關(guān)于車聯(lián)網(wǎng)的最強(qiáng)科普 未來五年5G興衰的晴雨表
【亞洲新能源汽車網(wǎng) 企業(yè)關(guān)注】說到車聯(lián)網(wǎng),相信大家一定不會(huì)陌生?,F(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。
今天,我想對車聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行一個(gè)全面介紹,希望能夠講清楚車聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念,幫助大家具體、客觀、理性地了解車聯(lián)網(wǎng)。
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 to Vehicle
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),以及國內(nèi)上汽集團(tuán)的inkaNet、吉利的iNTEC、長安的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)測和控制車輛。
繼續(xù),繼續(xù)。
如果車輛本身沒有對外進(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?,按剛才說的,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),而且是長距離大范圍移動(dòng)。
早期的時(shí)候,為了實(shí)現(xiàn)車輛的對外通信,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年美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)ASTM(American Society for Testing Materials)針對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)。
在很長一段時(shí)間里,DSRC都是像美國這樣國家的主流車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),現(xiàn)在也仍然有很多國家以它為主流標(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的競爭非常激烈,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。互聯(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?/span>
在上面這些初級應(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,對車主的駕駛習(xí)慣進(jìn)行分析,對企業(yè)的物流需求進(jìn)行分析,對城市車流的流向規(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(ms)。
LTE做不到,但是5G作為LTE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)用場景,也是最有可能引爆5G需求的場景。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。
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