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一 、车联网信息平台及汽车制造物流模拟应用实验室建设背景 （一）车联网原理 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。车联网是物联网技术发展中的一个重点方向。 车联网的工作原理，就是通过装载在车辆上的电子标签、车载诊断系统、无线通信模块以及安装在道路两旁的无线射频识别，无线传感等技术，实现在网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行利用，并根据不同需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。 （二）车联网的功能 通过射频识别、无线通信技术、无线定位技术及传感控制技术的相互配合实现解决智能交通的管理和信息服务。如：智能公交定位管理和信号优先、智能停车场管理、车辆类型及流量信息采集、路桥电子不停车收费及车辆速度计算分析等；同时将这些技术应用于汽车制造工业，实现工业现场自动化、智能物流等可提高汽车制造业生产效率和管理水平。 车联网将缓解城市交通堵塞、减少车辆尾气污染以及减小车辆安全隐患。应用“车联网”技术的车辆能与城市道路系统保持实时通讯。这些功能可优化车主的行使路线，缩短旅途时间，让旅途更具可预测性。车主在驾驶汽车的同时还能保持与社交网络的无缝连接。车联网将彻底改变人类出行模式，重新定义汽车的DNA。实现车联网技术的未来城市交通将告别红绿灯、拥堵、交通事故、停车难等一系列问题，并实现自动驾驶。 （三）车联网的应用（智能交通）
（四）车联网的关键技术及其发展趋势 1.传感器技术及传感信息整合 “车联网是车、路、人之间的网络”，车联网中的传感技术应用主要是车的传感器网络和路的传感器网络。车的传感器网络又可分为车内传感器网络和车外传感器网络。车内传感器网络是向人提供关于车的状况信息的网络，比如远程诊断就需要这些状况信息，以供分析判断车的状况；车外传感器网络就是用来感应车外环境状况的传感器网络，比如防碰撞的传感器信息、感应外部环境的摄像头，这些信息可以用来增强安全和作为辅助驾驶的信息。路的传感器网络指那些铺设在路上和路边的传感器构成的网络，这些传感器用于感知和传递路的状况信息，如车流量、车速、路口拥堵情况等，这些信息都能让车载系统获得关于道路及交通环境的信息。 2.开放的、智能的车载终端系统平台 车载终端是车主获取车联网最终价值的媒介，可以说是网络中最为重要的节点。当前，很多车载导航娱乐终端并不适合“车联网”的发展，其核心原因是采用了非开放的、非智能的终端系统平台。这些成了阻碍车联网技术发展的绊脚石。只有开放的系统，才能够尽可能的提供丰富的应用，满足不同的需求。 3.语音识别技术 无论多好的触摸体验，对驾车者来说，行车过程中触摸操作终端系统都是不安全的，因此语音识别技术显得尤为重要，它将是车联网发展的助推器。成熟的语音技术能够让司机通过嘴巴来对车联网发号施令索取服务，能够用耳朵来接收车联网提供的服务，这是最适合车这个快速移动空间的应用体验的。 4.通信及其应用技术 车联网主要依赖两方面的通信技术：短距离无线通信和远距离的移动通信技术，前者主要是RFID，无线传感及WiFi等通信技术，后者主要是GPRS、3G、LTE-4G等移动通信技术。这两类通信技术不是车联网的独有技术，因此技术发展重点主要是这些通信技术的应用，包括高速公路及停车厂自动缴费、无线设备互联等短距离无线通信应用及VOIP应用（车友在线、车队领航等）、监控调度数据包传输、视频监控等移动通信技术应用。 5.服务端计算与服务整合 通过服务端计算整合更多信息和资源向终端提供及时的服务，服务端计算开始进入了云计算时代。云计算将在车联网中用于分析计算路况、大规模车辆路径规划、智能交通调度计、基于庞大案例的车辆诊断计算等。车联网和互联网、移动互联网一样都得采用服务整合来实现服务创新、提供增值服务。通过服务整合，可以使车载终端获得更合适更有价值的服务，如呼叫中心服务与车险业务整合、远程诊断与现场服务预约整合、位置服务与商家服务整合等等。 二、车联网信息平台及汽车制造物流模拟应用实验室建设方案 （一） 实验室建设核心理念 在可预见的未来，物联网必将引领信息产业革命的又一次浪潮。教育部发文明确支持各个学校建设物联网相关专业及实验室。  图1：教育部文件 将物联网应用于汽车交通行业，大力发展智能交通，是物联网行业应用的一个制高点。作为培养市场需求人才的各类高等院校，开设车联网相关专业及课程，建设车联网实验室，是为先见之明，站潮流之巅。 广州飞瑞敖公司以“把握发展趋势，提高应用能力”为目标，提出面向交通教育的车联网信息平台及汽车制造物流模拟应用实验室解决方案，其意义在于：提高教学科研水平，提高学生应用能力，促进学生就业，提升学校竞争力。其建设和发展的三个理念如下：
（二）实验室建设目标 激发学生学习兴趣，培养学生动手能力，助力学校科研工作。 面向基础性教学实验的支持 加深学生对物联网技术基础理论知识的了解以及其重要的分支-车联网在智能交通行业应用的了解。 面向行业的综合应用性实验的支持 紧密结合车联网产业技术的发展，规划和建设若干个具有行业应用背景的物联网场景和实验项目，激发学生兴趣，培养其工程应用，设计和管理的综合能力。 面向学校科研项目的开放性平台支持 车联网融合了多种技术，由于多学科的交叉融合和影响，使得新的技术创新成为可能。车联网实验室将构建射频识别，无线传感网，通信网络，中间件技术及嵌入式技术等多种技术的平台，为学校科研人员提供一个开放的环境平台支撑，并为开展具体的行业应用及交叉学科的教学研究提供技术支持。  图3：实验室建设目标和功能 （三）实验室建设技术分析 以光载无线交换机为通信网络之核心设备构建融合有线局域网、无线局域网、移动通信网，无线传感网、各种嵌入式设备、终端感知器件以及系统管理和应用软件为一体的开放性车联网综合信息模拟实验平台。基于 802.11b/g/n的 WiFi标准和TCP/IP协议标准的，可实现快速联网，具有社会应用十分广泛的优点。前端的各种传感器件、射频识别及嵌入式设备等采集的信息可通过车联网综合信息模拟平台传送至后台服务器进行分析和存储，通过在网络内客户终端（电脑，车载平板，智能手机等）上安装应用程序，可实现信息交互和提供相应的服务。  图4：三个层面技术分析 （四）实验室建设方案综述 组建教学及科研用车联网实验室之建设将遵循可靠性、开放性、可扩展性和先进性原则，总体设计应满足实际实验教学、科研开发及应用体验的要求。 广州飞瑞敖公司不仅为学校组建一套完整的车联网综合信息实验平台系统，而且还将协助学校确定实验内容、编写相关实验指导手册，并为学校提供师资培训和完善的售后服务，以形成一个完整的实验教学科研体系： 1.实验指导手册是实验教学的核心组成部分，它包括每个实验的教学目的、实验的真实环境、实验设备、网络拓扑、实验操作步骤、实验结果及验证等。 2.我们还将协助学校对教师进行培训。通过系统培训，教师能够快速熟悉相关概念和原理，掌握相关设备的配置、调试等技术，理解每个实验的重点和难点，在较短的时间内即可开展对学生的实验教学，并将实验课程结合到教学计划中。 3.完善的售后服务。我们为学校提供实验设备安装、调试、维护和维修服务，以及日后的软件升级，实验内容升级和教师科研项目技术交流和指导。 （五）实验教学 方案整体计划将实验室建设成三部分，其中第一部分将满足车联网技术的基础教学和实验。车联网是物联网的重要分支，因此实验教学部分将开设与物联网相关的教学实验，并在侧重于车联网及汽车制造物流模拟应用。支持的实验如下表： 可扩展更多综合应用设计实验内容（如电子吊杆控制，简单ETC系统，模拟交通指挥系统，车辆定位，公交线路管理等）。  表1：实验内容 （六）汽车制造物流模拟体验室 工业是物联网应用的重要领域。具有环境感知的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入工业生产的各个环节，可大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能工业阶段。 采用无线通信，无线传感网络，射频识别，工业PLC等技术模拟汽车工业制造生产物流，作为实验室的第二部分-汽车制造物流模拟体验室。实现制造业中物料的信息采集和分类、厂区环境的实时监测和预警、设备状态监控、生产线过程检测以及生产设备与产品的监控管理等智能工厂应用，使参观者深入了解物联网技术在汽车制造业的应用以及做相关的课题研究。  图5：智能工业物流网络拓扑 （七）车联网应用体验室 利用先进无线传感技术、网络技术、计算技术、控制技术、智能技术等组建一个车联网系统，对道路和交通进行全面感知，实现多个系统间大范围、大容量数据的交互，对每一辆汽车进行交通全程控制，对每一条道路进行交通全时空控制，为交通提高效率安全。车联网应用体验室作为实验室的第三部分，将建设几个常用的车联网智能交通应用：ETC系统、车载信息诊断系统、智能充电系统、智能交通指挥以及线路导航，通过这些模拟应用体验加深师生对车联网技术的发展的理解，而且支持做新的课题开发。  图6：车载智能终端及信息交互 （八）设备列表 采用教学实验和应用体验设备如下表：  表2：设备列表 （九）方案特点 多学科：支持多种学科实验。满足车联网所涉及到的传感器技术，智能终端系统开发技术，无线通信技术等多类技术的在此平台上的研究实验。 可扩展：系统设计预留传感器和执行器件接口，可以任意外接其它器件。基于接口,学生可以扩展创新硬件和软件创新，实现"学习" + "创新" + "科研" 的综合应用。 先进性：采用先进的光载无线通信技术，RFID中间件技术，符合实际应用要求。紧扣物联网相关新技术及发展方向。 易操作：采用一体化的操作台，集成监控、传感器、执行器件、开关、串口插槽等；并采用可视化的监控软件，界面友好，操作简便。真正的“透明”教学，通过直观和形象的应用场景，使学生可以直接体会车联网的应用场景；开放产品设计的软硬件资源，同时配套详细的教学试验文档，让学生以工程开发形式学习原理知识，融会贯通各个学科的知识，达到真正的学以致用。 |
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