圖解：什么是車聯網？
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5G 讓人們無限遐想
車聯網讓人們無限憧憬
什么是車聯網呢?
看完就知道了
車聯追夢
就國內來說，車聯網是一個新東西，出現在人們視野里的時間不長
其實到了 4G 網絡建設比較完善的時候，車聯網才出現，所以說它的歷史并不長，也就這幾年的事
但在歐、美國家，車聯網出現的時間較久了，可以追溯到 20 多年前
那車聯網到底是個什么東東呢?
車和無線網絡雜交后會產生個什么東東呢?
提到無線車聯，就不得不提無線界的另一位大哥-wifi, wifi 標準源于西方，在全世界廣泛應用
縱使 wifi 也有諸如安全問題、信號不穩定問題
但是人無完人、金無足赤，廣泛的應用就實踐的證明了人家還是相當不錯的
因此，國外針對車聯網的研究，爭來爭去，通信架構底下綠框中兩層也是基于 wifi 的架構來設計的
也就是物理層的數據處理、發送、接收信號過程和 wifi 的過程是類似的(OFDM + MIMO)
不同車之間的網絡資源配置和調用也是 wifi 那套機制的變體(CSMA/CA: 暗箱開會，先聽后說，沖突隨機回退，重傳)
邏輯框架基本受 wifi 的設計啟發
但是取了個新名字叫 DSRC(短距離通信)，用于車與車聯網的技術方案
兜英文不是為了嘚瑟，不用記，只要知道用類似于 wifi 的網絡搞車聯就行了
相比于把簡單的事情說的復雜以顯示高大上，娃紫更喜歡把復雜的問題搞簡單，即便顯得有點土
但是搞來搞去，搞了這么多年，國外的車聯技術也沒有取得長足的成果，還時不時爆出：
- 用 DSRC 連接的車檢測到行人，直接勇敢的撞上去了
- 路上檢測到一塊磚頭，車就直接撂挑子不走了
等等等等，好玩的烏龍車聯事件
令人啼笑皆非的背后
好比老皇上起早貪黑的選了個繼承人，結果所選之人德、才不配位
這時候地大物博的大中華正好建立起了幾乎無死角的 4G 網絡體系
眼下的背景是，一個缺少有效網絡的支撐，一個有成熟的網絡
干柴 + 烈火，很燃啊
聰明的人就想了，是不是可以用 4G 的網絡來替代不爭氣的 DSRC 呢?
因此，就有了中國特色的 C-V2X (基于蜂窩通信系統的車聯網)，看似復雜其實也并不復雜
基本的邏輯：只是把手里的手機換成了汽車，連上 4G 網絡，其實就這么簡單
萬劍歸宗以后，車聯網就基本隨著無線移動通信發展的步伐聯動起來了
C-V2X 不斷的顯現出優勢，不斷的演進發展
車聯場景
根據歷史文章中的分析， 2G、3G 網絡的性能弱一些，無法滿足工業互聯的需求條件
更不用提對網絡性能要求更高的車輛交通系統了
隨著 4G 網絡的大面積成熟建設，才使人們對依托 4G 網絡的車聯網有了初步的暢想
看圖中車 網絡搜索、郵件、影音、支付、微信、安全 等等等等功能都提上了日程，一應俱全
當車找到了 4G 網，4G 網遇到了車，就碰撞出了這么多的火花
人靠衣裳，馬靠鞍， 概莫能外啊，車網一結合，瞬間由簡單的交通工具變成了高富帥
從功能分類上來看
網絡類的、安全類的、交通信息類的、交流類的、娛樂類的、導航類的。。。。。齊活了
從前的夢想是：樓上樓下，電燈電話
如今的夢想是：車里車外，導航寬帶
從前的手機是用來打電話用的，而今打電話成 了手機二類的需求了
同樣地，現在的車被用作交通工具的，而后出行將變成車的一小部分屬性
車更多的是移動著的生活場所
我國交通物流以長途汽車為主，因此，多功能的車聯網姍姍的走向了長途車
目標無非仍然是 安全 + 高效
當長途貨運車隊聯網以后，就是這樣的場景：
車隊頭車扮演隊長的角色，車隊跑的快，全靠車頭帶了
頭車將路況、車速實時的通過無線信號傳遞給后面車輛
后面的車輛根據接收的信息及時調整車速，只需要跟著頭車走就行了
有人開始疑問了，萬一前面有緊急狀況，頭車來個急剎，豈不是要撞上一串?
莫要怕，不會的，為啥呢?
忘了在 圖解：什么是 5G? 中說的了?
信號是以每秒鐘繞地球近 8 圈的速度在跑
貨車的速度才有多快，160+Km/h (46.2m/s) 也就頂格了，比較一下
相比之下，150Km/h 的車速可以忽略不計，所以只要通信網絡沒問題，頭車能將信息實時的報給后面的車
在人類的視覺感觀上，后車與頭車的急剎是同步的，時間上根本區分不出來
所以，出事故串串兒的事大可不必擔心
貨車聯網編隊在安全性上能提高好些個檔次，在效率上也有不錯的提升
我國每年的物流運輸成本費用占全國 GDP 的 百分之十幾，相當大的一筆開銷
當貨車編隊以后，頭車的速度確定以后，后面的車基本以勻速的方式跟隨
如此可極大的節省燃油成本，何樂不為呢?
這里要重點強調一句：在此場景中要靠更加牛 X (時延低、可靠性高)的 5G 來實現車隊編聯
城市內交通的車聯情況，每輛車相當于一個小的信號發射器，并不斷的往外廣播信號
不停的在喊或者告訴其他的車：
- 不要靠近我、不要靠近我。。。
- 注意安全，前方紅燈、前方擁堵
等等等等，能夠極大的提升城市交通的安全系數
把視野拉遠就是這樣的場景
路上的每輛車都有信號感應、探測的功能，不管是超車、變道、急剎，都提前實時 地告訴周圍車輛
屆時，交通事故將變成黑天鵝般的極少數事件，交警叔叔將面臨失業的壓力
接著上圖，當行人與車發生交通事故，無異于以卵擊石，因此，此類場景也是車聯網重點關照的
當車具備了聯網和數據處理能力以后，將時刻探測車外的情形，并對環境作出分析和判決
尤其在路口，更是提前對外部情況進行精細的探測和分析，只有在證明絕對安全的情況下才能通過
如果車輛探測到有安全隱患，司機是無法強行前行的
如此，在人行橫道前將杜絕車輛橫沖直撞的事情，人們是絕對安全的
多么美妙的生活
上面這張圖是綠波通行的圖，何為綠波通行?
很簡單就是車輛在行駛中將一路綠燈，妙不妙?
簡直妙到極致，如何做到的呢?
整個城市里建立信號燈管理中心，控制著整個城市的紅綠燈亮、滅時長
將車輛數據、車速、路況等等參數通過人工智能分析，給行車提供一個建議的速度并反饋給車輛
聯網車輛按照這個速度行駛，可以實現剛到路口即為綠燈的妙境
WOW， 全城交通一盤棋，調度管理歸中心
無堵車，少事故，省油還高效
這就是車聯網的威力，當然這個過程，不管是車況、路況信息的實時上傳、還是中心的數據處理、結果及時反饋
都需要極高效的網絡作為基礎支撐， 5G 是必不可少的基元
但是有一個問題，既然綠波通行了，設置那么多紅綠燈貌似也沒多大必要了
下圖是車聯網的終極目標---無人駕駛
輸入目的地后，人的任務就結束了，后續的所有操作都是車自己分析、決策和選擇
將主人安全、高效的送往目的地
人們可以完全解放出來，做自己喜歡的事情
睡覺、看書、斗地主
聊天、喝茶、打豆豆
簡直了，政治哲學從交通行業率先突破了，從獨立王國走向自由王國
這就是車聯的終極目的，事故的終結者、新時代通行的開創者
實現
前面的幾個場景是車和網雜交以后的典型智能產物
水稻雜交能高產，車網雜交能高效
什么時候能實現呢?又是怎么實現的呢?
什么時候實現還說不好，應該不遠了
怎么實現的，就當前的技術方案而言，其實也很簡單
車不是要和 4G、5G 網絡相聯嗎?那肯定就得有和基站通信的能力
和基站通信，那車不就變成了和手機一樣東東了么
至少應該遵守與基站通信的協議和數據收、發的接口
規則 + 接口 就是這么簡單
在這種情況下 4G、5G 基站全權管理著聯網的車
- 你應該在這塊資源上發數據
- 你應該在那塊資源上收數據
- 你應該以多大車速行駛
- 你應該急剎了
等等等等吧，這個過程不是基站與人交流，是基站與車直接交流
車只要按著基站的指令工作就行了
目前，基于 4G 網絡的車聯，是以廣播信息的方式對聯網車聯進行管理
不管是路側的信號發射設備，還是 4G 基站，甚至聯網車輛本身
只將信息廣播出去，至于收到沒收到不管，也不需要有反饋
相當于半聾式的交流
聾： 體現在不對發出的信息進行反饋的接收和分析
半： 聯網車即有發信息的能力也有接收來自其他車輛廣播信息的能力
還有一種收、發數據的方式，那就是車與車或者車與車外的人、物、設備之間直接進行通信
沒有基站在中間仲裁，而是收、發兩端直接對話
比如上圖中，車與人行橫道上的行人之間
這種通信方式能夠節省時間，因為基站與車之間的距離一般是比較遠的
但是在這種通信方式中，沒人告訴車具體在哪塊資源上發數據，在哪收數據，全憑自己去猜
綜合來說，如果家里沒有家長，放養的方式，秩序往往就會有點亂套，甚至不可控
對于娛樂類型的大量數據的車間交互來說，這種通信方式可以節省很多的資源和帶寬
因為數據直接透傳給目標車輛了，不用到基站處繞一圈了
反正有利也有弊吧，以上兩種方式接合起來用，就完美無瑕了
整個系統就如圖所示
嘿，還有衛星么?
衛星的作用無非就是：定位和授時同步
一個簡單的例子，綠波通行中，至少調度中心應該知道車輛的準確的位置，才能準確分析和決策
車輛對自己的位置也應有準確的認知，尤其高速路上的超車變道提醒，無人 ETC 交費
這些都是在傳感和定位融合作用下聯動的，而且定位的精度要求非常高(亞米級)
因此，高精的定位能力也將是車聯網中重要的技術保障
如此看來，車聯網將是一個系統性的工程，包括自動化、電氣、車輛制造、精密設備、通信、定位、同步等
只有相關各行業齊頭研進，才能使產業更好的落地，使車聯網盡早的走進人們的生活
結
車聯網很簡單，就是車與網雜交
原因也很簡單，就是為了交通安全與高效
方案也很簡單，主要利用 4G、5G 網絡和直連接口
目標也很簡單，車聰明、路智慧
但將整個系統鏈接起來運行，就會有待深入研究的點了
每一個環節都是關鍵，因為交通不同于其他行業，稍有閃失，后果嚴重
所以，對車聯網的研究任重且道遠
但是 5G 的潘多拉蓋子已經開啟
幽靈也已經飄到了車聯網領域，正在深入滲透
道阻且長，但 強烈的需求 + 可靠的技術 必將會有令人耳目一新的果實
