车联网“最强科普”

2019-12-03 16:45 布尔科技
说到车联网,相信大家一定都不陌生。它不仅与汽车制造商、销售商紧密关联,如今还与腾讯阿里这样的互联网企业有着密不可分的关系。简单来说,车联网就是把汽车连起来,组成网络。宏观上,车联网其实是一个非常庞大、复杂的体系。今天,我们就来聊聊那些你不知道的车联网知识,帮助大家更好了解车联网吧
1、什么是车联网

车联网,英文叫做 IoV(Internet of Vehicles),它属于物联网(IoT,Internet of Things)的一种。车联网不仅仅只是把车与车连接在一起这么简单,它还把车与行人、车与路、车与基础设施(信号灯等)、车与网络、车与云连接在一起,实现了真正的智能化。
大家经常看到的车联网概念一般有以下几个:
V2V:车与车,Vehicle to Vehicle
V2P:车与行人,Vehicle to Pedestrian
V2R:车与路,Vehicle to Road
V2I:车与基础设施,Vehicle to Infrastructure
V2N:车与网络,Vehicle to Network
V2C:车与云,Vehicle to Cloud
不管是V2什么,都可以统称为V2X(X代表everything,任何事物)。
但是简单的将上面的某个V2当作了车联网是不准确的。真正的车联网,就是V2X(车连万物)。
2、车内网与神经中枢

在具体讨论V2X之前,我们先来看看这个Vehicle本身。
对于一辆车来说,它包括很多的部件,例如空调、音响、摄像头、发动机、轮胎等等。这些部件其实都可以通过安装传感器,可以产生表达状态的数据,实现数字化、信息化。例如轮胎部分的信息化过程。
首先安装胎压传感器,产生胎压数据,监控轮胎的状态。其次收集数据,进行传输,传递给这辆车的“神经中枢”。最后再通过“神经中枢”的反馈,实现信息化。这样的一个过程也称之为“车内网”。
一般来说,汽车制造商在生产汽车时,就会把作为“神经中枢”的车联网设备给装配好(前装车联网)。而互联网公司这样的非汽车制造商,因为无法参与汽车前期制造环节,只能通过后装的方式,安装用于车联网的车载终端,这是一种后期加装的通过汽车OBD接口获取实时车辆数据的装置(车载自动诊断系统)。这种设备通过OBD接口获取数据后,再通过蓝牙等方式,将数据传输给手机。总之,不管是前装还是后装,不管是硬件还是软件,都是为了获取数据,监测和控制车辆。
汽车的“神经中枢”,可以通过仪表盘、中控或者蓝牙与手机相连,把数据传出来。告知驾驶员车辆的情况。但是,这种方式不管是传输速率、数据量、及时性、便捷性等,都是不够的。
于是,就要想办法让车辆具备足够强大的外部通讯能力。
3、强大的外部通讯能力:DSRC vs LTE-V
我们都知道车辆通常在高速移动,而且是长距离大范围移动,所以要实现车辆的对外通讯,是有很大难度的。
  • DSRC:早期为增加其外部通讯能力常采用的是DSRC技术(DeDICated Short Range CommunICation,专用短程通信)。这项技术是1992年美国材料试验学会ASTM(American Society for Testing Materials)针对ETC业务而提出来的,后来经过不断完善,变成了IEEE的车联网通信技术标准(802.11p)。DSRC的优点是只要在道路边上装Wi-Fi,就可以让车辆通过这个Wi-Fi进行通信。但是这是一种短程通信手段,适合短距内进行通信,如果距离长了,可靠性等各方面都会存在问题。于是人们开始研究通信距离更长的蜂窝移动通信技术,用于车联网通信。
  • LTE-V:2015年,3GPP正式启动了LTE-V技术标准化的研究,到20169月,3GPP就在R14版本里完成了对LTE-V2X标准的制定。可以说LTE-V就是给车联网量身定制的LTELTE-V依托现有的LTE基站,避免了重复建设,而且工作距离远比DSRC大,提供了更高的带宽,更高的传输速率,更大的覆盖范围。LTE-V技术包括集中式(LTE-V-Cell)和分布式(LTE-V-Direct)两个工作模式。LTE-V-Cell需要基站作为控制中心,实现大带宽、大覆盖通信,而LTE-V-Direct可以无需基站作为支撑,可直接实现车辆与车辆,车辆与周边环境节点的可靠通信。DSRC和LTE-V的竞争非常激烈,两者都希望成为主流的车联网通信标准。目前,我国倾向于采用LTE-V。
4、车联网的意义
车联网这么多年一直未曾迎来一场爆发式增长,问题就在于车辆的对外通讯能力。
汽车制造商善于造车,车内网可以搞得很溜,但解决不了外部通讯能力问题。互联网企业,软件搞得很溜,但是拿不到数据,也是白搭。所以,在广域物联网通信技术没有成熟之前,车联网很难有实质性的意义。
现在不一样了,借助LTE-V的能力,车辆对外通讯的这个瓶颈,有望打破。车联网的潜在能力,很有可能彻底释放出来,在更加庞大的云计算能力和通信能力的加持下,远程驾驶甚至是自动驾驶,都会变成可能,其商业价值也就不可估量了。
汽车和各种交通基础设施接入网络,由强悍的云计算系统,分析整个城市的交通流量、拥堵状况,对所有道路车辆进行路径规划,辅以交通调度,就可以最大效率地提升城市的运力。同时,还会大幅降低交通事故的发生概率。所以说是车联网进化的终极形态是自动驾驶。
此前阿里和腾讯提出的“城市大脑”这个概念,其实就是在朝这个方向努力。

5、未来展望
即将到来的5G,又和车联网有什么关系呢?
刚才我们说的LTE-V,时延的存在使得其有些捉襟见肘。现在高速公路的时速是120Km/h,也就是33米每秒。刹车哪怕是晚了1秒,也会有40米以上的制动距离。
所以,如果要支持远程驾驶或自动驾驶,这个网络的时延,必须是个位数的毫秒级(ms)。
LTE做不到,但是5G作为LTE的演进,可以做到。5G的时延,可以达到1ms,足以满足要求。LTE会演进到5GLTE-V,就随着演进为NR-V2X
除了时延之外,5G还拥有很多LTE不具备的优点——它拥有更高的带宽,支持更大数量的连接,还支持更高的移动速度,为实现智能化达到最优状态。
目前,车联网是现在5G最重要的一个应用场景,也是最有可能引爆5G需求的场景。别的物联网需求,都无法形成车联网这样的规模和体量,也不会有车联网这么强大的推动力。
甚至可以说,车联网就是未来五年5G兴衰的晴雨表。


文章来源:第一电动  编辑:肖逸凡 张小兑