联网汽车技术需要重新构想的交通网络

线束世界 2021-07-27 08:00


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联网汽车技术的兴起将对人和货物的出行方式产生巨大影响。这种大规模数据交换将创造业务效率、更安全的旅行和更快的交付。但是,在这些技术得到全面实施之前,挑战依然存在。


不久前,汽车中唯一的无线连接是无线电、遥控钥匙和无线电控制的车库门操作器。如今,各种联网汽车正在整合有望成为无线电传输的信标,将提供对实时导航、通信和娱乐以及自主旅行管理的访问。最终目标是通过减少人为干预来确保更安全的运输。


与环境中的其他实体和基础设施无线交换数据的联网汽车正迅速成为下一代汽车阵容的核心。互联车队技术将通信和数据交换提升到更精细的级别,收集有关驾驶员活动、车辆维护、路线规划、安全和车队管理的其他方面的信息,并与中央办公室共享。联网车辆功能可能包括:
  • 信息娱乐
  • 远程信息处理
  • 远程诊断/预防性维护/软件更新
  • 地理围栏
  • 避免碰撞
  • 自动泊车
  • 辅助驾驶 (ADAS)
  • 车位识别
  • 全自动驾驶
  • 汽车共享服务
  • 叫车
  • 设备监控/跟踪
  • 云端接入
  • 实时交通状况
  • 实时天气状况
  • 蜂窝通信
  • 紧急服务
  • 访问联网的家庭设备
  • 地图创建
  • 公共交通时间表和调度
  • 特定模式应用
被称为 V2X 技术(车辆到一切)的联网汽车、卡车、火车、公共汽车、摩托车和无人机将使用无线链路在车辆与其他车辆、行人、交通管理基础设施、蜂窝网络、云、和其他无线设备。
为了实现这些目标,这些无线通信系统需要高带宽、低延迟、低功耗、高可靠性的链路。目前,缺乏普遍接受的通信标准对实现互联汽车的承诺构成了挑战。

无线通信标准 – IEEE802.11p 和 C-V2X

目前有两个系统正在竞争作为这一全球无线通信标准的指定。IEEE802.11p(专用短程通信 – DSRC)基于 Wi-Fi 协议的变体。事实证明,它是一种相对长距离、异常可靠且不受天气条件影响的系统。
更新的替代方案是基于蜂窝的 C-V2X,它可以减少延迟、提高数据安全性、密集区域的高可靠性和更远的距离。C-V2X 还提供了与 5G 传输兼容的优势。两者都使用 5.9 GHz 频段。此外,短距离无线蓝牙将继续用于连接车辆内部和靠近车辆的设备。
支持数以百万计的汽车和卡车生成的实时数据的预期指数增长所需的基础设施类型正在辩论中。将车辆直接连接到云的网络可能很快就会不堪重负。

汽车边缘计算联盟
采用基于边缘的网络,利用分布式传感器和集成机器学习和人工智能的实时数据处理能力,可以减少到云的流量和延迟。结果是更有效地使用资源,可以安全地支持更多节点。

汽车边缘计算联盟
联网汽车的发展继续快速发展,但必须解决多个障碍,包括足够的无线电频谱的可用性、政府监管部门的批准、传输协议的标准化,以及最重要的网络安全。联网车辆将扮演的关键角色使黑客攻击的漏洞变得不可接受,并可能延迟全面实施。

蓝牙和 Zigbee 无线通信协议

除了这些长距离无线协议,低功耗、短距离技术,包括蓝牙和 Zigbee,正在寻找移动设备之间的机舱内通信应用。
在某个时候,预计政府监管机构会强制要求在每辆生产车辆中都包含 V2V 和 V2I 功能。由集成智能传感器网络生成的数据将能够在快速变化的环境中实现安全导航。最终目标是减少年度交通死亡、受伤和财产损失的数量。

车辆到基础设施 (V2I)

车辆到基础设施 (V2I) 是下一代车辆的一个重要且具有挑战性的方面。标准化的传输协议可以提供有关天气状况、道路危险和施工延误的实时信息,同时分析当前状况以最大限度地提高交通流量。设计、制造和安装与交通产生的数据交互所需的固定基础设施将需要数年时间。在过去的 100 年中,我们陈旧的交通管理系统几乎没有进行任何升级,这为设计人员提供了一个利用加固连接器和传感器实施系统的重大机会。车辆、铁路基础设施、交通控制设备、
有在至少两个重要方面的无线通信的为交通运输设备-可靠性和安全性。在所有操作条件下对绝对可靠性的需求是必不可少的。当前的蜂窝服务,包括 5G,还远非完美。2021 年 4 月,软件升级导致加拿大移动运营商近期服务失败. 当地的天气条件和地形或建筑物的障碍物会降低服务质量。影响太阳风、殖民管道和其他业务的黑客事件说明了对网络安全的要求。必须充分保护当前和未来车辆的许多自动化功能免受恶意黑客攻击,这可能导致撞车和死亡。已证明的可靠性和安全性将大大有助于建立消费者对未来全自动驾驶汽车的信心。屏蔽铜缆和连接器以及光纤链路将成为解决方案的一部分。
将这项技术应用于普通乘用车将需要各种低速、高速、同轴光纤和电源连接器,以及设计用于承受极端温度、冲击、振动、腐蚀性液体、盐分的传感器喷,以及组装和维修人员粗暴处理。


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