车载网络的特点精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇车载网络的特点范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】无线自组网 车载自组网 路由协议

1 车载自组网主要特点

车载自组网是极其特殊的移动自组织 网络 ，它同样存在一般无线自组网所固有的问题，如隐藏点问题、暴露点问题、信道捕获问题等。不过也带有自身独特的特性。

车载自组网的主要特点包括：由于节点高速移动性(速度大致在5}42m/s之间)，导致网络拓扑结构变化快，路径寿命短。

（1）无线信道质量不稳定，受多种因素影响，其中包括路边建筑、道路情况、车辆类型和车辆相对速度等。

（2）节点通过发动机可以提供源源不断的电力支持，车辆的承载空间也可以确保天线的尺寸和其他额外的通信设备，同时还具有强大的 计算 能力和存储能力等。

（3）节点移动具有一定的 规律 性，只能沿着车道单/双向移动，具有一维性。

道路的静态形状使得车辆移动是受限制的，车辆轨道一般可预测。

2 车载自组网路由研究

2.1传统无线自组网路由协议

到目前为至，根据自组网的特性研究人员已经提出了一些路由协议。这些移动自组网的路由协议，可以根据不同的分类原则，从多个角度加以分类：

(1)表驱动型路由(table driven),按需驱动型路由(on demand-driven)和混和型路由(hybrid)。

(2)平面型路由(flat)和层次型路由(hierarchical)。

(3)单路径型路由(single-path)和多路径型路由(multi-path)。

(4) gps辅助型路由(gps assisted)和非gps辅助(non-gfs assisted)型路由。

在以上这几种自组网路由协议分类中，表驱动型路由、按需驱动型路由和混和型路由的分类方式是目前使用的最为普遍的。

2.2车载自组网路由协议设计面临的问题

在车载自组网中，网络节点能量有限且一般没有能量补充，因此路由协议需要高效利用能量;同时由于wsns节点数目通常很大，节点只能获取局部的网络拓扑结构信息，路由协议还要能在局部网络信息的基础上选择合适的路径。

因此移动自组网路由协议，如aodv, dsr等，并不适合车载自组网，这主要是由于以下几个原因：

（1）频繁而可预测的拓扑变化。由于车载自组网络中车辆运动的绝对和相对速度快(在大多数道路情况下，车辆的运行速度超过801cm/h，甚至更高)，车载自组网的拓扑结构变法十分频繁。

（2）通信链路生命期短。观察和实验结果显示，即使假定车辆的信号范围是500米，通信链路的有效生命周期也仅平均为1分钟。并且，如果消息的传递需要多跳完成，有效传输时间将进一步被减小。

（3）频繁的网络分隔。由于车载自组网络的高速移动性，网络会被频繁地分割(或重新组合)成很多部分。一个车辆很有可能无法与离它不是很远的另一车辆通信。

（4）有限的冗余度。在车载自组网络中，系统的冗余能力，或者临时性地，或者功能性地受到了限制。

（5）丰富的资源。在车载自组网中，节点往往没有这些硬件资源的限制，而对协议其它方面的性能有更高的要求。

2.3分布式路由协议

根据数据传输的紧急程度不同，我们可以把适合vanets中的路由协议分为两类，一类是和安全相关的紧急应用中的消息分发机制，一类是非紧急应用的路由协议。消息分发传递的数据是突发的、少量的，通信时间短，而且通常没有固定的消息接收者，这类通信要求数据传递时延小、可靠性高。经典路由算法的路由建立需要较长的时间，不适合紧急消息分发。非紧急应用的路由协议往往用来在车辆间实现资源的共享，或者通过车载自组网向车辆提供internet接入服务。这种数据通信的持续时间较长，能够容忍一定的时延和数据丢失。

（1）dpp路由

dpp路由协议处理高速路车载自组网的消息传播。其主要思想是把高速路上的车辆划分为簇，每个簇都有一个簇头和一个簇尾，簇内节点的数据根据目的地的方向分别被传给簇头或簇尾。簇头和簇尾负责转发收到的数据给下一个相邻簇，并保存数据直到收到对数据被正确接收的确认。

（2）sar(sgaially aware routing )路由

算法的主要思想是利用静态的数字地图数据构建 网络 的拓扑图，然后根据图算法找到从源节点到目的节点的一条路径。数据包根据发现的路径，采用源路由方法，被传递到目的节点。此外，如果车辆找不到前向数据的邻居节点，它采用下面三种方法之一来恢复路由:①缓存该数据一定的时间然后重新发送；②放弃源路由，采用贪婪前向算法；③重新根据数字地图 计算 另一条路径。

（3）cblr路由

cblr路由算法假设所有的车辆能够通过gps获得自身的位置，它把网络划分为多个簇，每个簇由一个簇头和多个在簇头通信范围内的成员组成。簇头和簇成员通过下面的方法产生：车辆广播一个消息，如果它收到簇头的回复，则把自己作为簇头的成员;如果没有收到，则其自身成为簇头。簇头为了维持自己的簇，每隔一定的时间发送一消息通知成员。

（4）osr路由

gsr，其主要的目的是解决城市中障碍物的问题。gsr要求车辆装备有gps设备和当前车载自组网工作区域的数字地图。服务请求者根据的dijkstra算法在数字地图上找出从服务请求者到目的节点的最短路径，然后数据按照这条路径来路由数据包。

3 结束语

随着人们对个人通信要求的提高，人们越来越希望有一种更安全、高效率的方式移动到目的地。目前，虽然一些新的策略已经被引入到车载无线自组网路由协议的设计中，如充分挖掘用户需求，使用位置、能量信息等，在一定程度上解决了vanets路由协议的自适应性和自配置性问题，但总的说来，车载自组网中路由研究还处于探索阶段，还需要对各种车载网环境中的路由问题进行全面的分析和设计。

参考 文献 ：

[1]史美林，英春.自组网路由协议综述[j].通信学报，2001，22.

[2]程伟明.无线移动自组网及其关键技术[j].数据通信，2002，3.

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关键词:CDMA-1X;数据采集;车载移动;交通监控

中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)03-617-02

Research and Design of the Automotive Mobile Police Traffic Management System

LIAO Li-tao, ZHOU Xiang, JIANG Fa, LIU Qi-fan

(Directly under Jiangxi Province Public Security Bureau Traffic Police Corps Detachment 3 Battalion 2, Jingdezhen 333000, China)

Abstract: Considering the characteristics and the requirements of police work, this paper provides practical and advanced system solutions of the automotive mobile police traffic management system, based on CDMA-1X wireless communication technology and automotive mobile monitoring equipment as the terminal equipment. The network structure and the software framework of this system are designed. This system employs computer technology, data-base technology, and wireless communication technology, combines the police internal network with a rich of database information system. The system realizes the wireless extension of the police information network to improve traffic management.

Key words: CDMA-1X; data collection; automotive mobile; traffic surveillance

为了适应新形势下的公安交通管理工作,针对公安交通管理工作的移动性、突发性和紧急性等特点,公安交通管理信息系统势必要向移动方向延伸,建立方便、快捷、高效的移动警务系统四个部分,才能更好地为交通管理工作服务。车载移动公安交通管理系统作为公安交通管理信息系统一个核心的系统,充分发挥了移动通信技术所特有的随时、随地、随心的特点,满足了交通外勤警务人员在交通执勤等方面需要适时进行信息交互的工作需要。

车载移动公安交通管理系统主要功能是使交警能在现场监控超速、快速辨别假机动车牌证、假驾驶证、走私机动车、盗抢机动车、非法拼装机动车等的违法违章现象,有效地遏制各种违章、违法行为,提高交通管理水平。另外,路面执勤民警在交通违章业务处理时,可以通过目前的车载移动公安交通管理系统实现违章信息的实时上传,从而大大简化了违章业务处理的流程,提高警务处理的效率。

1 系统整体构成及工作模式

车载移动公安交通管理系统分为前端超速检测系统、车辆拦截系统、移动警务查询系统和后端信息系统三个部分。其中,超速检测系统完成测速检测、车牌号码识别、拍照、车辆记录等工作;车辆拦截系统通过对行驶的车辆进行车牌判断,对黑车名单中的车辆或需拦截的车辆等进行拦截和查处;移动警务查询系统可以对各种相关信息进行迅速的查询,随时随地获得公安业务信息的支持, 特别是图片及相关信息的传输应用;信息系统存储车辆行驶记录、黑车名单、违规信息、车载设备的定位信息、执行交警人员的数据及执勤情况等数据,并与公安网络系统进行信息交互,通过统一消息机制实现与公安网络系统的无缝集成。

车载移动公安交通管理系统的基本工作模式是利用前端超速检测系统收集行驶车辆的车速和车牌号码等信息,向信息系统上传行驶车辆信息;车辆拦截系统对收集的行驶车辆信息进行判断过滤,如果有异常情况向信息系统上传异常信息并提醒现场交警及时处理;现场交警利用移动警务查询系统对异常情况等现场数据进行查询比对,完成现场处理工作。

2 系统的网络结构

系统的网络结构是车载移动公安交通管理系统的各种设备的物理布局及系统层次的逻辑布局。系统的核心组成部分由cdma 1x车载移动终端设备、统一消息服务器、 数据查询服务器和信息系统服务器四大部分组成。如图1所示。

基于公安系统内部已有的大量成熟的信息管理系统和数据库等基础上,我们仅需要在原来的网络结构上添加相应的设备,部署相应的系统,即可实现车载移动公安交通管理系统。车载移动公安交通管理系统实现信息采集、分析处理、控制执行等工作的“移动化、集成化、可视化、网络化”管理,实现真正意义上的移动警务信息系统,为公安交通管理指挥中心和相关部分的工作提供有力支持。

车载移动终端设备负责车载移动公安交通管理系统的车牌识别、车辆测速、车辆拦截和数据传输等工作。现场交警通过与车载移动终端设备的交互,实现移动警务办公。

统一消息服务器与cdma 1x无线互联网关通过安全加密层连接,同时通过专线直接连接到公安局的查询服务器上。基于统一消息机制的消息服务器对于控制指令及事件类信息利用统一的消息机制将公安各业务系统进行集成,各子系统在工作过程中将对其他系统的功能请求转化为统一消息发往平台的消息服务器,由查询服务器将该功能请求转发到功能提供方,并将请求结果返回到功能请求方。统一消息服务器能够响应车载移动终端设备发送过来的查询请求,将请求提交给查询服务器,由查询服务器对各业务数据库进行查询,查询结果由查询服务器返回到统一消息服务器,由统一消息服务器反馈给车载移动终端设备。

查询服务器负责解析统一消息服务器发来的查询请求,调用相应的查询对各业务数据库进行查询,查询结果由查询服务器返回到统一消息服务器。

由于公安部门工作的特殊性和保密性,数据安全是本系统所要考虑的首要问题,由于车载移动公安交通管理系统将公安部门工作由传统的内部网延伸到了移动CDMA网络,保障系统的信息安全是整个系统设计的前提。该系统的网络结合数据加密,备份冗余等一系列安全技术措施,提供多种安全保障,主要包括物理隔离、数据加密、身份验证和CDMA网络的安全保证等措施来保障系统的安全运行。

3 系统的软件体系结构

车载移动公安交通管理系统由三个层次构成:前端系统数据采集层、分析处理层、应用层。如图2所示。

前端系统数据采集层:主要由识别、测速、拍照、录像和传输五个模块组成,采用移动视频监控技术完成车牌识别以及基于车牌识别的视频测速,利用CDMA等移动接入技术和公共移动通信网络完成数据传输。

分析处理层:经过采集层的数据采集,对收集的数据进行数据过滤和比对,实现交通数据关联及警务影响分析等功能。

应用层:经过分析处理后的交通数据,可以在应用层中进行呈现,包括:超速车辆列表、途经黑车名单列表、交通违规通知,同时可以进行超速车辆统计与查询,上级指挥中心的出警通知列表,车管所车辆信息查询,还可以打印罚单,并在公安信息系统中。

4 系统的模块设计

系统核心模块包括具有识别、测速、拍照、录像和传输等功能的前端采集模块,巡防警力定位、报替信息联动模块、交警、巡警模块、公共信息模块和交通数据关联模块等信息系统功能模块。

前端采集模块:前端采集系统的核心模块,利用视频测速设备实现可对分布于前端监控点内的过往机动车辆实现自动测速、车牌识别,并实现对所有过往车辆的图片自动记录存档,有效避免诸如雷达测速、线圈测速造成的误触发和系统不稳定性,系统具有对光线的全天候自动适应功能,可实现24小时的不间断监测。

车载移动公安交通管理系统的信息系统软件实现信息系统功能模块。信息系统软件安装在市级公安局,是实现整个系统功能的主要部分,共分为5个模块。

巡防警力定位模决:通过移动运营商的CDMA 1X定位系统和电子地图,实现全方位的巡防警力定位监控。

报警信息联动模块:接收指挥中心的出警命令或与报警联动,将现场情况与已有数据库中数据进行对比,发现可疑情况,并将相关信息送到指定的报警联动岗亭。

交警、巡警模块:根据交通业务管理的特点,需要迅速、准确、快捷地处理各类违法违规事件。交警、巡警模块方便交警的现场处理,其包含的功能有交通违章处理、车管所车辆信息查询、被盗抢车辆信息查询、驾驶员信息查询等。

公共信息模块:针对交警警种的特点,为交警提供常用信息支持。

交通数据关联模块:根据前端收集的交通信息,分析过滤出有效的交通数据与公安系统已有的数据进行关联,为公安系统上层的决策系统提供数据支持。

5 结束语

随着“科技强警”策略的逐步深入实施,先进的移动通信技术、移动视频监控技术和公安内部网络中丰富的数据库信息系统相结合而产生的交警移动警务系统是目前公安信息系统建设的热点。在公安现有系统的基础上,本文给出了可行的、先进的、以基于CDMA-1X无线网络通讯技术为基础、车载移动监控设备为终端设备的车载移动公安交通管理系统整体方案,设计出本系统的网络结构和体系架构。车载移动公安交通管理系统对预警、布控、监视、跟踪、鉴定等公安手段提供有力的信息和网络服务,十分适合公安警务快速响应、及时行动的特点,实现了公安信息网络的延伸。

参考文献:

[1] 谢希仁.计算机网络[M].北京:电子工业出版社.2004.

[2] 杨钧,李江平,王京.道路交通科学管理概论[M].北京:中国人民公安大学出版社,2008.

[3] 警务通.加速移动警务信息化[J].中国新通信,2007,9(4).

[4] 江沸菠,王玲,刘辉.移动警务信息系统的设计与实现[J].信息安全与通信保密,2006(11).

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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.

篇(4)

目前国内高校车辆工程专业网络通信类课程教学普遍存在以下问题:

(1)课时比重偏低,缺乏对新概念、新技术的介绍;

(2)设备陈旧,缺乏实用性实验的开设;

(3)科研活动参与率低,未形成完善的创新培养体系;因此,在培养体系、课程平台、教学模式等方面对车辆工程专业网络通信类课程进行全新的探讨,既可以作为对“机电结合,特色分流”交叉教学的补充和深化,也可以通过车辆工程专业“以点带面,见贤思齐”,带动其他专业学生对网络通信类课程的兴趣和创新能力的培养。

2培养体系的改革

现有网络通信类的课程教学以车载CAN和LIN网络理论的认识为主,实验教学则以演示性和验证性内容为主。但是,传统的车载网络已失去原有的主导地位。针对“以车为本兼顾网络”的原则,需要逐步扩大网络通信类的广度和深度,鼓励学生立足本专业课程,学科交叉,勇于探索。通过车辆工程专业导论和认知实习,重点在于拓宽学生视野,初步建立学生对车载网络知识体系的感性认识。展示本专业前期积累的各项成果,如飞思卡尔智能小车等,为后续知识体系交叉学习打下基础。在验证、巩固和加深理论教学的基础上,选择车辆外围相对独立、功能简单,但系统结构较为完整的网络通信类实验项目,力求学生能在课程实验中能加深对车载网络通信理论知识的理解,掌握车载网络算法优化等方面的基本技能。以课程设计、竞赛的形式,选择适当的课题展开具有实际工程应用的综合训练。围绕汽车行业生产、研发过程中具有实际工程意义的问题进行选择,力求实现能正常运行的实验室样机,提高学生在车载网络通信及优化方面的综合能力。

3课程平台的改革

围绕培养体系的三个层次,对车辆工程专业的课程体系进行了创新性规划,在专业基础课中增设网络通信类基础课程,整合优化成“大机械类基础课程平台”,并配合车辆工程专业主干课,适当增设专业特色选修课,引导学生进行机械设计方向和车载网络通信方向的分流。在先修机械类、通信类公共课程的基础上,以学生的专业兴趣为主要依据,搭建“车载网络特色课程平台”。对原有的课程体系进行调整,既要增设网络通信类课程,还要兼顾原有机电类课程的设置。相互支撑,构建车载网络特色课程群,通过车辆机械与电子信息学科体系的交叉,实现创新型、综合型人才培养的目标。

3.1基础平台

通过增设通信原理、计算机网络等基础课程,结合相应的课程实习,将通信网络类课程融入到基础课程平台中。以主题会议、专家报告等方式向低年级学生介绍行业前沿技术以及网络在汽车中具体应用,形成直观的认知,增强学生的兴趣。由于总课时的限制,通信网络类基础课程以小课时、重实践、多交叉的形式进行调整。由于机械类课程在车辆工程总课时中占有较大的比重,因此网络通信类的课程根据“不同方向不同要求”的原则进行压缩。在总课时不变的前提下,压缩课时量,以增设相关网络通信课程。需要注意的是,在总学时不变的前提条件下,如果不进行专业分流,势必会造成机械类课程与电子信息类课程在学时分配上发生冲突。面向高年级学生进行专业分流,形成车辆与通信互为支撑、优势互补的格局。创新性的将部分学生引导到车载网络通信方向,有效缓解机械与通信类课时冲突的问题。

3.2特色平台

围绕新能源汽车、车载网络等汽车行业重点研究方向,设置课题研究小组,由教授或副教授担任负责人,配备2-3位中级职称的教师和实验室教师,团队结构合理,知识体系交叉,阶梯分工明确形成结构合理的学术团队。鼓励不同专业方向的学生进行自由组合,选择部分动手能力强的学生参加科研课题研究,为学生的科技创新提供支持。创新平台的课程覆盖了车辆、机械、通信等领域,涉及汽车电子、新能源和通信网络等多个方向,满足车辆工程本科专业学生的兴趣要求。团队结构合理,知识体系交叉,阶梯分工明确;对部分优秀本科生,仿照研究生的培养方式实行导师指导的培养制度,进入实验室协助配合研究生完成相应的课题研究,实现导师负责、研究生协助的双导师培养制度。

4教学模式的构建

教师在课程中的教学质量直接影响到学生的学习兴趣和创新能力的培养。网络通信类课程的改革,要求教师同时具备车辆工程和网络通信的知识,既能将教学内容从机械知识结构拓展到网络通信领域,也能够将网络通信领域的最新技术应用到车辆工程中。但我国高校中在机械工程和电子信息领域中的“双师型”教师数量明显不足,缺乏具有实践经验的中高级技术人员。为了充实教学队伍,可以聘请汽车行业有经验的技术人员作为兼职教师。同时,支持和鼓励教师深入企业学习新技术。鼓励学生将新想法、新创意,以发明专利、科技创新竞赛的形式实现。对构思新颖的选题给予必要的科研经费和指导,同时设定创新学分,进一步推动创新研究。

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【关键词】 高速列车 智能化 系统 介绍

6月25日，我国首列智能化高速列车样车在南车青岛四方机车车辆股份有限公司竣工下线。首次实现了物联网、传感网、列车控制网络、车载传输网络的多网融合，形成自检测、自诊断、自决策能力的智能化高速列车。本文主要介绍高速列车的智能化系统。

1 列车智能化系统架构

1.1 概述

列车智能化系统中采用的两大核心技术就是物联网与传感网技术。物联网技术被誉为信息技术领域新的革命，采用以标签识别、无线传感、无线网络传输、云计算等为特征的物联网技术，建立物与物、物与人直接的有机连接，形成庞大的智慧系统。采用物联网技术可以对智能列车的所有零部件进行全生命周期的管理，所有的零部件从出厂到淘汰都可以进行档案追踪与管理，借助检修基地的管理数据库，可以实现零件共享，维修提醒等功能。传感网技术解决了复杂工况下，高速列车运行动态数据全息化的问题。可以全面掌握高速列车实时运行状态，将包括温度、应力、加速度、电流、电压在内的传感器信息统一进行实时采集，进行去噪、去重、加密等预处理，然后通过网络汇聚至列车车载数据中心。车载数据中心根据定义的规则对数据进行再次的分析。对列车设备或者路况产生的异常情况进行预警或告警，对数据进行存储，根据数据的重要性与敏感度，定义数据老化策略。对重要和敏感的数据进行二次表达，并且进行压缩，将之传送至地面数据中心进行处理。地面数据中心主要进行数据存储，虚拟3D展现等工作。

1.2 车载物联网系统

车载物联网系统主要用于关键器件零部件生命周期管理。通过手持式RFID识别设备，采集部件的各种信息（包括生产日期、系统名、部件位置、检修信息、大修信息等等），通过USB或者通过无线的方式，经过车载环网，将其送入车载数据中心。数据中心对该类数据进行过滤，合并等操作以后，转入车载数据库进行存储。同时数据中心将数据转发至地面系统，通过公网或者铁路专用网实现物联网系统的后台整合。车载物联网系统由如下几种设备组合构成：抗金属RFID双频电子标签、手持式RFID采集器、物联传感节点、车载后台数据中心。RFID双频电子标签（Intag系列）由网新集团为铁路系统定制。可工作于金属环境下，能同时工作于HF和UHF频段。其工作的频率为UHF：920MHz～925MHz，HF：13.56MHz+-7KHz。能达到IP68的防尘、防水等级，在恶劣的电磁干扰工况下依然具有极佳的读写性能。RFID双频电子标签可存储列车零部件的初始化信息（静态信息）、检修信息（动态信息）、大修信息（动态信息）和私有信息（静态信息）。

手持式RFID采集器主要由铁路相关工作现场人员使用，能适应多种恶劣气候环境、机械环境和电磁环境。检修人员可利用该设备对列车零部件进行检修，检修的结果可通过无线和有线网传至后台数据中心和地面数据中心，从而可以形成完整的列车零部件履历。借助该类履历信息而形成的专家系统，可以为列车部件采购、维修、运营的智能决策提供坚实的技术支撑。该手持式RFID采集器由网新集团为铁路系统单独开发设计，功耗较低，具有极高的防水等级和抗震等级，能满足各种恶劣工况下的使用。

传感物联节点所构成的车载感知环网是车载物联网、传感网的核心通路。通过前端的无线接口，将收集到的物联网信息进行去重，过滤异常数据，合并等操作。而后采用实时或者分时上报的策略，将数据通过环网传至后台数据中心。同时，物联传感节点还可以接入列车TCN总线，例如MVB，ARCNET等。将列车原有的控制信息和状态信息进行采集后，将数据进行格式统一化处理，然后将其通过环网送入后台数据中心处理。为了保证环网在发生故障时依然可以提供服务，节点设计了多重冗余保护策略，包括主备控制系统保护、电源冗余保护、风扇冗余保护以及MRP环网故障保护。

车载后台数据中心将接收到的物联网信息再次进行分析，将具体的部件履历信息与新增的标签信息进行映射关联，提供友好的UI界面表达及各种用户友好的客户搜索条件后，将数据进行存储和转发。由于后台数据中心需要处理和过滤的数据量非常巨大，因此需要提供各种数据QOS（quality of service，服务质量分类）转发策略、日志策略和缓存优先级策略。将数据进行严格分类，按存储时间分成永久存储和可老化存储，按重要性和敏感度可以分成不同的转发优先级。对于较高优先级的数据保证其拥有较高的转发性能和较大的网络带宽，对于较低优先级的数据则根据预先定义的策略可以进行丢弃或者延迟转发。为了保证后台数据中心在发生故障的情况下依然拥有较高的可用度，设备需要提供多重保护。具体包括电源冗余保护、主备控制系统1+1备份保护等。

1.3 车载传感网系统

车载传感网系统解决了复杂工况下，高速列车运行动态数据全息化的问题。可以全面掌握高速列车实时运行状态，将包括温度、应力、加速度、电流、电压在内的传感器信息统一进行实时采集，将数据格式化统一处理以后，进行去噪、去重、加密等预处理，然后通过网络汇聚至列车后台数据中心。后台数据中心根据定义的规则对数据进行再次的分析。对列车设备或者路况产生的异常情况进行预警或告警，对数据进行存储，根据数据的重要性与敏感度，定义数据老化策略。对重要和敏感的数据进行二次表达，并且进行压缩，将之传送至地面数据中心进行处理。 地面数据中心主要进行数据存储，虚拟3D展现等工作。

车载传感网系统由多类型传感器族、物联传感节点、车载后台数据中心等设备组合构成。多类型传感器族主要由数量众多的传感器组成。从传感采集的信息分，可以分成温度、加速度、应力、电流、电压、气压等。从传感器系统架构分可以分成模拟量型传感器和数字型传感器。网新集团构建的车载传感器族具有高稳定、大量程、高精度的特点，能满足在恶劣的电磁、振动环境下稳定可靠的工作。

为了响应铁道部提出的列车“谱系化”的目标，网新集团针对不同的列车外部运行环境，比如高寒地带、高温地带，进行传感器家族的系列化。以温度传感器为例，网新集团针对上述需求考虑设计几款不同子类型的传感器，能够满足特定环境下的量程需求和可靠性需求。对于其余类型的传感器，均采用这样的设计开发思路。

物联传感节点所构成的车载感知环网是车载物联网、传感网的核心通路。通过前端模拟量、数字量和开关量接入，将采集到的原始的传感信息进行去重和基于频谱分析的去噪，并将上述异构数据进行数据格式统一化。处理完以后的数据，根据预先定义的分时或者实时策略，发送至后台数据中心。

列车工况十分复杂，客室、转向架、车头等场合环境迥异。因此对于不同的传感器需要设置不同的噪声过滤算法。网新集团与几大主机密切合作，在离散数字信号分析方面有比较深厚的积累，并且已形成一系列创新型的滤波处理算法。

车载后台数据中心将接收到的传感信息再次进行分析。根据预先定义好的各种参数，当分析之后的数据越过预警门限，则系统进行预警。当数据越过报警门限，则进行报警。列车司机根据数据中心分析得出的结论，例如采取制动等安全措施。对于某些比较关键的告警信息，将实时地传递给地面数据中心，以供地面指挥人员进行分析和命令之用。

2 网新系列产品介绍

2.1 Intag抗金属电子标签（图1）

INTAG系列电子标签是网新集团为铁路系统专门定制的工业级抗金属双频标签。严苛工况下，具有优秀的抗金属，抗震动，防水，防尘性能。部分性能指标如下：

（1）双频标签工作频率：UHF：920MHz～925MHz。HF：13.56MHz ±7KHz。（2）内存容量：标签内存容量：1～2Kbits。（3）读写距离（与网新手持式读写器配合）：UHF：读距离大于1m；UHF：写距离0m～ 0.8m。HF：读距离0cm～5cm。HF：写距离0cm～5cm。（4）通信协议：UHF：ISO18000-6C。HF：ISO 14443A，15693。

2.2 网新车载传感器族（图2）

网新集团凭借在城市轨道交通以及铁路领域多年的技术积累，为高速列车研制了车载传感器族。技术上具有大量程，高精度，高分辨率，抗扰度好的特点。此外，网新设计的传感器在恶劣的铁路工况中表现出性能稳定，鲁棒性好的特点，深受用户赞誉。（表1）

2.3 车载智能采集终端SA735（图3）

车载智能采集终端SA735是网新集团为南车集团定制的小型化传感接入产品，是物联传感节点的一种设备类型。具有被动散热设计，高防水防尘（达到IP67），高耐振等技术特点。主要应对传感器分布比较密集的场所的接入需求。部分性能参数和规格：

供电电压：70～125V（DC100V）；模块输入功率：

绝缘电阻：10MΩ以上；即DC100V电源正负线对机壳（地）之间的绝缘电阻，由500V兆欧表测量。

耐压试验：电源正负线对机壳（地），用50Hz工频1200V保持1min。

2.4 手持式RF设别设备RT320i（图4）

手持式RF设别设备RT320i主要用于采集高速列车零部件的物联网标签信息。 提供大修，检修等记录的查询录入，数据管理，文件传输，日志记录，错误校验等功能。 主要用于智能列车检修，零部件全生命周期管理等。主要技术指标如下：

（1）工作频率范围：UHF 920MHz～925MHz，HF：13.56 MHz +-7KHz。（2）调制方式：移幅键控的调制方式（ASK）。（3）通信协议：ISO18000-6C，ISO14443A（或ISO 15693）。（4）信道带宽及信道占用带宽（99%能量）：250kHz。（5）信道中心频率：fc（MHz）=920.125+M×0.25（M为整数，取值为0-19）。（7）工作模式：跳频扩频方式，每跳频信道最大驻留时间2秒。（7）发射功率：见表2。（8）邻道功率泄漏比：40dB（第一邻道），60dB（第二邻道）。（9）标签识别能力：具有单标签与多标签识别功能，正常环境下，识别率≥99.9%。（10）通信接口：蓝牙；USB；（11）工作方式：触发方式；命令方式。（12）电源适应性：充电变压器AC（100～240）V，50Hz。（表2）

3 结语

以列车为核心的高速铁路，需要线路、供电、运控、调度等各种高新技术的系统集成，是一个复杂巨系统，其发展也会带动信息通讯、电力电子、材料化工、机械制造、自动控制等多学科、多行业的发展，是世界各国科学技术和制造产业创新能力、综合国力以及国家现代化程度的集中体现和重要标志之一。其中，列车的运行安全智能化保障，列车的智能化管理与智能化维修，是高速铁路技术的核心。

参考文献：

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课程、教材的定位和建设

专业定位和培养目标

高职专业要紧密结合地方经济和产业布局，深圳市政府对汽车电子产业发展定位是使之成为深圳高新技术产业的支柱产业之一，建设汽车电子产业聚集基地，把深圳建成国内最大、国际知名的汽车电子生产、出口、交易基地。深圳比亚迪、长安、标致、雪铁龙等整车企业，航盛电子、赛格导航、凯立德、华强信息等一大批知名车载电子产品企业的发展是市场磨砺的结果，也是这一产业政策制定的依据和引导的方向。为服务于深圳及珠三角汽车电子产业的蓬勃发展，学院2004年成立了汽车电子技术专业，并致力于培养具有良好的综合素质，掌握现代汽车电子控制系统结构和原理，精通汽车电子产品检测与鉴定，了解汽车电子产品生产工艺和设备，具有扎实的电工电子实际操作能力，适应现代汽车电子维修、服务企业以及现代汽车电子产品生产、销售企业的第一线需要的高等应用型专业技术人才。为满足专业定位和培养目标要求，推进学院“产学研用立体推进”的办学模式，我们在学院汽车电子技术专业开设车载电子技术课程，同时进行课程和教材的改革和建设。

课程目标与定位

车载电子技术课程是汽车电子技术专业的专业必修课。属于专业主干课程，其设置目的在于适应车载电子技术的发展对学生知识结构与能力提出的要求，其功能是传授有关车载电子技术的概念、发展趋势以及最新理论和产品等知识点，通过培养学生对车载电子技术和产品的基本了解，使学生对专业知识有基本的认知，掌握基本的车载电子技术应用。本课程通过课堂教学和实验（实训）教学，提高学生的基本素质和综合职业能力。课程传授有关车载电子技术的基本概念、汽车音视频技术应用、车载导航系统及其应用、汽车信息无线网络技术与构建等相关知识，提高学生对有关汽车车载电子技术和产品发展趋势的认识，使学生具备车载电子技术的基本知识，建立车载电子和信息网络的概念，具备产品检查、测试和调试方法方面的能力。

课程特点及教材建设

纵观车载电子技术课程在学院发展历程，学院汽车运用专业最早开设的相关课程为汽车音响及改装，主要开展汽车音响系统原理、调试、改装等方面内容的教学。随着单一的汽车音响被视频装置代替，课程改为汽车音视技术，增加了汽车视频技术和多媒体制作与调试。近几年车载导航和无线信息网络在汽车上的应用越来越普遍，课程顺应技术发展变更为车载电子技术。这个过程不是简单的课程名称改变，而是从指导思想、教学内容、教学方法和实践形式上的逐步调整。车载电子技术并没有成熟的教材可供选择，必须自己动手编写。由于车载电子技术发展很快，课程和教材不宜将内容限定在具体车型所配备的车载电子设备，而是要重点介绍车载电子技术的基本原理和典型应用，因而本课程具有一定的难度，需要把握好高职教育理论知识讲述“必需、够用”这个原则，安排一定学时的实训（实验）教学单元。

学科、课程与教材的关系

高校课程设置和教师课堂设计都有较大的自，高职高专在这方面表现得尤为突出，这是由于高职高专课程体系比本科院校更需要把握市场脉搏，根据市场需求及时更新课程内容，改革教材和教学组织。因此，在教学过程中实时正确地处理学科发展、教材更新与课程组织是本课程教学研究的一个重要课题。从学科上讲，车载电子技术是汽车电子技术的一个重要分支，因此是专业主干课程；该门课程的教材则是对相关技术和应用的概括总结；而课程教学则是发挥任课教师和学生的能动性来共同完成相关知识传授和掌握的一个自然过程。以上三者之间在逻辑上一脉相承，在内容上相互促进。车载电子技术学科和车载电子产品是根本，而教材则是根据学科和产品特点对专业知识和教师课程教学经验的固化，教材编写一方面需要一定的积淀和相对稳定性，另一方面也要顺应技术发展作出修改甚至重写，课程实施或者说课堂教学则要以学科和教材作为材料，及时补充新知识或者进行局部修改，教材再版时要把这些新内容写进去。我们在车载电子技术课程的教学改革实践中很重视以上问题，适应学科发展，适时地把汽车音响课程改革为车载电子技术课程，并制定了新的教学大纲和教材。

教学安排及教学方法

课程单元和教学重点

根据行业发展现状和学科体系规律，我们把车载电子技术课程安排为5个教学单元，分别为基础知识、汽车音视技术、车载导航系统、无线网络技术和车载电子新技术，具体教学安排如下表所示。表中后3个单元都是课程改革后新增加的内容，中间3个单元则是课程教学的重点。

教学与考核的组织实施

本课程我们在实践中采用了“项目教学”的方法，并不严格区分理论和实操，在项目中穿插理论知识的教学。1.教学单元分类教学全过程分为5个教学单元，5个单元既相互独立，又有机结合。2.教学项目安排以上5个单元的核心是中间3个单元，我们所安排的5个项目就来自这3个单元，分别是“功放驱动多声道系统的设计实践”、“便携式车载电子收音机制作”、“GPS导航系统数据处理”、“车辆管理系统编程”、“车载无线网络系统搭建”。通过多媒体技术和实物现场演示相结合的方法传授车载电子概念和新技术、汽车音视频、车载导航系统以及汽车无线信息网络等基本概念，通过实训（实验）项目增强学生的动手能力，加深对车载电子技术理论知识的深入认识。这种项目教学内容与课程紧密结合的教学模式，使得学生学习的积极性、主动性和学习效果得到大幅度提高。3.考核评价方法本课程采用平时成绩与期末考核相结合的方式。教学过程项目完成情况、出勤及习惯养成占总成绩的70%，期末理论考核（笔试）占总成绩的30%。该评价方法有利于提高学生平时学习的积极性，避免产生应付考试的现象。

课程实践及改革的几点思考

认识高职师生特点对课程教学的影响

高职学生文化基础普遍不是很好，由于汽车电子专业除了要学习汽车专业平台课之外还要学习电工电子、计算机软硬件等方面的课程，因课程难度相对较大许多同学会出现畏难情绪。高职教师尤其是专任教师在教授高职课程时需要跨越两大障碍：首先本科院校和高职院校在人才培养方面的侧重点不同，教师们在受教育阶段形成的思维定势，导致其虽然具备较系统和扎实的学科知识，但却不善于将其形象地转化为应用型知识传授给高职学生；另外教师也面临知识结构更新的挑战，需要思考如何将理论知识与市场应用技术紧密结合起来。正因为如此，我们在车载电子技术的课程教学改革实践中探索出的方法是：让课程变得更生动有趣，师生共同参与让学生真正动起来，教师自己也逐渐适应高职课堂的特点。对于少部分基础好、动手能力强的学生则可以鼓励他们多学习电子通信技术、嵌入式系统、运动控制等方面的知识，并指导他们动手做一些小的创新制作。#p#分页标题#e#

应对实训条件不足推动课程改革的方法

由于汽车电子技术专业相对传统汽车专业较为年轻，可供借鉴的实践项目并不多，因此组织车载电子技术的课程教学尤其是实践教学有相当的难度。但是学科本身的发展要求我们在课程实践中必须顺应技术现状，推进相应的实践教学改革。我们采用的办法是立足现有条件，充分利用学院条件并争取开发新的实训（实验）项目。以前讲授汽车音响及改装时我们已经建设了多媒体功放实训系统，车载电子技术课可以对之稍加改动后沿用；便携式车载收音机则是顺应设备数字化而新开发的实训项目；GPS导航系统数据处理也是新开发的实验项目，可以把抽象数据形象显示出来，帮助学生更好理解车载导航系统的原理；车辆管理系统软件编写则精简改编自学院交通安全与智能控制专业的部分上机课程，该项目对于学生理解车辆管理系统效果非常好；车载无线网络系统是最新开发的实验平台，用于更好地理解相关车载信息网络理论知识。

篇(7)

近年来，车载自组织网络(VANET)快速发展，路由协议的准确分类归纳和对比分析对未来研究有重要的意义。针对VANET中路由协议归类分析不完善和未来发展趋势进行综述，依次从基于拓扑、地理和混合路由等方面进行分类归纳，着重介绍了一些经典的地理路由协议并对其特点和性能进行分析，提出了优缺点和改进意见。重点分析地理路由中未来研究热点的延时容忍路由(DTN)和机会路由协议，提出了VANET路由所面临的主要挑战和潜在的机遇，并指出明确的研究路径。

关键词:车载自组织网络；地理路由协议；延时容忍路由协议；机会路由协议

中图分类号: TP393文献标志码:A

英文标题

Vehicular Ad Hoc network routing protocol and its research progress

英文作者名

FU Yuanke*, TANG Lun, CHEN Qianbin, GONG Pu

英文地址(

Chongqing Key Laboratory of Mobile Communications Technology, Chongqing University of Posts and Communications, Chongqing 400065, China

英文摘要)

Abstract:

In recent years, with the rapid development of Vehicular Adhoc NETwork (VANET), wellclassified routing protocol and comparative analysis are important for future study. This paper dealt with the ambiguous classification and deficient analysis of the routing protocol in VANET, classifying and summarizing the routing protocols on the basis of topology, geography and hybrid route in turn. Mainly introducing some classical routing protocols, it analyzed their characteristics and performance, and put forward the advantages and disadvantages as well as improvements. Special stress was put on the comparative analysis of Delay Tolerant Network (DTN) and opportunity routing protocol which would become hot spots for future geographic routing study. Besides, the major challenges and potential opportunities that VANET was facing were pointed out, which had laid the foundation of future protocol study and suggested the path to research clearly.

In recent years, with the rapid development of Vehicular Ad hoc NETwork (VANET), wellclassified routing protocol and comparative analysis has had vast importance for future study. This paper dealt with the ambiguous classification and deficient analysis of routing protocol in VANET, classifying and summarizing on the basis from topology, geography and hybrid route in turn. Mainly introducing some classical routing protocols, it analyzed their characteristics and performance, and put forward the advantages and disadvantages as well as improvements suggested. Laying special stress on the comparative analysis of Delay Tolerant Networks (DTN) and opportunity routing protocol that will become hot spots for future geographic routing study, it proposed the major challenges and potential opportunities that VANET is facing, which has laid the foundation of future protocol study and pointed out the path to research clearly.

英文关键词Key words: Vehicular Ad hoc NETwork (VANET); geographic routing protocol; delay tolerance routing protocol; opportunity routing protocol

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