作者：Alix Paultre，特約編輯

在我們的社會中，關于汽車的未來正在進行一場激烈而激烈的辯論，主要圍繞汽車動力傳動系統展開。然而，無論引擎蓋下的動力如何，未來每輛車都會面臨一個更大的問題。這個問題是聯網汽車及其相關基礎設施的發展。

這種連接是不可避免的。汽車是社會上為數不多的受到當今每一項顛覆性技術進步影響的領域之一，從先進的電力電子設備到自主智能系統。添加車輛信息娛樂和導航系統所需的云連接，您就擁有了智能交通環境的構建塊。

車聯網這種連接從板級延伸到市政基礎設施本身，并以“V2X”一詞表示，意思是“車聯網”。下一代汽車不僅會與內部傳感器和系統通信，還會與其他汽車和道路通信。V2X 的子集是車對車 (V2V)、車對基礎設施 (V2I)、車對網絡 (V2N) 和車對行人 (V2P)。在很多情況下，一些解決方案和服務會重疊，隨著核心技術的不斷成熟，融合將越來越多地集成設備級別的功能。

政府及其監管機構也認識到聯網汽車的重要性。例如，美國交通部的智能交通系統聯合計劃辦公室正在與工業界合作，與國家公路交通安全管理局一起制定嚴格的控制措施，以防止篡改聯網車輛的硬件和軟件，后者將審查結果。

車輛到網絡在移動自組織網絡中，節點不是固定的，而是從一個位置移動到另一個位置，就像車輛從一個地方移動到另一個地方一樣。V2X 技術使用稱為車載自組織網絡的移動自組織網絡。在美國，V2V 標準被稱為車載環境無線接入 (WAVE)。

高性能智能天線是實現車輛連接的關鍵。信息娛樂、導航和 V2X 功能的幾乎每個主要方面都需要一種或另一種無線通信。V2X 技術基于 5.9GHz 專用短程通信，這是一種專門為快速移動的物體定義的 Wi-Fi 衍生產品，即使在非視距條件下也能建立可靠的無線電鏈路。

今天的汽車可以擁有多達 20 根或更多的天線，而添加與 5G 等下一代通信技術兼容的先進車輛連接將增加對高性能智能天線解決方案的需求。射頻透明材料的使用增加將緩解一些安裝問題，天線最終可能會集成到汽車本身的車身中。

Continental是一家滿足對先進天線和更復雜通信套件日益增長的需求的公司，該公司以輪胎而不是車輛工程解決方案而聞名。該公司最近收購了Kathrein Automotive，不僅擴大了自己的產品組合，而且在不斷增長的關鍵市場領域獲得了寶貴的開發專業知識。

Kathrein Automotive 和 Continental 聯合開發了兩種聯網解決方案：智能天線模塊和多功能智能設備終端。智能天線模塊取代了之前分散在車內的天線，成為中央多天線接入點。該模塊可以通過 Wi-Fi 和 WLAN n/ac 與基礎設施、通過 IEEE 802.11p 的其他汽車、通過 BLE 和 Wi-Fi、蜂窩網絡 (LTE/UMTS)、衛星導航 (GNSS) 或無線電廣播的智能手機共享信息（調幅/調頻）。

目前還沒有針對 V2X 通信的全球標準。雖然中國主要使用基于移動通信的 Cellular-V2X (C-V2X) 技術，但歐洲和美國正計劃在 C-V2X 的同時引入基于 Wi-Fi（DSRC 和 ITS-G5）的傳輸標準。多種標準可能導致車輛通信問題。

博世是一家致力于解決這方面問題的公司，它采用通用連接單元對 V2X 采取多標準方法。能夠使用當前實施的所有傳輸標準，車輛將能夠相互通信以及與周圍環境通信，而不管汽車或國家。用于 V2X 數據通信的一體化中央控制單元使汽車能夠使用任何可用的 Wi-Fi 網絡，并且在 Wi-Fi 較差的地區，它可以使用蜂窩網絡進行通信。來自硅谷的初創公司Veniam的軟件 管理著一系列通信選項，不斷搜索可用網絡并在可用網絡之間自動切換。

車對車CAR2 CAR 通信聯盟由歐洲領先的汽車制造商、設備供應商和致力于合作智能交通系統和服務 (C-ITS) 的研究機構組成。主要目標是使用 V2V 和 V2I 短程通信在歐洲開發、測試和部署 C-ITS，以提高道路安全和道路效率。該聯盟的目標是確保互操作性，解決所有車輛類別，無論品牌或國家。

諾基亞和KDDI已在日本成功展示了 LTE 在汽車中經濟和低延遲連接的使用。作為第一個使用 LTE 的演示，該演示在兩個聯網汽車應用中實施了演進的多媒體廣播多播服務 (eMBMS) 標準，展示了蜂窩技術實現下一代車輛間通信的能力。

在日本進行的概念驗證試驗旨在將車輛、網絡基礎設施、路邊交通信號燈、雷達和其他功能相互連接起來，使用與諾基亞多接入邊緣計算 (MEC) 傳感器配合使用的非集成系統) 平臺，可顯著降低網絡延遲。eMBMS 熱點同時向多個用戶發送數據，允許與多個車輛共享實時信息。

安全性 一個集成的支持云的智能駕駛環境必須同樣安全可靠，這需要安全操作。確保網絡中的用戶合法的一種方法是使用標記和去中心化數據庫技術，如區塊鏈。英飛凌科技和初創公司XAIN是幾家致力于將區塊鏈技術引入汽車的公司。兩家公司將測試和開發解決方案，他們的第一個演示者將展示如何使用智能手機應用程序處理汽車共享等應用程序的訪問權限。

區塊鏈的潛在應用不僅包括汽車共享的無鑰匙進入，還包括按需服務、通行費和停車自動支付、服務保護和自動駕駛支持。如今，英飛凌的第二代 AURIX 微控制器已經可以為汽車中的區塊鏈功能提供支持。圖 2 顯示了符合最高級別 EVITA 安全性的嵌入式硬件安全模塊。該設備由微控制器內的特殊計算和存儲單元組成，執行加密操作，并由其自己的專用防火墻保護。

圖 2：該嵌入式硬件安全模塊符合最高級別的 EVITA 安全性。（圖片：英飛凌）

最新的 AURIX 微控制器具有用于在區塊鏈中識別的數字密鑰的安全存儲器，并且可以執行區塊鏈操作，例如散列或數字簽名。經過認證的安全控制器（例如 OPTIGA 可信平臺模塊 (TPM) 2.0）可以實現更高的安全級別。

車輛到基礎設施車輛與道路及其上的設備進行通信也很重要。V2I 和 V2N 不僅可以改善交通流量，還可以提高車輛和行人的安全性。Neavia Technologies為施工區域開發了 V2I 可移動交通燈。這些燈具有先進的警告和控制功能，具有 802.11p 通信單元和用于 5.8-GHz 至 5.9-GHz 頻段的全向天線。該燈廣播綠色、橙色和紅色信號的狀態，在信號相位和時序方面符合 ETSI 標準、BTP 和 SAE 標準，并具有可連續運行一周以上的可充電電池。

Neavia 的 V2I 站是一個用于 V2V 和 V2I 通信的路邊智能交通系統 (ITS) 站，它也在 5.9 GHz 頻段上運行，符合 ETSI 標準。它被設計為用于實時開發和測試新應用程序的開放工具，可以配備各種軟件堆棧。還提供了一個遠程控制管理軟件，一組接口使該站能夠與現有的傳感器或交通信號燈進行通信。

Axiomtek的IMB523工業ATX主板適用于交通基礎設施， 采用第8代Intel Core i7/i5/i3、Coffee Lake Pentium和Celeron處理器以及Intel Q370芯片組（圖3）。ATX 主板配備四個 288 針 DDR4-2666/2400 DIMM，內存容量高達 64 GB，可擴展為 1 個 PCIe x16 插槽、2 個 PCIe x4 插槽、4 個 PCI 插槽和 1 個 PCI Express Mini Card 插槽。主板采用 Intel HD Graphics，提供快速視頻加速，支持 DisplayPort、DVI-D、HDMI 或 VGA 的三視圖功能，分辨率高達 4K2K，并提供兩個 USB 3.1 Gen 2 和四個 USB 3.1 Gen 1 端口.

圖 3：Axiomtek 的 IMB523 工業 ATX 主板采用第 8 代 Intel Core i7/i5/i3。（圖片：Axiomtek）

車輛到行人的V2P 通信將源自并支持其他 V2X 系統。行人輔助功能可以部署在車輛、市政基礎設施以及行人本身中，所有這些都將交互以提供最佳功能和冗余。這些系統將在停車或并道等盲點情況下向駕駛員和/或行人提供警告、碰撞警告以及交叉口管理和左轉輔助等其他警報。

行人最簡單、最明顯的 V2P 界面是他們的智能手機，可以創建各種應用程序來利用任何級別的智能基礎設施。可以通過應用程序利用的新 V2P 功能的一個示例是針對盲人行人的十字路口或交通信號燈的自動電話警報，或者提醒公交巴士運營商路上有行人或在車站等候的乘客。

向前發展汽車的自動化已經成為必然，唯一真正的問題是范圍和規模。智能交通系統和車聯網技術不僅將賦予車輛自主權，還可以確保車輛和人以有利于社區的方式安全、可靠地交互。適當的系統集成將幫助我們盡可能快速有效地實現這一目標。

審核編輯 黃昊宇