车联网通用应用平台研究及其典型应用分析

摘要：车联网作为物联网枝术的重要应用之一，具有十分广阔的应用前景。文章通过介绍基于位置的车联网通用应用平台概念，分析了车联网通用应用平台的技术构架，并列举了该平台在几个重点领域的典型应用，给出了该平台所具有的通用性与相对于目前车联网技术的优越性。
关键词：车联网；物联网；体系结构；典型应用

0 引言
    物联网概念及相关技术作为目前信息产业中日益重要的发展方向，越来越得到世界各国研究人员的重视和青睐，我国在物联网领域也投入了大量的科研力量进行相关研究。车联网则是物联网与智能化汽车这两大战略性新兴技术产业的结合，基于车联网技术的一系列应用将对道路交通、城市发展、公共及私有财产监控、市民出行等多个方面的难题破解做出巨大贡献。传统的车联网技术核心为射频识别，经过分析研究，本文创新地提出了基于位置的车联网通用应用平台构架，并对该平台的典型应用进行了介绍。

1 车联网
    2005年，国际电信联盟(ITU)正式提出了“物联网”概念。物联网(The Internet of Things，IOT)，即通过装置在各类物体上的射频识别(RFID)、传感器、二维码等，经过接口与无线网络相连，从而给物体赋予“智能”，可实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话，这种将物体连接起来的网络被称为“物联网”。
    目前，智能交通亟待建立以车为节点的信息系统——车联网。所谓车联网(The Internet of Vehicles，IOV)，则是指通过多种无线通信技术，实现对车辆的状态信息(包括车辆基本属性、动静信息、车辆动态等)进行获取、传输、加工、共享、利用，并使车辆作为节点而连接成为的网络。由此可见，车联网是物联网的应用之一，是一类物联网，车联网可以实现车与车、车与路、车与人之间的信息交换，进而解决一系列诸如出行安全、资产监控、城市交通、市民出行等多个方面的难题。

2 基于位置的车联网通用应用平台构架
    作为新兴的技术领域，目前，物联网还没有一种能够得到一致认可的统一体系结构，本文致力于探索一种能够为开发者提供统一接口的通用应用开发平台，此平台的概念类似于计算机体系结构中的操作系统。图1所示是车联网通用应用平台的构架示意图。

    该平台的存在将使得基于此平台的物联网应用开发效率和便捷性得到极大的提升，传统开发者在开发物联网应用系统时需要自行设计自上而下的软件、硬件及中间件等诸多复杂部分，而如果采用此平台，开发者将可以直接应用本平台提供的API进行一站式开发，完全无需考虑底层硬件的不同及诸多复杂因素。
    该构架为典型的层次构架方式，自下而上可以分为硬件层、通信层、接口层，其中硬件层在终端层次，接口层在服务器层次，通信层作为二者的交互层借助现代通信手段跨越终端与服务器。
2．1 硬件层
    硬件层是传统的物联网传感器设备、通信设备等组成的综合模块，该模块可以是专用硬件、智能手机、PDA、平板电脑等不同终端，通过其上运行的专用软件达到对上层的细节屏蔽，隐藏不同硬件终端的差异，提供统一的接口。该层整体的作用为对硬件资源的统一调控以及对其的虚拟化。
2．2 通信层
    通信层主要指通过各类通信技术将硬件层所获取的数据从终端传输至服务器的实现过程，主要包含GPRS、HSDPA、蓝牙、Wi-Fi、有线网络、卫星通信等通信手段。借助这些现代通信手段，通信层在终端发送其所采集到的数据及其自身的属性信息等，服务器端在接收信息的同时进行格式化，而后以统一的格式送往接口层，从而达到屏蔽通信方式、通信协议细节的目的。
2．3 接口层
    接口层为通用平台公共层的最上一层，负责将各类信息进行打包封装并形成统一格式后向开发者提供API开发接口。该层次作为整个平台对开发者的最外层包装，隐藏了平台体系结构中所有的细节，无论平台应用了哪几种技术，通过本层的包装均可实现统一的数据格式、调用接口，真正实现通用的应用开发平台。

3 平台功能
    该平台能提供传统物联网、车联网能够提供的所有功能，同时可以扩展出一系列能够协助用户进行二次开发的定制功能，主要包括终端位置获取，终端属性获取，终端传感数据获取，终端认证与授权，终端触发器等。图2所示是该通用应用平台的功能示意图。

3．1 终端位置获取
    该功能提供终端设备的位置获取功能，终端可采用GPS、伽利略、北斗、格洛纳斯、基站定位、Wi-Fi定位等多种定位方式中的一种获取自身位置，用户应用通过调用该功能即可实时获取终端的当前位置，位置格式包括坐标信息和速度信息。
3．2 终端属性获取
    每一台终端在初始化时均被赋予独一无二的ID和一系列其他属性信息，用户应用通过调用可获取所有信息。
3．3 终端传感数据获取
    车联网终端可以接驳一系列具有不同功能的传感器，如温度、湿度、风速、风向、环境信息等。该功能提供获取连接在终端设备上的传感器所传递数据的功能。用户可以通过简单的调用获取所有或指定项目的具体数据信息。
3．4 终端认证与授权
    基于终端属性获取功能，该功能可进一步提供对终端设备的认证与授权功能，以保证连接到本系统的终端设备均为合法可靠的设备或者根据用户应用的要求对设备进行验证，对于系统的安全稳定及应用的复杂操作提供了保障。
3．5 终端触发器
    终端触发器(Trigger)功能为用户应用提供了“数据变更一动作”的触发机制，开发者可以订阅某种特定的数据源，如终端位置或某种特定的终端传感器数据，当数据源数发生变化后会触发用户应用中特定的动作代码。

4 平台的典型应用
    车联网是一种全新的概念，具有十分广阔的应用前景和使用领域以及非常巨大的商业价值。基于该通用应用平台，开发者可以快速高效地开发出包括道路交通(包括车流量监控、车速监控、事故预警与现场快速定位、逆行警告、智能交通灯等)，城市发展，公共及私有财产监控，市民出行(私家车轨迹跟踪、公交车路线实时显示、出租车叫车服务、车队位置共享、路线路径分享)等多领域的典型应用。

5 结语
    车联网作为一种全新的网络应用形式，兼具物联网技术与智能化汽车技术两方面的特点，是新一代智能交通的核心，同时也是下一代互联网技术的典型应用，但是，车联网技术目前还未能形成被广泛认可的技术构架或体系。本文从实用性角度出发，创新地提出了基于位置的车联网通用应用平台构架，基于此构架，开发者可以快速地开发出一系列所需的应用。
    在国家的战略支持及开发人员的大力投入之下，相信车联网技术在未来必将进一步发展，为提高我国的综合实力、提高人民生活水平做出更大贡献。