目前我們正在花費越來越多的時間用在交通上。在美國，平均每個人清醒時間的百分之十消耗在了方向盤旁邊。更糟糕的是，根據得克薩斯州A＆M大學交通學院的研究，美國通勤人員每年的交通堵塞時長高達38小時。如果恰巧在華盛頓和洛杉磯，情況就更嚴重了，司機分別揮霍67和61小時盯著靜止不動前車的車牌。

這些問題不僅僅造成勞動時長損失。交通堵塞白白消耗了燃料（在美國約為每年29億加侖），并且大氣中的溫室氣體也大幅增加（每年二氧化碳排放量約為560億磅）。經濟和商業研究中心以及INRIX的報告顯示，2013年燃料浪費和誤工時間的成本高達1240億美元。

圖1：在美國，2013年交通堵塞導致的燃料浪費和誤工時間成本高達1240億美元（iStockphoto＃21416015）

汽車制造商不斷努力以解決這些挑戰。汽車已經成為舒適的隔離空間，因為其具備了隔音、支持座椅和空調等功能；由于防抱死制動系統、安全氣囊以及吸能區等方面的創新，駕乘人員的事故生存能力顯著增強；駕駛員可以使用車載娛樂設施，可能收聽數字無線電廣播或智能手機中的音樂，以及從座位上DVD播放器中觀看視頻，以緩解堵塞時的枯燥。

而且近年來，車載系統已經加入了互聯網連接功能。這種連接性允許司機和乘客在家里或辦公室之外，隨時接入企業和社交網絡，從而將交通堵塞的時間轉化為生產力時間。

但是，如果互聯網連接性再提升一個臺階會發生什么變化？如果從最小的溫度傳感器，一直到發動機管理單元和衛星導航系統，它們都可以在駕駛員或乘客不介入的情況下通過互聯網發送和接收信息，那么會帶來什么巨大驚變？這種連接性可以進一步提升車輛駕乘人員的安全性和舒適性，同時解決許多現代化交通中的擁堵問題。這種未來車輛已經有一個名稱，“聯網車”。

1融合互聯網和移動網絡

區別于互聯網，物聯網的主要數據輸入來源從人類轉變為計算機、機器以及傳感器。這種進展確保物理世界可以緊密接入因特網而無需人為干預。

這種轉變的潛在影響是巨大的，因為不像易犯錯誤并且會覺得無聊的人類，專注于收集數據的工作系統，不會出錯或者疲勞。“物聯網” 概念的提出者Kevin Ashton，早在1999年指出：“如果我們有這樣的電腦：知曉周遭事物的一切狀況，在沒有人類參與的前提下，使用它們采集到的各類數據，這樣我們將能夠追蹤和計算任何事情，并大大減少浪費、損耗和成本。”

一些網絡公司，比如思科系統，將物聯網定義為互聯網協議（IP）網絡的融合—— 數百萬臺計算機和數十億部家庭和辦公室中的其它類IP設備——再加上移動網絡——帶網絡接入功能的移動端傳送的數百萬語音通信及數十億的數據包 ———形成一個擁有千億終端節點的網絡，使用共同的基礎結構，而這些終端覆蓋簡單的傳感器到機器再到汽車這樣的更復雜的設備。

“減少浪費、損失和成本，”是汽車領域的口頭禪，因此，汽車制造商以及車載芯片供應商是物聯網的最熱心支持者之一。這種熱情背后的一個關鍵驅動力是有機會引入一些節約成本的措施，如執行“空中”升級車載軟件——特別是發動機管理單元（EMU）這樣的關鍵部件。這種方式將在不召回潛在數百萬車輛的前提下允許進行關鍵修改。

無論汽車公司的動機如何，車輛加入物聯網也將是消費者的福音。

2智能交通系統的興起

物聯網的應用將擴展到汽車的方方面面。例如，車輛的機械部分、支持交通流量的外部基礎設施、駕乘人員的舒適性和娛樂性將以某種形式的互聯。聯網車輛將能夠從智能交通系統（ITS）與車內和車載通信、智能交通管理、電子收費系統、車輛控制以及安全性和道路救援等的相互接合而受益多多。

圖2：聯網車輛將從智能交通系統中受益。 （來源：ETSI）

配備物聯網的車輛將能夠提供位置、速度和方向等諸多信息，強大的云端服務器將根據這些信息進行流量分析、預測瓶頸以及在堵塞出現時管理交通。在車輛內部，駕駛員會收到堵塞警告以及可選暢通路線的建議。在車輛外部，這些計算機提供的堵塞緩解技術包括可變限速、智能交通信號燈和標志、潮汐道路流量以及可變收費式定價。有些系統已經通過路邊的監控或埋藏的感應線圈來測量車流量，但直接從聯網汽車獲取數據將提供更準確、實時、廣泛的信息。數據傳輸至聯網車輛將帶來更好的駕駛體驗。有一天，“路怒癥”將成為過去，因為下一代聯網車輛服務利用動態數據來提供智能決策，可避免實時交通擠塞，迅速找到開放的停車位，并提供GPS和搜索體驗來找到充電站或比較附近燃油源的價格。 INRIX公司，一家西雅圖公司，為聯網車輛創造工具，其中包括一個可以幫助司機找到開放和關閉的停車位，并根據每天多達20億個數據點提供實時和預測交通數據，應用到車載通信服務。

聯網車輛可以直接與駕駛員通信，提供建議以避免擁擠路段。而在未來，擁堵最嚴重的情況下，遠程計算機將從駕駛員手機獲得控制權，管理車輛的行進以通過堵塞路段，在事情搞定之后再將控制權移交回駕駛員。

但是，盡管解決堵塞將同時有利于駕駛員以及國家經濟，安全仍是汽車制造商和交通管理局的首要任務。因此，這些組織都在想方設法利用物聯網以確保駕駛更安全。

避免事故發生是消除傷亡的最佳方法，目前工程師們正在研發一種系統，其理念比避免堵塞更進一步，使用道路上其他人員的實時信息來降低碰撞的風險。每個駕駛員都會被打分，系統將給低分人員警告，這種情況很像當前的GPS系統使用溫和的電子鈴聲來警告駕駛員前方有紅燈攝像頭。

其它物聯網功能的避免事故的機制可能會使用ITS來分析聯網車輛的數據，以確保兩車最終不會在同一時間出現在同一條高速公路上。這項技術的一個示例來自Adelaide，一家澳大利亞的Cohda無線公司。 Cohda系統使用意法半導體公司的GPS平臺來提供有關車輛的行進數據。GPS系統聯合STA2062多媒體處理器來處理遠程信息。

如果識別到有危險，將立即警告駕駛員采取措施以避免發生意外。 Cohda無線公司表示，其技術將駕駛員意識擴展到遮擋駕駛員視線的建筑物之外，讓司機知曉所有潛在威脅。

圖。3：Cohda無線的ITS警告駕駛員視線之外的潛在危險。 （來源：Cohda無線。）

歐盟（EU）在車聯網從概念到實現的過程中處于主導作用。兩個歐洲標準組織，歐洲電信標準協會（ETSI）和歐洲標準化委員會證實，去年該組推進車聯網成為現實的基本標準集已經完成。這些標準確保不同制造商制造的車輛能夠彼此通信。

歐盟規定所有新車將攜帶車載技術，使它們在最壞情況發生時能夠自動呼叫緊急服務中心。如果車內乘客失去意識，該技術將車輛位置提供給緊急服務中心。該系統還將給緊急服務中心傳達一些重要信息，如車輛品牌和車輛碰撞部位、燃料類型甚至碰撞時的安全帶扣緊數量。

3聯網車輛內部

乍一看，未來聯網車輛的轎廂內部與當前車輛不會有太大不同。一個大型的人機界面（HMI）將可能占據前風擋，這與當前的車輛類似。而且因為現代車輛已經包含了大量經過可靠性驗證的聯網電子（并且受益于持續降低的商品定價），許多技術仍將調整以適應連接到物聯網。

然而，所需的適配努力仍然相當大。當前車輛包括各種有線和無線組件形成的復雜網絡。電子控制單元（ECU）——即驅動從儀表盤到安全特性和動力總成零部件再到車載信息娛樂（IVI）系統的一切部件——形成這些網絡的重要組成部分。這些設備的數量在過去十年平均翻了一番，而不少車輛包含了125多個獨立ECU。當前的車輛還配備了各式傳感器，可以監視道路狀況、前車距離、車輛速度和加速度以及位置（通過GPS），還能監測車內溫度、安全帶張力以及駕駛員警惕性。

無線連接性，例如藍牙技術或Wi-Fi，通常用于將智能手機或平板電腦連接到車輛儀表盤上的HMI。當前車輛的大多數其它傳感器，比如那些監視動力總成、底盤、車身、控制和安全性使用有線控制器區域網絡（CAN）和本地互連網絡（LIN）總線。組合儀表也通過CAN總線與網絡連接。所有網絡連接的終點都位于中心網關處以監測各種功能，并且可以使用外部計算機通過機載診斷數據鏈路連接器（OBD DLC）來訪問這些監測功能。

物聯網功能車輛傳統布局的變化很可能包括使用以太網來連接各種系統以替代CAN和LIN總線（特別是以太網已經被幾個汽車OEM廠商用作車載信息娛樂系統的總線），以及引入微型集線器以聚合各組傳感器或ECU從而簡化網絡結構。所有一切仍將連接回駐留在OBD DLC的中心車載網關，但車輛也將集成一個遙測模塊以保證無線連接到互聯網。[1]雖然汽車本身可以形成因特網上的一個“東西”，各種系統和子系統將產生物聯網的最佳價值信息。理解車輛物聯網連接性的一個好方法是將車輛當作一個大的樞紐，連接所有系統和子系統的車載連接，以發送和接收外部更廣泛網絡的信息。

今天，位于車輛網關中心的計算單元與智能設備需要獲取車內系統的原始數據，將其打包成有用形式發送給外部服務器，然后接收和傳播回傳的信息。但在不久的將來，車輛傳感器可能具備新技術，可以與云端服務器直接通信，車載網關只充當簡單的無聲轉發器。

藍牙v4.1（包括一個低功耗的變體“低功耗藍牙”，適合于無線傳感器）軟件已經包含一些基礎技術，幫助無線傳感器自帶其IP地址從而與因特網上的遠程設備直接通信。意法半導體，德州儀器和北歐半導體等公司是這一領域的先驅。

4增加車載連接性

電子制造商已經確定汽車領域將為他們的物聯網產品帶來豐厚的利潤。但目前還處于技術早期，汽車級部件也很稀少。

盡管如此，英特爾在發布其基于CM1050高性能計算模組的車載方案開發套件后，也鼓勵汽車工程師使用該套件來進行物聯網開發。該公司聲稱，該套件簡化了車載系統設計。英特爾還與Alter、Arbor和Greenliant一起成立了物聯網解決方案聯盟，以增強研發實力。

圖4：聯網車輛是輪子上的智能手機，具備搜索功能及訪問交通事故或道路施工等實時數據。

德州儀器正在努力利用WiLink8Q解決方案來挖掘車聯網應用。該公司表示，WiLink8Q汽車無線連接系列產品具備跨多種技術的可擴展性，提供車載多媒體流視頻以及免提藍牙技術和GPS導航等功能。

飛思卡爾半導體(已經與NXP合并)也在支持汽車物聯網，其重點放在Linux和Android操作系統，以作為未來車輛的軟件基礎，并建議i.MX系列汽車應用處理器作為車載網絡應用的理想解決方案。

物聯網注定將改善駕駛體驗并拯救生命。然而，為充分釋放這些潛力，需要跨越一系列障礙，包括網絡安全、人身安全、規范、缺乏跨行業標準、風云變幻的行業動態以及生命周期，還有有限的初始目標市場。因此，盡管車聯網的前途是光明的，其前進道路上卻充滿著各式減速路障。