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智能和连接的车辆和物联网

我们将越来越多的生活投入到道路上。一般的美国人花费了百分之十的醒来时间(每年约600小时)。
更糟糕的是,根据德克萨斯A&M交通运输学院的数据,美国通勤人员每年在交通堵塞38个小时。在华盛顿特区和洛杉矶,情况更加严重,司机们分别在67和61小时内盯着前面的固定车牌照。
问题不会因为工作时间短而停止。交通拥堵燃烧燃料(美国每年29亿加仑),并增加了大气温室气体(每年达到560亿磅二氧化碳)。燃料和工作时间的损失估计在2013年将达到1240亿美元,根据经济与商业研究中心和INRIX的报告。
连接车图1
图1:交通拥堵使美国在2013年期间浪费燃料和工作时间损失近1240亿美元。
汽车制造商不断努力应对这些挑战。汽车因隔音,支撑座椅和空调而变得舒适茧; 由于诸如防抱死制动器,安全气囊和破碎区等创新,事故更加生存,驾驶员可以通过从数字广播到智能手机和后座视频的音乐接入车载娱乐来缓解拥挤状况。从座位DVD播放器。
近年来,车载系统得到互联网连接的补充。这种连通性使驾驶员和乘客能够在家中或办公室内将他们“接收”到他们认为理所当然的业务和社交网络,将交通时间转为生产时间。
但如果互联网连接可以进一步进行呢?如果最适合的温度传感器一直到发动机管理单元,卫星导航可以通过互联网发送和接收信息,而不需要驾驶员或乘客的参与?这种连接可以进一步提高车辆乘客的安全性和舒适性,同时解决现代交通的许多拥堵问题。这辆未来的车已经有一个名字,“连接车”。

融合互联网和移动网络

通过用计算机,机器和传感器代替数据输入(人类)的主要来源,IoT与传统互联网不同。这样的发展确保了物理世界与互联网的紧密联系,而不需要人为干预。
这一点的含义是巨大的,因为不同于人类 - 谁犯错误和无聊 - 专门用于收集数据的系统执行其指定的角色,没有错误或疲劳。1999年反映的“物联网”这个词的Kevin Ashton指出:“如果我们有电脑知道一切都知道的事情 - 使用他们收集的数据,没有任何我们的帮助 - 我们将能够跟踪和计数一切,并大大减少浪费,损失和成本。“
网络公司思科系统公司(Cisco Systems)将IoT描述为互联网协议(IP)网络(家庭和办公室数百万台计算机和数十亿个其他IP设备)与移动网络的融合 - 数百万个语音通信和数十亿来自具有互联网能力的移动电话的数据包 - 通过共同的基础设施形成一个万亿端点的网络,从简单的传感器到机器到更复杂的对象,如汽车。
“减少浪费,损失和成本”一词是汽车行业的一个谬论,所以与供应行业的硅片供应商一起,汽车制造商是物联网最热心的支持者之一。这种热情的一个关键驱动因素是机会引入节省费用的措施,例如对汽车软件进行“空中更新”更新 - 特别是在诸如发动机管理单元(EMU)等关键部件。这可以允许进行关键的修改,而不需要召回数百万车辆的成本。
但无论汽车公司的动机如何,向车内添加IoT也将为消费者带来福音。

智能交通系统的兴起

IoT的应用将扩展到汽车的各个方面。例如,车辆的力学,支持交通流量的外部基础设施以及乘客的舒适和娱乐都将以某种方式相连。连接的汽车将能够从智能交通系统(ITS)中获益,其中包括车内和车内通信,智能交通控制,电子收费,车辆控制以及安全和道路援助等。
连接车图2
图2:  连接的汽车将从智能交通系统中受益。(资料来源:ETSI)
连接到物联网的汽车将能够提供有关位置,速度和方向的信息,允许强大的服务器分析交通流量,预测瓶颈以及堵塞发生时的拥堵情况。在车内,司机将会就即将出现的问题提出警告,并提出其他明确的路线建议。在车外,由这些计算机引导的拥挤缓解技术将包括可变速度限制,智能交通灯和标牌,潮汐路流量和可变收费定价。通过使用路边监测或埋地回路测量交通流量,这些系统中已经存在一些系统,但直接来自连接汽车的信息可以实时提供更为精确的信息,也可以通过更广泛的流域进行。数据流入连接的汽车,以获得更好的驾驶体验。有一天,“道路愤怒”可能是过去的事情,因为下一代连接汽车服务利用动态数据提供智能,可以避免实时交通喧嚣,快速找到开放的停车位,以及提供已经熟悉的GPS和搜索经验来查找充电站或比较附近燃料源的价格。INRIX,一家位于西雅图的公司,创建连接车辆的工具,包括帮助驾驶员找到路边停车位的工具,以及将每天多达20亿个数据点的实时和预测性交通数据提供给车载交通服务。
所连接的汽车可以直接与司机沟通,提供如何避免拥挤区域的建议。今后,通过允许远程计算机控制车辆并通过交通堵塞来管理其进展情况,可以管理最严重的拥堵状况,当事情冷静下来之前,将控制权交给驾驶员。
但解决堵塞无疑对司机理智和国家经济都有利,安全仍然是汽车制造商和交通部门的首要任务。因此,这些组织正在寻找利用物联网来使驾驶更安全的方法并不奇怪。
首先避免事故是消除人身伤亡事故的最佳途径,工程师正在使用系统,通过使用关于道路上的其他人的实时信息降低碰撞的风险,进一步采取拥堵避免的概念正在开车 驾驶员可以被分配一个分数,然后该系统将警告不好的表演者,就像一个GPS系统,今天警告红灯相机的司机温柔的电子钟。
其他启用IoT的事故避免方案可能会使用ITS来分析连接的汽车的数据,以确保两辆车不会同时在同一条公路上结束。该技术的一个例子来自位于澳大利亚的Cohda Wireless的阿德莱德。Cohda的系统使用意法半导体 GPS平台提供有关车辆进度的数据。GPS平台与处理远程信息处理的STA2062多媒体处理器配合使用。
如果发现危险,则立即警告驾驶员采取措施以避免事故。Cohda Wireless表示,其技术将驱动程序意识扩展到阻碍驾驶员视野的建筑物之外,从而使驾驶员了解所有威胁。
连接车图3
图3:  Cohda Wireless'ITS警告司机潜在的危险是不可见的。(资料来源:Cohda Wireless。)
欧盟(EU)正在把连接的汽车从概念转移到现实中起主导作用。两个欧洲标准组织,欧洲电信标准研究所(ETSI)和欧洲标准化委员会(欧洲标准化组织或欧洲标准化组织)去年证实,将连接汽车成为现实的基本标准齐全。这些标准确保不同制造商制造的车辆能够相互通信。
欧盟表示,预计所有新车都将拥有内置技术,使其能够在发生最坏情况时自动呼叫紧急服务。如果汽车的乘客没有意识到,这项技术将提供车辆的紧急服务位置。系统还将向紧急服务部门传递重要信息,例如车辆的制造和车型,碰撞位置,使用的燃料类型,甚至在坠机时固定的安全带数量。

在连接车内

乍看之下,明天连接的汽车的内部不会与今天的车辆显得太不一样了。大型人机界面(HMI)可能以与当代车辆相似的方式主宰破折号。而且由于现代汽车已经包含了大量网络电子设备,并具有可靠的可靠性(并且受益于商品定价,这一部门希望不断降低成本),但其中大部分技术仍将适应与物联网的连接。
然而,所需的适应性可能相当可观。现代车辆包括由有线和无线元件形成的复杂网络。电子控制单元(ECU) - 将仪表板仪表,安全功能和动力总成部件等所有功能都集成到车载信息娱乐(IVI)系统中,构成了这些网络的关键部分。在过去的十年中,这些平均车型的设备数量翻了一番,现在许多车辆都装有超过125个独立的ECU。今天的汽车还拥有大量的传感器,可以监测路况,前方车辆距离,车辆速度和加速度以及位置(通过GPS)到内部温度,安全带张力和驾驶员警觉性的一切。
无线连接(如Bluetooth®技术或Wi-Fi)通常用于将智能手机和平板电脑连接到车载仪表板上的HMI。现代汽车中的大多数其他传感器,如监控动力总成,底盘,车身,控制和安全性的其他传感器使用有线控制器局域网(CAN)或本地互连网络(LIN)总线。仪器集群也通过CAN总线连接到网络。所有网络连接终止于监控功能的中央网关,并可通过机载诊断数据链路连接器(OBD DLC)从外部计算机访问。
在具有IoT功能的车辆中对这种传统布局的改变可能包括使用以太网来连接替代CAN和LIN总线的各种系统(特别是因为以太网最近被汽车信息娱乐总线的几个汽车OEM接受)微型集线器汇集传感器或ECU的集团,以简化网络。一切仍将连接到将保留OBD DLC的中央车辆网关,但车辆还将包含一个遥测模块,以照顾到互联网的无线连接。[1] 虽然汽车本身可能在互联网上形成“事物”,但各种系统和子系统将生成对物联网最有价值的信息。
今天,从汽车系统采集原始数据所需的计算能力和智能,以对外部服务器有用的形式发送,然后接收和传播回来的信息,驻留在中央车辆网关中。但是在不久的将来,汽车传感器可能包括能够直接通过云端服务器进行通信的技术,将网关简称为“哑”转发设备。包括蓝牙v4.1(其中包括适用于无线传感器的低功耗蓝牙低功耗“)的软件已经包括基础技术,将导致无线传感器具有与互联网上的远程设备直接通信的自己的IP地址。公司如意法半导体,德州仪器和北欧半导体是这一领域的先驱。

添加汽车连接

电子制造商已经将汽车业务部门确定为其物联网产品的有利可图的机会。但是技术和汽车级组件在现场很薄的早期是早期的。尽管如此,英特尔正在鼓励汽车工程师通过推出基于CM1050高性能计算模块的车载解决方案开发套件来实验IoT。该公司声称该套件简化了车载系统设计。英特尔还与Altera,Arbor和Greenliant等公司建立了物联网联盟,以增加势头。
连接车图4
图4:  连接汽车是车轮上的智能手机,可以访问搜索功能和实时数据,如交通事故或施工。
而德州仪器正在努力利用WiLink 8Q解决方案开发汽车IoT。该公司表示,WiLink 8Q汽车无线连接系列提供多种技术的可扩展性,可通过蓝牙技术免提通话和导航通过GPS提供车载多媒体流视频。
飞思卡尔半导体也在支持汽车IoT,将重点放在Linux和Android操作系统上,作为未来车载软件的基础,并建议i.MX系列汽车应用处理器是车载网络应用的理想解决方案。
物联网承诺提高驾驶体验,挽救生命。然而,为了充分发挥这一潜力,需要解决范围广泛的障碍,包括安全性,安全性,规范性,缺乏跨行业标准,行业动态和生命周期的变化以及初步可寻址的市场规模。所以在连接车的未来无疑是光明的时候,高速公路的引进就会被减速。

(责任编辑:ioter)

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