汽车通讯中电子网络技术应用

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摘要:近年来随着汽车通讯的发展，电子网络技术的应用逐渐普及至汽车通讯的每个角落，汽车通讯技术主要有移动通信技术、移动互联网技术、移动传真技术和移动电话技术等。通过对电子网络技术的概念及该技术在汽车通讯中的应用进行论述，并对今后发展进行展望，为今后电子网络技术在汽车通讯方面的研究提供理论基础。

关键词:汽车通讯;电子网络技术;5G

0引言

汽车通讯系统中的电子网络技术应用广泛，它是一种集成概念，主要包括:物联网、智能通行和车联网等。随着近年来汽车行业的飞速发展与新能源汽车的发展，汽车出行成为现代人类的一种生活方式，而智能化的交通运行成为了人们的期望。无线移动的电子通信技术是车联网信息传输的重要技术手段，目前汽车将逐渐成为移动的多媒体信息中心，与办公场所、家庭住宅通过先进的通讯技术密切相连，充分体现“无缝移动通信”的互联要求，并逐渐向灵活性、数字化、互联性、整合性及私密性趋势发展。本文通过对电子网络技术及其在汽车通讯领域的应用进行论述并展望，进而为相关研究提供理论基础。

1电子网络技术

1.1物联网技术

近年来物联网广泛应用于农业生产、家居生活、工业监控等行业，在汽车通讯中尤为频繁。物联网的概念于1999年由美国ID公司率先提出，其主要结构包括感知层、网络层和应用层。感知层是以感知层传感器技术为中心，由各种传感器组成，通过传感器实现信息采集、目标识别的作用。网络层目的是实现信息输送与通讯［1］。应用层是将各个服务组进行应用实现。在物联网中，智能接口用于异构网络的无缝集成，异构设备之间的互操作性是物联网的主要目标之一。物联网正在革新许多新的研究和应用发展领域，正在将智能化整合到现有领域。

1.2智能交通系统

智能交通系统作为一种应用电子网络技术面向社会交通服务的系统，能实现交通系统信息的收集、处理、分发和交换。该系统是未来智能化交通系统的发展方向(图1)，采用多种高精尖技术对地面路况进行全方位判断，通过高效利用交通设施，如红绿灯、灯岗等对交通进行梳理，减少交通压力使交通流顺畅。随着智能交通系统的发展，智能交通系统(ITS)已经向车载通信发展。车辆对车辆(V2V)和车辆对路边单元(V2Ｒ)通信的概念作为另一种称为车辆专用网络(VANETs)的通信网络在研发中出现［1，2］。该系统能够在道路旁或道路上移动的任何预先建立的基础设施的帮助下，实现道路车辆之间的通信。许多与新一代无线接入技术(WAT)相关的最先进设备与车辆结合在一起，这些设备包括用户端，如车载显示屏、传感器等终端，如全球定位系统(GPS)、中央处理器(CPU)等［3，4］。作为车载单元的集成使车辆通信能够提高安全性、舒适性和经济性。在稀疏车辆网络环境中，预先建立的基础设施或特定路线中预先指定的常规车辆(如公共汽车)被用作路边单元(ＲSU)，用于提供道路车辆之间的通信。

1.3车辆互联网

车辆互联网(IOV)又称车联网，是物联网在汽车通讯中的革命之一，是一种利用射频识别技术区别车辆的属性、提取信息、将车辆状态加载至标签中的应用，现阶段已发展成通过智能手机连到智能汽车，主要是通过无线技术与路边单元的辅助实现车辆间的实时通信，从而降低事故发生率［5］，以低廉的运营成本及较强的交通安全保障受到大众注视。并且基于感知层传感器技术、中间传输技术和后端信息处理技术的智能交通IOV－IOT关键技术，实现了车辆与道路、旅行者和车辆、旅行者和管理者之间的互操作性。

2电子网络技术在汽车通信的应用

2.1卫星定位系统

现阶段，正在稳定运行的卫星定位系统有北斗导航系统(中国)、GPS系统(美国)、GLONASS(俄罗斯)、伽利略(欧洲)，卫星定位系统是通过卫星扫描为用户提供所处环境的电子地图，而用户使用时仅仅需要一个终端就能实现全天候、高精度、实时性高的卫星定位导航服务。其中配合进行导航服务的主要技术是浮动车数据技术，其基本原理是通过车载导航设备记录车辆在移动过程中的车况信息，配合地图匹配路径进行道路模型建立，通过算法进行处理从而得到浮动车的位置信息。当某一区域车辆数量充足时，通过对车辆位置信息的收集，信息中心处理后就能获得这一区域的交通动态，如事故多发地、堵车信息、路况信息等，再对用户进行反馈，进而实现减少用户在道路上行驶的时间。

2.2汽车通信技术系统

2.2.1总线通信技术。汽车总线通信技术是将汽车内部的各个ECU节点联结起来，从而形成一个汽车内部的局域网络。节点根据自身的传感器信息及总线上的信息，完成预定的控制功能和动作，如电机启停等，节点之间的通讯通过总线来实现。每个节点一般由MCU(或DSP等)、接口电路、总路线控制器、总线驱动器等构成。主要形式及技术参数如表1所示。主要包括CAN(ControllerAreaNetwork)全称为“控制器局域网”技术，CANFD(CANwithFlexibleData－rate)是BOSCH公司2011年发布的CAN替代总线技术、LIN(LocalInterconnectNetwork)低成本的串行总线通信技术等。2.2.2无线通讯。无线通讯是指仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式，无线通讯的实现方式有很多种，如无线电、广播、蜂窝式网络(1G、2G、3G、4G、5G)、短距离点对点通讯(遥控、DSＲC)、无线感测网络(Zig-Bee、Bluetooth)、无线局域网(WLAN、WiFi)等。无线通讯系统广泛应用于IOV，如3G技术、4G技术、WiFi技术、ZigBee技术等，在应用过程中常常和传感器配合使用，其中无线通讯系统有着传输速度快、安全性高、成本低、空间小等特点。常见的汽车无线通讯技术主要包括汽车上的无线通信技术(LTE、WiFi、BT、NFC、ETC、5G、C－V2X等)。近年来随着新能源汽车的发展，汽车结构中布线越来越多，无线通讯技术空间小、布线少的特点越来越吸引厂家。在网络化时代车辆采集的数据量巨大，需要通过无线通讯系统将数据传输至云端进行分析与储存，所以无线通讯技术是车辆通讯中的核心技术与重要组成部分。目前，我国的5G技术为IOV带来了更加广阔的发展空间，无线传输技术也可在数据支持下完成对车辆进行远程控制，例如，特斯拉公司的无人驾驶与小鹏汽车公司的自动倒车入库等。

2.3云计算技术

云计算将用于分析和计算IOV中的道路、大规模车辆路径规划方案、智能交通调度计算。首先，数据通过无线通讯技术传输至云端进行储存，通过云计算，在短时间内进行车辆路径规划方案的计算，并将优化后的数据传输至用户端，从而指导用户操作。另外随着时间推进，云端数据库越发庞大，通过强大的计算与庞大的实时数据库支持，对服务的稳定性起到了强大的支撑，提升用户使用便捷度与体验感。例如，车辆驶入某地区后的车况信息、交通信息、天气信息等，让用户出行更加便利。

2.4电子收费系统(ETC)

该系统通过识别车辆将车辆、收费站系统及相关设施建立联系，主要起到完成收费数据与车辆识别的作用。现阶段常用于高速路收费，当车辆初次驶入收费站时，通过传感器对车内ETC进行扫描。实现车辆在运行过程中在不停驶的情况下进行缴费，并且在扫描后数据进入ETC管理中心与系统后，收费站栏杆、付费流程会通过计算机自动进行识别，在疫情当下的今天，大幅度减少车辆运行过程中的人员接触具有重要意义。除此之外，在车辆违规停车等还可通过地面传感器识别技术、摄像头视频识别技术等对车辆进行感知，从而减少交通事故的发生。其中ETC安装在收费站路边传感器单元和车载单元中，当车辆通过时通过无线传输进行信息通信。

2.5交通诱导系统

交通诱导系统(TGS)是在根据起、终两点与当前的交通路况及未来一段时间的交通情况预测的综合考量后对用户进行最佳路径引导，其目的是改善用户体验和道路拥堵，并且在用户驾驶过程中，仍会通过不断更新的道路情况进行路线改进与优化。该系统通过优化路径的方式诱导用户选择最优路径，并且也会减少交通拥堵的情况发生，减少车辆在道路停留时间，降低尾气排放最终达到在路网中车辆组成的交通流的最优合理分布。

2.6车辆M2M通讯系统

车辆M2M通讯系统使车辆之间的实时信息交换来防止事故。该系统可实现各种自动操作，包括速度控制、车道变换、停车、转向控制等。该系统对高速公路和密集的城市交通环境非常有益，在这两种环境中，在紧急情况下，车辆自动控制对安全性具有重大影响。在紧急情况下，它会联系警察和家人或朋友及其他服务机构，具有自动控制和手动控制两种应用模式，可以提供与车辆当前及历史相关的所有信息，如乘客数量、速度、方向、位置、车道、紧急情况原因等。

3结论

总之，随着科技的发展与人们对更便捷、更安全生活的向往，在汽车通信过程中电子网络技术渗透广泛。本文通过对物联网、智能交通和IOV概念的介绍与相关电子网络技术在汽车通讯中应用的介绍，对不同情况的应用进行论述，深入探讨电子网络技术在汽车通讯中的应用，并为今后理论研究提供理论基础。

参考文献:

［1］刘坚．互联网背景下新能源汽车电子诊断技术的教学策略［J］．内燃机与配件，2021(9):240－241．

［2］曹强．产教融合背景下新能源汽车专业人才多元化培养模式及途径研究［J］．汽车与驾驶维修(维修版)，2020(11):42－43．

［3］罗双．新能源汽车产业发展环境下汽车营销专业人才培养模式研究［J］．今日财富，2020(14):126－127．

［4］王禄显．汽车通信中电子网络技术的应用研究［J］．南方农机，2019，50(7):102．

［5］陈秋瑜．谈电子网络技术在汽车通信中的应用［J］．数字通信世界，2018(7):184．

作者:杨玉好 袁国伦 单位:雅安职业技术学院