交通安全:全球每年约有124万人死于交通事故,每年交通事故造成的经济损失高达5180亿美元（引自WHO2013年道路安全全球现状报告)；

交通效率:交通拥堵让北京市年损失占GDP的7.5%,堵塞严重影响人们出行,如共145条道路塞车(北京市交通发展研究中心《2011北京市交通发展年度报告》的评估报告）；

自主式感知不仅需要留意周边的其他的车辆，还必须完全依赖自身能力检测到周围的道路、车道等一系列的因素。而且，它受天气影响比较大，会影响它的探测的距离与精度，并且没有办法对周围的障碍物进行预测。

车联网主要是解决通信问题，具体来说，通过车辆间通信的V2X系统，在车辆之间进行一个实时高效的通信，可以有效地解决传统的激光、雷达、摄像头分析等存在的距离、角度的缺陷，全方位的提升汽车主动安全系统的感知范围和感知的程度。

车联网(汽车移动互联网)是利用先进传感技术、网络技术、计算技术、控制技术、智能技术,对道路交通进行全面感知，对每部汽车进行交通全程控制,对每条道路进行交通全时空控制,实现道路交通“零堵塞”、“零伤亡”和“极限通行能力“的专门控制网络。

车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交换标准,在车和车、车和人、车和环境之间进行无线通信及信息传输,实现车辆智能化控制,智能动态服务,智能交通管理的一体化网络。

• 车内网是指通过应用成熟的总线技术建立一个标准化的车载通信网络。
• 车际网是指基于DSRC技术和IEEE802.11系列无线局域网协议组建的动态网络。
• 车云(车载移动互联)网是指车载终端通过3G/4G/5G等通信技术与互联网进行无线连接。

• 通过路侧设备检测并跟踪行人
• 路侧设备将行人状态告诉周围的车辆
• 车辆根据速度、位置判断是否会相撞
• 若事故不可避免,自动紧急刹车

• 实时共享前方车辆或障碍物的速度和位置
• 车载系统计算两车的行驶轨迹,判断是否会发生碰撞
• 当碰撞不可避免时,启动紧急刹车

• RSU将车辆信息传给控制中心
• 控制中心根据交通状况判断最佳路径
• 将各道路车流状况最佳路径和地图传回车内

车辆网这些子系统通过网络通信技术集成在一起。旅行者和车辆子系统通过广域无线网络（比如4G与后台的数据中心）相连，路测跟后台数据中心之间通过光纤相连，车辆与车辆之间、车辆与道路之间通过专用的中短距离通信技术互联。

中心子系统主要位于后台的数据中心。

道路子系统主要位于交通运输网上或路边的ITS基础设施。

主要用于获取ITS服务的设置，一大类是人所携带的手持智能终端设备（私有），还有一种是公交车站的电子显示屏（公共）。

有一个公共车辆，它把它的车辆执行的情况反馈给公交管理系统，公交管理系统发现公交车已经延误，它就会向交通管理系统发出交通控制优先级的请求，交通管理系统收到请求之后会返回优先控制的状态信息让公交管理系统对这个公交进行优先调度，然后公交管理再把优先管理调度反馈给公交车辆，同时，交通管理系统还需要对道路的交通信号进行控制以促使公交车辆能够优先通过交叉路口。

整个的一个调度过程是一个远程调度，还有一种方式是本地调度。也就是说公交车辆直接发送本地信号优先级的请求给道路的基础设施，道路基础设施收到请求向公交管理系统发送请求道路使用的命令和信号控制状态的命令，然后交通管理系统收到这个请求后进行处理，然后对道路交通的信号进行控制，这个过程是一个本地请求的处理过程。

• 车辆A可以检测到个有危险的行驶情况
• 它向最近的路边单元RSU1发送了一个报警消息
• 该消息被发送到控制单元(同时,报警消息被车辆B直接接收到,并传播到车辆C)
• 中央控制单元,在确认了信息后发送报警消息到路边单RSU2,RSU2可以将该消息传播给车辆D、E、F

四、车联网通信技术--车际网

专用中短距离通信技术,实现车车/车路协同,包括DSRC、LTE-V,5G技术

优点：时延极短,可靠性高,需要支撑主动安全应用

DSRC是一系列用于车辆通信的单向或双向的短中程无线通信信道及其对应的协议和标准，属于ITS范畴。

·5.9GHz频段适合车辆通信的频谱环境及传播特征，该频段的无线电波传输可以为较长距离（最长1000m）的通信提供高数据速率，同时受天气影响很小。

·在ITS中，DSRC技术被用于车辆间（V2V）以及车辆与路边设施间（V2I）的通信，来支持车辆环境的安全应用与非安全应用。

中心频段是在5.9GHz，总共有75MHz的频带宽度，前面的5MHz被预留，后面的70MHz被平均分成7个信道，有一个控制信道，其他六个都是服务信道。172和184是用于公共安全专用信道，比如说和生命财产相关的应用就在这两个信道当中使用。

2.ETC（近距离车路通讯技术）

它是通过安装在车辆上的车载装置和安装在收费站车道上的天线之间进行无线通信和信息交换。

• 车辆自动识别系统：包括用于车际网的车载单元OBU（存在车辆的识别信息，一般安装于车辆前面的挡风玻璃上）、路边单元RSU（安装于收费站旁边）、环路感应器（安装于车道地面下）等组成

2）ETC与DSRC的区别（横线处）

• 专用短距离通信技术(DSRC)在美囯被用于和WAVE协议相关的无线电频谱或技术。美国机动车工程师学会(SAE)已经明确提出WAVE协议要使用5.9GHz的频带。
  
• ETC可以作为一个单独的系统独立运行,也可以通过实现了包括IEEE160911标准的DSRC系统来提供支付服务。
  

以美国为代表的西方国家，包括欧盟、日本、韩国、澳大利亚都在极力的发展DSRC技术，但是，中国却在极力的发展LTE-V技术。它是在LTE的基础上增加了车辆间、车辆与路测单元间直通的技术，变成了LTE-V。

LTE-V已经成为了国家的发展战略，在LTE方案中它包括两个组成部分，一个是LTE，也就是我们手机所使用的传统的网络，它可以覆盖Telematics广域类业务；第二类是LTE-VDC，也就是车辆间直通的技术，它主要覆盖V2X道路安全类的短距离业务。

LTE-V有两种方案，对应的也有两种方法去实现和支撑V2X业务。

（1）广域蜂窝式通信：

（2）短程直通式通信：

1）网速更快。作为新型移动通信网络技术，5G的传输速度可以达到几十Gb/s,在2GHz波段下的传输速度可以高达1Gb/s，也就是说下载一部电影只需要几秒钟就可以完成了。

2）兼容性好。5G通信以原有的通信技术为基础形成无线网路技术平台，涉及到NFC和蓝牙等无线技术。兼容性好，使人们在网络支付中更加安全。

3）延长电池寿命。在应用5G无线网络的时候因为存在很多小任务，需要依靠应用程序持续运行支持。在这种状况下，为了实现实时更新，电子邮件会向服务器发送各类请求信息，5G技术能够审核运行过程中的电能浪费的情况，阻止无效信息，从而避免电量过多的损耗。

1）5G高可靠性、低延时的特点正是自动驾驶所需。现有的感知技术比如雷达、摄像头实际上只给车提供了”看“的能力，没有办法跟车实现实时的互动。有了5G的交互式感知，车就会对外界做出一个输出，不光能探测到状态，还可以作出一些反馈。

2）自动驾驶的协同里面有很多场景，比如自动超车、协作式避碰、车辆编队都对可靠性和延时性提出要求，都需要5G的保证。

3）可以说5G提供了交互式感知，还弥补了传感器受到距离和环境的约束，同时还促进了从单车智能到协作式智能的演化。

4）从自动驾驶运营的角度来说，5G的到来也提供了一些新的可能。比如说车辆在大多数情况下完成行驶测试任务，遇到自动驾驶车辆无法自主处理的场景，L3级以上的自动驾驶系统可以做出判断并通知位于控制中心的驾驶员远程介入。远程驾驶员还可以操控多辆无人驾驶车辆等等，由此可见，5G可以协助对城市固定路线车辆实现部分智能的云控制。对于园区、港口的无人驾驶车辆实现基于云的运营优化以及特定条件下的远程控制。

5.智能交通通信技术演进

五、车联网通信技术--车云网

车云网目前主要提供 Telematics服务, Telematics是指通过车载计算机系统、无线通信技术、卫星导航装置、互联网信息技术向车主提供驾驶所需的包括汽车安防、车载通信、导航定位、交通信息、新闻资讯 、娱乐应用等功能的综合信息服务系统。

覆盖范围广,能够与 Internet连接,时延较大,不适合紧急安全应用

• 上汽、长安所制作的的inkaNet系统

六、车联网通信技术--车内网

驾驶辅助系统及娱乐信息系统等功能大幅增加,需要高带宽、高实时性、高可靠性的车载通信网络；

车载以太网由于具有高数据带宽和高通信速率,非常适合汽车ADAS系统以及车载信息娱乐系统的应用。

目前已在全球范围内形成了openAlliance、AVnu等联盟以推进汽车以太网标准的制定工作。

• 车与内部传感器的有线连接, 如CAN BUS、高速以太网
• 车机与手机等设备的无线连接,包括蓝牙、WiFi、NFC

2.拓展：无线通信技术

无线通信技术是智能网联汽车实现的基础，直接决定了信息交互的实时性和有效性。

无线通信是利用电磁波信号可以在空间当中自由辐射和传播，进行信息交互的一种通信方式，可以用来传输数据、图像、音频、视频等等。

发射设备：将原始的信号源转换成适合在给定介质上（电磁波）传输的信号。

调制器将低频信号加载到高频载波信号上，频率变换器进一步将信号变换成发射电波所需要的频率（比如短波、微波等等），经过功率放大器放大后经过天线发射出去实现传输。

接收设备：将收到的信号还原成原来的信号送至接收端。

接收设备将接收天线接收的射频载波信号经过频率放大以及频率转换及解调器解调后将原来的信号还原出来。

2.2短距离无线通信--蓝牙

蓝牙技术能够有效简化移动通信终端设备之间的通信，也能够简化设备和英特网之间的通信，使得数据传输变得更加迅速高效，也为无线通信拓宽了道路。

①全球范围使用（工作在2.4GHzISM频段，绝大多数国家ISM频段范围是2.4~2.4835GHz，并且使用该频段是不需要向各国的管理部门申请许可证，是可以直接使用的）

②通信距离0.1~10m（功率达到100mW时，距离可以达到100m）

③可同时传输语音和数据（采用的是链路交换和分组技术，支持异步数据信道，三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道）

④可建立临时性的对等连接（可以根据蓝牙设备在网络设备中的角色分为主设备和从设备，主设备是主网连接主动发起请求的蓝牙设备。几个蓝牙设备连接成皮网时，只有一个主设备，其他都是从设备）

⑤抗干扰能力强（采用跳频的方式来扩展频谱）

⑥模块体积小（便于集成）

⑦功耗低（激活模式为正常工作，呼吸模式、保持模式、休眠模式为节能而使用的三种低功耗模式）

⑧接口标准开放（蓝牙技术联盟为了推广蓝牙技术的运用，将蓝牙技术协议全部公开，全世界任何范围内组织、个人都可以进行蓝牙的产品开发）

⑨成本低（各大供应商研发自己的蓝牙芯片）

以IEEE802.15.4标准为基础发展起来的一种短距离无线通信技术。

组成：支持三种网络拓扑结构。

①低功耗（传输速率比较低，发射功率仅为1mW，而且采用的是休眠模式）

②低成本（由于大幅度简化协议，）

④短距离(在10-100m之间 ，在增加发射功率后，距离可增加到1-3000m)

⑤短延时（响应速度比较快，一般休眠激活时延只有15ms，节点连接进入网络连接只需要30ms，活动信道接入只需要15ms）

⑥高容量（可以采用三种网络结构）

⑦高安全（采用三级安全模式，可以灵活确定他的安全属性）

⑧高可靠（采用碰撞避免策略）

⑨免执照频段（主要应用在数字家庭领域、工业领域以及智能交通领域）

802.11ac是802.11n的继承者，它的频带是2.4GHz或5GHz，最大传输速率是1000Mbit/s，从而满足应用程序网络流畅性的要求。

802.11gh是最新发布的标准，它的带宽达到了900MHz，覆盖范围可以达到1000m，适合用于低功耗长距离的物联网场景。

①覆盖范围大（覆盖半径可以达到数百米，而且可以解决高速移动时数据的纠错问题和误码问题，同时设备与设备，设备与基站之间的安全认证都得到了很好的解决）

③健康安全（IEEE802.11标准规定发射功率不得超过100mW，实际发射功率为60-70mW，所以辐射非常小）

④无需布线（适合移动设备）

RFID是20世纪90年代兴起的一种自动识别技术，也称为电子标签。可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关的数据，而且不需要识别系统与特定目标之间建立机械或者光学的接触，即这是一种非接触式的自动识别技术。

标签：由耦合元件和芯片组成，每个电子标签都具有唯一的电子编码附着在物体上标识目标对象，每个标签都有全球唯一的ID号，就是UID（用户身份证明）。这个ID在制作标签芯片时会存放在ROOM中，无法修改。这对物联网的发展有着很重要的影响。

读卡器：读取或写入标签信息的设备，用来进行对标签进行读取和写入操作。一般情况下会将收集到的数据信息传送到后台系统，再由后台系统处理数据信息。

天线：在标签和读卡器之间传递射频信号，读卡器发送的射频信号通过天线以电磁波的形式辐射到空间，当电子标签的标签进入该空间时，接收电磁波的能量，但是只能接收很小的一部分。

①读取方便快捷（数据的读取无需光源，可以通过外包装来进行。有效识别距离也更大，采用自带的电池主动标签时，有效距离可以达到30m以上）

②识别速度快（标签一进入磁场，读卡器就可以及时读取其中的信息而且能够同时处理多个标签，实现批量的识别）

④穿透性和无屏障阅读（在被覆盖的情况下，RFID可以穿越纸张、木材、塑料等非金属或非透明的材质，并且能进行穿透性的通信）

⑤使用寿命长,应用范围广（应用在粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且封闭式包装使得RFID标签寿命大大超过印刷的条形码）

⑥标签数据可动态更改（利用编程器可向标签写入数据，从而赋予RFID标签交互式便携文件的功能。而且写入的时间相比打印条形码更少）

⑦安全性好（不仅可以嵌入附着在不同类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护）

⑧动态实时通信（标签以50-100次/s的频率和读卡器进行通信，所以只要RFID所附着的物体出现在读卡器有效识别范围内就可以对其所在位置进行动态追踪和监控）

• 汽车无钥匙进入系统（自动落锁、自动识别身份、无线加密、整车防盗）