车联网系统架构设计涉及的关键知识点如下:
一、车联网与物联网的关系
物联网(IoT)是指利用信息传感设备,按照约定的协议,将任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。车联网(V2X, Vehicle to Everything)作为物联网的一个应用分支,强调的是车辆与包括路端设备、行人、其他车辆以及第三方服务提供商在内的任何实体的智能互联。随着物联网技术的不断发展和应用领域的拓展,车联网也经历了快速的发展和应用。
二、车联网的现状与改进空间
车联网的现有应用、服务、产品虽然已经取得了一定的成就,但是仍然存在改进的空间。改进主要集中在如何更好地利用现有的通讯技术,包括无线通信技术、卫星导航系统、网络通信技术等,将车辆有效地连接起来,形成一个整体的架构。目前,车联网尚缺乏一个成熟的架构来实现车辆间的有效组网和多种服务的实时连接。
三、车联网系统架构设计
1.车联网系统架构设计的关键要素
为了实现真正意义上的车联网系统,本文提出了一个改进的系统架构。架构设计包括对现有车联网应用和服务的梳理分类、对现有无线通讯手段的分析,以及基于车辆使用环境的通讯手段选择分析。
2.改进的车联网系统架构
改进的车联网系统架构目的是实现车辆与路、车主、第三方服务商的有效连接。该架构利用多种通讯手段,将车辆作为终端节点接入车联网,以便获得包括但不限于语音服务、通讯服务、定位服务、导航服务、车辆服务中心连接服务(Telematics Service Provider)、移动互联网接入、车辆第三方信息管理服务、车辆紧急救援、车辆数据和管理服务、车载娱乐服务等多种服务。
四、车辆自组织网络(VANETs)
车辆自组织网络(VANETs)是车联网系统中实现车辆间有效组网的重要技术之一。VANETs是AdHoc网络的一个特定场景应用,其特点是车辆作为移动节点,通过无线通信技术自主形成网络,而不依赖于固定的通信基础设施。VANETs的主要优势包括:
1.独立于固定基础设施
VANETs中的节点(即车辆)可以自由移动,无需依赖固定基础设施即可建立网络连接。
2.快速部署与高动态性
VANETs能够在任何时刻和地点快速部署,且网络拓扑结构随车辆移动快速变化。
3.支持多种车辆间通信
VANETs支持多种类型的通信,包括车辆到车辆(V2V)、车辆到基础设施(V2I)和车辆到行人(V2P)等通信。
五、车辆自组织网络的技术特点与应用场景
AdHoc网络在军事领域最早获得应用,研究起始于战场环境下分组无线网络的数据通信。AdHoc网络具有去中心化的特点,节点间能通过无线通信设备自动形成网络。这种网络的特点在于其去中心化、低成本的动态网络构建能力。在车联网中应用AdHoc网络,可以有效解决车辆在高速移动、复杂的网络环境下进行实时信息交换的需求。
六、系统架构的实施意义
提出改进的车联网系统架构对于未来车联网发展有着重大意义。它有助于实现车联网与现有交通基础设施的无缝对接。它有利于提供更加丰富、多样化的车联网服务。此外,该架构有助于提升车辆安全、提高交通效率、降低交通事故率,具有良好的社会效益和经济效益。
在设计改进的车联网系统架构时,需要考虑车辆与网络的高效连接,确保通信的实时性与可靠性,同时还要考虑用户的隐私和数据安全。此外,车联网系统还需适应不同地域、不同环境下的使用需求,具备灵活的扩展性和兼容性。
一个改进的车联网系统架构对于实现车辆与周边环境的智能连接、提升车联网服务质量、推进智能交通体系的构建具有重要的指导意义。随着技术的不断进步和应用的不断深化,车联网系统架构将会进一步优化和完善,从而更好地服务于社会和经济的发展。