物聯(lián)網(wǎng)有一個(gè)新的前沿，它代表了一類(lèi)新的物聯(lián)網(wǎng)部署：卡車(chē)、火車(chē)、公共汽車(chē)、飛機(jī)、輪船和其他車(chē)隊(duì)，它們共同創(chuàng)建了世界各地的交通網(wǎng)絡(luò)。

迄今為止，我們行業(yè)中備受關(guān)注的大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)用例都是在固定位置實(shí)施的：工業(yè)廠房、智能建筑、智能城市網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)以及幾乎每個(gè)商業(yè)行業(yè)的其他用例。但物聯(lián)網(wǎng)不僅僅是靜止的。它可以是移動(dòng)的。事實(shí)上，它需要高度移動(dòng)，以支持涉及車(chē)輛作為移動(dòng)通信樞紐的各種物聯(lián)網(wǎng)用例。

車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)有一系列獨(dú)特的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，工程團(tuán)隊(duì)必須應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)才能在此類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中取得成功。本文旨在為被要求從事這些物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的工程師提供一個(gè)起點(diǎn)，但他們?cè)谲?chē)輛無(wú)線實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜射頻動(dòng)力學(xué)以及如何在這些環(huán)境中成功設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)部署方面沒(méi)有廣泛的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

不過(guò)，在我們討論這些最佳實(shí)踐和注意事項(xiàng)之前，讓我們先談?wù)勡?chē)輛物聯(lián)網(wǎng)的一些示例。無(wú)線技術(shù)在車(chē)輛中并不新鮮。例如，許多車(chē)輛在機(jī)艙內(nèi)使用藍(lán)牙連接來(lái)實(shí)現(xiàn)立體聲控制和音頻命令等功能。此外，Wi-Fi連接在從飛機(jī)到城市公共汽車(chē)的運(yùn)輸車(chē)輛中變得很普遍。但是，車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)在并行運(yùn)行的無(wú)線技術(shù)數(shù)量以及依賴(lài)該連接的設(shè)備和應(yīng)用程序的數(shù)量方面將事情提升到了另一個(gè)層次。當(dāng)車(chē)輛充當(dāng)無(wú)線通信中心時(shí)，這些環(huán)境的復(fù)雜性最好描述為車(chē)輛物聯(lián)網(wǎng)。

像警察巡洋艦這樣的公共安全車(chē)輛就是這種轉(zhuǎn)變的一個(gè)很好的例子。幾十年來(lái)，警察巡洋艦一直擁有無(wú)線技術(shù)，老電視節(jié)目和電影中巡洋艦頂部的許多天線證明了這一點(diǎn)。然而，今天的警用巡洋艦正在升級(jí)下一代設(shè)備和應(yīng)用程序，這些設(shè)備和應(yīng)用程序需要每輛車(chē)更復(fù)雜的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，每輛車(chē)都成為自己的無(wú)線通信生態(tài)系統(tǒng)，F(xiàn)irstNet，Wi-Fi，藍(lán)牙，GNSS，UHF，4G / 5G等技術(shù)位于同一輛車(chē)中。這些無(wú)線技術(shù)支持越來(lái)越多的設(shè)備和應(yīng)用，包括隨身攝像頭、語(yǔ)音通信、高清視頻訪問(wèn)、面部檢測(cè)、筆記本電腦連接、跟蹤設(shè)備等。所有這些都發(fā)生在工程師可以處理的最復(fù)雜的射頻環(huán)境中之一：由超過(guò)一噸金屬部件制成的車(chē)輛，通常快速移動(dòng)。

像那些警察巡洋艦這樣作為通信樞紐的車(chē)輛需要的不僅僅是連接。他們需要車(chē)輛物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略。要求在無(wú)線技術(shù)、設(shè)備和應(yīng)用方面做更多事情的每種其他類(lèi)型的交通工具也是如此。卡車(chē)車(chē)隊(duì)、貨運(yùn)列車(chē)和貨運(yùn)飛機(jī)等車(chē)輛正在配備越來(lái)越多的無(wú)線連接設(shè)備和無(wú)線應(yīng)用，這些設(shè)備需要復(fù)雜的車(chē)輛物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施包括診斷系統(tǒng)、環(huán)境傳感器、物理安全設(shè)備、溫度控制傳感器、產(chǎn)品跟蹤功能、增強(qiáng)型通信系統(tǒng)、工人安全設(shè)備、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備等。所有這些都需要一個(gè)具有 Wi-Fi、藍(lán)牙、蜂窩、GPS 和 LoRa 等技術(shù)的多技術(shù)無(wú)線環(huán)境。載客的交通工具也是如此，例如火車(chē)、校車(chē)、班車(chē)等。越來(lái)越多的車(chē)輛為乘客提供公共Wi-Fi，而且無(wú)線系統(tǒng)還支持票務(wù)系統(tǒng)，位置跟蹤設(shè)備，使用情況/容量報(bào)告系統(tǒng)，數(shù)字標(biāo)牌，調(diào)度通信，安全/安全系統(tǒng)，增強(qiáng)的駕駛員支持系統(tǒng)等。

這些車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)部署中的每一個(gè)都面臨著許多挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)與車(chē)輛的射頻環(huán)境、無(wú)線技術(shù)的數(shù)量集中在一個(gè)小空間中，以及每個(gè)無(wú)線生態(tài)系統(tǒng)中必須“在沙盒中很好地發(fā)揮作用”的設(shè)備數(shù)量有關(guān)。本文的其余部分提供了在車(chē)輛物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和實(shí)現(xiàn)上工作的工程團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)牢記的事項(xiàng)清單，以使他們的項(xiàng)目成功。

為金屬表面的影響做好準(zhǔn)備

與工程團(tuán)隊(duì)從事的大多數(shù)其他物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目不同，車(chē)輛具有射頻動(dòng)力學(xué)，金屬是其中一個(gè)主要原因。對(duì)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(huì)對(duì)整體性能產(chǎn)生重大影響。對(duì)于車(chē)載天線安裝，金屬物體會(huì)成為障礙物和多徑源，這可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。無(wú)論安裝位置如何，金屬都是影響系統(tǒng)性能的重要因素。

另一個(gè)需要注意的問(wèn)題是來(lái)自其他無(wú)線系統(tǒng)/服務(wù)的其他近距離無(wú)線信號(hào)的集中，這與車(chē)頂和車(chē)載安裝都相關(guān)。這些可能會(huì)使信號(hào)干擾成為首要考慮因素。這些復(fù)雜的射頻動(dòng)態(tài)強(qiáng)調(diào)，在另一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中可能具有出色性能的天線選擇可能難以作為車(chē)輛解決方案。RF建模和測(cè)試成為定義可接受系統(tǒng)性能的重要緩解步驟。 在這些環(huán)境中，天線的選擇、放置和實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。

射頻建模很重要。..。但還不夠

車(chē)輛的射頻建模是理解復(fù)雜射頻動(dòng)力學(xué)的重要一步。它將為工程團(tuán)隊(duì)提供重要的指導(dǎo)，說(shuō)明天線和設(shè)備在車(chē)輛中的相對(duì)位置將如何運(yùn)行，這對(duì)于具有如此多無(wú)線技術(shù)和設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)部署很有價(jià)值。但射頻建模本身還不夠。應(yīng)進(jìn)行RF測(cè)試，以增加實(shí)現(xiàn)按預(yù)期執(zhí)行的可能性。測(cè)試將揭示建模軟件無(wú)法預(yù)料到的射頻沖突，并將指導(dǎo)您選擇正確的天線和安裝位置，從而優(yōu)化車(chē)輛所有無(wú)線系統(tǒng)的性能。

最大限度地減少鉆孔

許多物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目都涉及接觸這些元素，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)環(huán)境和智能城市中涉及的傳感器和設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。但是，由于行駛中的車(chē)輛進(jìn)水的風(fēng)險(xiǎn)很高，因此車(chē)輛項(xiàng)目的復(fù)雜性增加了。鉆入車(chē)輛的每個(gè)孔都是潛在的水入侵源，不僅會(huì)威脅物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施，還會(huì)威脅車(chē)輛的整個(gè)電子系統(tǒng)。集成的多技術(shù)天線對(duì)于車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)非常重要，不僅因?yàn)樗鼈冏畲笙薅鹊販p少了在車(chē)輛外部鉆孔的數(shù)量，而且還因?yàn)楹茈y在不降低信號(hào)模式和性能的情況下將許多單獨(dú)的天線放在車(chē)輛上。集成天線旨在使多種無(wú)線技術(shù)能夠并置，而不會(huì)退化和干擾。與部署多個(gè)天線相比，選擇集成天線通常會(huì)降低射頻設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，同時(shí)還簡(jiǎn)化了最終設(shè)計(jì)的測(cè)試和認(rèn)證過(guò)程（當(dāng)集成天線經(jīng)過(guò)預(yù)認(rèn)證時(shí)）。

選擇薄型天線

我還應(yīng)該指出，天線很容易損壞，并且車(chē)輛在行駛時(shí)通常幾乎沒(méi)有間隙。例如，貨運(yùn)卡車(chē)在城市環(huán)境中的許多立交橋下通常幾乎沒(méi)有間隙。火車(chē)在經(jīng)過(guò)部分路線時(shí)，周?chē)拈g隙通常有限。雜草叢生的植被對(duì)每種類(lèi)型車(chē)輛上的高調(diào)天線都是一種威脅。選擇低調(diào)天線將是車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目防止這種損壞的重要考慮因素。

注意長(zhǎng)電纜的影響

其他物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)之間最大的區(qū)別之一是車(chē)輛系統(tǒng)中電纜的長(zhǎng)度。隨著電纜長(zhǎng)度的增加，衰減挑戰(zhàn)的可能性增加，并且車(chē)輛實(shí)施中的電纜長(zhǎng)度通常比其他設(shè)置長(zhǎng)得多。從事這些項(xiàng)目的工程師應(yīng)謹(jǐn)慎選擇組件、電纜和天線，通過(guò)選擇高質(zhì)量、低損耗的解決方案來(lái)預(yù)防這種危險(xiǎn)，這些解決方案旨在滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的射頻性能要求。

審核編輯：郭婷