智能停车场、配备连接设备的车道、智能红绿灯、人类可穿戴设备以及每辆车内部的硬件;
  • 软件:物体识别系统、行人移动应用程序和连接硬件所需的其他服务;
  • 网络技术:5G、蓝牙、Wi-Fi等,以创建车对车(V2V)、车对人(V2H)和车对基础设施(V2I)的连接通道;
  • 第三方和附加服务——GPS、分析、监测天气、路况的应用程序和其他基于个人位置的服务。

IoV技术是如何工作的?


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IoV技术的主要工作原理是创建智能汽车和基础设施单位参与的社会车辆互联网(SIoV)。为了实现这一目标,制造商在每辆车上安装互联网和其他本地连接所需的硬件和软件。大多数关键系统都是内置的,而其他许多系统(主要是面向用户的附加功能,而不是中心功能)可以插入到OBD端口,并在必要时使用。

IoV基础设施中需要五种主要的连接类型:车对车(V2V)、车对人(V2H)、车对基础设施(V2I)、车对路边单元(V2R)和车对传感器(V2S)。
对于V2V和V2R通信,连接车辆使用IEEE车辆环境无线访问(WAVE)。V2I对主要依赖Wi-Fi和4G/5G, V2S对主要依赖MOST/Wi-Fi, V2H对主要依赖CarPlay、NFC (Near Field Communications)和蓝牙。
IoV架构
车联网的架构通常有以下五层:

感知

这一层包括各种传感器和执行器,包括在车辆、可穿戴设备和智能手机、路边单元(RSUs)和智能基础设施的其他元素中。这一层的关键元素之一是全局ID(GID)终端,它为车辆提供可识别的ID并处理射频识别(RFID)操作。车联网传感器负责确定汽车的位置、驾驶模式、周围的基础设施单元和事件,并将信息数字化以便进一步处理。

网络

车联网严重依赖其网络层。它由一个模块组成,用于协调连接智能基础设施不同部分的异构网络,并确保自主数据交换的可能性。智能汽车用于通信的网络包括WAVE、4G和5G、Wi-Fi、WLAN、蓝牙和卫星网络。这些网络将感知层获得的数据分发给人工智能层。

人工智能

这一层的IoV架构使用机器学习模型来分析收集到的数据,并决定在任何给定时刻需要采取什么行动。它包括用于大数据分析的软件、专门的系统(即在无人驾驶汽车上识别道路上物体的计算机视觉应用程序)和云计算模块。人工智能层有一个内部云基础设施,需要与处理服务和前面讨论过的系统底层部分的连接。

应用程序

应用层提供了车联网技术的商业化。它利用人工智能层提供的结果为最终用户提供智能服务,如驾驶辅助和交通安全应用程序、多媒体观看服务、远程汽车控制等。第四层还收集用户数据并将其发送到业务层进行处理。

业务

最后一层负责将对客户体验的洞察发送回开发公司。它包含一组工具,用于生成业务预测,建议未来战略,并帮助公司做出有关资源使用和投资的决策。

车联网是物联网中的一个特殊领域。它是为汽车行业开发的,现在正成为一个流行的和不可或缺的平台,在车辆、行人、司机和城市基础设施之间进行信息交互。IoV提供了无数的机会,每个汽车制造商都可以从中受益,并调整自己的战略。事实上,如果公司想让自己的产品更具竞争力,它现在已经变成了一种必需品。车联网是汽车行业的一场革命,有望为当今最令人担忧的问题——道路安全提供解决方案。

参考资料:

1. Internet of Vehicles Explained:What Is It And Why Is It Important? | by Sophie Zoria | The Research Nest | Medium

2. THE FUTURE OF THE INTERNET OF VEHICLES: CHALLENGES AND USE CASES