全面介紹車聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念

說到車聯(lián)網(wǎng)，相信大家一定不會(huì)陌生。現(xiàn)在不管是汽車制造商、銷售商，還是阿里騰訊這樣的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，都會(huì)經(jīng)常提到它。簡(jiǎn)單來說，車聯(lián)網(wǎng)就是把汽車連起來，組成網(wǎng)絡(luò)。

不過，從宏觀上來說，車聯(lián)網(wǎng)其實(shí)是一個(gè)非常龐大的體系。很多人了解的車聯(lián)網(wǎng)，可能只是車聯(lián)網(wǎng)體系的一小部分而已。

這篇文章，將圍繞著以下問題展開：

1、到底什么是車聯(lián)網(wǎng)？

2、車聯(lián)網(wǎng)包括哪些東西？是一個(gè)什么樣的架構(gòu)？

3、車聯(lián)網(wǎng)有哪些主要的技術(shù)？是如何發(fā)展和演進(jìn)的？

4、車聯(lián)網(wǎng)會(huì)帶來什么好處？會(huì)如何影響我們的生活？

5、馬上要到來的5G，和車聯(lián)網(wǎng)又有什么關(guān)系？

好了，廢話不多說，我們直入主題。

什么是車聯(lián)網(wǎng)

車聯(lián)網(wǎng)，英文叫做IoV（Internet of Vehicles），它屬于物聯(lián)網(wǎng)（IoT，Internet of Things）的一種。

Vehicle，就是車輛、交通工具的意思。以前我們學(xué)英語，都知道把車叫做car、bus、truck，其實(shí)，vehicle老外用得更多，相當(dāng)于是統(tǒng)稱。

前面說了，車聯(lián)網(wǎng)，就是把車連接在一起的網(wǎng)絡(luò)。

其實(shí)，確切來說，車聯(lián)網(wǎng)并不只是把車與車連接在一起，它還把車與行人、車與路、車與基礎(chǔ)設(shè)施（信號(hào)燈等）、車與網(wǎng)絡(luò)、車與云連接在一起。

這里牽出了好幾個(gè)大家經(jīng)?？吹降能嚶?lián)網(wǎng)概念：

V2V：車與車，Vehicle toVehicle

V2P：車與行人，Vehicle to Pedestrian

V2R：車與路，Vehicle to Road

V2I：車與基礎(chǔ)設(shè)施，Vehicle to Infrastructure

V2N：車與網(wǎng)絡(luò)，Vehicle to Network

V2C：車與云，Vehicle to Cloud

不管是V2什么，都可以統(tǒng)稱為V2X（X代表everything，任何事物）。

有的同學(xué)把上面的某個(gè)V2當(dāng)作了車聯(lián)網(wǎng)，這樣是不準(zhǔn)確的。實(shí)際上，真正的車聯(lián)網(wǎng)，就是V2X（車連萬物）。

前裝車聯(lián)網(wǎng)和后裝車聯(lián)網(wǎng)

在討論V2X之前，我們先來看看這個(gè)Vehicle本身，也就是先看看車的內(nèi)部。

對(duì)于一輛車來說，它包括很多的部件，例如空調(diào)、音響、攝像頭、發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎等。這些部件都可以信息化、數(shù)字化。通過安裝傳感器，可以產(chǎn)生表達(dá)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。例如輪胎，可以安裝胎壓傳感器，產(chǎn)生胎壓數(shù)據(jù)，監(jiān)控輪胎的狀態(tài)。

有了數(shù)據(jù)，就可以進(jìn)行傳輸。將車內(nèi)各個(gè)部件的數(shù)據(jù)，傳遞給這輛車的“神經(jīng)中樞”，這種網(wǎng)絡(luò)，可以稱之為“車內(nèi)網(wǎng)”。

對(duì)于車內(nèi)網(wǎng)來說，傳感器技術(shù)顯得非常關(guān)鍵。這里的傳感器，并不只是車內(nèi)信息的采集，更包括車輛外部的傳感器數(shù)據(jù)，例如防碰撞的傳感器信息，感應(yīng)外部環(huán)境變化的攝像頭，監(jiān)測(cè)路面路況的傳感器，等等。這些傳感器數(shù)據(jù)，關(guān)系到車輛的舒適性和安全性。

除了傳感器之外，更關(guān)鍵的，就是“神經(jīng)中樞”了。

一般來說，汽車制造商喜歡在生產(chǎn)汽車時(shí)，就把作為“神經(jīng)中樞”的車聯(lián)網(wǎng)設(shè)備給裝配好，通常稱之為“前裝車聯(lián)網(wǎng)”。

前裝的代表，就是福特的SYNC、通用的OnStar（安吉星），以及國(guó)內(nèi)上汽集團(tuán)的inkaNet、吉利的iNTEC、長(zhǎng)安的Incall等。

前裝車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一般包括四部分：主機(jī)、車載T-BOX，手機(jī)APP及后臺(tái)系統(tǒng)。

T-BOX，就是Telematics BOX（Telematics是電信Telecommunications與信息科學(xué)Informatics的合成詞），又稱TCU（車聯(lián)網(wǎng)控制單元）。簡(jiǎn)單說，就是安裝在汽車上用于控制和跟蹤汽車狀態(tài)的一臺(tái)計(jì)算機(jī)（嵌入式）。

T-BOX

而互聯(lián)網(wǎng)公司這樣的非汽車制造商，因?yàn)闊o法參與汽車前期制造環(huán)節(jié)，所以，只能通過后裝的方式，安裝用于車聯(lián)網(wǎng)的車載終端。

后裝的代表，是騰訊的路寶盒子。這是一種后期加裝的通過汽車OBD接口獲取實(shí)時(shí)車輛數(shù)據(jù)的裝置。OBD，就是On-Board Diagnostic，車載自動(dòng)診斷系統(tǒng)。

騰訊路寶

汽車上的OBD接口

這種設(shè)備通過OBD接口獲取數(shù)據(jù)后，再通過藍(lán)牙等方式，將數(shù)據(jù)傳輸給手機(jī)。

注意，這個(gè)神經(jīng)中樞，除了硬件之外，軟件也很重要，所以像阿里這樣的公司，就做了YUN OS Auto這樣的車載智能操作系統(tǒng)（VOS，Vehicle Operating System）。相當(dāng)于手機(jī)的Android一樣，是給汽車用的操作系統(tǒng)。

總之，不管是前裝還是后裝，不管是硬件還是軟件，都是為了獲取數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)和控制車輛。

繼續(xù)，繼續(xù)。

如果車輛本身沒有對(duì)外進(jìn)行通訊的能力，那么，“車內(nèi)網(wǎng)”就是一個(gè)局域網(wǎng)，一個(gè)孤島。

汽車的“神經(jīng)中樞”，可以通過儀表盤或者中控，告知駕駛員車輛的情況?；蛘撸磩偛耪f的，通過藍(lán)牙和手機(jī)相連，把數(shù)據(jù)傳出來。

但是，這種方式不管是傳輸速率，還是數(shù)據(jù)量、及時(shí)性、便捷性等，都是不夠的。

于是，就要想辦法讓車輛具備足夠強(qiáng)大的外部通訊能力。

DSRC vs LTE-V

敲黑板！這一部分很關(guān)鍵！

實(shí)現(xiàn)車輛的對(duì)外通訊，是有很高要求的。因?yàn)檐囕v通常在高速移動(dòng)，而且是長(zhǎng)距離大范圍移動(dòng)。

早期的時(shí)候，為了實(shí)現(xiàn)車輛的對(duì)外通信，采用的是DSRC技術(shù)（DeDICated Short Range CommunICation，專用短程通信）。

這項(xiàng)技術(shù)是1992年美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)ASTM（American Society for Testing Materials）針對(duì)ETC業(yè)務(wù)而提出來的，后來經(jīng)過不斷完善，變成了IEEE的車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（802.11p）。

在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，DSRC都是像美國(guó)這樣國(guó)家的主流車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，現(xiàn)在也仍然有很多國(guó)家以它為主流標(biāo)準(zhǔn)。

DSRC的工作原理

RSU，Road Side Unit，路側(cè)單元

OBU，On Board Unit，車載單元

ITS，Intelligent Transport System，智能交通系統(tǒng)

DSRC技術(shù)其實(shí)就類似于，在道路邊上裝Wi-Fi，讓車輛通過這個(gè)Wi-Fi進(jìn)行通信。

從名字也可以看出來，“專用短程通信”，短程，就是適合短距范圍內(nèi)進(jìn)行通信，如果距離長(zhǎng)了，可靠性等各方面都會(huì)存在問題。

那么，什么技術(shù)的通信距離長(zhǎng)呢？

當(dāng)然是蜂窩移動(dòng)通信啦！也就是我們使用的手機(jī)通信。

進(jìn)入21世紀(jì)后，蜂窩移動(dòng)通信得到了快速的發(fā)展，技術(shù)水平和行業(yè)生態(tài)都飛速進(jìn)步。于是，人們開始研究使用蜂窩通信技術(shù)（Cellular），用于車聯(lián)網(wǎng)通信。

目前我們最主流的蜂窩通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是什么呢？當(dāng)然是4G LTE。

2014年9月，LG向3GPP提交了LTE在V2X通信應(yīng)用的規(guī)范草案。同年12月，Ericsson提交了增強(qiáng)LTE D2D相近服務(wù)的規(guī)范草案。

隨后，2015年，3GPP正式啟動(dòng)了LTE-V技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的研究。

速度很快，到2016年9月，3GPP就在R14版本里完成了對(duì)LTE-V2X標(biāo)準(zhǔn)的制定。

可以這么說，LTE-V是給車聯(lián)網(wǎng)量身定制的LTE。

LTE-V依托現(xiàn)有的LTE基站，避免了重復(fù)建設(shè)，而且工作距離遠(yuǎn)比DSRC大，提供了更高的帶寬，更高的傳輸速率，更大的覆蓋范圍。

LTE-V技術(shù)包括集中式（LTE-V-Cell）和分布式（LTE-V-Direct）兩個(gè)工作模式。LTE-V-Cell需要基站作為控制中心，實(shí)現(xiàn)大帶寬、大覆蓋通信，而LTE-V-Direct可以無需基站作為支撐，可直接實(shí)現(xiàn)車輛與車輛，車輛與周邊環(huán)境節(jié)點(diǎn)的可靠通信。

車與車通信（V2V），及時(shí)互相通報(bào)路況和異常

DSRC和LTE-V的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，兩者都希望成為主流的車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)。目前，我們國(guó)家傾向于采用LTE-V。

車聯(lián)網(wǎng)的意義

車聯(lián)網(wǎng)說了那么多年，一直都不溫不火，其實(shí)，問題就在于車輛的對(duì)外通訊能力。

汽車制造商善于造車，車內(nèi)網(wǎng)可以搞得很溜，但解決不了外部通訊能力問題?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)，軟件搞得很溜，但是拿不到數(shù)據(jù)，也是白搭。

所以，在廣域物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)沒有成熟之前，車聯(lián)網(wǎng)很難有實(shí)質(zhì)性的意義。

現(xiàn)在不一樣了，借助LTE-V的能力，車輛對(duì)外通訊的這個(gè)瓶頸，有望打破。車聯(lián)網(wǎng)的潛在能力，很有可能徹底釋放出來。

首先，車輛數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，所有關(guān)于車的運(yùn)行狀態(tài)信息都會(huì)傳到云端。圍繞這些信息數(shù)據(jù)，是海量的應(yīng)用場(chǎng)景。

例如，車沒有油或者沒有電了，云端會(huì)告知車主，哪里有加油站（充電樁）。車的某個(gè)零部件數(shù)據(jù)異常，云端會(huì)進(jìn)行分析，然后告知可能存在的風(fēng)險(xiǎn)。

不僅可以上傳數(shù)據(jù)，還可以下載數(shù)據(jù)，交通導(dǎo)航、擁堵路況信息、車位數(shù)據(jù)、氣象信息等，都可以下載到車?yán)?，影音娛樂更是小兒科?/p>

在上面這些初級(jí)應(yīng)用之上，在更加龐大的云計(jì)算能力和通信能力的支撐下，遠(yuǎn)程駕駛甚至是自動(dòng)駕駛，終于變成了可能。

自動(dòng)駕駛，可以說是車聯(lián)網(wǎng)進(jìn)化的終極形態(tài)。

自動(dòng)駕駛

汽車，和各種交通基礎(chǔ)設(shè)施（例如信號(hào)燈），全部接入網(wǎng)絡(luò)，由強(qiáng)悍的云計(jì)算系統(tǒng)，分析整個(gè)城市的交通流量、擁堵狀況，對(duì)所有道路車輛進(jìn)行路徑規(guī)劃，輔以交通調(diào)度，就可以最大效率地提升城市的運(yùn)力。同時(shí)，還會(huì)大幅降低交通事故的發(fā)生概率。

阿里和騰訊都提出了“城市大腦”這個(gè)概念，其實(shí)就是在朝這個(gè)方向努力。

說白了，就是計(jì)算機(jī)的算力，代替人類的腦力。

此外，配合大數(shù)據(jù)和人工智能，對(duì)車主的駕駛習(xí)慣進(jìn)行分析，對(duì)企業(yè)的物流需求進(jìn)行分析，對(duì)城市車流的流向規(guī)律進(jìn)行分析，可以挖掘的商業(yè)價(jià)值就更大了。

簡(jiǎn)而言之，我們不是為了聯(lián)網(wǎng)而聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)是為了數(shù)據(jù)。有了車聯(lián)網(wǎng)，就有了數(shù)據(jù)。有了數(shù)據(jù)，輔以強(qiáng)大的計(jì)算能力，就有了一切。

5G和車聯(lián)網(wǎng)

那么，即將到來的5G，又和車聯(lián)網(wǎng)有什么關(guān)系呢？

剛才我們說的LTE-V，仍然不夠強(qiáng)大。剛才LTE-V和DSRC進(jìn)行對(duì)比時(shí)，細(xì)心的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，有一項(xiàng)指標(biāo)，LTE-V是不如DSRC的，那就是時(shí)延。

時(shí)延在車聯(lián)網(wǎng)里，就意味著生死。你看，現(xiàn)在高速公路的時(shí)速是120Km/h，也就是33米每秒。剎車哪怕是晚了1秒，也會(huì)有40米以上的制動(dòng)距離。

所以，如果要支持遠(yuǎn)程駕駛或自動(dòng)駕駛，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延，必須是個(gè)位數(shù)的毫秒級(jí)（ms）。

LTE做不到，但是5G作為L(zhǎng)TE的演進(jìn)，可以做到。5G的時(shí)延，可以達(dá)到1ms，足以滿足要求。

LTE會(huì)演進(jìn)到5G，LTE-V，就隨著演進(jìn)為NR-V2X。

除了時(shí)延之外，5G還擁有很多LTE不具備的優(yōu)點(diǎn)——它擁有更高的帶寬，支持更大數(shù)量的連接，還支持更高的移動(dòng)速度。

所以說，5G就是為物聯(lián)網(wǎng)而生的。

5G和車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系，簡(jiǎn)單來說，就是相互依賴。

沒有5G，車聯(lián)網(wǎng)就不是真正的車聯(lián)網(wǎng)。沒有車聯(lián)網(wǎng)，5G就少了一個(gè)很重要的應(yīng)用，也就少了投資來源，少了存在的必要性，價(jià)值也大打折扣。

目前看來，車聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)在5G最重要的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，也是最有可能引爆5G需求的場(chǎng)景。別的物聯(lián)網(wǎng)需求，都無法形成車聯(lián)網(wǎng)這樣的規(guī)模和體量，也不會(huì)有車聯(lián)網(wǎng)這么強(qiáng)大的推動(dòng)力。

甚至可以說，車聯(lián)網(wǎng)就是未來五年5G興衰的晴雨表。