车联网的未来：挑战和用例

物联网无论是范围还是规模都在快速增长。从智能手机和手表到家庭管理系统、车辆和整个基础设施；制造商扩展并增强了各种技术的通信和互连性。专家估计，到 2027 年，联网设备总数将达到410 亿台。

智能汽车占据了物联网市场的很大一部分。它们与智能灯、传感器和其他智能交通系统一起构成了车联网(IoV)。

随着城市对智能汽车的包容性越来越强，车联网有助于塑造基础设施，使自动驾驶汽车在不远的将来实现完全自动驾驶。

请继续阅读，了解互联汽车的工作原理、行业面临哪些挑战，以及该领域的进步会对世界和您的企业产生哪些影响。

什么是车联网（IoV）？

车联网结合了硬件和各种网络，使汽车、行人和道路上的各种单位能够实时交换信息。与大多数用于联网和智能车辆的新兴技术一样，车联网起源于较旧的车辆自组织网络 (VANET)。一般来说，传统的车载网络旨在使汽车能够与其他车辆和设备形成自发的无线连接。

车联网中的所有智能汽车都必须与当地基础设施、其他车辆和附近的人员建立可靠的连接。为了确保系统的顺利和安全运行，车联网的以下部分是必需的：

硬件 部分，例如传感器、智能停车场和配备连接设备的道路车道、智能交通灯、人类可穿戴设备以及每辆车内的硬件；

软件——物体识别系统、行人移动应用程序以及连接硬件所需的其他服务；

网络技术——5G、蓝牙、Wi-Fi 等，用于创建车对车 (V2V) 、车对人 (V2H)和车对基础设施 (V2I)连接通道；

第三方和附加服务– GPS、分析、监控天气、路况的应用程序以及基于个人位置的其他服务。

车联网的主要目标是使交通和车辆维护过程更加高效、安全和包容。

车联网技术如何运作？

车联网技术的主要工作原理是创建以智能汽车和基础设施单元为参与者的社交车联网（SIoV）。为了实现这一目标，制造商在每辆车上安装互联网和其他类型本地连接所需的硬件和软件。大多数关键系统都是内置的，而许多其他系统（主要是面向用户的和附加的而不是核心功能）可以插入板载诊断 (OBD) 端口并根据需要使用。

持续的沟通对于整个智慧城市基础设施的正常运行至关重要。

IoV基础设施内需要五种主要的连接类型：车对车（V2V）、车对人（V2H）、车对基础设施（V2I）、车对路边单元（V2R）、和车辆到传感器（V2S）。

对于 V2V 和 V2R 通信，联网车辆使用 IEEE 车辆环境无线接入 (WAVE)。V2I 对主要依赖于 Wi-Fi 和 4G/5G，V2S 依赖于 MOST/Wi-Fi，V2H 依赖于 CarPlay、近场通信 (NFC) 和蓝牙。

现在让我们更深入地了解一下车联网架构由哪些层组成。

车联网架构

先进互联车辆的架构通常具有以下五层：

1. 感知

该层由车辆、可穿戴设备和智能手机、路边单元 (RSU) 以及智能基础设施的其他元素中的各种传感器和执行器组成。

该层的关键要素之一是全球 ID (GID) 终端，它为车辆提供可识别的 ID 并处理射频识别 (RFID) 操作。

在东峰所有的车联网项目中，这一层聚合的大数据对于系统的正常运行发挥着至关重要的作用。总体而言，车辆物联网传感器负责确定汽车的位置、驾驶模式、周围基础设施单元和事件。他们还对信息进行数字化以进行进一步处理。

2. 网络

车联网严重依赖其网络层。它由一个模块组成，用于协调连接智能基础设施不同部分的异构网络，并确保自主数据交换的可能性。

智能汽车用于通信的网络包括WAVE、4G和5G、Wi-Fi、WLAN、蓝牙和卫星网络。

这些网络将感知层获得的数据分发到人工智能层。

3、人工智能

IoV架构的这一层使用机器学习模型来分析收集的数据并决定在任何给定时刻需要采取什么操作。它包括大数据分析软件、专用系统（即无人驾驶汽车中用于识别道路上物体的计算机视觉应用程序）和云计算模块。

人工智能层拥有内部云基础设施，需要与处理服务和前面讨论的系统低级部分顺利连接。

4. 申请

应用层提供车联网技术的商业化。它利用AI层提供的结果为最终用户提供智能服务，例如驾驶辅助和交通安全应用程序、多媒体观看服务、远程汽车控制等。

第四层还收集用户数据并将其发送到业务层进行处理。

5. 商务

架构的最后一层负责将客户体验的见解发送回开发公司。它包含一组工具来生成业务预测、建议未来战略并帮助公司做出有关资源使用和投资的决策。

车联网的好处

了解智能交通的工作原理有助于了解该领域总体上是一项先进技术。现在让我们来看看联网车辆对城市和通勤者意味着什么。

提高运输安全

车联网可以提供的最大改进之一是对道路上的任何情况进行更准确、更快速的评估。美国国家公路交通安全管理局的一份报告指出，近94%的道路交通事故是由于人为失误造成的。其中一些实际上是不可能消除的。

在合适的基础设施内运行的自动驾驶车辆可显着提高交通安全。这主要是通过处理汽车速度、道路温度以及任何十字路口的汽车数量的传感器和软件来保证的。

除了消除人为错误之外，这些系统还可以监控智能汽车各个机械部件的状况，并在事故发生之前提醒驾驶员任何潜在的故障。

更快的出行和便利

联网车辆互联网使交通变得更快，并显着改善用户体验。智慧交通基础设施主要有助于实现以下目标：

道路拥堵减少。实时交通监控和自主技术相结合，有助于优化移动车辆的路线和速度，以防止交通拥堵。

优化路线。从每个用户位置接收实时数据的移动应用程序可以建议乘坐哪种公共交通工具以减少出行时间。

更好的停车位。东峰专家认为，对于车联网客户来说，智能停车是基础设施最理想的功能之一。安装在停车位的信标可以引导司机找到空位，而完全自动驾驶的车辆可以在没有任何人为干预的情况下高效停车。

远程汽车管理。 网络上可见的智能汽车使驾驶员能够在拥挤的停车场更快地找到自己的车辆、远程锁门、快速获取有关汽车状况的任何信息，并在有人偷车时跟踪汽车。

我们的经验示例：

Cobra Connect是一个车联网项目，我们致力于为企业和最终用户带来易用性和车辆安全性。

运营大量车辆的公司（即汽车租赁企业）很难了解每辆车在任何特定时刻的位置。另一方面，司机可能会忘记把车停在哪里，丢失钥匙，并且在发生事故时几乎没有可靠的渠道寻求帮助。为了帮助解决这些问题，我们开发了一个全面的系统，可以实现车辆跟踪、远程访问和自动紧急报告。

Cobra 只有三个主要部分：一个带有警报系统和安装在汽车中的互联网连接的盒子、一个供用户使用的移动应用程序以及一个供公司使用的控制台。

驾驶员可以使用该应用程序打开和关闭车门、启动警报、使用代码或指纹解除警报、获取每次行程的报告（包括持续时间、距离和速度）、在地图上定位汽车、转动汽车打开或关闭应急灯，并获取有关汽车及其组件状态的通知。

公司可以查看实时汽车位置和速度，必要时远程控制汽车，并在发生警报、事故或其他紧急情况时立即收到通知。

降低能源消耗和运营成本

智能交通还可以优化燃料、电力和人力资源的使用。例如，传统交通灯采用定时器工作，与根据道路情况进行调整的智能灯相比，它消耗更多电力，但效率较低。

联网车辆技术确保更好的性能和资源分配也将降低运营成本。

环境效益

通过优化交通系统的功能，车联网技术还可以对环境产生一些令人难以置信的有益影响。城市将对减少二氧化碳排放和促进更可持续的能源未来产生最大的影响。

联网车辆将通过更高效的运行来减少温室气体排放。此外，一旦汽车共享和公共交通变得像使用私家车一样舒适和快捷，它们的使用可能会增加。这将减少道路上的车辆数量，进一步减轻对环境的有害影响。

自动驾驶汽车也将主要是电动的。通过在充电站安装太阳能电池板，城市将能够显着减少燃料和电力消耗。

车联网集成挑战

车联网的快速发展正在打破建设智慧城市道路上的许多障碍，但仍然存在一些重大挑战。

安全

根据我们的经验，确保物联网系统的安全是开发过程中最重要和最困难的部分。当谈到联网车辆的安全性时，出现的问题仍然是该行业面临的主要挑战。

车联网是一个可供众多设备访问的网络，因此它集成了不同的技术、标准和服务。这使得此类系统容易受到 DDoS 攻击和其他类型的恶意干扰。

由于在车联网中，GPS、摄像头、接近传感器、制动器、警报器、信标、方向盘和加速器等车辆部件都可以远程访问，因此成功的攻击可能会导致死亡。

产品生命周期长

在所有联网汽车挑战中，制造和发布联网汽车所需的时间对制造商来说是一个令人难以置信的抑制因素。尽管随着车联网技术的进步，这个时间将会减少，但将每辆新智能汽车推向市场仍然需要几个月的时间。

联网汽车生产周期长可能会阻碍制造商密切关注发展趋势并及时提供相关更新。

可靠性

对于自动驾驶汽车的物联网来说，稳定的连接至关重要，网络瓶颈、DoS 攻击和通信故障都可能严重损害基础设施的运行。制造商必须解决移动性问题，并确保所有节点都能够传输和接收信息，无论所有汽车的速度和位置如何。

如果任何硬件受到损害或无响应，可靠性也会受到影响。

需要处理大量信息

对于车联网技术来说，大数据是一种优势，但提供商在管理持续数据流方面面临着重大挑战。联网车辆每秒处理大约 1 GB 的数据，随着更多基础设施上线并需要连接，这个数字可能会增加。存储不足或网络延迟会阻碍云计算并损坏系统。

车联网最常见的应用

我们与各行各业的客户合作的经验表明，物联网在不同领域的应用几乎没有限制。尤其是智慧城市和互联汽车可以通过以下方式显着提高交通服务质量。

自动驾驶汽车

无人驾驶联网汽车使出行更加安全、快捷。它们降低了城市的运营成本，使交通更加可持续，并通过促进汽车共享和减少温室气体排放对环境产生积极影响。

追踪系统

联网汽车技术允许驾驶员和当局跟踪网络上存在的车辆。这对于在停车场快速找到您的汽车或追踪被盗车辆特别有帮助。

交通及停车管理

车联网用于交通管理可以体现在以下几个方面：

智能交通灯，分析道路当前状况以优化交通流量；

考虑到天气条件的适应性照明系统；

停车位配备传感器和信标，引导司机到空位；

来自闭路电视摄像机的实时信息可通过自动提醒救援服务来帮助发生事故的驾驶员。

信息娱乐系统

最后，车联网技术将重新定义驾驶员和通勤者目前对车内娱乐的期望。随着城市更加准备好整合全自动汽车，通勤者可用的娱乐选择将会增加，因为人们将不必再关注道路。

这就是您应该考虑利用车联网的原因

在即将到来的 2021 年，利用智能汽车技术是一个明智且面向未来的决策。随着城市基础设施变得更加智能、自主和互联，车联网 (IoV) 的发展预计只会增长。凭借安全快捷的交通、降低通勤者的交通成本、降低城市运营费用以及显着的环境效益，车联网领域为企业提供了无数的可能性。