PAGEPAGE7《新能源汽車電氣技術》教案授課班級班級人數授課教師課題序號10授課課型授課課時課時授課章節名稱任務一新能源汽車車載互聯網系統認知教學目標知識目標1.能描述車載互聯網系統概述；2.能描述車載互聯網的基本功能；3.能描述智能網聯汽車的分級；技能目標1.能正確利用互聯網查詢車載互聯網系統的現狀和發展情感目標1.培養勤于思考、舉一反三的學習習慣；2.培養良好的團隊合作精神。教學重點車載互聯網的基本功能教學難點智能網聯汽車的分級教學方法講授法、自主學習法、探究法、小組討論法教學資源教材、網絡資源、教學視頻、相關PPT，多媒體教室板書設計任務一新能源汽車車載互聯網系統認知[知識學習]1.車載網絡系統故障類型2.車載網絡系統故障診斷3.車載互聯網系統故障類型[技能訓練]1.能正確利用互聯網查詢車載互聯網系統的現狀和發展教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新章節案例導入：你的主管要求你為新能源汽車的客戶介紹車載互聯網系統的功能與操控，你能完成這個任務嗎?【二】新授任務一新能源汽車車載互聯網系統認知[學習目標]知識目標1.能描述車載互聯網系統概述；2.能描述車載互聯網的基本功能；3.能描述智能網聯汽車的分級；能力目標能正確利用互聯網查詢車載互聯網系統的現狀和發展[知識學習]一、物聯網概念描述自計算機技術、互聯網和移動通信技術所產生的劃時代影響以及創造的豐厚價值之后，物聯網被人們期待成為全球信息產業的又一次產業浪潮，受到了全球許多國家政府、企業、科研機構的高度關注，并分別從體系結構、信息標準、實現技術、行業應用等方面進行了大量的理論研究和實踐探索，取得了初步的研究成果。物聯網是通過RFID、傳感器、攝像機、GPS等具有標識、感知、定位和控制功能的智能設備來獲取物體（虛擬的和物理的）的信息，然后通過通信網絡進行互聯與管理，利用互聯網這一成熟的信息平臺為社會各行各業提供面向物體的各類服務。物聯網具有以下的特征：1）物聯網不是一項全新的新術，它是在現有互聯網基礎上發展起來的，也稱為后互聯網，是互聯網發展到一定階段后的產物，也是信息技術從以人為主的社會維度應用到物理世界的產物。2）嵌入到物理對象中實現對象系統智能化的嵌入式系統是實現物聯網功能的核心，傳感器、RFID、攝像機、GPS等終端都通過嵌入式系統實現與互聯網的信息交互，成為物聯網的感知神經末梢。其中，CPS（Cyber-PhysicalSystems，信息物理融合系統）是一種典型的物聯網技術，也是一種高度智能化的信息系統，它通過將計算、通信和控制內核嵌入到分布在不同地理位置的各類物理實體，在穩定的高速網絡的互聯下，使計算資源與物理資源深度融合，進而實現對物理實體的安全、可靠、高效和實時監測與控制。CPS在繼承已有通信和控制系統的基礎上，更強調物體間的動態感知和協調控制，強調計算進程與物理進程間的循環反饋，強調從系統工程的角度實現實時感知、動態控制和信息服務，強調在感知物理世界的同時對其做出調整，強調對計算、通信和控制能力的可控、可信和可擴展。3）物聯網是互聯網發展到高級階段并在發展中遇到了阻力時的產物。互聯網發展到現在，在技術和應用中都遇到了瓶頸，下一代網絡、云計算、傳感網等被認為是有效的解決技術，這些技術正是構成物聯網的基本要素，也是物聯網特征的基本體現。4)物聯網是計算機學科、通信學科、電子技術學科、微電子學科等多學科交叉融合后形成的一個綜合應用技術，從技術現狀和發展趨勢來看，物聯網所需要的不僅僅是單學科的研究成果，更需要多學科間的交叉融合，但這種融合不是簡單的集成，必須解決大量已知和未知的技術與非技術問題，是一種繼承和探索過程中的嘗試與創新。5）智能化、自動化、實時性、可擴展性、可控性和可信性是物聯網必須具備的特征。作為互聯網發展后期的產物，物聯網在繼承了互聯網優良基因的基礎上，借助社會發展對信息技術的新需求以及各類新技術帶來的內在驅動力，以其清晰的特征，呈現出良好的發展態勢。物聯網的出現和應用，從時代特征上體現著信息社會這一客觀的發展需求和方向，標志著互聯網的發展步入了一個嶄新的階段；從功能特征上體現著基于智能感知和智慧服務的后互聯網時代已經到來，標志著互聯網具備了“感知基因”；從信息安全特征上體現著在遍及各處的傳感器和無處不在的無線網絡，為各種網絡攻擊提供土壤，信息安全和隱私保護成為物聯網中不得不關注的問題，在物聯網中不僅要解決傳統互聯網中存在的假冒攻擊、數據驅動攻擊、惡意代碼攻擊、拒絕服務攻擊等安全問題，還要解決智能感知節點的自身安全問題和物聯網應用中出現的大量安全問題，需要從物理安全、信息采集安全、信息傳輸安全和信息處理安全等方面綜合分析存在的安全隱患，提出可行的安全解決方案和技術路線，確保信息的機密性、完整性、可用性、可控性和不可否認性。二、車聯網概念描述車聯網是物聯網中一個重要的分支。車聯網是快速發展中的智能交通系統與物聯網不期而遇后迅速交叉融合的產物，也是物聯網技術發展過程中最能夠率先實現應用的一個重要突破口。智能交通系統是傳統交通運輸管理方式發展到一定階段時的必然需求，是信息技術元素滲透到傳統交通運輸管理后的結果，而物聯網則是互聯網在發展過程中遇到瓶頸時在技術和應用上的突破。智能交通系統與物聯網走向融合具有明顯的信息時代烙印。智能交通系統是在較完善的現代交通基礎設施之上，通過運用先進的信息技術、通信技術、傳感技術、控制技術、計算機技術及系統集成技術等，加強對以車輛為主要對象的交通運輸管理，提高交通運輸系統的有序性和綜合管控能力，建立一個快速、實時、安全、環保、便捷和舒適的綜合交通運輸體系，從而最大限度地提升現有道路基礎設施的服務能力。智能交通系統是1994年在全世界范圍內開始出現并被廣泛采納的一個概念，這一概念的內涵和外延也在隨著技術的發展以及交通運輸管理理念的變化而變化。車聯網即車輛物聯網，是以行駛中的車輛為信息感知對象，通過對智能傳感器、無線通信、分布式數據庫、信息處理與互聯網等技術的綜合應用，使人與車、車與車、車與道路基礎設施之間實現高效的信息交換與共享，從而對人、車、路和交通設施進行智能管控，進而改善道路交通狀況、提高出行效率、延伸信息化應用范圍的綜合信息服務與智能決策系統。從交通管理的角度來看，車聯網的主體仍然是ITS，只是在ITS的基礎上融入了物聯網的基因，使車輛具有更豐富和完善的信息技術元素。從網絡特征來看，車聯網的主體架構仍然是互聯網，只是其功能和信息服務方式發生了變化。車聯網是一種特殊的無線傳感器網絡，每一個高速行駛中的車輛節點有規律地分布在城市道路基礎設施所限制的范圍內，為車輛提供無所不在的網絡接入、安全控制、數字多媒體業務、導航、輔助駕駛等服務功能。例如，作為系統終端的車輛，在ITS中主要通過線圈、地磁、微波、視頻、紅外、超聲波等檢測技術和GPS定位技術被動地接收和發送與交通相關的信息，缺乏按需獲取的信息交換和共享機制。在車聯網中，車輛具有了信息感知功能，可以通過RFID、車載信息服務、無線定位技術等一系列移動交通信息采集技術，實時感知車輛自身以及車輛與周圍環境的信息，其中主要包括車況及控制系統感知、道路環境感知、車與物的感知、車輛位置感知以及智慧駕駛輔助系統等。在車聯網中，車輛不僅僅提供位置信息，而且能夠實時接入城市交通信息網絡，隨時隨地獲取道路交通狀況，及時選擇最佳行車路線。由車載智能終端組成的移動無線自組織網絡實現了車輛之間的通信，車輛也可以通過移動口技術接入互聯網，使行車中的人們共享互聯網信息。三、車載互聯網系統概述車載互聯網系統也稱“汽車物聯網”，簡稱“車聯網”，是一種汽車信息服務（Telematics），是通訊技術（Telecommuication）與信息技術（Informatics）的有機結合，并以汽車為載體開展服務，解決人、車、路的有效協同。車聯網系統利用裝載在車輛上的電子標簽通過無線射頻（RFID）等識別技術，實現在信息網絡平臺上對所有車輛的屬性信息和靜、動態信息進行提取和有效利用，并根據不同的功能需求對所有車輛的運行狀態進行有效的監管和提供綜合服務。Telematics是以無線語音、數字通信和衛星導航定位系統為平臺，通過定位系統和無線通信網，向駕駛員和乘客提供交通信息、緊急情況應付對策、遠距離車輛診斷和互聯網（金融交易、新聞、電子郵件等）服務的業務。四、車載互聯網的基本功能一般來說，以2010年國際Telematics產業聯盟（ITIF）正式成立為標志，定為網聯汽車信息化時代的發軔之年，也就是說，網聯汽車的初級階段是以Telematics技術為代表。所謂Telematics是遠程通信技術（Telecommunications）與信息科學技術（Informatics）的合成詞，意指通過內置在汽車、航空器、船舶、火車等運輸工具上的計算機網絡技術，借助無線通信技術、GPS衛星導航技術，實現文字、圖像、語音信息交換的綜合信息服務系統。如圖5-10所示。圖5-10遠程通信技術那么，為了避免造成駕駛者分神，信息輸入方式主要采用語音輸入或觸摸屏（觸控面板）；信息輸出方式則為中尺寸面板（LCD或OLED）、語音輸出或投射在汽車前擋風玻璃的抬頭顯示（Head-UpDisplay，HUD；語音命令和免提控制，如“導航到最近的加油站”，更復雜的選項可能像是蘋果Siri的風格。如圖5-11所示。圖5-11抬頭顯示Telematics特點在于大部分的應用系統位于網絡上（如通訊網絡、衛星與廣播等）而非汽車內。駕駛者可運用無線傳輸的方式，連結網絡傳輸與接收信息與服務，以及下載應用系統或更新軟件等，所耗的成本較低，主要功能仍以行車安全與車輛保全為主。就目前而言，網聯汽車可通過互聯網、3G/4G等網絡進行接入，可提供交通信息共享，如道路擁堵情況、車流量等，還有碰撞安全等一系列的安全呼叫與警報，可通過相應的應用程序告知出發時間、或提醒到達時間，如BMW的互聯駕駛。（1）衛星定位導航與車況自檢測通過GPS衛星定位技術確定失竊車輛的位置和行車路線，以便搜尋與追蹤，追繳車輛并緝拿盜車賊。另外，還可以車輛性能與車況的自動監測、傳輸，進行多地、遠程“專家會診”，指導車輛維修等。如圖5-12所示。圖5-12衛星定位導航與車況自檢測（2）交通信息預報與娛樂系統通過GPS全球衛星定位系統，結合行車路線，作電子地圖與語音導航相結合的路況報導，如交通擁堵，復雜路況以及交通安全和碰撞警告；路線指引，并能提前預報前方路口的車速限制及交通違法攝像頭的安裝情況，以確保安全行車。如圖5-13所示。圖5-13交通信息預報與娛樂系統后座系統主要以多媒體娛樂為主，包括互動式游戲、高保真音響視聽系統、隨選視頻資訊、數字廣播與數字電視等。如智能手機或互聯網功能的平板電腦互聯網廣播。有跡象表明，根據你的心情播放音樂的應用程序。智能手機/的iOS/Android和專有應用程序或應用程序。如圖5-14所示。圖5-14后座系統（3）道路救援與車輛應急預警系統行車過程中，如果發生車禍或車輛出現故障，駕駛員可通過Telematics系統的緊急呼叫按鍵，自動聯系緊急服務機構（119、120等急救機構）或汽車服務站，以獲得道路救援。如圖5-15所示。圖5-15車輛應急預警系統當行駛中的車輛遇到緊急情況是，可以借助Telematics系統向外界（其他車輛或道路交通管理部門）發出應急申請，亦可接收來自道路交通管理部門發布的緊急情況警告及應急響應預案，確保行車安全和道路暢通。五、智能網聯汽車的分級對于智能網聯汽車的分級，歐洲、美國也各有各的分法，中國汽車工業協會提出五級，一級叫駕駛資源輔助階段DA，第二級是部分自動化階段PA，第三級是有條件自動化階段CA，第四階段是高度自動化階段HA，最后階段就是完全的自動化叫FA，這個和英文縮寫也是對應的。如圖5-16所示。?圖5-16智能網聯汽車六、“車聯網”與“網聯車”等概念辨析隨著汽車智能化、網聯化發展大潮的到來，“車聯網”、“智能網聯汽車”等概念被反復提及。“車聯網”與“智能網聯汽車”的準確定義是什么？他們與“智能汽車”、“智能交通”的相關關系又是如何？在本文的開篇，有必要對上述概念進行一些梳理。

車聯網（InternetofVehicles）概念引申自物聯網（InternetofThings），實際上是一個國人自創的名詞，與其意義對應的英文詞匯包括ConnectedVehicles、VehicleNetworking等。國內曾經將“車聯網”與“遠程信息服務”（Telematics）等同，將車輛看作一個簡單的信息收發節點，只看到了車聯網在提供信息服務領域的作用，這是對車聯網的片面理解。

實際上，現代汽車電子電器系統本身就構成了一個復雜的車內網絡系統，同時在車與車、車與路側設施、甚至車與行人及非機動車之間也可以通過專用短距離通信構成移動自組織車際網絡。因此，車聯網的完整定義應該是：是以車內網、車際網和車云網為基礎，按照約定的體系架構及其通信協議和數據交互標準，在車－X（X：車、路、行人及移動互聯網等）之間，進行通信和信息交換的信息物理系統。車聯網能夠實現的主要功能包括智能動態信息服務、車輛智能化控制和智能化交通管理等。

智能網聯汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器和執行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，使車輛具備復雜環境感知、智能化決策與控制功能，能綜合實現安全、節能、環保及舒適行駛的新一代智能汽車。智能網聯汽車是車聯網與智能汽車的交集。此外，車聯網還能夠為駕乘人員提供豐富的車載信息服務，并服務于汽車智能制造、電商、后市場和保險等各個環節。如圖5