最近,小米汽車以其卓越的性能和極具競爭力的價格引發了廣泛關注和預定。其亮眼成績的背后,不僅是性價比與設計的勝利,更是車聯網技術實現全面賦能的體現。今天,我們就來聊聊這項讓汽車“會思考”“能對話”的“黑科技”——車聯網。
01 讓汽車變身“社交達人”的車聯網是什么?
車聯網(Internet of Vehicles, IoV)這一概念源于物聯網的概念,也就是車輛物聯網。它借助新一代信息通信技術,以行駛中的車輛為信息感知對象,進而實現車與X(即車與車、人、路、服務平臺)之間的網絡連接,旨在提升車輛整體的智能駕駛水平,為用戶提供安全、舒適、智能、高效的駕駛感受與交通服務。同時,車聯網還有助于提高交通運行效率,以及社會交通服務的智能化水平。
車聯網的核心是把車變成一個能感知、會思考、可溝通的移動空間,從而讓汽車與外界“對話”。它并不只是簡單地讓車與車(V2V)連接在一起,還能實現車與人(V2P)、車與云平臺(V2C)、車與路(V2R)、車與基礎設施(V2I)以及網絡(V2N)的連接,實現信息的交互共享。這就好比給汽車裝上了“智慧大腦” “順風耳”和“千里眼”,讓汽車從此融入一個龐大的智能網絡之中。
以小米數字車鑰匙為例,該功能依托小米智能卡平臺,將車鑰匙集成到手機、穿戴設備等移動智能終端里。這樣一來,人們就無需擔心忘帶實體車鑰匙,因為手機就能輕松實現車輛的開門、啟動。
除此之外,其哨兵模式也是車聯網技術的一大體現:該模式下,車輛能調用多個高清攝像頭同時錄制畫面,根據威脅等級觸發不同響應——從“可疑人員靠近”的初級警報,到“暴力破壞”時的自動錄像并同步云端。車主可以通過小米汽車App遠程查看車輛周圍的實時狀況,還能閃燈、鳴笛甚至遠程喊話警告(聲音會經過脫敏化處理)。這不僅為車輛安全提供了有力保障,也讓車主隨時掌握車輛動態。
02 車聯網的通信方式
車聯網依托通信技術,主要實現了“三網融合”,即將車內網、車際網和車載移動互聯網進行融合。車跟車組成車際網,車網與互聯網相連,三者基于統一的協議,實現V2X(X代表任何事物),也就是車連萬物。
具體來說,車聯網的通信方式主要包括:
· 車與云平臺(V2C)
車輛通過衛星無線通信或移動蜂窩等無線通信技術,實現與車聯網服務平臺的信息傳輸,接受平臺下達的控制指令,并實時共享車輛數據。
· 車與車(V2V)
車輛之間可以實現信息交流與信息共享,包括車輛位置、行駛速度等狀態信息,這些信息可用于判斷道路車流狀況。
· 車與路(V2R)
借助地面道路的固定通信設施,車輛可以與道路進行信息交流,以監測道路路面狀況,并引導車輛選擇最佳行駛路徑。
· 車與人(V2P)
用戶可以通過Wi-Fi、藍牙、蜂窩等無線通信手段與車輛進行信息溝通,從而能夠通過對應的移動終端設備監測并控制車輛。
· 車內設備間的通信
車輛內部各設備間的信息數據傳輸,用于對設備狀態的實時檢測與運行控制,建立數字化的車內控制系統。
03 車聯網背后的“黑科技”
01 射頻識別技術
射頻識別(radio frequency identification,RFID)通過無線射頻信號實現物體識別,具有非接觸、雙向通信、自動識別等特點,是車聯網體系的基礎性技術。它通常與服務器、數據庫、云計算等技術結合,組成龐大的物體識別體系。
02 傳感網絡技術
車聯網服務依賴大量數據的支持,這些數據的原始來源正是由各類傳感器進行采集。不同的傳感器或大量的傳感器通過采集系統組成一個龐大的數據采集系統,動態采集一切車聯網服務所需要的原始數據,例如車輛位置、狀態參數、交通信息等,為服務器提供數據源,在經過分析處理后為車輛提供優質服務。
03 衛星定位技術
衛星定位技術如全球定位系統GPS以及我國自主研發的北斗衛星導航系統可以實現車輛的精確定位和導航,從而為智能駕駛、車輛跟蹤和交通流量管理等功能提供基礎數據支持。
04 數據處理技術
人工智能算法(如深度學習、強化學習)和大數據技術(Hadoop、Spark)被用于分析海量交通數據,實現障礙物識別、路徑規劃和交通流量預測。邊緣計算(MEC)的引入則降低了云端依賴,通過在網絡邊緣處理數據,顯著提升了實時響應能力。
05 新一代通信技術
車聯網包括的通信技術主要分為短程通信與蜂窩網絡兩大方向。其中的短程通信技術如DSRC(基于IEEE 802.11p標準)和C-V2X(基于4G/5G)支持車輛與車輛(V2V)、車輛與基礎設施(V2I)之間的低延遲、高可靠數據交互。C-V2X更是憑借其5G網絡的超低時延(1ms級)、大帶寬(10Gbps以上)和海量連接能力,在復雜城市交通和高速場景中更具優勢。
04 車聯網進化史
車聯網的發展歷程是一個伴隨著技術進步和市場拓展而不斷演進的過程。
20世紀90年代,車載通信系統(Telematics)作為核心,依托2G網絡和GPS技術,提供了諸如緊急救援、遠程診斷等基礎服務,車聯網雛形正式出現。但此時車聯網系統功能單一,數據傳輸速度有限,更多聚焦于安全服務和基礎導航,尚未形成完整的生態體系。
2000年中至2010年初,3G/4G網絡的普及顯著提升了數據傳輸能力,車載傳感器(如雷達、攝像頭)和電子控制單元(ECU)的應用拓寬了技術邊界,車聯網正式進入起步階段。實時交通信息推送、遠程車輛控制(如遠程鎖車)等功能逐漸落地,車載娛樂系統開始集成互聯網服務,例如寶馬的iDrive和奧迪的MMI系統。與此同時,行業開始探索標準化路徑,美國推動DSRC(專用短程通信)技術以支持車與車(V2V)、車與基礎設施(V2I)的通信,歐洲則通過COMeSafety等項目構建安全框架,為后續發展奠定基礎。
到了2010年中至2020年初,4G LTE和5G技術的商用,解決了高帶寬、低延遲通信的瓶頸問題;云計算與大數據技術的融合,則推動了海量數據的實時處理與分析,車聯網迎來了快速發展期。V2X(車聯萬物)概念的興起,涵蓋了車與車、車與路、車與人的全方位連接,為車聯網的發展注入了新的活力。自動駕駛技術的突破成為推動車聯網發展的關鍵驅動力,特斯拉Autopilot、Waymo等依靠車聯網實現了環境感知與智能駕駛。
同時,中國主導的C-V2X標準(基于蜂窩網絡)逐漸替代DSRC,獲得了全球的廣泛認可。在政策層面,中國發布了《車聯網產業發展行動計劃》,歐美也加速了智能交通系統(ITS)的建設,車聯網從技術試驗走向了規模化落地,應用場景也擴展到了車隊協同駕駛、智能交通信號優化等領域。
2020年至今,車聯網已經步入了成熟與深度融合的新階段。5G-V2X技術實現了毫秒級的通信速度,高精度地圖與人工智能的深度結合,推動了自動駕駛技術向L4級邁進。其中,新能源汽車與車聯網的融合尤為突出,為用戶提供了更加智能、便捷的駕駛體驗。與此同時,數據安全與隱私保護成為焦點,歐盟GDPR、《中華人民共和國數據安全法》等法規相繼出臺,推動行業規范化發展。
往大了說,車聯網技術對整個交通系統也有著深遠影響。通過車輛與基礎設施的信息交互,交通信號燈可以根據實時車流量調整配時,提高道路通行效率,緩解交通擁堵。車輛之間的信息共享,還能提前預警潛在的危險,避免交通事故的發生,讓出行更加安全。
2012年,中國電信加入車聯網賽道,在上海建立車聯網基地。近年來,在車聯網領域的布局也不斷加碼。近日,與中國一汽深化合作,推動自動駕駛、車聯網服務技術創新。在技術研發方面,發布“中國電信國際車聯網連接管理平臺”,還與比亞迪合作實現汽車直連衛星業務,拓展車聯網技術應用場景。
未來,隨著6G通信、量子技術的持續升級、應用場景的不斷拓展以及產業協同的深入推進,車聯網將徹底改變我們的出行方式,讓出行變得更加智能、便捷、安全。未來,遠程駕駛甚至是自動駕駛,或將成為可能。當小米SU7 Ultra以350km/h的速度刷新紀錄,我們見證的不僅是產品,更是一個“車聯萬物’的智能時代的到來。
參考資料
1. 中國無線電管理微信公眾號:5G科普系列《我和我的5G》|(四)5G應用篇之車聯網,作者:馬子健;
2. 鮮棗課堂:關于“車聯網”的最強科普;
3. 井驍:淺析車聯網技術與應用[J].上海汽車,2019,(4):9-12;
4. 翟冠杰:車聯網體系結構分析及關鍵技術應用探討[J].電子測試,2018,(23):76-77;
5. IT之家:《小米SU7遇“割胎刺客”!哨兵拍下驚魂全程,可得當心了》;
6. 北京日報客戶端:《小米汽車2025年交付目標提升至35萬臺》;
7. [科普中國]-車聯網,科學百科。