| 出版时间:2013年01月 |
一 概述
物联网通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网是在互联网基础上延伸和扩展的网络。物联网正在成为继计算机和互联网之后世界信息产业的第三次浪潮。物联网可以广泛应用在智能电网、智能交通、智能建筑、智能医疗等领域。世界发达国家和地区纷纷采取行动争取在物联网领域领先。2005年11月,国际电信联盟发布《ITU互联网报告2005:物联网》。美国国家科学基金会从2006年开始大力支持信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)的研究,CPS是计算部分与物理部分互相连接并且协同作用的工程系统。2008年4月,美国国家情报委员会发表题为《2025年对美国利益有潜在影响的关键技术》的报告,把物联网列为六种关键技术之一。2009年6月,欧洲发布《物联网行动计划》,正式拉开了大力发展物联网的序幕。2009年7月,日本提出“i-Japan”战略,勾勒了2015年物联网的宏伟蓝图。
车联网是物联网在智能交通领域的应用。在车联网中,装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息以及静态、动态信息进行提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务;与此同时,通过提供车内互联网连接,保证无处不在的连接性。车联网基于专用短距通信(dedicated short-range communications,DSRC)技术实现车间通信(vehicle-to-vehicle,V2V)和车路通信(vehicle-to-infrastructure,V2I),并基于长距离3G无线通信技术实现互联网连接。车联网可广泛应用于改善交通安全、提高交通效率、提供信息娱乐和减少环境影响,是物联网最具有产业化发展潜力的应用领域之一。车联网已经引起了世界发达国家和地区政府、学术界和工业界的高度重视。
美国交通部把车联网研究(Connected Vehicle Research)列为2010~2014年智能交通系统战略研究规划的核心,致力于应用车联网改善交通安全和机动性、减少对环境的影响。欧洲于2011年9月在其智能交通系统框架结构中新增了协同系统(Cooperative Systems)服务和应用,大力促进车联网研究。日本于2009年提出的“i-Japan”2015年战略包括通过车联网减少交通拥堵、改善物流效率以及减少二氧化碳排放的内容。除了这些雄心勃勃的车联网研究项目,美国、欧洲和日本也开展了大量的车联网标准化活动和现场测试。
在学术界,电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)和计算机学会(Association of Computing Machinery,ACM)围绕车联网研究组织了大量的学术交流活动。ACM自2004年起每年举办一届车联网(VANET)研讨会,目前已成功举办了八届。2004~2007年,VANET是Vehicular Ad Hoc Networks的缩略词;从2008年开始,VANET开始指代VehiculAr Inter-NETworking,突出Vehicle to Vehicle—Vehicle to Roadside—Vehicle to Internet。IEEE自2009年起每年举办一届车联网会议(Vehicular Networking Conference),目前已成功举办了三届。
在工业界,许多公司纷纷推出各自的车联网产品抢占市场。目前的车联网产品以车载通信(Telematics)设备为主。各大汽车厂商纷纷推出前装(Original Equipment Manufacturer,OEM)车联网产品,不少车载通信服务提供商(Telematics Service Provider,TSP)也竞相推出后装(aftermarket)车联网产品。此外市场上还有不少5.9G赫兹DSRC产品。
本文介绍车联网的基础知识、世界发达国家和地区的车联网动态、典型的车联网产品和车载通信服务供应商。其中车联网基础包括技术、应用、需求、挑战、特征、模型、标准、安全和隐私;世界发达国家和地区的车联网动态包括美国、欧洲和日本由政府主导的车联网项目、标准化活动和大规模测试活动;车联网产品包括前装、后装、5.9G赫兹DSRC产品。本文也对世界发达国家和地区的车联网发展现状进行总结和展望。
二 车联网基础
(一)车联网技术
DSRC是车联网的核心通信技术。DSRC是适用于短距到中距的双向无线通信技术,特别适合车联网的高速数据传输。1999年,美国联邦通信委员会分配位于5.9GHz附近的75MHz频带(5.850~5.925 GHz)为智能交通系统的车辆安全和机动性应用所专用。使用V2V和V2I的车辆安全应用要求在极端天气条件下无线传输非常可靠并且时间延迟非常短。DSRC可以满足所有这些苛刻的要求。基于DSRC的车联网可以提供