1、車聯(lián)網(wǎng):物聯(lián)網(wǎng)在城市交通網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用061221 06122035 張力摘要:闡述了物聯(lián)網(wǎng)”和 車輛網(wǎng)”這兩個(gè)熱門(mén)概念的內(nèi)涵和外延。通過(guò)分析兩 者的發(fā)展歷程、歷史沿革和相互關(guān)系，比較它們?cè)趯?shí)際生活中的應(yīng)用，認(rèn)為車聯(lián)網(wǎng)可 以看作物聯(lián)網(wǎng)在城市交通網(wǎng)絡(luò)中的典型應(yīng)用，展望了車聯(lián)網(wǎng)在服務(wù)與應(yīng)用方面的美 好愿景。以此為基礎(chǔ)，討論了車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，并介紹了一個(gè)過(guò)渡型構(gòu)建方 案。最后，詳細(xì)討論了在物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域里國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)研究現(xiàn)狀。1 物聯(lián)網(wǎng)與車聯(lián)網(wǎng)從 互聯(lián)網(wǎng)”到 物聯(lián)網(wǎng)”世界正以不同的方式相互連接；從 車載信息”到 車聯(lián) 網(wǎng)”車與車之間也將相互連接，并成為人們相互交流的新途徑。1.1 定義物聯(lián)網(wǎng)是

2、將所有物品通過(guò)射頻識(shí)別(radio frequency identification,rfid 等信息傳 感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管 理等應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)不僅是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，更是一個(gè)系統(tǒng)。如圖 1 所示，物聯(lián)網(wǎng)把人們生活 中的各類物品連到互聯(lián)網(wǎng)中，形成一張更大的網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以得到各類事物的 信息，對(duì)這些信息的處理、提取以及合理運(yùn)用將為我們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)前所未有 的便利。所謂車聯(lián)網(wǎng)，是指通過(guò)裝載在車輛上的電子設(shè)備通過(guò)無(wú)線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò) 平臺(tái)上對(duì)所有車輛的靜、動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用。人們將根據(jù)不同的功能需 求對(duì)所有車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管

3、，同時(shí)提供綜合服務(wù)。如圖 2 所示,車聯(lián)網(wǎng) 將車與車相連，車與路旁的基礎(chǔ)設(shè)施相連，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息交換，服務(wù)于人們的交通出 行。車聯(lián)網(wǎng)是一類物聯(lián)網(wǎng)，是物聯(lián)網(wǎng)在城市交通網(wǎng)絡(luò)中的具體應(yīng)用。車聯(lián)網(wǎng)通過(guò)車 輛網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)地收集、分發(fā)和處理數(shù)據(jù)，使用無(wú)線通信方式共享信息，實(shí)現(xiàn)汽車與汽車、汽車與建筑物，以及汽車與其他基礎(chǔ)設(shè)施之間的信息交換，使汽車與城市網(wǎng)絡(luò)相 互連接。它甚至可以幫助實(shí)現(xiàn)汽車與路上的行人和自行車、汽車與非機(jī)動(dòng)車之間的 對(duì)話”車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種結(jié)合了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和無(wú)線通信技術(shù)的車載智能通信服 務(wù)。駕駛員能通過(guò)無(wú)線信號(hào)，隨時(shí)與呼叫中心進(jìn)行聯(lián)系，及時(shí)獲得以下三大類服務(wù)：交 通信息與實(shí)時(shí)導(dǎo)航服務(wù)、安全駕駛

4、與車輛故障診斷服務(wù)、娛樂(lè)及通信服務(wù)。汽車在 車聯(lián)網(wǎng)的幫助下，將更加人性化。1.2 發(fā)展歷程1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)方面12005 年 11 月 17 日,在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)上，國(guó)際電信聯(lián)盟（itu 發(fā) 布了itu 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告 2005:物聯(lián)網(wǎng)，正式提出了 物聯(lián)網(wǎng)”概念。2 第一屆物聯(lián)網(wǎng)世界學(xué)術(shù)會(huì)議 iot 2008 于 2008 年 3 月 26 日在瑞士蘇黎世召 開(kāi)。32009 年 1 月 28 日，美國(guó)工商業(yè)領(lǐng)袖舉行圓桌會(huì)議,ibm ceo 彭明盛向美國(guó)總統(tǒng)提 出智慧的地球”計(jì)劃:將感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、建筑、大壩、油氣管道 等各種現(xiàn)實(shí)物體中，形成物物相連，進(jìn)一步通過(guò)超級(jí)計(jì)算

5、機(jī)和云計(jì)算將其整合，實(shí)現(xiàn)社 會(huì)與物理世界的融合。42009年 8月 7日下午,國(guó)務(wù)院總理溫家寶來(lái)到中國(guó)科學(xué)院無(wú)錫高新微納傳感網(wǎng) 工程技術(shù)研發(fā)中心考察，提出 感知中國(guó)”隨后,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展列為我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)三大 發(fā)展目標(biāo)之一。1.2.2 車聯(lián)網(wǎng)方面1 第四屆無(wú)線射頻識(shí)別（fid 技術(shù)發(fā)展國(guó)際研討會(huì) 2009 年 11 月在上海召開(kāi)，其中 分論壇包括 rfid 技術(shù)及智能交通信息技術(shù)與應(yīng)用論壇。2 中國(guó)智能交通新技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展高峰研討會(huì)于 2010 年 9 月在杭州舉行。 會(huì)議圍繞著 創(chuàng)造低碳、安全、便利的感知交通新生活 ”加深對(duì)智能交通新技術(shù)、 新理念的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)智能交通系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。3 通用汽

6、車已經(jīng)和中國(guó)電信達(dá)成合作協(xié)議，利用電信 3g 網(wǎng)絡(luò)為用戶提供車載信 息服務(wù)，并逐步建設(shè)車聯(lián)網(wǎng)。4ibm 將部署交通預(yù)測(cè)系統(tǒng)，聲稱可以預(yù)知一小時(shí)后的交通狀況，從而留下充足的 時(shí)間避免交通堵塞。物聯(lián)網(wǎng)概念在歐洲和亞洲得到了廣泛的關(guān)注，受到國(guó)際電信聯(lián)盟支持。與物聯(lián)網(wǎng)相似的 cyber physical system (cpS 既念在北美也得到了廣泛認(rèn)同，美國(guó) nsf 給予了 大量研究經(jīng)費(fèi)的支持，已先后資助超過(guò) 100 個(gè) cps 項(xiàng)目。隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的提出和相 關(guān)研究的開(kāi)展，很多的研究機(jī)構(gòu)和全球汽車廠商聚焦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市智能交通中 的應(yīng)用，提出了車聯(lián)網(wǎng)概念，并進(jìn)行了初步探索。例如：汽車巨頭通用汽車

7、公司為最新 款凱迪拉克標(biāo)配安吉星車載信息服務(wù)系統(tǒng),ibm 公司推出了交通預(yù)測(cè)模型，上海市進(jìn) 行了智能交通項(xiàng)目研發(fā)。2 車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)通過(guò)在車輛和道路之間建立有效的信息通道，實(shí)現(xiàn)智能交通的管理和信 息服務(wù)。隨著 wifi、rfid 等無(wú)線技術(shù)近年來(lái)被運(yùn)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域智能化管理，車聯(lián)網(wǎng)將能夠用于各個(gè)方面，例如智能公交定位、智能停車場(chǎng)管理、車輛類型及流量信 息采集、不停車路橋電子收費(fèi)、車輛速度計(jì)算分析等。現(xiàn)有的實(shí)際案例系統(tǒng)如下。1 在智能交通應(yīng)用中，上海交通大學(xué)的 tig 項(xiàng)目在 2006 年就開(kāi)始運(yùn)作，采集了上 海市 4000 多輛出租車的實(shí)時(shí)信息。2mit cartel 項(xiàng)目部署了一個(gè)

8、分布式的移動(dòng)傳感網(wǎng)和通信網(wǎng)結(jié)合的系統(tǒng)。建立在 該系統(tǒng)中的上層應(yīng)用可以利用移動(dòng)車輛和手機(jī)上的傳感器搜集數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線通信模塊傳輸數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算單元實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理、分析和可視化。3 舊金山灣區(qū)開(kāi)展了 cabspotting 項(xiàng)目于 2006 年啟動(dòng)，通過(guò)在出租車上安裝 gps 跟蹤設(shè)備,記錄車輛移動(dòng)軌跡。4ibm 基于交通預(yù)測(cè)模型，在新加坡進(jìn)行的初步測(cè)試中，可以提前一小時(shí)預(yù)測(cè)車流 量和車速，精度高達(dá) 90%。車聯(lián)網(wǎng)不僅是汽車行業(yè)對(duì)于未來(lái) 互聯(lián)的汽車”的美好愿景，也將是城市居民的 共同愿望之一。就像 20 世紀(jì) 80 年代互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將獨(dú)立的臺(tái)式電腦互相聯(lián)系在一 起，車聯(lián)網(wǎng)將車輛聯(lián)系在一起也將改變

9、人們未來(lái)的生活、工作方式。車聯(lián)網(wǎng)的典型 應(yīng)用包括如下。1 緊急救援系統(tǒng)。當(dāng)緊急情況發(fā)生，車主按動(dòng)車上安裝的緊急按鈕，通過(guò)無(wú)線通 信接通客服中心。客服人員能夠通過(guò) gps 技術(shù)精確定位，將救援送達(dá)車主。在救援 過(guò)程中，客服人員不僅能一直與車主進(jìn)行在線交流，而且能實(shí)時(shí)調(diào)度救援資源，最小化 車主的生命財(cái)產(chǎn)損失。2 智能導(dǎo)航系統(tǒng)。現(xiàn)行試用的路線推薦系統(tǒng)能夠根據(jù)司機(jī)需求和實(shí)時(shí)交通信息 推薦最短路徑、時(shí)間最優(yōu)路徑，甚至為出租車司機(jī)推薦最有可能搭載乘客的路線。 2009 年日本豐田第一個(gè)引入 g book 智能副駕系統(tǒng)。同年通用汽車將 on star（安吉星 技術(shù)裝配在凱迪克拉和別克等車型上。福特、日產(chǎn)等企

10、業(yè)相繼發(fā)布了車載網(wǎng)絡(luò)平 臺(tái)。在未來(lái)的車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，老人、小孩，甚至殘疾人（包括盲人都可擁有自己的汽車，借助于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，人們的出行將變得更加輕松。3 智能交通系統(tǒng)（intelligent transport system,itso 將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊技 術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體 系，從而建立起在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合的運(yùn)輸和 管理系統(tǒng)。4 車載社交網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的未來(lái)城市交通將告別紅綠燈、減輕擁堵、 交通事故和停車難等一系列問(wèn)題。此外，自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)將駕駛者從緊張、勞累中解脫出來(lái)，進(jìn)而享受路途中的社交無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

11、，在未來(lái)的車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，盲人可以開(kāi)車、 酒后可以駕駛、汽車不再碰撞、停車不再痛苦”等等，都將成為現(xiàn)實(shí)！3 關(guān)鍵技術(shù)由于車聯(lián)網(wǎng)是一類物聯(lián)網(wǎng)，所以物聯(lián)網(wǎng)中的很多關(guān)鍵技術(shù)是部署車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù) 基礎(chǔ)。而車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用同時(shí)也要求有別于其他物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)支持。隨著傳感網(wǎng)、 rfid、普適計(jì)算、云計(jì)算、實(shí)時(shí)系統(tǒng)等信息科技的飛速發(fā)展，在它們的技術(shù)支撐下物聯(lián)網(wǎng)得以提出和發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)包括：Irfid 技術(shù)與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；2 通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；3 軟件技術(shù)；4 硬件技術(shù)；5 數(shù)據(jù)處理技術(shù)；6 安全隱私。rfid 技術(shù)與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)最基本的技術(shù)之一，用于標(biāo)識(shí)物體和對(duì)客 觀環(huán)境的物理屬性的感知。rfid

12、 技術(shù)首先要解決的技術(shù)難題是全局標(biāo)識(shí)。現(xiàn)有的 rfid 標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，如果要全部接入因特網(wǎng)則需有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。傳感網(wǎng)同樣面臨 大規(guī)模應(yīng)用的問(wèn)題，異構(gòu)傳感網(wǎng)的整合使用還有許多實(shí)際問(wèn)題需要解決。物聯(lián)網(wǎng)中 單個(gè)標(biāo)識(shí)或傳感器設(shè)備的工作是沒(méi)有意義的，只有通過(guò)相互協(xié)同工作才能完成有實(shí) 際意義的任務(wù)，所以通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是必不可少的關(guān)鍵技術(shù)，它解決如何將標(biāo)識(shí)和傳感信息接入ad hoc 網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)。有針對(duì)性的傳輸協(xié)議以及更靈活的頻譜分配是需要研究的課題。硬件技術(shù)的支持是所有傳感設(shè)備、計(jì)算設(shè)備、通信設(shè)備和控制設(shè)備的基本。基 于物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，在硬件方面要求終端設(shè)備為嵌入式集成系統(tǒng)，要求在低功耗、低延 遲、小型

13、化、易安置、低成本等方面繼續(xù)開(kāi)發(fā)；而在服務(wù)器方面則要求逐步向高性 能的集群機(jī)、云計(jì)算過(guò)渡；控制設(shè)備需要滿足高精度、易操作、無(wú)差錯(cuò)等方面的要 求。軟件與算法基于硬件之上，涉及到嵌入式操作系統(tǒng)和各類應(yīng)用軟件、控制軟 件。統(tǒng)一的語(yǔ)義體系是達(dá)到大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用的首要任務(wù)。良好的用戶體驗(yàn)則要求有 更身臨其境的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、可分布式可集中式的運(yùn)作方式、延遲小的實(shí)時(shí)系統(tǒng)、 可靠性高自適應(yīng)調(diào)整能力強(qiáng)的軟件。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用帶來(lái)大規(guī)模的數(shù)據(jù)，如果地球上所有的物體都被標(biāo)識(shí)，它們的所有屬性信息都轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)在因特網(wǎng)中流通，那將給現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)的管理與處理上帶來(lái)許多新的挑戰(zhàn)。比如大規(guī)模數(shù)據(jù)中心必須建立 數(shù)據(jù)在市場(chǎng)上的運(yùn)行模

14、式需要數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)商來(lái)運(yùn)作，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的搜索引擎將被開(kāi) 發(fā)。物聯(lián)網(wǎng)還未普及應(yīng)用的一大原因還在于安全隱私保障。 可以看到因特網(wǎng)上病毒 肆虐，如果在涉及面更廣的物聯(lián)網(wǎng)上，在涉及利益更高的 cps 上，安全保障就顯得更加 急迫了。另一道普及的屏障是個(gè)人隱私問(wèn)題。誰(shuí)也不愿意把自身行為完全暴露出去 而物聯(lián)網(wǎng)的目的又是把所有事物及其屬性連入網(wǎng)中。這兩點(diǎn)存在明顯的矛盾，需要找到一個(gè)平衡點(diǎn)才能讓物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)際普及開(kāi)來(lái)。以上關(guān)鍵技術(shù)需要相關(guān)研究和管 理部門(mén)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，才能推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)真正發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。而未來(lái)的車聯(lián)網(wǎng)要大規(guī) 模部署，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)連城市智能交通的目的，還需要以下兩類關(guān)鍵技術(shù)的保證。Idsrc 和 vps 技術(shù)

15、。目前在汽車定位、通信及收費(fèi)領(lǐng)域應(yīng)用較多的是dsrc(dedicated short rangecom muni cati on 以及 vps (vehicle positi oning system 技術(shù)。dsrc 是一種微波技術(shù)，主要 應(yīng)用在電子道路收費(fèi)方面；而 vps 則是一種 gps+gsm 技術(shù)，在汽車導(dǎo)航、求助及語(yǔ)音 通信方面有著較廣泛的應(yīng)用。以上兩種技術(shù)已經(jīng)使用，較為成熟。2 適合車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無(wú)線通信技術(shù)。車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)車與路、車與車之間的信息交換與互動(dòng)，而在其中扮演主要角色的是無(wú)線通信技術(shù)。需要研究現(xiàn)有的多種無(wú)線技術(shù)中哪一種符合實(shí) 時(shí)互動(dòng)，以及兼容傳統(tǒng)與未來(lái)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)

16、用的要求。4 構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)方案如何構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，不同的人可能給出不同的答案。下面介紹 it 商 業(yè)新聞網(wǎng)提出的一個(gè)過(guò)渡型方案，通過(guò)分析這一個(gè)方案展示車聯(lián)網(wǎng)部署中可能要面 臨的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)，可以分兩步走。1 實(shí)現(xiàn)車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施之間的信息交換。這是一個(gè)過(guò)渡型方案，需要兼容傳統(tǒng)車輛，現(xiàn)有的交通信號(hào)（行車線、紅綠燈、指示牌、速度限制等都應(yīng)該被保留，因?yàn)檫@是新舊交通系統(tǒng)兼容所需要的基礎(chǔ)和保 障。將無(wú)線數(shù)字傳輸模塊植入到當(dāng)前的道路交通信號(hào)系統(tǒng)中去，數(shù)字模塊可向路經(jīng)的汽車發(fā)放 數(shù)字化交通燈號(hào)信息、指示信息、路況信息，并接受聯(lián)網(wǎng)汽車的信息查詢及導(dǎo)航請(qǐng) 求，然后可將有關(guān)信息反饋給相關(guān)的聯(lián)網(wǎng)汽車

17、。將無(wú)線數(shù)字傳輸模塊植入到聯(lián)網(wǎng)汽 車中去，令聯(lián)網(wǎng)汽車可接收來(lái)自交通信號(hào)系統(tǒng)的數(shù)字化信息，并將信息于聯(lián)網(wǎng)汽車內(nèi) 顯示,同時(shí)還將信息與車內(nèi)的自動(dòng)/半自動(dòng)駕駛系統(tǒng)相連接，作為汽車自動(dòng)駕駛的控制 信號(hào)。聯(lián)網(wǎng)汽車的顯示終端同時(shí)作為城市道路交通導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)使用，在這個(gè)車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，衛(wèi)星導(dǎo)航將不再需要，因?yàn)閷?dǎo)航信息直接來(lái)自具有更快、更新、更全面導(dǎo)航 功能的數(shù)字化交通系統(tǒng)；聯(lián)網(wǎng)汽車的數(shù)字傳輸模塊包含有聯(lián)網(wǎng)汽車的身份代碼（id 信 息，即數(shù)字車牌”信息,這是車聯(lián)網(wǎng)對(duì)汽車進(jìn)行通信、監(jiān)測(cè)、收費(fèi)及管理的依據(jù)。2 令行駛中的車輛互聯(lián)互動(dòng)。聯(lián)結(jié)路面行駛中的汽車是實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的第二步。為了使聯(lián)網(wǎng)汽車與傳統(tǒng)汽車兼 容,現(xiàn)有的汽車

18、燈號(hào)系統(tǒng)（剎車燈、轉(zhuǎn)向燈、危險(xiǎn)信號(hào)燈都會(huì)獲得保留，這也是新舊系統(tǒng)兼容的基礎(chǔ)及保障。將無(wú)線數(shù)字傳輸模塊植入到聯(lián)網(wǎng)汽車中去，數(shù)字模塊可以向周邊聯(lián)網(wǎng)汽車提供數(shù)字化燈號(hào)信息及狀態(tài)信息，并且數(shù)字化信息與其傳統(tǒng)燈號(hào)信息 是同步發(fā)送的。聯(lián)網(wǎng)汽車中的無(wú)線數(shù)字傳輸模塊可同步接收來(lái)自其他聯(lián)網(wǎng)汽車的數(shù) 字化信息并在汽車內(nèi)進(jìn)行顯示，同時(shí)將信息與車內(nèi)的自動(dòng)/半自動(dòng)駕駛系統(tǒng)相連及互 動(dòng)，為聯(lián)網(wǎng)汽車的安全行駛提供依據(jù)。根據(jù)接收到的由其他聯(lián)網(wǎng)汽車發(fā)送的數(shù)字信 息，聯(lián)網(wǎng)汽車便會(huì)知道周邊聯(lián)網(wǎng)汽車的狀況，包括位置、距離、相對(duì)速度及加速度等 并在緊急剎車情況下，可令隨后的聯(lián)網(wǎng)汽車同步減速，有效防止汽車追尾事故的發(fā) 生。聯(lián)網(wǎng)汽車還可隨

19、時(shí)通過(guò)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)與周邊任意聯(lián)網(wǎng)汽車進(jìn)行通話。在有需要時(shí) 還可向附近的聯(lián)網(wǎng)汽車進(jìn)行廣播，告知有關(guān)緊急情況。5 學(xué)術(shù)研究關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議影響力正逐漸增強(qiáng)，各國(guó)研究基金的支持規(guī)模不斷 加大。然而處于探索的初期，現(xiàn)已發(fā)布的學(xué)術(shù)成果還不多，發(fā)表的論文比較多的還是 指出研究方向的前瞻性研究。下面對(duì)現(xiàn)有的比較有影響力的學(xué)術(shù)成果進(jìn)行簡(jiǎn)述和加 以分類。5.1 物聯(lián)網(wǎng)方面物聯(lián)網(wǎng)的研究普遍基于應(yīng)用。 我們從以下方面分別選擇具有代表性的論文加以 討論。Irfid 與傳感器研究。rfid 是物聯(lián)網(wǎng)最基本的關(guān)鍵技術(shù)，得到了廣泛研究。liu 等主要研究了在物聯(lián)網(wǎng) 中如何同時(shí)讀取多個(gè)被動(dòng) rfid 標(biāo)簽,使得讀取的標(biāo)

20、簽之間沖突減少，從而實(shí)現(xiàn)加快辨 識(shí)物品的目的。傳感器節(jié)點(diǎn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到人們平時(shí)的生活和工作之中。不同于傳 統(tǒng)的傳感器組網(wǎng)方式，文獻(xiàn)提出了一種基于周圍情況而自發(fā)分簇組成動(dòng)態(tài)傳感網(wǎng)的 方式。這樣的組網(wǎng)形式在物流運(yùn)輸中，在 bsn(body sensor network 這些動(dòng)態(tài)性較高的 場(chǎng)景中將有比較好的應(yīng)用前景。文中設(shè)計(jì)了名為tan dem 的算法，用于移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)情景感知的內(nèi)容自發(fā)的分簇的組成網(wǎng)絡(luò)，并且 tan dem 可以實(shí)現(xiàn)重新分簇組網(wǎng)的功能，如果情景感知內(nèi)容不變，則保持網(wǎng)絡(luò)的連通。2 模型研究。物聯(lián)網(wǎng)最直接的應(yīng)用就是在供應(yīng)鏈和物流上。文獻(xiàn)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中的供應(yīng)鏈，提出一個(gè)計(jì) 算其效

21、能的數(shù)學(xué)模型。 通過(guò)這個(gè)數(shù)學(xué)模型，可以估計(jì)在使用不同的供 應(yīng)鏈系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略的情況下所達(dá)到的效果和投入的成本，從而為使用者提供選擇 策略的依據(jù)。在建立數(shù)學(xué)模型的過(guò) 程中，作者將檢測(cè)設(shè)備分為條形碼、rfid、無(wú)線 傳感器，將供應(yīng)鏈分成了供應(yīng)商、運(yùn)輸商、消費(fèi)者，以這六項(xiàng)要素為基礎(chǔ)建立了數(shù)學(xué)模型。3)數(shù)據(jù)處理研究。 如前文所述，數(shù)據(jù)處理在物聯(lián)網(wǎng)中的研究也是有其 重要價(jià)值的。 ons (object naming service 服務(wù)是一種集中式的查找服務(wù)， 類似于 因特網(wǎng)中的 dns服務(wù)。通過(guò) ons,人們可 以通過(guò)貨品上的電子產(chǎn)品號(hào)來(lái)查找這件貨 品的制造商。但是文獻(xiàn)作者發(fā)現(xiàn)， 現(xiàn)在的 ons 服務(wù)中

22、有一個(gè)不足，即由于 ons 服 務(wù)的根節(jié)點(diǎn)不止一個(gè)， 每個(gè)國(guó)家都可以有自己的 ons 服務(wù)根節(jié)點(diǎn)，這就使得在多 個(gè) ons 服務(wù)之間查找貨品信息變得不方便。作為改進(jìn)，論文提出了mons(multipolarity for the ons)服務(wù)，這是在 ons 服務(wù)的基礎(chǔ)上通過(guò)增加基礎(chǔ)設(shè)施，使 得人們可以通過(guò)一次在 ons 服務(wù)中的查詢就能找到相應(yīng)貨品的信息，即使這條信 息在其他的ons 服務(wù)中。4)信息安全研究。文獻(xiàn)研究了信息安全的問(wèn)題。在供應(yīng) 鏈系統(tǒng)中，組織之間需要交換貨品的信息，比如一批貨品從供應(yīng)商手上交到運(yùn)輸 商手上，供應(yīng)商會(huì)將貨品的 rfid 信息一起轉(zhuǎn)交。epcis 協(xié)議是用來(lái)規(guī)定這

23、些信息的 交換的。作者提出 epcis 協(xié)議在訪問(wèn)權(quán)限控制上存在不足，使得協(xié)議 無(wú)法限制哪些人可以訪問(wèn)哪些信息。 作者在 epcis 協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了一種新的基于規(guī)則的協(xié)議，通過(guò)定義訪問(wèn)規(guī)則來(lái)限制用戶訪問(wèn)，保證信息的安全。5)標(biāo)準(zhǔn)化研究。rellermeyer 等中針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中多種多樣的軟件以及硬件設(shè)施，提出要將軟件模塊化，并且設(shè)定一種標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中軟硬件的接口。文中使用osgi 模型作為軟件接口的標(biāo)準(zhǔn)，并且在這基礎(chǔ)上建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)名為bug。在 bug 系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)了很好的融合。5.2 車聯(lián)網(wǎng)方面車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域相 關(guān)的論文一般是基于大規(guī)模的城市交通網(wǎng)絡(luò)，利用

24、已經(jīng)收集的數(shù)據(jù)集和城市電子地圖進(jìn)行分析和建模的。針對(duì)以下方面分別介紹。1）車輛軌跡 gps 數(shù)據(jù)處理。在車輛上安裝 gps 設(shè)備獲得車輛的實(shí)時(shí)位置信息，車輛之間通過(guò)無(wú)線通信將搜集到的 數(shù)據(jù)匯報(bào)給數(shù)據(jù)中心。li 等研究如何實(shí)現(xiàn) gps 數(shù)據(jù)與電子地圖之間的精確匹配，文 章中基 于距離和角度分別提出了兩個(gè)地圖匹配算法（nma 和 ema），并且給出了 真實(shí)場(chǎng)景中的測(cè)試 結(jié)果。2）延遲容忍網(wǎng)絡(luò)（delay tolerant network, dtn 協(xié)議設(shè)計(jì) 與測(cè)試。車聯(lián)網(wǎng)是一類典型的 dtn 網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)搜集大規(guī)模車輛網(wǎng)絡(luò)的 gps 數(shù)據(jù)，可 以為 dtn 網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議設(shè)計(jì)提供真實(shí)的測(cè)試環(huán)境。這一方面

25、所取得的研究成果相對(duì)來(lái)說(shuō)較多。例如，文獻(xiàn)研究 suvnet（ shanghai urban vehicular network 網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)模型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和聯(lián)通 性，測(cè)試了已有路由協(xié)議在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上的性能，并基于距離向量 設(shè)計(jì)了dear 路由協(xié)議以提 高數(shù)據(jù)包傳輸成功率。文獻(xiàn)利用公共汽車在城市網(wǎng)絡(luò)中 的獨(dú)特性，設(shè)計(jì)了 bler 路由協(xié)議。3）dtn 網(wǎng)絡(luò)中的資源分配策略。lee 綜合考慮了 dtn 網(wǎng)絡(luò)中鏈路調(diào)度、路由協(xié)議與數(shù)據(jù)副本分發(fā)，抽象為多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。基于局部信息和瞬時(shí)信息，作者用貪心的思想設(shè)計(jì)了分布式的dmc 算法，并且給出了真實(shí) gps 數(shù)據(jù)上的測(cè)試結(jié)果。4）交通狀況的智能感知。文獻(xiàn)利用車輛網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控交通狀況，利用 suv net 網(wǎng)絡(luò)的 gps 數(shù)據(jù)對(duì)基于連接和基于車輛 的兩種算法進(jìn)行性能測(cè) 試和分析；文獻(xiàn)基于統(tǒng)計(jì)方法設(shè)計(jì)了感知交通狀況的預(yù)測(cè)模型，該模型利用單信道單頻譜，基于歷史信息迭代地估計(jì)路面上的實(shí)時(shí)交通狀況。除此之外，ibm 公司推出商業(yè)的交通預(yù)測(cè)模型，已經(jīng)在新加坡等地進(jìn)行了部署和應(yīng)用，實(shí)測(cè)過(guò)程取 得了較好的 估計(jì)、預(yù)測(cè)、感知精度。5）車聯(lián)網(wǎng)運(yùn)動(dòng)模型分析。文獻(xiàn)基于馬爾可夫模型對(duì)車輛網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，找到車輛的移動(dòng)模式，為車輛之間的通信協(xié)議設(shè)計(jì)提供依據(jù)。文獻(xiàn)考察和分析了城市內(nèi)部任意兩輛車之間相遇時(shí)間間隔的分 布，發(fā)現(xiàn)其很好