中国车联网技术与产业发展研究报告.ppt

易流报告 中国车联网技术与产业发展研究报告 2011年8月中国物流产品网华夏物联网研究中心北京易流网络科技有限公司 1 易流报告 声 明 1 本报告由华夏物联网研究中心经过市场调研基础上完成的 版权归华夏物联网研究中心所有 2 本报告所使用的各类图表与数据 一部分来自于国家权威机构的统计报告或年鉴 一部分来自于权威机构发布的统计数据或分析报告 一部分来自于权威机构的调研数据 对上述统计数据 本报告均注明了信息来源 3 除具有公开来源的统计图表与数据外 本报告其他的统计图表与数据来自于华夏物联网研究中心的调研与统计分析 其数据与结论仅代表本中心的观点 4 鉴于中国车联网产业公开的统计数据不完善 本报告的一些分析数据如存在误差 欢迎各方面专家指正 2 易流报告 目 录 第一章 车联网技术与产业概述一 车联网的概念 1二 车联网的技术体系 3三 车联网技术产品系列 14四 车联网产业链分析 22五 中国车联网市场前景 24第二章 国外车联网技术与产业发展分析一 国外车联网感知技术发展概况 27二 国外车联网通讯技术与产业概况 28三 国外车联网导航技术与产业概况 30四 国外Telematics终端平台发展情况 36五 国外无人驾驶汽车技术发展概况 38第三章 中国车联网产业发展分析一 中国车联网感知技术与产业发展分析 39二 中国车联网通讯技术与产业概况 41三 中国车联网导航技术与产业 43四 中国Telematics终端产业分析 46五 中国无人驾驶汽车技术概况 49第四章 车联网产业市场发展前景预测分析一 车联网感知技术产业发展前景 50二 汽车通讯与导航市场发展前景 53三 车联网智能终端市场分析 55第五章 车联网技术解决方案与应用案例一 车辆管理案例 58二 智能停车收费系统 59三 车联网增值服务 广东翼卡车联网 603 易流报告四 不停车收费系统 60五 智能车载终端 61第六章 车联网技术供应商一 智能车载终端供应商 70二 汽车通讯与导航供应商 73三 电子地图提供商 89四 车联网智能终端供应商 91五 车辆传感器供应商 93 4 易流报告 5 易流报告 第一章 车联网技术与产业概述 一 车联网的概念 盲人可以开车 酒后可以驾驶 汽车不再碰撞 停车不再苦恼 由于车联网技术 的应用 这些很多人梦寐以求的场景正向我们走来 那么什么是车联网 为弄清楚这个概念 我们先从一部科幻大片来体验一下车联网的生活 2010年上海世博会园区的通用汽车馆放映的科幻大片 2030 中 2030年的上海拥有5层立体交通网络 任何人都可以开车 车速飞快 而且在 车联网 的保护下实现了零交通事故率 堪称绝对安全 通过 车联网 汽车具备了高度智能的车载信息系统 并且可以与城市交通信息网络 智能电网以及社区信息网络全部连接 从而可以随时随地获得即时资讯 并且作出与交通出行有关的明智决定 外形小巧时尚的汽车将可以实现智能停泊 通过建筑外墙的轨道直接停在自家阳台上 或者进入高速火车的车厢中 由于每辆车都采用了自动驾驶技术 盲人也可以开车穿行于城市中 智能的 车联网 甚至可以以 一键通 的形式接通呼叫中心的形式帮助司机获取周边信息 寻找停车场 以及自己找到充电站完成充电 由此可见 车联网技术将重新定义汽车的NDA 借助感知技术 无线通讯技术实现城市内车与车之间 车与建筑物之间 以及车与城市基础设施之间实现互联互通 这就如同一个蝙蝠定位系统 在接收到局部信息后 迅速地传递到范围更广的网络中 帮助交通系统将车流分配到不同的区域内 再加上高智能的车辆驾驶系统 车辆如深海中的鱼群快速地游动却彼此永不相撞 未来汽车所具备的3D智能导航系统 就像一个智能机器人 能与交通设施 其他车辆进行信息交流 自动引导汽车行驶 不需人驾驶 目前 全球一些主要汽车品牌已经开始了这方面的探索 据介绍 基于车联网理念设计的汽车 整合了车对车交流技术 无线通信及远程感应技术 支持 自动驾驶 在自动驾驶模式下 它能获得实时交通信息 具备行人探测功能 自动选择路况最佳的行驶路线 大大缓解交通堵塞 除此之外 它还可以感知周围环境 在很大程度上减少交通事故的发生 综合上述分析 我们给出如下车联网定义 车联网就是汽车物联网 它是指利用车载电子传感装置 通过移动通讯技术 汽车导航系统 智能终端设备与信息网络平台 使车与路 车与车 车与人 车与城市之间实时联网 实现信息互联互通 从而对车 人 物 路 位置等进行有效的智能监控 调度 管理的网络系统 1 易流报告 车联网基础应用很早就开始探讨 华夏物联网研究中心王继祥主任在2006年就基于物联网用用提出了车联网理念 但在国内车联网概念被广泛提及还仅仅是这两年的事 2010年10月28日 百度 车联网 关键词才第一次被搜索 尽管车联网是一个新概念 但未来车联网将彻底改变人类出行模式 颠覆传统汽车与交通的概念 据专家估计车联网应用市场规模可达到物联网的20 30 目前车联网项目已列为国家重大专项支持计划 当今车联网系统发展主要通过传感器技术 无线传输技术 海量数据处理技术 数据整合技术相辅相成配合实现 车联网系统的未来 将会面临系统功能集成化 数据海量化 高传输速率 车载终端集成车辆仪表台电子设备 如硬盘播放 收音机等 数据采集也会面临多路视频输出要求 因此对于影像数据的传输 需要广泛运用当今流行3G网络 未来车联网将主要通过无线通信技术 GPS技术及传感技术的相互配合实现 在未来的车联网时代 无线通信技术和传感技术之间会是一种互补的关系 当汽车处在转角等传感器的盲区时 无线通信技术就会发挥作用 而当无线通信的信号丢失时 传感器又可以派上用场 车联网一般通过车载物联网终端实现联网 车载物联网是一项新兴技术 可以大幅提高未来交通系统的安全和效率 并将车辆连接到计算机网络 车载物联网能够在行驶中的车辆之间建立无线通信 也能够在过路车辆和路边基站之间建立无线通信 利用多跳转发的方式 车载网络能够让两个在信号范围之外的车辆也建立通信连接 车载网络将成为未来智能交通系统的重要组成部分 2 易流报告 本质上车载物联网是一个巨大的无线传感器网络 每一辆汽车都可以被视为一个超级传感器节点 通常一辆汽车装备有内部和外部温度计 亮度传感器 一个或多个摄像头 麦克风 超声波雷达 以及许多其他装备 此外 未来的汽车将配备一个车载计算机 GPS定位仪和无线收发装置 这使得汽车之间 以及汽车和路边基站之间能够无线通信 这种前所未有的无线传感器网络扩展了计算机系统对整个世界的感知与控制能力 并可以让信息在本地产生和共享 不必涉及庞大的基础设施 二 车联网技术体系 根据车联网概念 车联网技术体系主要包括 汽车感知技术 汽车无线通信技术 汽车导航技术 电子地图与定位技术 车载物联网终端技术 智能控制技术 海量数据处理技术 数据整合技术 智能交通技术 视频监控技术 3G网络技术等技术相辅相成配合实现 车联网系统的未来 将会面临系统功能集成化 数据海量化 高传输速率的要求 1 汽车感知技术 汽车感知技术是车联网的末梢神经 是车联网最关键的技术 汽车感知技术主要有传感器技术 RFID技术 卫星定位感知技术等 主要用于车况及控制系统感知 道路环境感知 车与物的感知 车辆位置感知 驾驶辅助系统感知等等 车况及控制系统感知 现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制 车况与控制系统感知技术就是利用车用传感器把汽车运行中各种工况信息 如车速 各种介质的温度 发动机运转工况等 转化成电讯号输给计算机 以便发动机处于最佳工作状态 车用传感器很多 是汽车计算机系统的输入装置 根据传感器的作用 可以分类为测量温度 压力 流量 位置 气体浓度 速度 光亮度 干湿度 距离等功能的汽车传感器 传感器在汽车上的作用非常重要 也是车联网最终端神经末梢 汽车传感器过去单纯用于发动机上 现在巳扩展到底盘 车身和灯光电气系统上了 这些系统采用的传感器有100多种 车用传感器种类繁多 常见的有 进气压力传感器 反映进气歧管内的绝对压力大小的变化 是向ECU 发动机电控单元 提供计算喷油持续时间的基准信号 空气流量计 测量发动机吸入的空气量 提供给ECU作为喷油时间的基准信号 节气门位置传感器 测量节气门打开的角度 提供给ECU作为断油 控制燃油 空气比 点火提前角修正的基准信号 曲轴位置传感器 检测曲轴及发动机转速 提供给ECU作为确定点火正时及工作顺 3 易流报告 序的基准信号 氧传感器 检测排气中的氧浓度 提供给ECU作为控制燃油 空气比在最佳值 理论值 附近的的基准信号进气温度传感器 检测进气温度 提供给ECU作为计算空气密度的汽车传感器依据 冷却液温度传感器 检测冷却液的温度 向ECU提供发动机温度信息 爆震传感器 安装在缸体上专门检测发动机的爆燃状况 提供给ECU根据信号调整点火提前角 应用在变速器 方向器的传感器有 有车速传感器 温度传感器 轴转速传感器 压力传感器等 方向器有转角传感器 转矩传感器 液压传感器 应用在悬架和ABS上传感器有车速传感器 加速度传感器 车身高度传感器 侧倾角传感器 转角传感器等 空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元 ECU 作为决定喷油的基本信号之一 进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力 并转换成电信号和转速信号一起送入计算机 作为决定喷油器基本喷油量的依据 曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器 是计算机控制的点火系统中最重要的传感器 其作用是检测上止点信号 曲轴转角信号和发动机转速信号 并将其输入计算机 从而使计算机能按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令 爆震传感器安装在发动机的缸体上 随时监测发动机的爆震情况 目前采用的有共振型和非共振型两大类 道路环境感知 道路环境感知是车辆与外部进行感知的主要技术 也是车辆与智能交通融合的关键技术 道路环境感知主要有路面感知 交通状况感知 交通信号感知 行人感知 智能交通感知等等 路面感知主要是借助于嵌入路面的电磁感应器等于先部署的基础设施感知路面形成状况 借助于各种传感器感知路况及周边情况 为车辆联网提供基础数据和感知手段 交通状况感知主要借助于视频感知 RFID技术和传感器技术等手段 感知行车速度 交通状况等信息 作为车联网智能控制的基础 交通信号感知是无人驾驶汽车的重要技术 可通过视频 传感器等综合感知技术 判断交通信号 实现自然道路自动驾驶 行人感知也是汽车安全行驶和自动驾驶的基础 感知手段也需要采用综合的技术手段 智能交通感知是车联网技术与智能交通的技术融合与集成 从而实现不停车收费 ETC 智能停车场管理等车联网应用 实现汽车与马路的信息交换是典型的道路环境感知技术 现介绍如下 4 易流报告 1 行驶中的汽车与马路的联网是实现车联网的第一步 为了兼容传统车辆 现有的道路交通信号 行车线 红绿灯 指示牌 速度限制等 都应该被保留 因为那是新旧系统兼容的基础及保障 2 将无线数字传输模块植入到当前的道路交通信号系统中去 数字模块可向路经的汽车发放数字化交通灯号信息 指示信息 路况信息 并接受联网汽车的信息查询及导航请求 然后可将有关信息反馈给相关的联网汽车 3 将无线数字传输模块植入到联网汽车中去 令联网汽车可接收来自交通信号系统的数字化信息 并将信息于联网汽车内显示 同时还将信息与车内的自动 半自动驾驶系统相连接 作为汽车自动驾驶的控制信号 4 联网汽车的显示终端同时作为城市道路交通导航系统来使用 在这个车联网系统中 卫星导航将不再需要 因为导航信息直接来自具有更快 更新 更全面导航功能的数字化交通系统 5 联网汽车的数字传输模块包含有联网汽车的身份代码 ID 信息 即 数字车牌 信息 这是车联网对汽车进行通信 监测 收费及管理的依据 车与物的感知 车联网重在应用 车联网的应用首先在于车与物的联网 借助RFID 传感器等技术手段 可以感知车内物品的信息与状况 把这些信息借助车联网系统传输到物联网系统 可以对车联网系统中的物品进行实时联网监控 可视化管理 在线调度 从而实现智慧物流的运作 车与车外的建筑 物品及前后车辆的感知 是行车安全 防止碰撞和无人驾驶的基础 主要采用的技术有RFID 激光 红外 视频 电磁等感应技术 5 易流报告行驶中车辆互联互动是重要的车与物感知技术 现举例介绍如下 1 联结路面行驶中的汽车是实现车联网的第二步 为了使联网汽车与传统汽车兼容 现有的汽车灯号系统 刹车灯 转向灯 危险信号灯 都会获得保留 这也是新旧系统兼容的基础及保障 2 将无线数字传输模块植入到联网汽车中去 数字模块可以向周边联网汽车提供数字化灯号信息及状态信息 并且数字化信息与其传统灯号信息是同步发送的 3 联网汽车中的无线数字传输模块可同步接收来自其它联网汽车的数字化信息并在汽车内进行显示 同时将信息与车内的自动 半自动驾驶系统相连及互动 为联网汽车的安全行驶提供依据 4 根据接收到的由其它联网汽车发送的数字信息 联网汽车便会知道周边联网汽车的状况 包括位置 距离 相对速度及加速度等 并在紧急刹车情况下 可令随后的联网汽车同步减速 有效防止汽车追尾事故的发生 5 联网汽车还可随时通过数字化网络与周边任意联网汽车进行通话 在有需要时 还可向附近的联网汽车进行广播 告知有关紧急情况 车辆位置感知 车联网位置感知技术主要采用卫星定位技术 位置感知是车联网最重要感知技术之一 他是车辆行车监控 在线调度 智能交通和辅助驾驶的基础技术 目前全球最重要的位置感知技术体系主要应用GPS系统 中国北斗星系统也发展很快 将成为最重要的位置感知技术体系 智慧驾驶辅助系统 智慧驾驶辅助系统是感知技术综合运用 既需要行人感知 路况感知 驾驶行为感知 车道感知 位置感知 交通标志感知 驾驶员视觉增强等技术 也需要智能控制系统的辅6 易流报告 助驾驶 是感知技术集成应用 高级的智慧驾驶系统还可以实现无人驾驶 智能停车 把人类车联网的未来幻想变为现实 2 汽车无线通信技术 无线移动的电子通讯技术是车联网的信息传输重要技术手段 目前汽车将逐渐成为移动的多媒体信息中心 与办公场所 家庭住宅通过先进的通信技术密切相连 充分体现 无缝移动通讯 的互联要求 其发展趋势是灵活性 数字化 互联性 整合性及私密性 随着电控器件在汽车上越来越多的应用 汽车电子的网络化功能将得到进一步拓展 从初期的多子系统分别工作发展到分布式模块化控制器局域网络 而且 汽车车载电子设备间的数据通信也会变得越来越重要 在汽车比较普及的发达国家 汽车通讯安全理念已经深入人心 安装专用汽车通讯设备已经成为购车者的自觉行为 汽车通讯技术主要有移动通信技术 移动互联网技术 移动传真技术 移动电话技术等 移动通信技术 移动通信是指移动通信 Mobilecommunication 是移动体之间的通信 或移动体与固定体之间的通信 移动体可以是人 也可以是汽车 火车 轮船 收音机等在移动状态中的物体 通信双方采用的频段遍及低频 中频 高频 甚高频和特高频 移动通信系统由移动台 基台 移动交换局组成 移动通信系统从20世纪80年代诞生以来 到2020年将大体经过5代的发展历程 而且到2010年 将从第3代过渡到第4代 4G 到4G 除蜂窝电话系统外 宽带无线接入系统 毫米波LAN 智能传输系统 ITS 和同温层平台 HAPS 系统将投入使用 未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率 高机动性和无缝隙漫游 实现这些要求在技术上将面临更大的挑战 此外 系统性能 如蜂窝规模和传输速率 在很大程度上将取决于频率的高低 从车联网应用角度看 可以使用的接入技术包括 无线3G 车载电话 车载台 车载传真 车载对讲等 无线3G在车联网中具有广泛应用的移动通信技术 移动互联网技术 移动互联网就是将移动通信和互联网二者结合起来 成为一体 在最近几年里 移动通信和互联网成为当今世界发展最快 市场潜力最大 前景最诱人的两大业务 它们的增长速度都是任何预测家未曾预料到的 所以移动互联网可以预见将会创造怎样的经济神话 移动互联网向多媒体信息应用发展 随着技术的进步 向移动用户提供多媒体业务将是未来十年内移动通信发展的主要潮流 无线技术仍然在高速发展 未来空中接口的带宽将不断增加 手持终端的功能将不断完善和增强 它们为多种移动应用的发展开辟了广阔 7 易流报告 空间 从目前的第二代数字移动通信系统向第三代移动通信系统发展是必然的趋势 移动终端用户对移动数据业务的需求日益强烈 运营商也希望能充分利用目前的设备提供更多的增值服务 移动互联网的发展 需要满足实现统一IP核心网的战略要求 市场对移动数据通信的需要主要基于移动互联网 人们可以用数字功能更强的PDA 掌上机和笔记本电脑等从事大量的数据处理和显示 真正满足广大用户移动计算方面的应用需要 移动电话技术 车载电话抗干扰 抗屏蔽较强 接收信号的性能比一般商用手机要高25 是汽车住移动电话技术产品 为了在行车时便于记录有关信息 某些车载电话还专门设置了录音功能 网络遥控功能 车主可以通过预先设定的电话对车辆实施GSM网络范围内的远程遥控 其功能包括 遥控启动 开启空调 声光报警 追踪定位 切断油 电路等 值得一提的是 某些车载电话设有紧急报警按钮 紧急时刻轻触0 5秒 系统便会马上接通预先设定的报警电话通知警方或家人 此外 在智能防盗功能方面 当系统受到异常开启车门或起动等现象时 车载电话会马上按预设的报警电话语音提示警情报警 即使切断车辆的电源 通讯防盗主机的后备电池也可持续工作8小时 确保防盗功能的持续性 车载对讲机主要应用在公安 民航 运输 水利 铁路 制造 建筑 服务等行业 用于团体成员间的联络和指挥调度 以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力 车载传真技术 车载传真机主要应用于全方位移动办公及应急救援 可清晰准确地收发重要信息及指令 及时签发文件 签订合同 广泛适用于各级领导 公安 海关 消防 部队 政府部门 机要部门等 3 汽车导航技术 汽车导航系统主要由导航主机和导航显示终端两部分构成 内置的天线会接收到来自环绕地球的定位卫星中的至少3颗所传递的数据信息 由此测定汽车当前所处的位置 导航主机通过卫星信号确定的位置坐标与电子地图数据相匹配 便可确定汽车在电子地图中的准确位置在此基础上 将会实现行车导航 路线推荐 信息查询 播放AV TV等多种功能 驾驶者只须通过观看显示器上的画面 收听语音提示 操纵手中的遥控器即可实现上述功能 从而轻松自如地驾车 目前世界上常用的民用卫星导航技术是全球卫星定位系统GPS 这是美国的卫星导航技术系统 此外中国北斗卫星定位系统发展也很快 已经在军事 航海等领域获得应用 GPS定位原理是采用24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上 以12小时的周 8 易流报告 期环绕地球运行 使得在任意时刻 在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星 由于卫星的位置精确可知 在GPS观测中 我们可得到卫星到接收机的距离 利用三维坐标中的距离公式 利用3颗卫星 就可以组成3个方程式 解出观测点的位置 X Y Z 考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差 实际上有4个未知数 X Y Z和钟差 因而需要引入第4颗卫星 形成4个方程式进行求解 从而得到观测点的经纬度和高程 事实上 接收机往往可以锁住4颗以上的卫星 这时 接收机可按卫星的星座分布分成若干组 每组4颗 然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位 从而提高精度 由于卫星运行轨道 卫星时钟存在误差 大气对流层 电离层对信号的影响 以及人为的SA保护政策 使得民用GPS的定位精度只有100米 为提高定位精度 普遍采用差分GPS DGPS 技术 建立基准站 差分台 进行GPS观测 利用已知的基准站精确坐标 与观测值进行比较 从而得出一修正数 并对外发布 接收机收到该修正数后 与自身的观测值进行比较 消去大部分误差 得到一个比较准确的位置 实验表明 利用差分GPS 定位精度可提高到5米 4 电子地图与定位技术 车载电子地图与定位是GPS技术与电子地图技术的结合集成技术 当GPS接收到的信号和计速装置所提供的信息 要通过接收器 提供给汽车导航系统 并由软件系统分析处理 重叠在存储的地图之上 当GPS提供的坐标信息重叠到电子地图上时 驾车人就可以看出自己目前的位置以及未来的方向了 这最后一个环节叫做成图 也是车载导航系统中最重要的一环 离开了成图 导航系统就等于是没有了方向 车载导航系统的地图数据库来源于多种渠道 其中最主要的来源是城市政府机关提供的街区数据库 对一个好的车载导航系统来说 地图的数量 准确程度 以及数据的及时性 都很重要 不管GPS提供的坐标位置有多么准确 如果你的导航系统不能提供你所在地区的地图 或是提供的地图有错误 你的系统就可以说是毫无价值 电子地图与定位技术要关注以下几点 第一要检查测试系统的地图准确性 可选择一 两个你所熟悉的路段 或是新近开张的酒店 看一看系统是否能够准确显示汽车的位置 因为街道 路段总是在不断地变化 你的系统也必须提供定期的更新服务 第二要考虑系统的存储能力 车载导航系统也一定要有相应大的硬盘内存 第三要检测图像显示 车载导航系统的图像显示 可以装在汽车的驾驶仪表盘上 也可以投射到手提电脑甚至掌上型 9 易流报告 电脑的屏幕上 为了适应不同的天气和光线条件 图像显示屏幕下必须有足够强的亮度 还要有足够的大小和好的分辨率 电子地图与定位技术应用一般主要解决两大问题 车辆跟踪系统和车辆导航系统 它们在功能上截然不同 一种是用于车辆的防盗 一种则是用于车辆的自主导航 由于 只接受 不发射 信号是GPS是接收系统的一大特点 所以用于防盗的GPS跟踪系统就是要借助通信网络以及政府配套系统给GPS车载防盗仪 提供收取使用费用的解决方案 而车载导航仪是通过接受卫星信号 配合电子地图数据 适时掌握自己的方位与目的地 自主导航的模式不收取任何使用费用 用户可以根据自己的需要有选择的购买地图数据 GPS技术是利用GPS卫星信号接收的 可以24小时不间断地接收卫星发送的数据参数结算出接收的三维位置 三维方向以及运动速度和时间信息 车载导航仪是通过接受卫星信号 配合电子地图数据 适时掌握自己的方位与目的地 自主导航的模式不收取任何使用费用 用户可以根据自己的需要有选择的购买地图数据 当使用者把车载GPS安装在车上后 无论使用者身处哪个城市 城镇或是郊区 我们都能在转瞬之间找到一家餐馆或是最近的一家加油站 5 车载电脑终端技术 Telematics 通常所说的Telematics就是指应用无线通信技术的车载电脑系统 随着电脑和网络技术应用到汽车上 正在形成称之为Telematics的新的电脑市场 Telematics是无线通信技术 卫星导航系统 网络通信技术和车载电脑的综合产物 被认为是未来的汽车技术之星 汽车行驶当中出现故障时 通过无线通信连接服务中心 进行远程车辆诊断 内置在发动机上的计算机记录汽车主要部件的状态 并随时为维修人员提供准确的故障位置和原因 通过终端机接收信息并查看交通地图 路况介绍 交通信息 安全与治安服务以及娱乐信息服务等 在后座还可以玩电子游戏 网络应用 包括金融 新闻 E mail等 通过Telematics提供的服务 用户不仅可以了解交通信息 临近停车场的车位状况 确认当前位置 还可以与家中的网络服务器连接 及时了解家中的电器运转情况 安全情况以及客人来访情况 也就是说 综合上述所有功能的车载计算机系统叫Telematics Telematics市场还可以分为以移动通信运营商为主的AfterMarket AM 市场和以汽车厂商为主的BeforeMarket BM 市场两个部分 TelematicsAM市场是指在汽车出厂之后安装相应的设备提供Telematics业务 TelematicsBM指在出厂时就可以提供服务的形式 Telematics系统运作模式极为复杂 就目前发展的模式观察 基本上可将其分为汽车定位系统 GPS 与资讯存取 Access 两部分 在GPS系统运作模式方面 主要透过其内建具 10 易流报告 有广播 微波与卫星之三向接收与发射天线与卫星连结 透过卫星的三角定位法 以Telematics系统内建的GPS系统与地理资讯系统 GIS 以地形图 3D 或平面 2D 地图方式 为驾驶员提供导航服务 资讯接收运作模式方面 主要透过行动通讯网路 GSM GPRS或3G 与后台客户服务中心或资讯运营商进行资讯 车辆管理 调度 交通 旅馆 娱乐 气象 订票等资讯 的双向接收与传送 Telematics系统的应用领域基本上可分为前座系统 后座系统与引擎机械系统三大子系统 前座系统主要以安全 车辆保全 驾驶简易性与舒适性为主要考量 而为了避免造成驾驶者分心 输入系统主要采用语音输入或触控面板 输出系统则为中尺寸面板 LCD或OLED 语音输出或投射在挡风玻璃的抬头显示等 后座系统则以多媒体娱乐为主 包括互动式游戏 高传真音响视听系统 随选视讯 数位广播与数位电视等 引擎机械系统 主要是根据车用电脑所收集的车况资讯 进行车况诊断 行车效率最佳化 远距引擎调整或零件预定等 Telematics目前主要应用在车载系统上 根据使用目的不同 Telematics可分为三种基本类型 即交通信息与导航服务 安全驾驶与车辆保护及故障诊断的车辆维护服务 娱乐及通信服务 为达到上述功能 同时也需要提供全球定位系统技术 地理信息系统 GIS Geo graphicInformationSystem 智能型交通系统 ITS IntelligentTransportSystems 技术 值得一提的是Telematics逐渐演变为综合了GPS的跟踪装置和无线通信等技术的车载系统 在美国汽车业 率先使用Telematics技术的企业是通用公司 早在其他企业之前 通用已经把OnStar Telematics技术用于商务领域 当汽车出现故障时 只要驾驶员按下后视镜旁边的按钮 OnStar通过无线通信连接到通用服务中心 同时利用卫星定位系统 把准确的车辆位置传递给服务中心 只要驾驶员通过麦克告诉服务中心的技术人员故障状况 就有维修人员从最近的维修点 在最短的时间内赶到事故现场 过去 只应用在最高档小汽车CadillacOnStar 现在已经列为可选项目应用到中档小汽车上 6 智能控制技术 智能控制技术 ICT IntelligentControlTechnology 是控制理论发展的新阶段 主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题 常用的智能技术包括模糊逻辑控制 神经网络控制 专家系统 学习控制 分层递阶控制 遗传算法等 以智能控制为核心的智能控制系统具备一定的智能行为 如 自学习 自适应 自组织等 智能控制技术与车联网技术结合 可实现对联网车辆进行信息分析 在线控制等功能 11 易流报告7 智能交通技术智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统 它的突出特点是以信息的收集 处理 发布 交换 分析 利用为主线 为交通参与者提供多样性的服务 说白了就是利用高科技使传统的交通模式变得更加智能化 更加安全 节能 高效率 21世纪将是公路交通智能化的世纪 人们将要采用的智能交通系统 是一种先进的一体化交通综合管理系统 在该系统中 车辆靠自己的智能在道路上自由行驶 公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态 借助于这个系统 管理人员对道路 车辆的行踪将掌握得一清二楚 要实现车联网功能 必须要实现车联网技术与智能交通技术融合 8 车载自组织网络车载自组织网络依靠短距离通信技术实现车与车以及车与路边基站之间的通信 与传统的基础设施网络相比 车载自组织网络有两个主要优势 首先 车载自组织网络具有成本低 容易部署和操作的优势 消费者无需订阅即可享受服务 其次 从技术角度来看 智能交通系统中传播的很多信息有很强的位置相关性 车载自组织网络能够很方便地为临近车辆建立实时或者非实时的短距离通信 自组网是一种无线分布式结构 强调的是多跳 自组织 无中心的概念 因此可以把车载自组网 VANET vehicleadhocnetworks 定义为一种快速移动户外通信网络 fastmovingoutdoorcommu nicationnetwork 也有人把车载自组网称为自组织交通信息系统 SOTIS self organizingtrafficinformationsystem 车载自组网的基本思想是在一定通信范围内的车辆可以相互交换各自的车速 位置等信息和车载传感器感知的数据 并自动的连接建立起一个移动的网络 节点的单跳通信范围只有几百米到一千米 每一个节点 车辆 不仅是一个收发器 同时还是一个路由器 因此采用多跳的方式把数据转发给更远的车辆 整个车载自组网分为两部分 车与车 V2V vehicletovhicle 和车与设施 V2I vehicletoinfrastructure 图1显示了车载自组网在真实环境中应用的一个模型示意 12 易流报告 可以看到 卫星通信系统分别为车载自组网提供全球定位服务 GPS globalpositioningsystem 和数字多媒体服务 DMB digitalmultimediabroad casting 车与车通信使车辆之间能够通过多跳的方式进行自动互联 这好比车与车之间能够像人一样互相交谈 起到提高车辆运行的安全和疏导交通流量等作用 车载自组网除了可以单独组网实现局部的通信外 还可以通过路灯 加油站等作为接入点的网关 gateway 连接到其他的固定或移动通信网络上 提供更为丰富的娱乐 车内办公等服务 在本文中 针对车载自组网的特点和技术难点 主要讨论车与车之间通信的自组网方式 车载自组网在交通运输中出现 将会扩展司机的视野与车载部件的功能 从而提高道路交通的安全与高效 典型的应用包括 行驶安全预警 利用车辆间相互交换状态信息 通过车载自组网提前通告给司机 建议司机根据情况作出及时 适当的驾驶行为 这便有效的提升了司机的注意力 提高驾驶的安全性 协助驾驶 帮助驾驶员快速 安全的通过 盲区 例如在高速路出 入口或交通十字路口处的车辆协调通行 分布式交通信息发布 改变传统的基于中心式网络结构的交通信息发布形式 车辆从车载自组网中获取实时交通信息 提高路况信息的实时性 例如 综合出与自身相关的车流量状况 更新电子地图以便更高效地决定路径规划 基于通信的纵向车辆控制 通过车载自组网 车辆能根据尾随车辆和更多前边视线范围外的车辆相互协同行驶 这样能够自动形成一个更为和谐的车辆行驶队列 避免更多的交通事故 三 车联网技术产品系列13 易流报告 车联网技术产品主要包含 车联网感知系列产品 车联网通信系列产品 车联网终端 系列产品 车联网导航系列产品 车联网软件系列产品等 1 车联网感知系列的电子产品 汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命 汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志 是用来开发新车型 改进汽车性能最重要的技术措施 汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量 促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段 随着汽车的信息化 电子化与智能化 汽车电子产品遍布车辆各个部分 车联网感知系列产品就是最主要的汽车电子产品系列 车联网的感知技术就是通过各类感知电子产品集成应用来实现的 汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称 车体汽车电子控制装置 包括发动机控制系统 底盘控制系统和车身电子控制系统 车身电子ECU 汽车电子最显著特征是向控制系统化推进 用传感器 微处理器MPU 执行器 数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统 正获得极其广泛的市场 车体汽车电子控制装置有如赤裸裸的 不穿戴任何衣物饰物的人体 车载汽车电子包括汽车信息系统 汽车导航系统和汽车娱乐系统 车载汽车电子控制装置有如人身的衣物 饰物 据统计 从1989年至2000年 平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16 增至23 以上 一些豪华轿车上 使用单片微型计算机的数量已经达到48个 电子产品占到整车成本的50 以上 目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统 按照对汽车行驶性能作用的影响划分 可以把汽车电子产品归纳为两类 一类是汽车电子控制装置 汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用 即所谓 机电结合 的汽车电子装置 它们包括发动机 底盘 车身电子控制 例如电子燃油喷射系统 制动防抱死控制 防滑控制 牵引力控制 电子控制悬架 电子控制自动变速器 电子动力转向等 另一类是车载汽车电子装置 车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置 它和汽车本身的性能并无直接关系 它们包括汽车信息系统 行车电脑 导航系统 汽车音响及电视娱乐系统 车载通信系统 上网设备等 目前电子技术发展的方向向集中综合控制发展 将发动机管理系统和自动变速器控制系统 集成为动力传动系统的综合控制 PCM 将制动防抱死控制系统 ABS 牵引力控制系统 TCS 和驱动防滑控制系统 ASR 综合在一起进行制动控制 通过中央底盘控制器 将制动 悬架 转向 动力传动等控制系统通过总线进行连接 控制器通过复杂的控制运算 对各子系统进行协调 将车辆行驶性能控制到最佳水平 形成一体化底盘控制系 14 易流报告 统 UCC 由于汽车上的电子电器装置数量的急剧增多 为了减少连接导线的数量和重量 网络 总线技术在此期间有了很大的发展 通讯线将各种汽车电子装置连接成为一个网络 通过数据总线发送和接收信息 电子装置除了独立完成各自的控制功能外 还可以为其它控制装置提供数据服务 由于使用了网络化的设计 简化了布线 减少了电气节点的数量和导线的用量 使装配工作更为简化 同时也增加了信息传送的可靠性 通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置 读取故障码对其进行故障诊断 使整车维修工作变得更为简单 汽车电子技术的应用将使汽车更加智能化 智能汽车装备有多种传感器 能够充分感知驾车者和乘客的状况 交通设施和周边环境的信息 判断乘员是否处于最佳状态 车辆和人是否会发生危险 并及时采取对应措施 2 车联网通信系列的技术产品 汽车通讯系统是专门为驾驶员 乘车人设计 生产的高端通讯产品 在安全性 适用性及可拓宽性等方面都有特殊要求 在汽车比较普及的发达国家 汽车通讯安全理念已经深入人心 安装专用汽车通讯设备已经成为购车者的自觉行为 汽车通讯产品主要有车载台 车载电话 车载传真机 车载对讲机等几种 下面分别进行阐述 汽车3G通信产品 自从3G网络进入中国以来 3G汽车 这个概念也应运而生 今年 多款植入了车载信息化系统的所谓3G轿车 智能型轿车陆续进入市场 3G汽车将颠覆我们的生活 成为当下车市最时髦的广告词 汽车采用3G技术与产品主要是提升车载信息系统功能 通过无线上网技术给汽车植入了上网 看电影 炒股等娱乐功能 拥有这些功能的轿车就被商家包装成了所谓的3G轿车 智能化轿车 据调查 目前有多个品牌的轿车搭载了3G通信功能 其中包括广汽丰田的G BOOK智能副驾装置 广本雅阁的车行无忧系统 上汽的车载上网系统以及通用的汽车安全信息系统等等 此外 3G与其他技术结合 近期以来很多创新产品不断问世 如汽车跟踪定位与可视 通信的 汽车3G眼 汽车运行监控与分析系统 汽车3G防盗报警器等 车载电话 车载电话是兼顾行车安全而又方便时尚的产品 在欧美等发达国家已经作为轿车的标准装置而广泛应用 即使在屏蔽较强 电磁干扰较大的车厢 车载电话依然能保持优良的 15 易流报告通话效果 测试表明 车载电话接收信号的性能比一般商用手机要高25 如果配备了专用车载天线 那么在许多手机信号极弱环境下 仍然能保持清晰的通话 为了充分保证行车安全 车载电话大都设置了免提通话 车内音响自动切换 语音提示等功能 从而使车主在接听或拨打时无须观看屏幕 典型产品 诺基亚810车载电话 诺基亚810车载电话的主要特色之一是先进 独特的界面 使用超大屏幕和一指旋转键可方便地控制手机功能 支持蓝牙 HSCSD GPRS和RS232连接 适用于EGSM900 1800网络 车载电话的边缘是一类车载免提系统 这类产品是随着手机的普及应运而生的 在车上主要是配合手机实现车载电话的免提功能 车载台 车载台是业余电台的一种 通常兼备接收和发射功能 是可以用来发射无线电信号与其他人联络的常规通信工具 车载台的使用通常有行业应用和个人应用两种 行业应用方面 警务 出租 建筑等行业内进行车队管理及联络 如出租车公司用来联系职员 通报路况 安排工作等 个人应用方面 近年来车载台逐渐成为汽车通讯的新时尚 随着国内私家车的普及以及大众生活观念的转变 怎么玩成了重要课题 车载电台的出现对很多热爱自驾游的人们来说无疑很适用 所以车载电台的受众增加很快 在长沙 南京 郑州 成都等城市迅速掀起一股应用热 一些车队主要用它进行旅游 汽车调配和汽车常规通讯 目前知名的车载台品牌有摩托罗拉健伍 好易通等 典型产品 摩托罗拉车载台 16 易流报告 车载传真机 车载传真机主要应用于全方位移动办公及应急救援 可清晰准确地收发重要信息及指令 及时签发文件 签订合同 广泛适用于各级领导 公安 海关 消防 部队 政府部门 机要部门等 典型产品 瑞典PossioGSM车载传真 电话机 车载对讲机 车载对讲机主要应用在公安 民航 运输 水利 铁路 制造 建筑 服务等行业 用于团体成员间的联络和指挥调度 以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力 随着对讲机进入民用市场 人们架车外出旅游 购物也开始越来越多地使用对讲机 典型产品 MOTOROLAGM950E车载对讲机17 易流报告 3 Telematics系列 车联网终端产品Telematics是远距离通信的电信 Telecommunications 与信息科学 Informatics 的合成词 按字面可定义为通过内置在汽车 航空 船舶 火车等运输工具上的计算机系统 无线通信技术 卫星导航装置 交换文字 语音等信息的互联网技术而提供信息的服务系统 也就是说通过无线网络 随时给行车中的人们提供驾驶 生活所必需的各种信息 Telematics系列产品是车联网最重要的终端产品 大部分的产品应用于汽车联网与通讯 驾驶者可运用无线传输的方式 连结网路传输与接收资讯与服务 以及下载应用系统或更新软体等 主要功能仍以行车安全与车辆保全为主 特色如下 卫星定位 透过GPS配合路线资讯 作路况报导与路线指引 道路救援 行车过程中 假使发生车祸或车辆故障意外 通过按键 自动联系救援 汽车防窃 透过卫星定位提供失窃车辆的搜寻与追踪 自动防撞系统 透过Sensor或雷达 感应车与车间安全行驶距离 车况掌握 车辆性能与车况的自动侦测 维修诊断等 个人化资讯接收 收发电子邮件与个人化资讯等 多媒体娱乐资讯接收 高画质与高音质的视听设备 游戏机 上网机 个人行动资讯中心 随选视讯等 车辆应急预警系统 信息通信技术是开放式自动定向架构的结构变量可编程智能信标在智能汽车为开发应用开发根据 并在车辆附近周围的车辆信息和基础设施目标的股规定予以警告 拖车追踪 拖车追踪是追踪通过安装在拖车的翼卡车联网和返移动通信网络或卫星通信定位数据的方法使用移动和挂接式车辆的拖车单位地位的技术或者通过使用PC或基于网络的软件 典型产品 通用3G系统 安吉星 其主要特点是保障行车安全 通用汽车安全信息系统可以通过应用全球卫星定位系统18 易流报告 和无线通信技术为消费者提供服务 服务项目包括碰撞自动求助 安全气囊爆开自动求助 紧急救援协助 车门远程应急开启 车停位置提示 路边救援协助 被盗车辆定位 爱心援助路人 车况检测报告 实时按需检测 全程音控领航 目的地设置协助等 从服务项目即可以看出 安吉星 最大的强项就是在 安全 二字 除一键语音导航之外 安吉星 几乎所有的服务都围绕车辆安全展开 不仅保证乘员的安全 同时对车辆自身防盗安全也有颇深的造诣 但在资讯获取和娱乐等方面 安吉星 则几乎不具备任何功能 目前 安吉星 在中国的费用标准还未正式确定 但上海通用表示选择预装 安吉星 的车主可在第一年享受免费服务 另外 值得注意的是 安吉星 系统必需提前选装 一旦购车时未选择加装 也就失去了日后享受 安吉星 服务的一切可能性 目前 加装 安吉星 的车型需要在原车辆售价基础上上浮5000元左右 典型产品 丰田G BOOK智能系统 丰田信息系统则更强调安全商务并重 丰田G BOOK智能系统能够通过无线网络连接数据中心 为驾乘者提供紧急救援 防盗追踪 道路救援 保养通知 话务员服务 资讯服务 路径检索等七大智能通信服务 值得一提的是 防盗追踪功能让车主无需担心爱车被盗 其自动报警装置会及时通知客户数据中心 并上传车辆的即时位置 话务员服务功能让数据中心的话务员为车主提供一年365天24小时贴身服务 话务员不仅可以帮助车主设定目的地 还可以应车主的要求检索车主所在地的周边设施 如酒店 餐厅等 并将信息发送到车主的G BOOK中 从功能表现上说 G Book与 安吉星 有异曲同工之处 但G Book在娱乐与商务化功能方面更进一步 费用方面 丰田预装G Book车型可以享受2年的免费服务 从第三年开始收取约3000元左右的年度使用费 典型产品 上汽只能网络行车系统 上汽智能网络行车系统实际就是利用高速无线宽带 让汽车具备了无线上网功能 从目前获得的信息可以确认 上汽的信息系统与G Book一样将提供2年的免费服务体验期 2年之后根据用户选择继续使用的服务套餐收费 而与安吉星 G Book相比的另一大亮点就是该系统可以随时随地进行选装 这也意味着消费者的选择余地更大 典型产品 中创国际电子匹配器 威海中创国际电子匹配器 可以使汽车是生活及工作范围的一种延伸 在汽车上就像呆在自己的办公室和家里一样 可以收听广播 打电话 上互联网 处理工作 该产品是利用windows操作系统开发的车载计算机多媒体系统 具有信息处理 通讯 导航 防盗 语言识别 图像显示和娱乐等功能 驾驶员可把行车的目的地输入到汽车电脑中 汽车就 19 易流报告 会沿着最佳行车路线行驶到达目的地 人们可以通过语言识别系统操纵着车内的各种设施 一边驾驶着汽车 一边欣赏着音乐电视 还可上网预定饭桌 机票等 典型产品 3G神器 黑匣子 山东联通与烟台奔腾全面合作产品 ARS车载终端 从外形上看它就是一个有着显示屏幕的黑盒子 汽车装上它以后 车主只要用手指点点 除了可以导航 看视频 打电话以外 还可以上网看新闻 登QQ 听音乐 防盗 甚至可以点播歌曲 订房间 订票等 据悉 ARS车载终端将依托中国联通全球最成熟的3GWCDMA高速网络优势 向车主提供包括在线视频服务 救援 位置服务 咨询服务 娱乐服务 通信服务 个人信息服务 车载互联网信息服务 路况导航服务 停车场指引 酒精检测 安全驾驶服务 移动支付 防盗追踪服务 紧急呼叫服务等一系列服务 典型产品 鸿泉公司G BOS智慧运营系统 2010年11月12日至27日广州亚运会期间 80多台安装着G BOS设备的苏州金龙智慧客车投入服务 这是亚运历史上首次出现 3G 客车 标志着车联网技术正式走向社会视野 G BOS系统历时半年研发成功 在车联网概念提出的之前 推出车联网解决方案 G BOS智慧运营系统 G BOS系统自正式发布后 到2011年已经管理车辆将近10000多部