物聯網有一個新的前沿，它代表了一類新的物聯網部署：卡車、火車、公共汽車、飛機、輪船和其他車隊，它們共同創建了世界各地的交通網絡。

迄今為止，我們行業中備受關注的大多數物聯網用例都是在固定位置實施的：工業廠房、智能建筑、智能城市網絡、農業傳感器網絡以及幾乎每個商業行業的其他用例。但物聯網不僅僅是靜止的。它可以是移動的。事實上，它需要高度移動，以支持涉及車輛作為移動通信樞紐的各種物聯網用例。

車載物聯網有一系列獨特的設計挑戰，工程團隊必須應對這些挑戰才能在此類物聯網項目中取得成功。本文旨在為被要求從事這些物聯網項目的工程師提供一個起點，但他們在車輛無線實現的復雜射頻動力學以及如何在這些環境中成功設計物聯網部署方面沒有廣泛的專業知識。

不過，在我們討論這些最佳實踐和注意事項之前，讓我們先談談車輛物聯網的一些示例。無線技術在車輛中并不新鮮。例如，許多車輛在機艙內使用藍牙連接來實現立體聲控制和音頻命令等功能。此外，Wi-Fi連接在從飛機到城市公共汽車的運輸車輛中變得很普遍。但是，車載物聯網在并行運行的無線技術數量以及依賴該連接的設備和應用程序的數量方面將事情提升到了另一個層次。當車輛充當無線通信中心時，這些環境的復雜性最好描述為車輛物聯網。

像警察巡洋艦這樣的公共安全車輛就是這種轉變的一個很好的例子。幾十年來，警察巡洋艦一直擁有無線技術，老電視節目和電影中巡洋艦頂部的許多天線證明了這一點。然而，今天的警用巡洋艦正在升級下一代設備和應用程序，這些設備和應用程序需要每輛車更復雜的無線網絡。實際上，每輛車都成為自己的無線通信生態系統，FirstNet，Wi-Fi，藍牙，GNSS，UHF，4G / 5G等技術位于同一輛車中。這些無線技術支持越來越多的設備和應用，包括隨身攝像頭、語音通信、高清視頻訪問、面部檢測、筆記本電腦連接、跟蹤設備等。所有這些都發生在工程師可以處理的最復雜的射頻環境中之一：由超過一噸金屬部件制成的車輛，通常快速移動。

像那些警察巡洋艦這樣作為通信樞紐的車輛需要的不僅僅是連接。他們需要車輛物聯網戰略。要求在無線技術、設備和應用方面做更多事情的每種其他類型的交通工具也是如此。卡車車隊、貨運列車和貨運飛機等車輛正在配備越來越多的無線連接設備和無線應用，這些設備需要復雜的車輛物聯網系統。物聯網實施包括診斷系統、環境傳感器、物理安全設備、溫度控制傳感器、產品跟蹤功能、增強型通信系統、工人安全設備、移動計算設備等。所有這些都需要一個具有 Wi-Fi、藍牙、蜂窩、GPS 和 LoRa 等技術的多技術無線環境。載客的交通工具也是如此，例如火車、校車、班車等。越來越多的車輛為乘客提供公共Wi-Fi，而且無線系統還支持票務系統，位置跟蹤設備，使用情況/容量報告系統，數字標牌，調度通信，安全/安全系統，增強的駕駛員支持系統等。

這些車載物聯網部署中的每一個都面臨著許多挑戰，這些挑戰與車輛的射頻環境、無線技術的數量集中在一個小空間中，以及每個無線生態系統中必須“在沙盒中很好地發揮作用”的設備數量有關。本文的其余部分提供了在車輛物聯網設備和實現上工作的工程團隊應牢記的事項清單，以使他們的項目成功。

為金屬表面的影響做好準備

與工程團隊從事的大多數其他物聯網項目不同，車輛具有射頻動力學，金屬是其中一個主要原因。對于屋頂是金屬表面的屋頂安裝，屋頂用作地平面。因此，該接地平面上的天線位置會對整體性能產生重大影響。對于車載天線安裝，金屬物體會成為障礙物和多徑源，這可能會對系統性能產生負面影響。無論安裝位置如何，金屬都是影響系統性能的重要因素。

另一個需要注意的問題是來自其他無線系統/服務的其他近距離無線信號的集中，這與車頂和車載安裝都相關。這些可能會使信號干擾成為首要考慮因素。這些復雜的射頻動態強調，在另一個物聯網環境中可能具有出色性能的天線選擇可能難以作為車輛解決方案。RF建模和測試成為定義可接受系統性能的重要緩解步驟。 在這些環境中，天線的選擇、放置和實現至關重要。

射頻建模很重要。..。但還不夠

車輛的射頻建模是理解復雜射頻動力學的重要一步。它將為工程團隊提供重要的指導，說明天線和設備在車輛中的相對位置將如何運行，這對于具有如此多無線技術和設備的物聯網部署很有價值。但射頻建模本身還不夠。應進行RF測試，以增加實現按預期執行的可能性。測試將揭示建模軟件無法預料到的射頻沖突，并將指導您選擇正確的天線和安裝位置，從而優化車輛所有無線系統的性能。

最大限度地減少鉆孔

許多物聯網項目都涉及接觸這些元素，包括農業、工業環境和智能城市中涉及的傳感器和設備網絡。但是，由于行駛中的車輛進水的風險很高，因此車輛項目的復雜性增加了。鉆入車輛的每個孔都是潛在的水入侵源，不僅會威脅物聯網的實施，還會威脅車輛的整個電子系統。集成的多技術天線對于車載物聯網非常重要，不僅因為它們最大限度地減少了在車輛外部鉆孔的數量，而且還因為很難在不降低信號模式和性能的情況下將許多單獨的天線放在車輛上。集成天線旨在使多種無線技術能夠并置，而不會退化和干擾。與部署多個天線相比，選擇集成天線通常會降低射頻設計的復雜性，同時還簡化了最終設計的測試和認證過程（當集成天線經過預認證時）。

選擇薄型天線

我還應該指出，天線很容易損壞，并且車輛在行駛時通常幾乎沒有間隙。例如，貨運卡車在城市環境中的許多立交橋下通常幾乎沒有間隙。火車在經過部分路線時，周圍的間隙通常有限。雜草叢生的植被對每種類型車輛上的高調天線都是一種威脅。選擇低調天線將是車載物聯網項目防止這種損壞的重要考慮因素。

注意長電纜的影響

其他物聯網實現與車載物聯網之間最大的區別之一是車輛系統中電纜的長度。隨著電纜長度的增加，衰減挑戰的可能性增加，并且車輛實施中的電纜長度通常比其他設置長得多。從事這些項目的工程師應謹慎選擇組件、電纜和天線，通過選擇高質量、低損耗的解決方案來預防這種危險，這些解決方案旨在滿足物聯網系統的射頻性能要求。

審核編輯：郭婷