车载物联网子系统浅析

邢世雄

摘 要：随着信息技术与汽车电子技术的飞速发展，车载物联网应运而生，该系统通过将车辆进行计算机网络互联，从而大幅提高未来交通系统的安全和使用效率。车载物联网可以利用在行驶中的车辆间建立无线通信，也可以利用过路车辆和路边基站之间建立无线通信。因此，车载物联网将成为未来智能交通系统的重要组成部分，其系统组成复杂应用广泛。

关键词：车载；物联网；子系统

1 前言

完整的车载物联网是一个复杂的大系统，包括物联网、车载实时通讯、以及车辆本身作为终端的移动传感器；是车内网、车际网、车载移动互联网的“三网融合”，这个大系统由停车引导系统、交通实时指挥系统、公交线路管理系统、车辆追踪与告警系统、手持式抄牌系统、汽车尾气监控系统、电子驾照系统、公交优先系统、不停车收费系统等子系统组成。

2 车载物联网子系统简介车载物联网子系统简介

2.1 停车引导系统

停车引导系统通过安装在每个车位上方和车辆上超声波车位探测器，实时采集进入停车场的车辆和停车场的各个车位的车辆信息。然后通过探测器的节点控制器按照轮询的方式进行信息查找收集，收集各个探测器信息，并按照一定规则将数据压缩编码后反馈给中央控制器，交由中央控制器完成数据处理，最终将处理后的车位及时数据（车位平面图等）发送公布，需要进入停车场的车辆驾驶人员可以通过车载网络搜索停车引导地图快捷到达就近停车位，从而实现引导车辆及时进入空余车位的功能。这样避免大型停车场停车位置难以寻找或者取车不易找到自己的车辆，防止多辆汽车抢占一个停车位以及车辆进来已经无车位停车等情况，能带来不小的经济效益和社会效益。

2.2 交通实时指挥系统

给汽车安装RFID芯片，给交通灯安装对应的读卡器。根据绿灯通过车辆数得到拥挤程度，和车内GPS系统联网，实时修改出行线路，避免交通拥堵；交警部门可根据实际情况（拥堵或车祸），手动设置拥堵路段，和GPS系统联网，实时指挥路上车辆，让用户车辆在未到拥堵处时提前分流。

2.3 公交线路管理系统

给公交车辆安装RFID芯片，在站牌安装读卡器。读卡器之间相互联网，站牌可根据车辆到站的情况显示公交车到达本站的时间，方便乘客提前选择公交线路。站牌可自动记录公交车出入情况，有效防止公车不停站的情况出现，公交公司可追踪公交车全程行驶状况，合理化线路安排

2.4 车辆追踪与告警系统

对于交警部门重点监控的车辆，以及违章、黑车等违法车辆，在经过交通灯时，在交警部门进行报警，交警部门可根据车辆的位置，监控车辆的行踪，以及对车辆进行拦截。

2.5 手持式抄牌系统

在车牌中装入RFID芯片，遇到违章车辆时，使用手持式读写器即可对违章车辆进行处罚，处罚信息实时进入交警管理系统，有效降低交警部门处理违章车辆的成本，同时减少车主幕后操作，撤销罚单的行为。

2.6 电子驾照系统

在车主驾照中安装RFID芯片，记录车主的违章记录。交警使用手持式读卡器处理车主违章时，能够马上知道车主的违章历史，在处罚的现场灵活使用各种处罚手段，有效防止车主多次违章的情况出现，在违章时及时进行教育和提醒，充分体现了违章处罚以教育为目的的精神。

2.7 公交优先系统

对其公交线路上的灯控路口安装RFID设备，当公交车驶近路口地方，RFID设备就能读到公交车的信息。根据需要，并在信号控制设备的配合下，适当调节红绿灯的时间，以实现公交优先通行。

2.8 汽车尾气远程监控系统

近年来，中国内地的汽车产业蓬勃发展，而与此同时，大量汽车尾气的排放加剧了大气污染，为此，应当有一套完善的系统来限制汽车尾气的排放。 我们设想，在现有的尾气监测设备上嵌入pda，并作为必备配件植入汽车，汽车卖出后，pda中加入车牌信息，适时检测尾气排放量并与车牌信息一起发送到监测中心服务器。pda随汽车发动而启动，定时（假定为五分钟一次）从监测设备获取数据并保存。pda存储空间用完或者汽车发动机熄火时，pda自动将所存数据及车牌信息发送到监测中心服务器。服务器分析数据并对排放量超标的车主作出相应处罚。另一方面，为防止车主或维修者私自修改数据，pda应有安全设置，定时自动生成随机密码返回到服务器，如果使用错误密码打开，则向服务器发出警报。

2.9 电子不停车收费系统

电子不停车收费系统（ETC）是作为一种快捷的智能收费系统，目的是为了缓解道路收费口处的交通拥挤状况，加快疏导车辆通过收費口的速度而设计的。系统利用收费口通信天线与车载设备之间的通信，当车辆驶进收费口时，在计算机收费系统和插入车载装置纪录代付款协议等信息IC卡后，双方均完成对通行费的纪录，从而实现电子结算收费。

电子不停车收费系统的特点是不停车、无人操作和无现金交易，主要包括两部分内容，一是车辆的电子车牌系统，它是车辆的唯一识别，存储了车辆的相关信息，实时与收费站的控制设备进行通信；另一部分是后台计费系统，由管理中心与银行组成，包括收费专营公司、结算中心和客户服务中心等，后台根据收到的数据文件在公路收费专营公司和用户之间进行交易和结算。高速公路不停车收费系统具有全路段封闭型、智能卡车载、电子托收、联网分账等特点。通行效率比人工缴费显著提高。

3 小结

车载物联网是一个巨大的无线移动网络。所有工作的核心是遍布每一辆汽车上超级传感器终端。未来物联网系统下的车辆装有内部和外部温度计、亮度传感器、摄像头、麦克风、超声波雷达，等等装备。通过车载计算机、卫星定位仪和无线接收发装置处理和传递信息。这使得车内，车际间能够无线通信。系统有机地将汽车、驾驶人员、道路设施以及相关的服务部门相互连接起来，这种前所未有的无线传感器网络扩展了计算机系统对整个世界的感知与控制能力，并可以让信息实时实地得进行共享，不必重复进行庞大的基础设施建设。各个子系统和各种功能都是以智能交通信息应用为中心，提供实时、全面、准确的交通信息。并使驾驶人员、道路与汽车三位一体共享信息平台，大大提高公路、交通设施和能源使用。这样，路网上的交通将展一个最佳状态，交通拥挤将大大改善，通行能力及机动性、安全性和生产效率也将最大限度地提高。

参考文献：

[1]俞波等.车载物联网技术探讨[J].中兴通讯技术， 2011年2月第17卷第1期.

[2] 赵振佳.车载物联网技术及其应用探讨[J].网络安全技术与应用，2014（05）.