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車聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)及汽車制造物流模擬應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室建設(shè)解決方案

 Hot底蘊(yùn) 2013-04-23
一 、車聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)及汽車制造物流模擬應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室建設(shè)背景
     (一)車聯(lián)網(wǎng)原理
   物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分,。物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“The Internet of things”,。顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,。這有兩層意思:第一,,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),,是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間,,進(jìn)行信息交換和通信。因此,,物聯(lián)網(wǎng)的定義是:通過射頻識(shí)別(RFID),、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng),、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,,按約定的協(xié)議,把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接,,進(jìn)行信息交換和通信,,以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位,、跟蹤,、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)重點(diǎn)方向,。
    車聯(lián)網(wǎng)的工作原理,,就是通過裝載在車輛上的電子標(biāo)簽、車載診斷系統(tǒng),、無線通信模塊以及安裝在道路兩旁的無線射頻識(shí)別,,無線傳感等技術(shù),實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)所有車輛的屬性信息和靜,、動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行利用,,并根據(jù)不同需求對(duì)所有車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。
    (二)車聯(lián)網(wǎng)的功能
    通過射頻識(shí)別,、無線通信技術(shù),、無線定位技術(shù)及傳感控制技術(shù)的相互配合實(shí)現(xiàn)解決智能交通的管理和信息服務(wù)。如:智能公交定位管理和信號(hào)優(yōu)先,、智能停車場(chǎng)管理,、車輛類型及流量信息采集、路橋電子不停車收費(fèi)及車輛速度計(jì)算分析等,;同時(shí)將這些技術(shù)應(yīng)用于汽車制造工業(yè),,實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化,、智能物流等可提高汽車制造業(yè)生產(chǎn)效率和管理水平,。
     車聯(lián)網(wǎng)將緩解城市交通堵塞、減少車輛尾氣污染以及減小車輛安全隱患,。應(yīng)用“車聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)的車輛能與城市道路系統(tǒng)保持實(shí)時(shí)通訊,。這些功能可優(yōu)化車主的行使路線,,縮短旅途時(shí)間,讓旅途更具可預(yù)測(cè)性,。車主在駕駛汽車的同時(shí)還能保持與社交網(wǎng)絡(luò)的無縫連接,。車聯(lián)網(wǎng)將徹底改變?nèi)祟惓鲂心J剑匦露x汽車的DNA,。實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的未來城市交通將告別紅綠燈,、擁堵、交通事故,、停車難等一系列問題,,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。

     (三)車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用(智能交通)
1.車載智能診斷
2.不停車收費(fèi)
3.實(shí)時(shí)自動(dòng)定位
4.自助導(dǎo)航
5.道路及車輛管理

    (四)車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)
     1.傳感器技術(shù)及傳感信息整合
     “車聯(lián)網(wǎng)是車,、路,、人之間的網(wǎng)絡(luò)”,車聯(lián)網(wǎng)中的傳感技術(shù)應(yīng)用主要是車的傳感器網(wǎng)絡(luò)和路的傳感器網(wǎng)絡(luò),。車的傳感器網(wǎng)絡(luò)又可分為車內(nèi)傳感器網(wǎng)絡(luò)和車外傳感器網(wǎng)絡(luò),。車內(nèi)傳感器網(wǎng)絡(luò)是向人提供關(guān)于車的狀況信息的網(wǎng)絡(luò),比如遠(yuǎn)程診斷就需要這些狀況信息,,以供分析判斷車的狀況,;車外傳感器網(wǎng)絡(luò)就是用來感應(yīng)車外環(huán)境狀況的傳感器網(wǎng)絡(luò),比如防碰撞的傳感器信息,、感應(yīng)外部環(huán)境的攝像頭,,這些信息可以用來增強(qiáng)安全和作為輔助駕駛的信息。路的傳感器網(wǎng)絡(luò)指那些鋪設(shè)在路上和路邊的傳感器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),,這些傳感器用于感知和傳遞路的狀況信息,,如車流量、車速,、路口擁堵情況等,,這些信息都能讓車載系統(tǒng)獲得關(guān)于道路及交通環(huán)境的信息。
     2.開放的,、智能的車載終端系統(tǒng)平臺(tái)
車載終端是車主獲取車聯(lián)網(wǎng)最終價(jià)值的媒介,,可以說是網(wǎng)絡(luò)中最為重要的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)前,,很多車載導(dǎo)航娛樂終端并不適合“車聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展,,其核心原因是采用了非開放的、非智能的終端系統(tǒng)平臺(tái),。這些成了阻礙車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的絆腳石,。只有開放的系統(tǒng),才能夠盡可能的提供豐富的應(yīng)用,滿足不同的需求,。
     3.語音識(shí)別技術(shù)
無論多好的觸摸體驗(yàn),,對(duì)駕車者來說,行車過程中觸摸操作終端系統(tǒng)都是不安全的,,因此語音識(shí)別技術(shù)顯得尤為重要,,它將是車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的助推器。成熟的語音技術(shù)能夠讓司機(jī)通過嘴巴來對(duì)車聯(lián)網(wǎng)發(fā)號(hào)施令索取服務(wù),,能夠用耳朵來接收車聯(lián)網(wǎng)提供的服務(wù),,這是最適合車這個(gè)快速移動(dòng)空間的應(yīng)用體驗(yàn)的。
     4.通信及其應(yīng)用技術(shù)
     車聯(lián)網(wǎng)主要依賴兩方面的通信技術(shù):短距離無線通信和遠(yuǎn)距離的移動(dòng)通信技術(shù),,前者主要是RFID,,無線傳感及WiFi等通信技術(shù),后者主要是GPRS,、3G,、LTE-4G等移動(dòng)通信技術(shù)。這兩類通信技術(shù)不是車聯(lián)網(wǎng)的獨(dú)有技術(shù),,因此技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)主要是這些通信技術(shù)的應(yīng)用,,包括高速公路及停車廠自動(dòng)繳費(fèi)、無線設(shè)備互聯(lián)等短距離無線通信應(yīng)用及VOIP應(yīng)用(車友在線,、車隊(duì)領(lǐng)航等),、監(jiān)控調(diào)度數(shù)據(jù)包傳輸、視頻監(jiān)控等移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用,。
     5.服務(wù)端計(jì)算與服務(wù)整合

    通過服務(wù)端計(jì)算整合更多信息和資源向終端提供及時(shí)的服務(wù),,服務(wù)端計(jì)算開始進(jìn)入了云計(jì)算時(shí)代。云計(jì)算將在車聯(lián)網(wǎng)中用于分析計(jì)算路況,、大規(guī)模車輛路徑規(guī)劃,、智能交通調(diào)度計(jì)、基于龐大案例的車輛診斷計(jì)算等,。車聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng),、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)一樣都得采用服務(wù)整合來實(shí)現(xiàn)服務(wù)創(chuàng)新、提供增值服務(wù),。通過服務(wù)整合,,可以使車載終端獲得更合適更有價(jià)值的服務(wù),如呼叫中心服務(wù)與車險(xiǎn)業(yè)務(wù)整合,、遠(yuǎn)程診斷與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)預(yù)約整合,、位置服務(wù)與商家服務(wù)整合等等。

二,、車聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)及汽車制造物流模擬應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案
    (一) 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)核心理念
     在可預(yù)見的未來,,物聯(lián)網(wǎng)必將引領(lǐng)信息產(chǎn)業(yè)革命的又一次浪潮,。教育部發(fā)文明確支持各個(gè)學(xué)校建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)及實(shí)驗(yàn)室。
 
 圖1:教育部文件
     將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于汽車交通行業(yè),,大力發(fā)展智能交通,是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的一個(gè)制高點(diǎn),。作為培養(yǎng)市場(chǎng)需求人才的各類高等院校,,開設(shè)車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)及課程,建設(shè)車聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室,,是為先見之明,,站潮流之巔。

廣州飛瑞敖公司以“把握發(fā)展趨勢(shì),,提高應(yīng)用能力”為目標(biāo),,提出面向交通教育的車聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)及汽車制造物流模擬應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室解決方案,其意義在于:提高教學(xué)科研水平,,提高學(xué)生應(yīng)用能力,,促進(jìn)學(xué)生就業(yè),提升學(xué)校競(jìng)爭(zhēng)力,。其建設(shè)和發(fā)展的三個(gè)理念如下:

 
 
  • 充分體驗(yàn),,激發(fā)興趣

  • 三個(gè)層次,全面覆蓋

  • 應(yīng)用為先,,提升能力

     (二)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)
     激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力,助力學(xué)??蒲泄ぷ?。
       面向基礎(chǔ)性教學(xué)實(shí)驗(yàn)的支持
     加深學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)的了解以及其重要的分支-車聯(lián)網(wǎng)在智能交通行業(yè)應(yīng)用的了解。
       面向行業(yè)的綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)的支持
     緊密結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展,,規(guī)劃和建設(shè)若干個(gè)具有行業(yè)應(yīng)用背景的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,,激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)其工程應(yīng)用,,設(shè)計(jì)和管理的綜合能力,。
       面向?qū)W校科研項(xiàng)目的開放性平臺(tái)支持
     車聯(lián)網(wǎng)融合了多種技術(shù),,由于多學(xué)科的交叉融合和影響,,使得新的技術(shù)創(chuàng)新成為可能。車聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室將構(gòu)建射頻識(shí)別,,無線傳感網(wǎng),,通信網(wǎng)絡(luò),中間件技術(shù)及嵌入式技術(shù)等多種技術(shù)的平臺(tái),,為學(xué)??蒲腥藛T提供一個(gè)開放的環(huán)境平臺(tái)支撐,并為開展具體的行業(yè)應(yīng)用及交叉學(xué)科的教學(xué)研究提供技術(shù)支持。
 
 圖3:實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)和功能
     (三)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)技術(shù)分析
     以光載無線交換機(jī)為通信網(wǎng)絡(luò)之核心設(shè)備構(gòu)建融合有線局域網(wǎng),、無線局域網(wǎng),、移動(dòng)通信網(wǎng),無線傳感網(wǎng),、各種嵌入式設(shè)備,、終端感知器件以及系統(tǒng)管理和應(yīng)用軟件為一體的開放性車聯(lián)網(wǎng)綜合信息模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?;?nbsp;802.11b/g/n的 WiFi標(biāo)準(zhǔn)和TCP/IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的,,可實(shí)現(xiàn)快速聯(lián)網(wǎng),具有社會(huì)應(yīng)用十分廣泛的優(yōu)點(diǎn),。前端的各種傳感器件,、射頻識(shí)別及嵌入式設(shè)備等采集的信息可通過車聯(lián)網(wǎng)綜合信息模擬平臺(tái)傳送至后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行分析和存儲(chǔ),通過在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)客戶終端(電腦,,車載平板,,智能手機(jī)等)上安裝應(yīng)用程序,可實(shí)現(xiàn)信息交互和提供相應(yīng)的服務(wù),。
 
 圖4:三個(gè)層面技術(shù)分析
    (四)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案綜述
     組建教學(xué)及科研用車聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室之建設(shè)將遵循可靠性,、開放性、可擴(kuò)展性和先進(jìn)性原則,,總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué),、科研開發(fā)及應(yīng)用體驗(yàn)的要求。
     廣州飛瑞敖公司不僅為學(xué)校組建一套完整的車聯(lián)網(wǎng)綜合信息實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng),,而且還將協(xié)助學(xué)校確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,、編寫相關(guān)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè),并為學(xué)校提供師資培訓(xùn)和完善的售后服務(wù),,以形成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)科研體系:
    1.實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心組成部分,,它包括每個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的、實(shí)驗(yàn)的真實(shí)環(huán)境,、實(shí)驗(yàn)設(shè)備,、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?shí)驗(yàn)操作步驟,、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及驗(yàn)證等,。
    2.我們還將協(xié)助學(xué)校對(duì)教師進(jìn)行培訓(xùn)。通過系統(tǒng)培訓(xùn),,教師能夠快速熟悉相關(guān)概念和原理,,掌握相關(guān)設(shè)備的配置、調(diào)試等技術(shù),,理解每個(gè)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn),,在較短的時(shí)間內(nèi)即可開展對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué),,并將實(shí)驗(yàn)課程結(jié)合到教學(xué)計(jì)劃中。
    3.完善的售后服務(wù),。我們?yōu)閷W(xué)校提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備安裝,、調(diào)試、維護(hù)和維修服務(wù),,以及日后的軟件升級(jí),,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容升級(jí)和教師科研項(xiàng)目技術(shù)交流和指導(dǎo)。
    (五)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
    方案整體計(jì)劃將實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成三部分,,其中第一部分將滿足車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)教學(xué)和實(shí)驗(yàn),。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重要分支,,因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分將開設(shè)與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的教學(xué)實(shí)驗(yàn),,并在側(cè)重于車聯(lián)網(wǎng)及汽車制造物流模擬應(yīng)用。支持的實(shí)驗(yàn)如下表:
     可擴(kuò)展更多綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(如電子吊桿控制,,簡(jiǎn)單ETC系統(tǒng),,模擬交通指揮系統(tǒng),車輛定位,,公交線路管理等),。
 
 表1:實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    (六)汽車制造物流模擬體驗(yàn)室
     工業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。具有環(huán)境感知的各類終端,、基于泛在技術(shù)的計(jì)算模式,、移動(dòng)通信等不斷融入工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié),可大幅提高制造效率,,改善產(chǎn)品質(zhì)量,,降低產(chǎn)品成本和資源消耗,將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)階段,。

     采用無線通信,,無線傳感網(wǎng)絡(luò),射頻識(shí)別,,工業(yè)PLC等技術(shù)模擬汽車工業(yè)制造生產(chǎn)物流,,作為實(shí)驗(yàn)室的第二部分-汽車制造物流模擬體驗(yàn)室。實(shí)現(xiàn)制造業(yè)中物料的信息采集和分類,、廠區(qū)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警,、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、生產(chǎn)線過程檢測(cè)以及生產(chǎn)設(shè)備與產(chǎn)品的監(jiān)控管理等智能工廠應(yīng)用,,使參觀者深入了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用以及做相關(guān)的課題研究,。

 
 圖5:智能工業(yè)物流網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/div>
     (七)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體驗(yàn)室
     利用先進(jìn)無線傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù),、計(jì)算技術(shù),、控制技術(shù),、智能技術(shù)等組建一個(gè)車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),對(duì)道路和交通進(jìn)行全面感知,,實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)間大范圍,、大容量數(shù)據(jù)的交互,對(duì)每一輛汽車進(jìn)行交通全程控制,,對(duì)每一條道路進(jìn)行交通全時(shí)空控制,,為交通提高效率安全。車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體驗(yàn)室作為實(shí)驗(yàn)室的第三部分,,將建設(shè)幾個(gè)常用的車聯(lián)網(wǎng)智能交通應(yīng)用:ETC系統(tǒng),、車載信息診斷系統(tǒng)、智能充電系統(tǒng),、智能交通指揮以及線路導(dǎo)航,,通過這些模擬應(yīng)用體驗(yàn)加深師生對(duì)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展的理解,而且支持做新的課題開發(fā),。
 
 圖6:車載智能終端及信息交互
     (八)設(shè)備列表
采用教學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用體驗(yàn)設(shè)備如下表:
 
 表2:設(shè)備列表
     (九)方案特點(diǎn)
      多學(xué)科:支持多種學(xué)科實(shí)驗(yàn),。滿足車聯(lián)網(wǎng)所涉及到的傳感器技術(shù),智能終端系統(tǒng)開發(fā)技術(shù),,無線通信技術(shù)等多類技術(shù)的在此平臺(tái)上的研究實(shí)驗(yàn),。
      可擴(kuò)展:系統(tǒng)設(shè)計(jì)預(yù)留傳感器和執(zhí)行器件接口,可以任意外接其它器件,?;诮涌?學(xué)生可以擴(kuò)展創(chuàng)新硬件和軟件創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)"學(xué)習(xí)" + "創(chuàng)新" + "科研" 的綜合應(yīng)用,。
      先進(jìn)性:采用先進(jìn)的光載無線通信技術(shù),,RFID中間件技術(shù),符合實(shí)際應(yīng)用要求,。緊扣物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)新技術(shù)及發(fā)展方向,。
      易操作:采用一體化的操作臺(tái),集成監(jiān)控,、傳感器,、執(zhí)行器件、開關(guān),、串口插槽等,;并采用可視化的監(jiān)控軟件,界面友好,,操作簡(jiǎn)便,。真正的“透明”教學(xué),通過直觀和形象的應(yīng)用場(chǎng)景,,使學(xué)生可以直接體會(huì)車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景,;開放產(chǎn)品設(shè)計(jì)的軟硬件資源,,同時(shí)配套詳細(xì)的教學(xué)試驗(yàn)文檔,讓學(xué)生以工程開發(fā)形式學(xué)習(xí)原理知識(shí),,融會(huì)貫通各個(gè)學(xué)科的知識(shí),,達(dá)到真正的學(xué)以致用。

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