車聯(lián)網(wǎng)通用應(yīng)用平臺(tái)研究及其典型應(yīng)用分析

 引言

物聯(lián)網(wǎng)概念及相關(guān)技術(shù)作為目前信息產(chǎn)業(yè)中日益重要的發(fā)展方向，越來越得到世界各國(guó)研究人員的重視和青睞，我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也投入了大量的科研力量進(jìn)行相關(guān)研究。車聯(lián)網(wǎng)則是物聯(lián)網(wǎng)與智能化汽車這兩大戰(zhàn)略性新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一系列應(yīng)用將對(duì)道路交通、城市發(fā)展、公共及私有財(cái)產(chǎn)監(jiān)控、市民出行等多個(gè)方面的難題破解做出巨大貢獻(xiàn)。傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心為射頻識(shí)別，經(jīng)過分析研究,本文創(chuàng)新地提出了基于位置的車聯(lián)網(wǎng)通用應(yīng)用平臺(tái)構(gòu)架，并對(duì)該平臺(tái)的典型應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

1車聯(lián)網(wǎng)

2005年,國(guó)際電信聯(lián)盟ITU）正式提出了'物聯(lián)網(wǎng)”概念。物聯(lián)網(wǎng)（TheInternetofThings，IOT），即通過裝置在各類物體上的射頻識(shí)別（RFID）、傳感器、二維碼等，經(jīng)過接口與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連，從而給物體賦予“智能”，可實(shí)現(xiàn)人與物體的溝通和對(duì)話，也可以實(shí)現(xiàn)物體與物體互相間的溝通和對(duì)話，這種將物體連接起來的網(wǎng)絡(luò)被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”。

目前,智能交通亟待建立以車為節(jié)點(diǎn)的信息系統(tǒng)一一車聯(lián)網(wǎng)。所謂車聯(lián)網(wǎng)（TheInternetofVehicles，IOV），則是指通過多種無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的狀態(tài)信息（包括車輛基本屬性、動(dòng)靜信息、車輛動(dòng)態(tài)等）進(jìn)行獲取、傳輸、加工、共享、利用，并使車輛作為節(jié)點(diǎn)而連接成為的網(wǎng)絡(luò)。由此可見,車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用之一，是一類物聯(lián)網(wǎng)，車聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)車與車、車與路、車與人之間的信息交換，進(jìn)而解決一系列諸如出行安全、資產(chǎn)監(jiān)控、城市交通、市民出行等多個(gè)方面的難題。

2基于位置的車聯(lián)網(wǎng)通用應(yīng)用平臺(tái)構(gòu)架

作為新興的技術(shù)領(lǐng)域，目前，物聯(lián)網(wǎng)還沒有一種能夠得到一致認(rèn)可的統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)，本文致力于探索一種能夠?yàn)殚_發(fā)者提供統(tǒng)一接口的通用應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，此平臺(tái)的概念類似于計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中的操作系統(tǒng)。圖1所示是車聯(lián)網(wǎng)通用應(yīng)用平臺(tái)的構(gòu)架示意圖。

該平臺(tái)的存在將使得基于此平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)效率和便捷性得到極大的提升，傳統(tǒng)開發(fā)者在開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)需要自行設(shè)計(jì)自上而下的軟件、硬件及中間件等諸多復(fù)雜部分，而如果采用此平臺(tái)，開發(fā)者將可以直接應(yīng)用本平臺(tái)提供的API進(jìn)行一站式開發(fā)，完全無(wú)需考慮底層硬件的不同及諸多復(fù)雜因素。

該構(gòu)架為典型的層次構(gòu)架方式，自下而上可以分為硬件層、通信層、接口層，其中硬件層在終端層次，接口層在服務(wù)器層次，通信層作為二者的交互層借助現(xiàn)代通信手段跨越終

硬件層是傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)備、通信設(shè)備等組成的綜合模塊，該模塊可以是專用硬件、智能手機(jī)、PDA、平板電腦等不同終端，通過其上運(yùn)行的專用軟件達(dá)到對(duì)上層的細(xì)節(jié)屏蔽，隱藏不同硬件終端的差異，提供統(tǒng)一的接口。該層整體的作用為對(duì)硬件資源的統(tǒng)一調(diào)控以及對(duì)其的虛擬化。

2.2通信層

通信層主要指通過各類通信技術(shù)將硬件層所獲取的數(shù)據(jù)從終端傳輸至服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)過程，主要包含GPRS、HSDPA、藍(lán)牙、Wi-Fi、有線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信等通信手段。借助這些現(xiàn)代通信手段，通信層在終端發(fā)送其所采集到的數(shù)據(jù)及其自身的屬性信息等，服務(wù)器端在接收信息的同時(shí)進(jìn)行格式化，而后以統(tǒng)一的格式送往接口層，從而達(dá)到屏蔽通信方式、通信協(xié)議細(xì)節(jié)的目的。

2.3接口層

接口層為通用平臺(tái)公共層的最上一層，負(fù)責(zé)將各類信息進(jìn)行打包封裝并形成統(tǒng)一格式后向開發(fā)者提供API開發(fā)接口。該層次作為整個(gè)平臺(tái)對(duì)開發(fā)者的最外層包裝，隱藏了平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)中所有的細(xì)節(jié)，無(wú)論平臺(tái)應(yīng)用了哪幾種技術(shù)，通過本層的包裝均可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式、調(diào)用接口，真正實(shí)現(xiàn)通用的應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。

3平臺(tái)功能

該平臺(tái)能提供傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)能夠提供的所有功能,同時(shí)可以擴(kuò)展出一系列能夠協(xié)助用戶進(jìn)行二次開發(fā)的定制功能，主要包括終端位置獲取，終端屬性獲取，終端傳感數(shù)據(jù)獲取，終端認(rèn)證與授權(quán)，終端觸發(fā)器等。圖2所示是該通用應(yīng)用平臺(tái)的功能示意圖。

圖2  平臺(tái)功能示意圖

3.1終端位置獲取

該功能提供終端設(shè)備的位置獲取功能，終端可采用GPS、伽利略、北斗、格洛納斯、基站定位、Wi-Fi定位等多種定位方式中的一種獲取自身位置，用戶應(yīng)用通過調(diào)用該功能即可實(shí)時(shí)獲取終端的當(dāng)前位置，位置格式包括坐標(biāo)信息和速度信息。3.2終端屬，性獲取

每一臺(tái)終端在初始化時(shí)均被賦予獨(dú)一無(wú)二的ID和一系列其他屬性信息，用戶應(yīng)用通過調(diào)用可獲取所有信息。

3.3終端傳感數(shù)據(jù)獲取

車聯(lián)網(wǎng)終端可以接駁一系列具有不同功能的傳感器，如溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境信息等。該功能提供獲取連接在終端設(shè)備上的傳感器所傳遞數(shù)據(jù)的功能。用戶可以通過簡(jiǎn)單的調(diào)用獲取所有或指定項(xiàng)目的具體數(shù)據(jù)信息。

3.4終端認(rèn)證與授權(quán)

基于終端屬性獲取功能，該功能可進(jìn)一步提供對(duì)終端設(shè)備的認(rèn)證與授權(quán)功能，以保證連接到本系統(tǒng)的終端設(shè)備均為合法可靠的設(shè)備或者根據(jù)用戶應(yīng)用的要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定及應(yīng)用的復(fù)雜操作提供了保障。

3.5終端觸發(fā)器

終端觸發(fā)器（Trigger）功能為用戶應(yīng)用提供了“數(shù)據(jù)變更一動(dòng)作”的觸發(fā)機(jī)制，開發(fā)者可以訂閱某種特定的數(shù)據(jù)源，如終端位置或某種特定的終端傳感器數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)源數(shù)發(fā)生變化后會(huì)觸發(fā)用戶應(yīng)用中特定的動(dòng)作代碼。

4平臺(tái)的典型應(yīng)用

車聯(lián)網(wǎng)是一種全新的概念，具有十分廣闊的應(yīng)用前景和使用領(lǐng)域以及非常巨大的商業(yè)價(jià)值?；谠撏ㄓ脩?yīng)用平臺(tái)，開發(fā)者可以快速高效地開發(fā)出包括道路交通（包括車流量監(jiān)控、車速監(jiān)控、事故預(yù)警與現(xiàn)場(chǎng)快速定位、逆行警告、智能交通燈等），城市發(fā)展，公共及私有財(cái)產(chǎn)監(jiān)控，市民出行（私家車軌跡跟蹤、公交車路線實(shí)時(shí)顯示、出租車叫車服務(wù)、車隊(duì)位置共享、路線路徑分享)等多領(lǐng)域的典型應(yīng)用。

5結(jié)語(yǔ)

車聯(lián)網(wǎng)作為一種全新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用形式，兼具物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能化汽車技術(shù)兩方面的特點(diǎn)，是新一代智能交通的核心,同時(shí)也是下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的典型應(yīng)用，但是，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前還未能形成被廣泛認(rèn)可的技術(shù)構(gòu)架或體系。本文從實(shí)用性角度出發(fā)，創(chuàng)新地提出了基于位置的車聯(lián)網(wǎng)通用應(yīng)用平臺(tái)構(gòu)架,基于此構(gòu)架，開發(fā)者可以快速地開發(fā)出一系列所需的應(yīng)用。

在國(guó)家的戰(zhàn)略支持及開發(fā)人員的大力投入之下，相信車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來必將進(jìn)一步發(fā)展，為提高我國(guó)的綜合實(shí)力、提高人民生活水平做出更大貢獻(xiàn)。

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