车载网络的特点精选(九篇)

第1篇：车载网络的特点范文

【关键词】OSEK/VDX；间接网络管理；控制器局域网

【中图分类号】TP【文献标识码】A

【文章编号】1007-4309（2012）01-0111-2.5

车载网络系统的设计通常基于分布式系统理论，以避免网络中的某些通信连路承受过于集中的网络负载，或网络中的某些节点承担过于集中处理任务。同时，作为实时安全系统，车载网络系统的可靠性也必须得到有效的保障。为此，OSEK/VDX组织为建立车载网络系统控制单元开放式结构的工业标准，提出了包括操作系统（Operation System，OS）、通信模块（Communication，COM）、网络管理（Network Management，NM）的开发规范与其实现语言（Implementation Language，OIL）。其中，OSEK/VDX NM规范旨在为车载网络管理机制的相关应用定义标准化的功能，并通过标准化的接口为相关网络管理机制在车载网络中所执行的各项操作提供可靠的保障。其可通过直接NM与间接NM两种可选的网络管理机制为车载ECU间信息交互的安全性提供可靠的保障。直接NM机制通过专用的网络管理报文实现对车载网络的直接监控，与间接NM相比其所提供的网络状态信息更加精确，但其相关应用也会为车载网络带来更高的负载。因此，直接NM机制通常用于对实时网络系统或规模较小的网络系统的监控。间接NM机制通过监控车载网络中周期性应用报文的传输来实现对网络的监控，监控过程无需使用专用的网络管理报文，其所提供的网络状态信息不如直接NM精确，但其相关应用为车载网络带来的负载较低。因此，间接NM通常用于对电控单元（Electronic Control Unit，ECU）数量较多的规模较大的软实时网络系统的监控。

一、间接NM机制

基本概念与体系结构，间接NM机制通过监控周期性应用报文的传输来确定网络中被监控节点的状态，其监控机制的实现无需专用的网络管理报文的参与。由此，网络系统中所有具备周期性应用报文传输功能的节点均可被接收该报文的其他节点所监控，但若期望将网络中仅具有报文接收功能的节点也纳入间接NM机制的监控范围，则还需为其加入周期性发送专用报文的功能。

间接NM机制可实现网络节点对其自身周期性应用报文的发送监控与对其他节点周期性应用报文发送监控。因此，“发送节点”的状态与“接收节点”的状态是间接NM机制所必须确定的被监控节点所处的状态。“发送节点”的状态用于标识网络中存在周期性应用报文发送请求的节点，在某一传输周期内实际是否具有发送功能。若周期性应用报文的发送在节点的传输周期超时前完成，则该节点处于非静默状态；若周期性应用报文的接收在节点的传输周期超时后仍未完成，则该节点处于静默状态。“接收节点”的状态用于标识网络中监控其他节点周期性应用报文发送的节点，在某一传输周期内实际是否接收到了被监控节点周期性的应用报文。若被监控节点周期性应用报文的发送在其所对应的传输周期超时前完成，则该节点认为被监控节点处于在线状态；若被监控节点周期性应用报文的发送在其所对应的传输周期超时后仍未完成，则该节点认为被监控节点处于离线状态。当某节点被用于监控网络中其他k个节点的周期性应用报文的发送时，其需要维护存储有k个“接收节点”状态的集合。

节点自身的静默状态与被监控节点的离线状态又可根据其所对应的周期性应用报文的发送活动在此后各传输周期内的不同情况，进一步分为扩展的“发送节点”状态与扩展的“接收节点”状态。在扩展的“发送节点”状态中，若在其传输周期超时后仍未完成发送的周期性应用报文最终完成了发送，则该节点处于非稳定静默状态；若在其传输周期超时后仍未完成发送的周期性应用报文，在连续经历了数个传输周期超时后仍未完成发送，则该节点处于稳定静默状态。在扩展的“接收节点”状态中，若在其对应的传输周期超时后仍未完成接收的被监控节点所发送的周期性应用报文最终完成了接收，则该节点认为被监控节点处于稳定在线状态；若在其所对应的传输周期超时后仍未完成接收的被监控节点所发送的周期性应用报文，在连续经历了数个其所对应传输周期超时后仍未完成接收，则该节点认为被监控节点处于稳定离线状态。

目标配置反映了网络中所有节点在间接NM机制中应处的状态，但其不属于OSEK/VDX NM规范所定义的范畴。同车辆所处的不同工况相对应的目标配置与识别其所需要的相应掩码可预先写入应用程序中，并由应用程序根据车辆当前的活动情况随时进行调整。例如，点火开关的拨动位置对应着相应节点在间接NM机制中所处的状态。应用程序可通过间接NM机制所确定的所有被监控节点的状态，汇总生成并实时更新当前配置信息；继而通过使用与目标配置所对应的掩码过滤当前的配置信息，从而根据其与目标配置信息的不同之处识别出网络系统中的故障节点。此外，同节点的扩展状态相对应，应用程序也可将由间接NM机制所确定的所有被监控节点的扩展状态，汇总生成并实时更新当前的扩展配置信息。

工作原理，如前所述，间接NM机制可提供配置信息管理与可选的扩展配置信息管理服务，以便与目标配置相比从而识别出当前网络系统中出现故障的节点。其中，扩展配置信息所反映的节点的扩展状态是根据被监控节点周期性应用报文发送所出现的传输周期超时数量来确定的，而传输周期超时数量的确定则是通过对相应计数器的管理来实现。相应计数器根据被监控节点周期性应用报文的传输情况，分别进行的数值递增与递减操作，从而为节点扩展状态的确定提供依据。

若从某一传输周期开始，被监控的节点的周期性应用报文连续出现了在传输周期超期后仍未完成接收的情况，计数器数值将随着被监控节点的周期性应用报文在传输周期超期后仍未完成接收的次数相应增加。然而，若从计数器的数值达到门限值之前的某一传输周期开始，被监控节点的周期性应用报文在传输周期超期前完成了接收，计数器的数值将随着被监控节点的周期性应用报文在传输周期超期前完成接收的次数相应减少。此后，被监控节点的周期性应用报文再次出现了在传输周期超期后仍未完成接收的情况。计数器的数值也再次随着被监控节点的周期性应用报文在传输周期超期后仍未完成接收的次数相应增加，并最终与门限值相等。在整个过程中，除了当计数器的数值超过门限值期间被监控节点处于稳定离线状态外，其他时刻被监控节点均处于稳定在线状态。相应计数器的数值变化与其所对应的节点状态与扩展状态间的关系如图1所示：

■

图1

二、车载CAN网络系统

CAN总线协议是目前唯一具有国际标准的车载总线协议，已被广泛应用于车辆传动系统与底盘中的发动机控制、悬架控制、ABS等实时控制系统，以及车身中的安全气囊、仪表显示与故障诊断等模块的控制。在欧洲下线的每一辆轿车几乎都至少配有一个由CAN总线通信系统所组成的车载网络，而车载应用也仅是其遍及工业控制领域的诸多应用中的一种。

CAN总线协议的特点：作为采用广播通信形式的多主网络协议，标准的CAN网络中无中心总线主设（Central Bus Master）。因此，CAN网络中与总线相连的每个节点均可在任意时刻主动地向网络中的其他节点传输信息。传输信息所使用的数据帧包括帧起始、仲裁域、控制域、数据域、CRC域、应答域、帧结尾。

CAN总线协议的MAC层采用的是载波侦听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，CSMA/CA）机制。联入网络的各节点通过侦听总线的活动以确定是否可以传输报文：当总线被已有的数据传输活动所占用时，存在报文传输请求的节点将继续等待；而当确定总线未被数据传输活动所占用时，存在报文传输请求的节点则可通过总线进行报文的传输。同一时刻若CAN网络中仅有一个节点存在报文的传输请求，则该节点的报文将直接获得传输；若有在多个节点存在均报文传输请求，此时将发生冲突。为避免冲突的发生，CAN总线协议采用非破坏仲裁机制。该机制通过ID（标识符）为报文分配了不同的优先级，ID越小表示报文的优先级越高。因此，当多个节点同时存在报文的传输请求时，CAN总线协议将以比特为单位对各节点所传输报文的ID进行仲裁，优先级较低的报文会主动退出传输，而具有最高优先级的报文则可以不受影响地继续传输。CAN总线协议通过该机制有效地节省了总线冲突仲裁的时间。

CAN总线协议采用了较为独特寻址机制，CAN网络中所传输的报文不是通过其ID来表明其源节点或寻址到目的节点的，而是根据其事先所确定的ID被网络中的各节点选择性地接收。为实现该机制，CAN网络需要通过对报文ID及相应节点过滤寄存器与屏蔽寄存器的匹配设置，以过滤报文的方式实现点对点、一点对多点以及全局广播几种不同的通信方式。

车载CAN网络的通信特点：纯电动汽车中的通信系统是高实时性的车载CAN网络，其所承载的主要消息经过分析、优化后如表1所示：

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表1

与纯电动汽车日常操作相关的几乎全部消息类型均为周期性消息，其通信需求较为频繁且实时性要求较高；非周期性消息的通信需求均为偶发，且实时性要求较低。因此，可知周期性应用报文的传输构成了车载CAN网络通信的主体。由于纯电动汽车的有关研发仍在进行中，因此其车载CAN网络中仅包含了实现车辆基本功能的ECU及其相关通信。目前已投入量产的各款高档轿车中，其车载CAN网络中ECU数量普遍已超过了70个，而各ECU为实现信息交互所交换的信号种类也突破了2500余种。

鉴于车载CAN网络较大的网络规模、数量众多的ECU间频繁的信息交互，其对CAN总线所承受网络负载与其信息交互的实时性有着极为严格的限制，且周期性应用报文的传输构成了车载CAN网络通信的主体。间接NM机制对网络的监控恰恰是通过监控周期性应用报文的传输来实现的，且与OSEK/VDX NM规范中直接NM机制通过使用专用的网络管理报文实现的网络监控相比，间接NM机制的应用不会产生较重的网络负载增量。因此，间接NM机制的引入能更好地平衡车载网络信息交互的实时性与安全性之间的关系。

【参考文献】

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［4］徐超，李正平，汪长勤．基于CSMA/CD的CAN总线访问建模与仿真的研究［J］．仪器仪表学报，2008，4（29）：866-869．

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第2篇：车载网络的特点范文

关键词：通信技术；车载自组网；MAC协议

车载自组网是车辆道路运行中的一种新型移动无线自组织网络，在车辆中应用能够实现车辆与车辆之间的通信，车辆与路边设施之间的通信，具有较高的应用前景和研究价值。车载自组网是具有移动自组网路和传感网络的网络系统，其在道路交通运输领域的应用范围较广，具有自治性、无固定性、多跳性、网络拓扑动态变化、扩展性等特征。近几年随着我国科学技术的逐渐发展，在车载自组网通信的研究上也突飞猛进，获得了显著成果。因此，基于技术视角下对车载自组网通信的研究具有重要的研究价值和意义。

一、车载自组网通信动态频谱分配技术研究

车载自组网通信系统的发展与移动自组网技术的成熟发展密不可分。当前我国车载自组网通信中包含单接口多信道无线网络和多接口多信道无线网络，两种网络技术实现了通讯信息的传递。单接口多信道无线网络与多接口多信道无线网络主要是按照无线接口数据进行区分，其中单接口多信道无线网络设计需求是满足复杂信道同步的问题，及时的进行信息数据的发送、输出和接收，满足车辆双方信道上应用通信效果，实现特定信道、规定时间的信息传送技术。多接口多信道无线网络主要是处理大规模车辆信息传递。因此，在其车载自组网通信通道中需要多个无线接口并且相互不具备干扰作用的执行信息的发送和接收，降低信息传输的延时性，提高车载自组网通信信息传送的性能。多接口多信道车载自组网在目前技术研究中虽然以经趋于成熟，但是仍然存在一些漏洞，其中包括逻辑拓扑控制、动态频谱分配等内容。因此，未来技术人员在车载自组网通信技术研究的过程中可以从三个方面对其进行研发和完善。第一，研究动态频谱分配在车载自组网通讯中的环境问题；第二，分析动态频谱分配的多接口多信道车载自组网通讯的应用范围；第三，研究网络逻辑拓扑控制和车载自组网通信技术路由的关系。

二、车载自组网通信MAC协议技术研究

当前我国车载自组网通信技术在其研发的过程中主要应用的网络结构分为平面结构和分群结构。二者在其本质上并没有差别，但是平面结构自组网更为简单，分群结构自组网更为复杂，二者在路由维护和开销上存在加大的消耗差异。根据车载自组网通信系统的协议机构对其进行设计，实现系统物理信道，以完善车辆与车辆之间的信息发送和接收。在该物理平台的技术研究上，其研究的重点内容是信道的模型构建，只有具全面、完善的信道模型，才能够保障MAC接入机制的稳定，实现信息输出的灵敏度。MAC协议技术的研究重点是其多跳自组网，我国目前对MAC技术的研究中也是从多跳引发的终端问题进行完善和修正。此外，车载自组网通信MAC协议技术中能够利用各个节点之间的平行性实现信道资源的公平性、网络服务中的质量型。因此，基于车载自组网通信技术MAC技术的研究具有重要的研究价值和研究意义。MAC协议中存在隐藏终端和暴露终端两个终端系统，如图1所示，在隐藏终端中节点B既在节点A范围内，也在节点C的范围内，当节点A向节点B发送数据时，由于节点C是隐藏终端，将接收不到节点A发送的信息。暴露终端中当节点B向节点C发送信息时，节点A会受到节点B产生的信息延迟，但是如果节点A的接收节点在节点C之外，节点A只要不和节点B进行信息通讯，就不会造成节点信息的接收延迟，也不会对节点C造成冲突。MAC协议技术在车载自组网通信中的应用进一步实现了车辆之间的信息发送，满足了多个节点车辆之间的信息发送和接收。但是，受到技术本身的限制其也存在一定的局限性。因此，未来在车载自组网通信MAC技术研发和应用的过程中必须对其节点信息公平接入的问题进行完善和改进，从而实现车辆自组网信息公平调度，满足各个车辆节点的通信需求。

三、车载自组网通信FleetNet技术与MAC协议技术联合

为进一步实现车载自组网通信在其技术研发和创新的过程中利用FleetNet技术结合MAC协议技术是当前我国车载自组通信技术研发的必然趋势之一。研究者期望通过该种方式完善MAC协议技术中节点信息发送和接收的缺点。FleetNet技术能够满足移动自组网环境的高动态和大规模，从而实现高速移动下的持续信息传输。FleetNet技术项目在与MAC协议技术结合研发的过程中主要需要注意的是其自适应、可扩展的路由算法。如何能够在车辆间和车辆与固定网络节点之间实现多跳数据的传输，降低数据传送到的延缓率是当前我国车载自组网通讯技术研发的关键内容。经过多年的努力和实验，我国自主研发了FleetNet结合移动技术和服务器，实现互联网接入提供一种可延展、透明的解决技术，满足了在任意一个终端均具备网关功能的目标。

车载自组网在实际车辆应用的过程中不仅能够实现车辆与车辆之间的交通事故警告，还能够实现道路车辆的通信信息查询和高速路不停车缴费、车辆局部范围无线调度等功能，并且利用FleetNet技术与MAC协议技术实现了道路车辆信息的可靠、高效、快速传输。

作者:李晓君 单位:中北大学朔州校区

第3篇：车载网络的特点范文

关键词：车载网络；移动模型；交通模拟

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）16-0044-02

Abstract： Vehicular Ad Hoc Networks （VANET） have broad prospect with two types of application in mind： driving safety and improve the efficiency of traffic. To date， the majority of VANET research efforts have relied heavily on simulations， due to prohibitive costs、complex technical problems and external factors influence of employing real world tested . The vehicles mobility has serious effects on the VANET topology， build the scene of can properly reflect the characteristic of the vehicle movement is particularly important. In this paper， we first present the classification of VANET mobile model， then， we discuss the architecture of real vehicle movement pattern.

Key words：VANET； Mobility Model； Traffic Simulator

1 概述

车载网络（Vehicular Ad Hoc Networks， VANETs）[1] 是移动自组织网络（MANET， Mobile Ad Hoc Networks）的一种，由兼具终端和路由功能的车辆节点，通过无线链路形成无中心、多跳、临时性自制系统，不仅突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，而且能更加快速、高效、便捷的灵活部署，同时可以提供强大的实时交通数据信息，改善驾驶员的安全驾驶环境，减少交通事故伤亡人数以及缓解交通拥塞。

由于在现实世界中评测VANET的性能面临耗资巨大等因素的影响，所以目前对于VANET的研究工作主要依赖于仿真。虽然，随着研究的不断深入，现今的车载网络仿真环境相比早期的随机移动、圆形通信区域以及无干扰环境已经有了非常显著的进步，但是面临的主要问题依然是如何更准确的反映现实世界中车辆的移动特性以及外界环境的影响。

现今的车载网络仿真，主要包含三大模块：移动模型、网络模型以及信号传播模型。移动模型作为车载网络仿真的关键组成部分之一，是真实车辆的运动描述，用以反映车辆节点的移动方式。本文论述了车载网络移动模型的发展历程和研究现状，对VANET移动模型分类进行分析，探讨了VANET移动模型存在的问题以及未来的发展前景。

2 移动模型概述

由于车辆的移动性对VANET的网络拓扑结构有着显著的影响，所以在车载网络仿真研究别需要能够反映车辆交通真实行为的移动模型。

在建立移动模型的早期，人们更偏好随机移动模型[2]，但是由于其随机性（比如方向）使随机移动模型难以模拟比较真实的车辆运动场景。后来研究人员引入地理空间约束，构建基于图的移动模型GBMM[3]（Graph-Based Mobility Model）。但是，GBMM中车辆节点的速度产生后恒定不变，无法体现车辆之间的对于速度的相互影响，基于此问题，Seakar等人提出移动模型FTM[4]（Fluid Traffic Model），控制车辆行驶速度随车流密度的增减做相应的变化。Bettstetter等人考虑到车辆的运动状态具有连贯性，提出了平滑移动模型SMM[5]（smooth mobility）。Trieber等人则综合考虑了车辆行驶状态以及车辆之间的交互影响，提出智能驾驶员模型IDM[6]（Intelligent Driver Model）。

现今，对VANET移动模型的构建主要基于IDM模型进行拓展。如交通仿真器VanetMobiSim，为了在岔路口附近获取更贴近真实的车辆驾驶行为描述，VanetMobiSim在IDM模型的基础上对达到岔路口的车辆进行交通规则约束，通过交通标志以及其他车辆状态控制车辆的行驶行为。

3 VANET移动模型分类

根据范围和特，通常将VANET移动模型分为5类[7]：随机模型、车流模型、交通模型、行为模型以及基于踪迹（trace）的模型。

随机模型：车辆的移动是随机的，车辆节点的方向、速率等参数从随机过程中采样。因为实现简单且容易再现结果，所以在车载网络发展初期作为仿真测试的主要选择。但是由于车辆的移动具有其固有特性，且受到道路约束以及交通规则的约束，所以目前已经很少采用随机移动模型对车载网进行车辆移动的建模。

车流模型：现实中的车辆移动受到多方面因素的影响，车流移动模型通过模仿自然现象，把车辆的移动性建模成车流，其研究方向主要从微观、宏观、介观三个方面进行考虑。微观建模主要反映车辆间交互影响（比如与前车需保持安全车距），典型的微观车流模型是车辆跟随模型（car following models， CFM）。宏观车流模型借鉴流体动力学的理论，可以反映车辆移动的总体特征，并极大地减少计算量。介观模型是对微观模型和宏观模型的折中。目前的车载网络路由协议仿真普遍选取微观车流模型。

交通模型：交通模型主要针对行驶至岔路口的车辆的交通规则执行。其运动模型主要分为旅途模型和路径模型。路途模型对当前位置与目的点位置的移动进行建模，而路径规划通常基于最优化函数，比如最短行驶距离，所需的行驶时间最短，或者相对而言最畅通的道路等，根据行驶状况建立可拓展的动态算法。目前对于路径选择，大多采用Dijkstra图算法。

行为模型：人类行为具有极大的复杂性，不会在所有情况下都遵循理想化的特定行为反应。根据人类行为理论构建的行为移动模型，除了考虑对刺激的响应模式和物理影响，也会考虑社会关联关系甚至人工智能的学习过程，以便更好的近似模拟人类的运动模式。缺点的计算量过大。

基于踪迹（trace）的模型：通过收集车辆运动轨迹信息，提取通用的运动模式。但是推测通用运动模式过程极为复杂，推测所基于的数据并不全面，且仅能提供粗粒度的移动性描述，这导致其结果应用范围并不广泛。

4 实际车辆移动模型架构

移动模型的性能主要取决于三个方面：车辆的移动模式、车辆间的相互影响以及对交通规则的执行。车辆的移动模式包括道路对车辆的约束，车辆的基本行驶速度、加速度，对到达目的地的路径选择等；车辆间的相互影响主要体现在前车对当前车辆速度影响，例如在车辆拥挤状态下，保持安全车距跟随前车行驶。而交通规则的执行主要是根据车辆所通过的岔路通灯信号或路标进行车辆行驶控制。为了创建更贴近真实车辆运动模拟器以适应特定的应用场景，研究者们提出了真实车辆移动模型的全功能概念视图，如图1所示。

在图1中，移动模型分为了两大主要模块：运动约束和交通生成器。运动约束由拓扑地图和交叉路口管理构成，体现了多车道车流、吸引点/排斥点以及道路障碍对车辆行驶速度的影响。其中吸引点指的是车辆移动至相似的目的点所在地，排斥点指的是车辆出发以相似的起点所在地。而交叉路口管理是对交叉路口的交通规则执行进行建模。交通生成器由车辆生成器和驾驶员生成器构成。车辆生成器定义了车辆的类型以及车辆生成的初始位置。驾驶员生成器主要体现驾驶员与环境之间的交互。时间模式主要用以描述不同时间段的车流密度，比如上下班高峰期道路拥挤状态或者凌晨道路车辆稀疏等状态。外部影响用以主动建模一些运动模式，比如交通事故，临时道路施工等。

5 探讨与展望

VANET作为一种新兴的技术，近年来广泛受到研究机构和企业的关注。目前，车载网络的发展还处于萌芽阶段，并没有形成完整的产业链条和业界标准，无论是软件还是硬件，各大汽车厂商各自为战，其技术研究成果仅加载在自家品牌的高级车辆，各品牌车辆之间的车载通信并不兼容，很难构建大规模，可多次重复的现实评测场景。VANET的性能评测依旧严重依赖于仿真测试。

对车辆移动模型的建模，其直接目标是对车辆移动性对车载网络和应用协议的评估。在现实环境中，高速行驶中的车辆的精确定位、对信号传输造成衰弱或阻断的无线通信障碍都是需要考虑的问题。对于车载网络仿真来说，移动模型是其关键组成部分之一，网络模拟以及信号传播控制之间的相互融合达到每个参数都能有效的影响其他组成模块的效果是车辆移动建模未来发展的方向。

6 总结

VANET的运动模式具有高移动性和自由度受道路约束等特点。对于车载网络的仿真测试，要求所使用的移动模型能够尽可能的反映真实情况的车辆运动模式。本文根据范围和特，探讨了VANET不同分类的移动模型特点，介绍了真实车辆运动模式应该遵循的架构，并简要讨论了目前VANET的发展状况以及未来可能的发展趋势。

参考文献：

[1] Hassanabadi B， Shea C， Zhang L， et al. Clustering in vehicular ad hoc networks using affinity propagation[J]. Ad Hoc Networks， 2014， 13： 535-548.

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[3] Tian J，Hahner， Becker C，Stepanov I， Rothermel. K.Graph-based mobility model for mobile ad-hoc network simulation.Proceedings of the 35th Annual Simulation Symposium[C]. San Diego， California， USA. 2002. 337-344.

[4] Seskar T， Marie S， Holtzman J， Wasserman J. Rate of location area updates in cellular systems. Proceedings of the Vehicular Technology Conference[C]. Denver， CO， USA. 1992（2）： 694-697.

[5] Bettstetter C. Smooth is better than sharp： A random mobility model for simulation of wireless networks. Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems[C]. New York， America. 2001. 19-27.

第4篇：车载网络的特点范文

车载网络是物联网产业中最容易形成系统标准以及最具备产业潜力的应用。车载网络是装载在车辆上的电子标签通过无线识别等技术构建的一种特殊移动自组织网络，具有强大的计算能力、存储能力以及几乎没有能量限制。车联网通过汽车收集并共享信息，车辆与车辆、车辆与道路基础设施、车辆与城市网络之间实现互连，从而实现更加智能的驾驶[1]。由于网络拓扑变化快、节点高速移动以及移动轨迹可预测等特性，设计一个高效灵活的动态路由协议成为车载网络面临的一个重要问题。

2 典型的基于地理位置的路由协议

基于地理位置的路由协议根据定位系统获得自身的地理位置信息，并利用位置信息指导路由的发现以及数据转发。它几乎不要求路由节点交换链路状态信息，也不维护已经建立好的网络路由信息，极大地降低了因专门维护路由所带来的网络开销。在城市车载网络环境下，典型的基于地理位置的路由协议有GPSR、GPCR、GPsrJ+等 [2]。

2.1　GPSR

B.Karp等[3]提出了贪婪边缘无状态路由协议（GPSR，Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Networks），它通过路由节点位置和数据包的目的地址来进行数据转发。GPSR仅仅根据节点在网络拓扑中的即时邻节点信息进行转发，当数据包进入一个无法贪婪转发的区域时，算法会沿着周边的区域进行路由。随着网络节点的增加，GPSR在单个路由节点上的规模比最短路径和Ad-Hoc路由好。在频繁的网络拓扑结构变化中，GPSR可以使用本地网络拓扑信息快速发现新的路径。GPSR算法由两种转发数据包的方法组成，贪婪转发和边缘转发。

（1）贪婪转发

在GPSR中，数据包用源来标记目的节点，转发节点可以利用局部最优化，贪婪地选择数据包下一跳。如果节点知道邻节点位置，局部最优就是选择地理位置离目的节点最近的邻节点进行转发。在这种模式下进行转发，数据包不断接近目的节点直到到达。图1给出了贪婪转发中下一跳选择的例子。其中X接收到了一个目的节点为D的数据包，X周围的圆标记了X的传输覆盖范围，D周围的弧线以D与Y之间的距离为半径，D与Y之间的距离小于D与X的任意其他一个邻节点之间的距离。这种贪婪转发过程不断重复，直到数据传到D。

（2）边缘转发

从图2可以看出，S的覆盖圆与以|DS|为半径的覆盖圆交叉的阴影部分没有邻节点，S寻求沿着阴影的边把数据包传送给目的节点，也就是沿着阴影的边进行寻路。如果存在从S到D的直接路径，S就会直接进行贪婪转发。

使用循环遍历的特性来对阴影部分进行寻路。根据遍历右手法则，以S-X-Y-D-Z-W-S为序对阴影部分进行遍历，目的是把数据包传送到比S离目的节点D更近的节点。

（3）贪婪转发和边缘算法的结合算法

贪婪边缘无状态路由算法将贪婪转发和贪婪转发不可用时的边缘转发结合起来，所有节点都维护一个邻节点表，用来存储无线单跳邻节点的地址和位置。该表提供了除GPSR转发节点所包含的包信息之外的所有状态信息。

当S接收到一个贪婪转发模式的包时，查找它的邻节点，从地理位置上找出离目的节点更近的邻节点。如果该邻节点比S更接近于目的节点，则进行贪婪转发模式，将数据包转发到邻节点。如果寻找不到比S离目的节点更近的节点，节点进行边缘转发。

当S接收到一个边缘转发模式的包时，GPSR首先将边缘转发模式包的位置与转发节点的位置进行比较，如果转发节点的位置离目的节点D的距离小于边缘转发模式包的位置离D的距离，则返回到贪婪转发模式，否则继续进行边缘转发。

但是在受限的具体城市道路中，以这种方式找到的最短路径并不是一条稳定的路径，因为建立的稳定路径很可能因为车辆穿越街道路口被转弯处的建筑物遮蔽而导致断裂；所以在真实的城市道路中，GPSR并不适用于车载网络。

2.2　GPCR

GPCR（Greedy Perimeter Coordinator Routing）[4]协议是由GPSR协议改进而来，适用于城市车辆间路由通信的协议。主要改进在于考虑了街道的路口部分，将数据包选择传送方向的功能限制在街道路口的车辆，而非路口的车辆只会根据上个路口所选择的方向以贪婪模式进行转发。简单地说，就是把数据包传到路口，由路口的车辆决定按哪个方向传送数据包离目的节点最近，因此，减少了因穿越建筑物拐角而造成的路径断裂。

假设节点S需要把数据包转发给目的节点D，S先以贪婪转发模式把数据包转发给节点A，A按着原寻路方向向前继续寻路，以受限的贪婪转发模式转发给路口节点L1。受限的贪婪转发模式是指转发节点发现下一跳节点位于路口时，直接把数据包转发给该节点，而不是以贪婪转发模式进行转发。因为路口节点是唯一可以决定转发方向的节点，因此数据包应转发给路口节点L1，而不是穿越建筑物转发给节点E，L1根据GPSR选择转发方向，继续寻路，按着这种转发模式，最终把数据包转发给目的节点D。

图4GPCR示意图

GPCR协议虽然解决了因车辆穿越路口转角处而造成的路径断裂问题，但是节点在经过平行的道路路口时，原本可以使用贪婪转发模式把数据直接转发给离目的节点更近的节点，然而根据GPCR协议，必须把数据转发给路口节点，这样就大大降低了数据包传送到目的节点的传输效率。

2.3　GPsrJ+

GPsrJ+[5]协议比之GPCR协议的优越性主要体现在数据包不需要转发给寻路的每一个路口节点。简而言之，就是不是每一个路口节点都需要存储转发数据包，只有在转发数据的传送方向发生了变化的情况下，才需要将数据暂时存储在临时节点，转发节点利用两跳邻节点信息预测有利的节点和寻路，两跳预测能减少跳数和提高数据包的传输速率。

根据GPCR，节点S首先应把数据转发给路口节点L，L再以贪婪转发模式把数据包转发给节点B，B沿着原寻路方向向前继续寻路，最终把数据包传送到目的节点D：节点S经过三跳最终把数据转发到目的节点D。

与GPCR不一样的是，在GPsrJ+中[6]，节点S转发数据时，不会把数据直接转发给路口节点L，而是利用L预测下一跳节点的方向；在数据传送方向不改变的前提下，S可以继续使用贪婪转发模式，直接把数据转发给节点A，A继续使用贪婪转发模式，最终把数据转发给目的节点D。在此过程中，节点S只经过了两跳就把数据转发到目的节点D。GPsrJ+通过减少跳数，提高数据包的传输速率、减小网络开销以及平衡网络负载等。

3当前车载网络路由协议面临的挑战

现有多种基于地理位置的车载网络路由协议设计，基本上是以提高数据包传输速率、减小网络开销为主要目的，但是还存在以下亟待解决的问题：

（1）基于地理位置的车载网络路由协议的最优选择在很大程度上依赖于传输路径，而在未来车载网络中，这些因素将会随着周期性的自感知而迅速发生变化，从而需要路由频繁切换，因此对路由的可用性、健壮性、低开销等提出了较大的挑战。

（2）在网络拓扑变化迅速的车载网络环境下，路由协议要求自配置路由，而路由的分布式配置将会在资源分配上发生冲突。因此需要提出一种基于地理位置的智能车载网络路由协议，使车载网络路由协议具备很强的自我学习能力，能在每一次的路由决策中，不断积累、学习网络拓扑等信息，从而不断增强资源分配上的自适应特性。

（3）由于路由协议很容易受到安全威胁，设计适用于车载网络的自适应、自配置、高效的安全机制将是今后的研究方向。

第5篇：车载网络的特点范文

关键词：汽车 车载网络 应用 探析

中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

在传统汽车中，控制信息的交换是依靠开关、继电器等电子器件之间的点对点传输的，点与点传输需要使用电线束，电气信号的种类也仅限于模拟信号和开关信号。随着汽车自动化程度的提高，使用的电子器件数量也在快速的增加，这种依靠电线束带来的最大问题是电器接插件数量的激增，电器接插件容易存在接触不良等问题，使整个汽车的控制系统稳定性大幅降低，不仅增大了装配和维修的难度，同时也加大了汽车的整车成本[1]。为了解决汽车自动化程度提高和控制系统稳定性的矛盾，20世纪80年代，业界引入了车载网络，使用车载网络降低线束的使用量，能提高控制系统的稳定性，对于控制整车的成本也具有积极的作用[2]。笔者结合自身的工作实践，对现代汽车车载网络技术进行了分析和探讨，以期推动车载网络技术的发展。

1 常见的车载网络技术

车载网路技术的发展和应用大幅的简化了汽车线路，降低了线束的用量，同时车载网络技术也提高了信息传输的速度，增强了汽车控制系统的稳定性和可靠性[3]。不同的汽车制造商发展了很多的车载网络技术，不同类型的车载网络需要通过网关进行信号的解析交换，使不同的网络类型能够相互协调，保证车辆各系统正常运转[4]。

控制器局域网（CAN）是国际上应用最广泛的网络总线之一，其数据信息传输速度最大可达1Mbit/s，采用双绞线作为传输介质，属于中速网络，在现实应用中能向控制器局域网中接入很多的电子器件，大幅降低线束用量，目前控制器局域网主要应用于汽车电子信息中心、故障诊断等，具有较高的抗电磁干扰特性，在汽车整车中多应用于发动机电控单元、ABS电控单元、组合仪表电控单元等[5]。

局部连接网络（LIN）信息传输速度较低为20Kbit/s，它属于低速网络，在现实应用中常作为一种辅助总线，辅助CAN总线工作，其访问方式为单主多从，目前主要应用于转向盘、车门、座椅、空调系统、防盗系统等。局部联结网络的先进之处在于数字信号代替了之前的模拟信号，满足了汽车对低速网络的需求。

多媒体定向系统传输具有较高的数据传输速度，在低成本的条件下棋数据传输速度可达24.8Mbit/s，采用塑料光缆作为传输介质，属于高速网络，主要应用于对数据传输速度较高的汽车多媒体系统，例如连接车载导航器、无线设备、车载电话等。由于使用的是塑料光纤，其信号比较可靠，维护也比较简单。

线控技术最初源于航空航天领域，线控技术使用电子器件将控制单元和执行器连接起来，大大减少了机械连接装置和液压连接装置的使用。线控技术属于高速网络，在汽车的安全性系统中有重要应用，线控系统能通过传感器感知车轮的转向角度，通过ECU判断并进行数据处理，提高了车轮转向的安全性。线控制动系统通过导线也能对汽车制动情况进行感知，使汽车制动系统的反应的速度和感知灵敏度得到大幅度提高。

D2B总线技术是针对汽车多媒体和通信需求开发的一种车载网络技术，采用光纤为传输介质，传输速度快，属于高速网络，可连接多媒体设备、语音电控单元等。D2B总线技术使用光纤进行数据传输，应用范围广，传输信号稳定性强，不受电磁、广播、辐射等干扰。

2 车载网络的应用

车身系统的部件分布在汽车装置的各处，如果使用线束则线束较长，容易受到广播、电磁等其他信号的干扰，为了避免其他信号的干扰，在工程实践应用中通常采用降低通信速度来解决，由于车身系统组成复杂，使用了大量的人机接口的模块，相应的节点数量也比较大，通信速度控制难度不大，但是会提高汽车整车的组装成本，目前车载网络技术在车身系统的应用主要是利用直连总线和辅助总线来完成信号的传递。

控制器局域网（CAN）的数据总线上一般连接有中央控制单元、四个车门的控制单元和车前车后各有一个控制单元等七个控制单元，实现对中控门锁、电动车窗、照明、空调系统等部件的控制。其网络形式为星状形式，单一控制单元的故障不影响整个网络的使用，其他控制单元仍能够收发数据，提高了控制系统的稳定性。

动力传动系统作为汽车控制系统的核心，需要对汽车的启动、运行、停止、拐弯等进行监测和控制，这对数据传输速度有较高的要求，需要使用高速网络。现代汽车的动力CAN数据总线一般连接发动机、ABS/EDL和自动变速器三块电脑，CAN数据总线能同时传输10组数据，在动力传动系统中要求数据传递尽可能的快，所以常使用高性能的发送器，以便于点火系统间数据高速度传输。

安全系统是指汽车的安全气囊启动系统，目前已成为小型汽车的标准配置，安全系统要实现对驾乘人员的有效保护，必须要多外界的碰撞等突况做出快速的反应，由于汽车的安全气囊设置较多，感知外界碰撞强度的碰撞传感器也较多，所以对通信速度和传输可靠性要求较高。

信息系统是近年来在汽车上应用较多的新技术，主要是为了满足驾乘人员的车载电话、音响、倒车雷达、多媒体等功能的使用，由于需要的通信容量大、速度快，所以一般使用光纤，其传输速度能有效满足汽车信息系统的要求。

3 车载网络技术的发展趋势

3.1 汽车线控技术的发展

汽车线控技术的应用有效解决了传统的机械连接和液压连接反馈时间长，装置结构复杂等缺点，使用线控技术可以有效的减少液压和机械控制装置，提高控制系统的稳定性和灵敏度，有利于为汽车的重新设计和布局优化提供空间。目前线控技术在汽车控制和汽车制动系统中已经得到了广泛使用，未来在汽车的远程控制、防抱死等领域将发挥积极的作用。

3.2 汽车光纤技术的发展

汽车光纤技术具有通信容量大、传输速度快、抗干扰能力强等特点，能有效满足动力传输系统对数据传输高速度的要求，能满足信息系统传输容量大的需要，必将在未来的汽车控制系统中得到应用。同时，光纤传输技术允许有较高的数据传输速率和较高的信噪比，在汽车发动机实时控制、车辆状态监测和通断负载的开关控制等方面有重要的应用。

4 结语

综上所述，汽车车载网络技术的发展和应用符合汽车自动化、智能化和节能化的发展方向，提高了汽车控制系统的灵敏度和稳定性，为汽车的布局优化和重新设计提高了空间，并且大大降低了整车制造成本，提升了现代汽车的技术水平。

参考文献

[1] 许信冬.浅谈车载网络技术对汽车的影响[J].无线互联科技，2015（8）：141-144.

[2] 唐维新，唐楚峰，钟新宝.汽车车载网络技术及其应用[J].邵阳学院学报：自然科学版），2006，3（1）：31-34.

[3] 张卓，盖敏慧，王刚，等.车载网络的发展现状与应用[J].车辆与动力技术，2011（2）：60-65.

第6篇：车载网络的特点范文

关键词：汽车单片机；车载网络技术；问题；改革

一、引言

随着电子技术的迅猛发展，各行各业都在埋头于机电一体化的发展，汽车行业也不例外。如今电子控制技术已经应用在汽车车身的各个部分，如电控发动机、自动变速器、电子转向助力、定速巡行自动控制、防抱死制动等，动辄拥有数百个电子元件、数以捆计的汽车线路，这就涉及如何选择和应用单片机和车载网络，使汽车的各个零部件能够协调工作，电控系统更加优化。对于高职院校汽车类专业的学生来说，学习相关知识是十分必要的，因此，各大高职院校都相继开设汽车单片机与车载网络技术这门课程。

二、主要问题

汽车单片机与车载网络技术这门专业课程，理论性和实践性都很强，在重视理论教学的同时，必须加强实践训练。根据目前课程推行现状，发现以下问题。

1.学生自身问题

随着高职院校职业教育“宽进严出”的政策实施和职业教育社会化，高职院校普遍存在生源质量差的情况。学生知识基础差、学习意识淡薄，而汽车单片机与车载网络技术这门课程综合了计算机原理、汽车电工电子技术、汽车电控发动机和自动变速器等重难点的专业知识，即使本着“深入浅出”的教学理念，想让高职院校学生将本门课程知识掌握起来也并非易事。

2.教材的内容及选择问题

基于学生现状，高职院校选择教材出现一定的难度。纵观目前市场上本门课程的教材，有的理论性较强、实践性较弱；有的单片机和车载网络两部分内容分配不合理，大部分热菀MCS-51系列单片机为基础，但大量篇幅的讲解，使得教材缺乏与现代汽车电子技术发展相结合的新内容；还有的将单片机和车载网络分成两本书进行讲解，可能会出现一门课程要选两本教材的现象，给教学带来不便。与此同时，课时的限制和教材内容的滞后，使学生难以掌握最新的知识。

3.实训设备与教材的匹配问题

在选择实训设备的时候同样存在问题。目前开发汽车单片机与车载网络技术教学实训设备的厂家较少，高职院校的选择余地小，选择了教材后再来选择实训设备就更加具有局限性，因为能和所选教材完全匹配的实训设备几乎没有，因此存在实训设备与教材不匹配的问题。

4.教学的创新性问题

虽然本门课程最终向着一体化课程的目标前进，但由于课程性质问题，需要先将理论讲透，再进行实训，因此，要以理论教学为主，以实训教学为辅。学习过程中，学生学习理论知识时往往似懂非懂，而受限于自身综合素质及教材内容的教师，也没有进行创新性的教学模式开发，导致学生在实训环节处于模仿状态，很难真正理解知识。

三、教学改革的思路

学生自身问题是高职院校普遍存在的问题，但问题不是理由，教师要正视问题，结合高职院校学生的特点去实行本门课程的教学改革，以利于学生掌握应知应会知识，做合格的职业人才。

1.教学内容的改革

教师应充分研究学生的知识基础及学习特点，本着“理论够用”的原则，精讲细讲，结合大量的实训项目进行训练，同时注意观察学生的上课状况，结合现在汽车行业对高职人才的需求，不断修正，逐步确定有针对性的教学内容。如果现有教材不符合要求，一定要敢于改革，编写符合本校本专业的教材。

2.实训设备的改革

在教学内容的选择上，一定要充分考虑实训环节的设计，以便于和现有实训设备结合起来，使实训设备发挥最大效用。同时，各高校应充分支持相关专业，购买或开发最适合专业需求的实训设备。

3.教学方法的改革

教师应充分研究学生特点，不断创新，精心设计教学环节。理论课上，充分利用现代多媒体教学技术，不断设计有趣的问题，提高学生学习注意力，引导学生不断深入学习。实训课上，根据实训设备的情况、学生的学习情况及人数进行合理分组，使每个学生都能有足够机会和时间进行实训。教师应在一旁及时辅导，发现有偷懒的学生及时进行教育，发现实训过程中出现问题及时进行疏导，使学生能扎实地学知识。

总之，一门课程的教学研究与改革应与时俱进，不断深入进行。因此，各高校应利用多元化、多层级的教学模式培养现代汽车企业需要的职业人才。

参考文献：

[1]刘新磊.车载网络技术课程教学改革探讨与实践[J].科技视界，2016（2）.

[2]南金瑞，金狄，刘波澜.汽车单片机及车载总线技术[M].北京：北京理工大学出版社，2013（8）.

第7篇：车载网络的特点范文

【关键词】露天煤矿；无线车载视频监控系统；应用

煤矿企业的安全问题一直是人们广泛关注的焦点，煤矿企业应当把安全生产当作管理工作的第一要务来抓。由于露天煤矿的作业面大，作业范围广，地势变化大，用肉眼无法形成全面、有效的监控，而无线车载视频监控系统将监控装置安装在作业车辆上，能够为煤矿安全管理人员提供实时的画面信息，帮助他们直观的掌握生产现场的情况，从而促使操作人员提高操作的规范性，减少安全事故发生的可能性。

1 无线车载视频监控传输方式

随着科学技术的进步，信息化技术和无线网络取得了突飞猛进的发展，加上图像处理技术的进步，这些技术应用在无线车载视频监控系统中，也使得无线车载视频监控技术取得了相应的改善。

1.1 2G

2G无线视频监控是比较传统的视频监控技术。其传输过程主要有CDMA和GSM两种模式。无论是那一种模式，其成本价格都比较低廉，而且覆盖面积较大，，因此应用的比较广泛。然而2G无线视频监控的图像质量比较差，CDMA传输模式的理论传输速率为153.6Kbps，在实际操作中仅有 60―80Kbps，导致成像比较模糊，不够流畅，甚至有卡顿现象。而GSM模式的覆盖面虽然较之CDMA更广，但其但传输速率更慢，成像质量更差，所传输的视频图像帧数较低。2G无线视频传输技术的应用比较早，发展的比较成熟，因此在包括煤矿安全生产在内的各个领域还是得到了比较普遍的应用。

1.2 3g

3G无线视频监控是在近些年新兴的3G技术的基础上发展起来的监控技术，是利用无线网络运营商的3G技术作为传输方式的一种视频监控方法。2009年3G技术兴起至今，关于3G无线视频监控系统的产品开发越来越多。与传统的2G无线视频监控系统相比，3G无线视频监控系统具有更高的数据传播能力，其最高传输速率可以达到10Mbps，极大程度的提高了视频传输的成像质量。基于3G技术的无线视频监控系统能够更好地处理图像、声音、视频等各种形式的数据信息，为大范围视频的流畅和清晰传输提供了技术保障。

1.3 WiMax

WiMax即全球微波互联接入，是新兴的点对点的宽带无线接入技术。WiMax技术的基础是IEEE802.16e宽频无线标准，通过在无线视屏监控系统中融入一系列的新技术，如动态自适应调制、灵活的系统资源参数及多载波调制等，使其具备了更强大的数据传输能力，其数据传输速率在70―100Mbps之间，与2G和3G无线视频监控系统相比有了质的飞跃。而且其拥有较为完善的安全控制功能，同时信号覆盖面积大，有效覆盖半径可达50km。但是其成本比较高，而且在现阶段获得全球统一的频率也有一定的困难。

1.4 无线网格Mesh

无线网格Mesh技术的特点比较鲜明，在近距离内的数据传输速率非常高，有效带宽可以达到6Mbps。这种技术链路设计简单、组网灵活、维护方便。无线网格Mesh网络是一个无线多跳网络。在无线网格Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信，这要比单跳网络更加稳定。使用Mesh技术可以提供一个可靠的无线网络平台。

总而言之，2G无线视频监控系统由于其诞生比较早，技术理论发展纯熟，因此在煤矿企业的安全生产中应用的最为普遍。但是其成像质量差，数据传播不稳定，在一定程度上制约了监控的效果。而WiMax以及无线网格mesh技术目前尚在研发阶段，远没有达到应用的程度。相对而言3G技术的理论发展已经相当相对成熟，可以也取得了良好的应用效果，能够很好的满足露天煤矿安全生产监督的需求，因此应当得到大力的推广使用。

2 露天煤矿3G无线车载视频监控系统的应用实例

为了保障安全生产工作，加强监督，规范一线工作人员的操作流程，努力避免因操作人员违犯操作规范、违规驾驶以及不系安全带等行为而造成的安全事故，2012年7月胜利露天煤矿在露天煤矿中装置了基于3G技术的无线车载视频监控系统，将总计64台无线监控视频监控设备安装在一线的作业车辆上。利用作业车辆上的监控设备采集图像信息，经过转码后通过电信公司的3G网络接入互联网，最后传输至胜利露天煤矿公司的终端接收设备，并将信息还原以后以视频图像的形式呈现在监护器上，从而帮助安全管理人员进行监管。

该系统的特点如下：（1）使用电信CDMA2000标准的3G无线传输技术接入电信3G网，同时与2G网兼容，在3G网不稳定时可以切换进2G网进行数据传输，从而保证了数据传输不会中断；（2）其终端设备的稳定性比较高，能够在露天煤矿的环境下平稳工作，保证视频图像流畅，清晰；（3）使用32G内存卡存储视频信息，存储容量较大，存储时间长，实现了视频信息的回放功能。

胜利露天煤矿所采用的3G无线车载视频监控系统的系统外网接入公司内网带宽是20M，数据传输速率在200―800Kbps之间，丢包率大致在4%上下，随着外网接入公司内网带宽的进一步增加，数据传输速率将会更加快捷。眼下，胜利露天煤矿的东西向长度已经达到2.7公里，南北向宽度为2.2公里，矿坑深度已经开采至176m以下，作业范围大，深度长，在煤矿的开采过程中，无法避免的会出现一些3G信号的盲区，导致作业车辆在盲区范围内会无法传输数据信息，增大了数据丢包的概率，同时在监控设备上出现卡顿现象，这些都是因露天煤矿的特殊性无法避免的。一旦作业车辆离开信号盲区，3G无线车载视频监控系统就会立即恢复正常，重新实现视频传输功能，成像清晰、稳定，能够满足煤矿开采的需要。相信随着3G技术的进一步的发展，3G网络建设的全面展开，基于3G技术的无线车载视频监控系统将会得到进一步的提升。

胜利露天煤矿将3G无线车载视频监控系统与既有的GPS车辆智能调度系统相相结合，优势互补，共同对一线作业车辆进行监督和控制，取得了理想的监管效果。一方面GPS车辆智能调度系统对坑下作业车辆进行定位，优化车辆调度，提高了生产效率；另一方面3G无线车载视频监控系统让调度管理人员实时了解作业车辆操作人员的工作状态，加强了安全监控，为安全生产提供了保障。

3 结语

综上所述，生产安全是煤矿企业的立身之本，在露天煤矿中天使用无线车载视频监控系统，能够有效地帮助实施对作业车辆和操作人员的监控，是煤矿企业进行安全生产的必要手段。分别以2G、3G、WiMax、无线网格Mesh技术为依托，无线车载视频监控系统可以分为多个不同类型，其中现阶段基于3G技术的无线车载视频监控系统的应用前景最为看好，应该得到更为广泛的推广应用。

参考文献：

[1]周扬.浅谈车载视频监控系统解决方案的发展[J].智能建设与城市信息，2009（10）.

第8篇：车载网络的特点范文

作为现阶段的全新移动通信技术来讲，LTE技术着眼于无线接入框架的重新构建，确保无线通信网络整体可以达到最佳的系统演进性以及低时延的特性。对于城市轨道交通而言，运用车地无线通信系统能够保证实时性的车辆信号传输，因此，具有维持轨道车辆安全运行的重要意义[1]。具体在运用LTE的无线通信技术手段时，关键在于结合当前的轨道交通行车状况予以正确判断，并且需要保证精确的轨道车辆信号传输，以便于地面系统随时接收当前的轨道车辆状况信息。

2LTE技术的基本特征

对于长期演进技术可以缩写为LTE，该技术结合了多输入多输出（MIMO）技术以及正交频分复用（OFDM）技术，在此前提下体现为更快的信息传输速率与更高的频谱效率[2]。同时，LTE技术可以实现灵活的频谱分配，对于新增的无线通信频段能够予以有效的支持，从而实现了明显提升系统覆盖规模与无线通信容量的目标。具体对于车地无线通信的轨道交通网络来讲，运用以上的无线通信方式能够保证最低的系统通信时延，并且还能用于实现更广的通信媒体覆盖范围与更快的无线传输速率。对于车地无线通信的重要通信领域目前应当着眼于构建演进性能良好的无线接入模式，结合多输入多输出、正交频分复用以及自适应调制编码等各种不同的无线通信手段，最终确保达到明显优化网络通信整体性能的宗旨与目标[3]。在无线通信方式作为支撑的前提下，车地无线通信网络可以保证可靠与平稳的网络信号传输，同时具备了更好的系统抗干扰特性。

3车地无线通信系统的总体设计思路

首先是保证安全的轨道通信数据传输。LTE的全新网络通信框架对于鉴权技术能够予以有效地利用，进而体现了最大化的信息传输效率，并且达到了保障轨道通信安全的目标。在LTE的网络框架下，非法用户不再能够随意侵入无线通信网络。从网络可靠性的角度讲，运用LTE技术至少应当保证同时投入两个不同的工作节点，确保达到双节点的良好运行效果，对于节点故障导致的无线通信误差可以做到切实予以避免。其次是适应多样的城市轨道运营环境。城市轨道运营如果要始终维持平稳性与安全性，则需要应对多变并且复杂的轨道运营环境。对于车地通信系统为了保证其达到较好的网络适应性，那么目前关于引进LTE的无线通信手段就是要做到适应多样的轨道运营状况，确保车辆运营环境与车辆设备之间具有良好的匹配程度。最后是构建实时性的信息传输网络。车地无线通信网络必须具备良好的实时性特征，如此才能体现实时性的无线信息传输效果，以便于技术人员做到随时控制当前的轨道运营状况。具体在传输无线视频时，基本思路在于构建流畅与清晰的视频传输网络，对于潜在的通信节点故障风险予以彻底的消除。

4LTE技术运用于城市轨道交通车地无线通信系统的具体要点

城市轨道通信的基本需求以及LTE技术之间必须达到较好的匹配性，如此才能体现最大程度的无线通信运营效益，对于安全的轨道通信运营予以有效保障。对于轨道交通的特殊领域而言，无线通信系统本身具备明显的系统复杂性，进而体现了较大的网络传输控制难度。为了实现最大化的网络通信传输效益，那么现阶段对于LTE技术主要应当体现如下的技术运用要点。

4.1选择合适的无线通信布置方案

技术人员对于车地无线通信系统如果选择了LTE技术作为重要的技术支撑，那么关键前提就在于选择灵活的通信系统布置模式。具体在区分各类不同的无线通信传输方案时，首先需要区分差异性的无线传输内容。相比而言，如果选择了完全独立的双网运行方式，那么首先需要保留必要的网络通信冗余，以便于承载综合性的网络传输信息。在独立的网络运营方式下，对于各类不同的网络通信信息都能做到独立予以传输，通信网络之间不会产生显著的相互影响。为了达到隔离各类不同传输业务的目的，那么对于路由设置也要确保独立性。因此可见，运用双网冗余的模式可以达到灵活的带宽分配效果，并且还能够保留备份网络，运用以上的网络通信方式来体现最大化的轨道交通运营效益。

4.2共用多个轨道交通的通信业务平台

共用多个轨道通信业务平台的做法符合了现阶段的城市轨道运营基本需求，从而达到良好的车地通信效果。即便是处于小区边缘的特殊通信节点，应当也可以接收实时性的轨道运营信号。并且从系统时延的角度来讲，通过搭建共用的轨道通信平台可以缩小至5ms以内的传输信息延时。

4.3保障轨道运营的平稳与安全

LTE技术目前已经可以支持标准化的多种接口协议，运用混合组网的方式来实现对于各类不同传输设备的支撑，因此，体现了较好的组网灵活特征。从网络移动性的角度来讲，来自3GPP技术的LTE无线通信方式可以实现同时接入多个高速运营网络的目标，对于良好的网络通信移动性予以有效的保证。通过引进LTE技术，轨道运营系统应当可以保证平稳性与安全性。

5综合承载的车地无线通信技术及其应用前景

未来在发展车地无线通信的技术手段时，主要应当着眼于综合承载系统的构建，确保无线通信系统能够达到综合承载PIS、CCTV、专用无线以及CBTC的效果。在此前提下，对于CCTV与PIS信息传输相结合的无线通信主要应当致力于PIS信息的下行承载以及CCTV信息的上行承载运行方式相结合，并且对于LTE网络应当选择非冗余的单一网络方式。为了保证安全的轨道运营状态，那么对于构建LTE的网络通信框架至少需要引进专用频率技术、多级算法与其他相关技术，在此前提下保证了更广的通信距离覆盖以及更强的网络移动性。运用LTE的通信技术手段还能达到更宽的上下行网络带宽，进而体现了清晰度较高的网络视频特征，通过灵活运用多种无线通信手段相结合的方式来达到良好的车地通信效果。

6结语

第9篇：车载网络的特点范文

关键词:地铁;数字视频;单频网

作为城市轨道交通建设重要组成部分的旅客资讯系统，是一套面向乘客的导乘信息、运营信息、公益商业广告、地铁服务宣传的数字媒体信息综合和管理的平台。南京地铁1号线在规划设计中并没有考虑该系统的建设，在l号线建设过程中，南京地铁公司从提高地铁运营和乘客服务水平，以及增加运营收人的角度出发，增加了该系统的建设。该系统主要分为车站和车载两个主要部分，本文主要介绍南京地铁1号线车载旅客资讯系统的设计与实现。

1 地铁车载旅客资讯系统的需求及特点

了车站旅客资讯系统的建设，并随着地铁工程进展实施完成。在地铁建设过程中，我们了解到车载旅客资讯系统的建设对提高地铁运营服务水平和运营收人也有着重要意义，决定增加该系统的建设。在该系统设计中，我们充分利用了已建系统的技术功能潜力，包括隧道泄漏电缆、各车站发射设备、数据传输通道(光纤、千兆以太网、SDH信道等)。根据南京地铁的实际情况，系统具备以下几个特点。

(1)可视性，车载旅客资讯系统要提供导乘信息和重要提示信息，所以要求具备良好的可视性，具备良好的实时视频播出效果，使旅客能在第一时间获得清晰的动态的音像信息，同时实现商业广告的播出。

(2)可控性，地铁导乘信息会经常根据地铁不同运营情况或突发事件进行调整，不同列车所播出信息不尽一致，所以本系统需具备控制中心和列车两级控制功能，对播出节目和信息进行切换。

(3)可扩展性，地铁往往分期、分阶段建设，最终形成由多条线路构成的地下轨道交通网络，因此要求旅客资讯系统具备较强的可扩展性。

2 车载旅客资讯系统实现技术比较

针对南京地铁车载旅客资讯系统的要求，在系统设计时主要存在两种技术实现方式，一种是基于网络流媒体技术;一种是基于数字视频广播(Digital Video Broadcast，简称DVB)技术。随着科学技术的发展，这两种技术也相互吸收对方的长处，不断打展各自的应用领域。

2.1 网络流媒体技术

网络流媒体技术是伴随着现代计算机技术、网络技术发展起来的，随着网络速度和计算机运算能力地不断提高，使得远程实时播放视频文件成为可能。在车载旅客资讯系统中，车载计算机通过无线以太网从远程服务器实时下载视频文件、播表、导乘信息、，经过软件对上述信息进行合成，再通过计算机的图形显示卡以VGA方式输出到终端显示屏上。采用这一技术方式好处在于:一是系统可控性强，可以根据不同列车来播放不同的节目、信息;二是可以充分利用已建好的车站旅客资讯系统的中央服务器、终端计算机和以太网传输平台，造价低廉。但是在系统设计时无线以太网传输技术水平还比较低，数据信息量少，更新效率较低，接收到的视频图像数据还达不到实时播放的效果。

2.2 数字电视广播技术

数字视频地面广播(Digital Video Broadcasting-Terrestrial，DVB-T)是DVB一系列标准中较新的一个标准，用于地面开路数字电视系统，采用国际标准的MPEG-2编码，COFDM(编码正交频分复用)调制方式。在采用该技术的系统中，地铁列车在运行过程中连续不间断地接收到由泄漏电缆或地面发射基站发射的实时信号，通过数字机顶盒进行解码，并转换为模拟复合视频和音频信号，再经过视音频分配器输出到终端显示屏上。采用这一技术方式好处在于:一是系统实时视频节目播放质量高，新闻时效性高，娱乐性强;二是可利用己建好的地铁光纤网络和隧道信号泄漏系统。但是由于DVB-T是广播方式发送信号的，虽可以通过加扰器和CA(身份认证)卡做到针对某列车发送定制信息，但信息量小，且需要通过电视台发送，所以无法做到地铁信息实时远程播控。

3 车载旅客资讯系统的设计

我们根据以上两种实现技术方式的优缺点，为保证南京地铁在2005年9月正式通车时，车载视讯系统也能同步开通，确定了DVS-T的方案。而针对其方案的缺陷，我们通过在列车上增建一套播放控制设备来解决列车个性化信息播出问题。

3.1 隧道和地面信号发射系统设计