中國為什么要把新能源汽車列為國家戰(zhàn)略,很大一個原因是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)車領(lǐng)域我們已經(jīng)無法超越國外車企,畢竟國外車企已經(jīng)發(fā)展了100多年,而我們的汽車工業(yè)起步很晚。汽車這個東西不是砸錢就能砸出來的,它需要時間的積累。而在新能源汽車領(lǐng)域,我們跟國外車企在同一起跑線,很有可能彎道超車!
汽車產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生巨大的變革,我們身處其中,深感榮幸,錯過新能源汽車行業(yè),將錯過一個時代!
未來的汽車絕不僅僅是一個代步工具,更是一個移動的數(shù)字空間、第二起居室。這就要求汽車要有與外界通信的能力!
今天,給大家分享一些汽車上的無線通信技術(shù)(LTE、wifi、BT、NFC、ETC、5G、C-V2X),看看他們在汽車上都有什么用途?
首先要普及一個概念,什么是無線通信?是指僅利用電磁波而不通過線纜進(jìn)行的通信方式。
無線通信的實(shí)現(xiàn)方式有很多種,如:無線電、廣播、蜂窩式網(wǎng)絡(luò)(1G、2G、3G、4G、5G)、短距離點(diǎn)對點(diǎn)通訊(遙控、DSRC…)、無線感測網(wǎng)絡(luò)(ZigBee、Bluetooth…)、無線局域網(wǎng)(WLAN、WiFi)等。
LTE
LTE(Long Term Evolution)中文名叫通用移動通信技術(shù)的長期演進(jìn),名字有點(diǎn)長,簡單來說就是3G與4G技術(shù)之間的過渡,是蜂窩式網(wǎng)絡(luò)中的一種。該技術(shù)主要有TDD(Time DiVision Duplexing,時分雙工系統(tǒng))和FDD(Frequency DiVision Duplexing,頻分雙雙工)兩種主流制式,F(xiàn)DD-LTE在國際中應(yīng)用廣泛,而我國比較常見的是TD-LTE。
LTE技術(shù)在汽車上主要用于TBOX(車載終端),這也是汽車上唯一一個能遠(yuǎn)距離通信的零部件(基本上無距離限制,手機(jī)能打電話的地方,它都能夠通信),正是它的存在,汽車上才有了緊急呼叫、遠(yuǎn)程語音播報(bào)、遠(yuǎn)程啟動空調(diào)等功能。你可以把TBOX理解為一個手機(jī),它內(nèi)部有通訊模組(3G、4G、5G),有一張SIM卡。
因此,LTE是一切遠(yuǎn)距離通信的基礎(chǔ)。
WiFi
WiFi誰都聽過,你隨便問一個跳廣場舞的大媽,她都知道。但實(shí)際上,我們可以了解的稍微深入一點(diǎn),不能太膚淺。
WiFi英文全稱是Wireless Fidelity,屬于無線局域網(wǎng)的范疇。以前通過網(wǎng)線連接電腦,現(xiàn)在則是一個無線路由器,這個路由器會發(fā)出無線電波,它覆蓋到的有效范圍內(nèi),電腦/手機(jī)都可以上網(wǎng)。
WiFi的覆蓋范圍大概是100米,這個在局域網(wǎng)里還算比較廣的。它的傳輸速度也非常快,可以達(dá)到54Mbps。此外,它不需要布線,這個很適合移動辦公。
在汽車領(lǐng)域,一般車機(jī)和TBOX這兩個零部件會帶WiFi模塊,便于車上的乘客用手機(jī)連接WiFi上網(wǎng)。但實(shí)際上,隨著手機(jī)流量越來越便宜,車主或乘客也不會去使用車上的WiFi熱點(diǎn),自己手機(jī)流量都用不完呢。此外,有些主機(jī)廠會基于WiFi給TBOX刷寫程序或傳輸TBOX本地日志,這對售后人員排查車輛問題會很便捷。
BT
提起B(yǎng)T(Bluetooth),你首先想到了藍(lán)牙,這不完全正確。藍(lán)牙4.0、經(jīng)典藍(lán)牙、BT、BLE是什么關(guān)系?
藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)是2012年推出的,相比于3.0版本,它更省電、成本更低、3ms低延遲、具有超長有效連接距離和AES-128加密等。
藍(lán)牙4.0實(shí)際上包含了兩個標(biāo)準(zhǔn):經(jīng)典藍(lán)牙部分(Classic Bluetooth)和低功耗藍(lán)牙部分(Bluetooth Low Energy),這兩個部分適用于不同的應(yīng)用或者應(yīng)用條件。BT一般指的就是經(jīng)典藍(lán)牙,而低功耗藍(lán)牙通常被稱作BLE,因此,當(dāng)我們說某設(shè)備支持藍(lán)牙4.0時,還得進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)備是支持BT單模、BLE單模還是BT和BLE都支持的雙模。
經(jīng)典藍(lán)牙BT又可細(xì)分為傳統(tǒng)藍(lán)牙和高速藍(lán)牙模塊。傳統(tǒng)藍(lán)牙是2004年推出的,正是智能手機(jī)爆發(fā)的一年;高速藍(lán)牙是2009年推出,速率提高到了約24Mbps,是傳統(tǒng)藍(lán)牙模塊的8倍。傳統(tǒng)藍(lán)牙有3個功率級別,Class1、Class2、Class3,分別支持100m、10m、1m的傳輸距離。當(dāng)然,功率隨距離的增大而增加,所以也不是傳輸距離越長越好,要看具體的使用場景。
低功耗藍(lán)牙BLE采用非常快速的連接方式,平時處于“非連接”狀態(tài),鏈路兩端相互之間只是知曉對方,只有在業(yè)務(wù)觸發(fā)時才開啟鏈路,然后在盡可能短的時間內(nèi)關(guān)閉鏈路,每次最多傳輸20字節(jié)。
這么多藍(lán)牙,該如何選型呢?
經(jīng)典藍(lán)牙:傳聲音(藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙音箱)、傳大量數(shù)據(jù)(把藍(lán)牙當(dāng)作一個無線串口使用)。
BLE藍(lán)牙:耗電低、數(shù)據(jù)量小(無線鼠標(biāo)、共享單車鎖、心跳帶等);手機(jī)和智能硬件。
汽車上帶有藍(lán)牙的兩個常見零部件仍然是車機(jī)和TBOX。車機(jī)上主要用于藍(lán)牙音樂,有些車配置較低,沒有4G流量,司機(jī)無法聽在線音樂,只能將手機(jī)用藍(lán)牙連接至車機(jī),然后通過車機(jī)播放手機(jī)上的音樂。而TBOX上的藍(lán)牙,則可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程尋車或解閉門鎖,通常是在地下車庫,無4G網(wǎng)絡(luò),這個時候,手機(jī)可以通過連接TBOX的藍(lán)牙,將指令發(fā)送給TBOX,再由TBOX發(fā)給其他車內(nèi)ECU(PEPS、BCM等),進(jìn)行遠(yuǎn)控。當(dāng)有4G網(wǎng)絡(luò)時,遠(yuǎn)控一般無需用藍(lán)牙,直接走4G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)控即可。
NFC
NFC(Near Field Communication)是一種近場通信技術(shù),使用了該技術(shù)的設(shè)備(如手機(jī)),可以在彼此靠近的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
這種技術(shù)實(shí)際上是由非接觸式射頻識別(RFID)及互連互通技術(shù)整合后演變而來,其在單一芯片上集成感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對點(diǎn)通信的功能,基于移動終端實(shí)現(xiàn)移動支付、門禁等應(yīng)用場景。
NFC的通信距離一般在10cm以內(nèi),傳輸速度有106Kbit/s、212Kbit/s和424Kbit/s三種。
高端一點(diǎn)的汽車使用NFC技術(shù)后,你可能無需帶車鑰匙,手機(jī)就可以當(dāng)車鑰匙了。用手機(jī)開車門,啟動車輛將很常見。因此,那些汽車上高大上的功能,當(dāng)你理解背后的原理后,它也不在那么神秘了。但類似這種功能,往往被主機(jī)廠當(dāng)作營銷噱頭來大肆宣揚(yáng)。
ETC
ETC(Electronic Toll Collection)中文名是全自動電子收費(fèi)系統(tǒng),在汽車上已經(jīng)很普遍了,說到底,它也是近場通信技術(shù)中的一種,ETC的通信距離一般在10m左右。
ETC比較常見,本文不做過多介紹,感興趣的可以自行查閱資料。
5G與C-V2X
5G(5th Generation Mobile Communication Technology)是第五代移動通信技術(shù),你只要知道它相比于4G具有高速率、低時延和大連接的特點(diǎn)就行了。
5G技術(shù)出來快2年了,但一直沒有找到好的應(yīng)用場景。我們的手機(jī)之前用的是4G,換成5G后,也沒啥特別的感覺,因?yàn)橛?G手機(jī)看視頻已經(jīng)很流暢了,5G的低延時在手機(jī)領(lǐng)域更是無用武之地。
實(shí)際上,行業(yè)內(nèi)一直有個觀點(diǎn),就是5G技術(shù)將在汽車領(lǐng)域得到大發(fā)展。我們可以利用5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低時延和高可靠的特性實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程駕駛、車輛編隊(duì)等應(yīng)用場景。
C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything)是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的車用無線通信技術(shù),主要分為四大類:V2V(Vehicle to Vehicle,車與車)、V2I(Vehicle to Infrastructure,車與路邊設(shè)施)、V2P(Vehicle to Pedestrian,車與人)、V2N(Vehicle to.NETwork,車與云)。
《合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用層數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》第一階段定義的17個應(yīng)用場景(前方碰撞預(yù)警、高度優(yōu)先車輛讓行、智能車鄰近場域支付等),以及第二階段定義的12個應(yīng)用場景(感知數(shù)據(jù)共享、協(xié)作式變道、協(xié)作式車輛編隊(duì)管理等)都是基于V2X技術(shù)。
在此要說明一點(diǎn),V2X通信的主流技術(shù)其實(shí)有兩種:DSRC(Dedicated Short Range Communication,專用短程通信)和C-V2X(基于蜂窩移動通信系統(tǒng))。DSRC出現(xiàn)的更早,早期一直是美國推崇的,但C-V2X后來居上,它有更遠(yuǎn)的通信距離、更高的可靠性,部署成本低,兼容性高,因此在我國得到了很大推廣。
5G+C-V2X目前是汽車領(lǐng)域話題最熱、最前沿的一個方向,有很多故事可講,后面將會出一篇專題,因此,本文不再贅述。
結(jié)語
文章的最后,有必要再強(qiáng)調(diào)一下本公眾號(微信公眾號:新能源汽車百年)的定位,即讓汽車行業(yè)從業(yè)者(主機(jī)廠、供應(yīng)商)能快速對某一個知識點(diǎn)或一個概念有一個大體的了解或普及,如果對某個方面敢興趣,再去關(guān)注專業(yè)的公眾號進(jìn)行深入研究。我會陸續(xù)與專業(yè)公眾號達(dá)成互相轉(zhuǎn)載協(xié)議,不定時的轉(zhuǎn)載一些更深入的知識給大家。目前已跟部分公眾號達(dá)成了協(xié)議,后面在轉(zhuǎn)載文章時會介紹這些專業(yè)公眾號,感興趣的可以關(guān)注。
截止我發(fā)這篇文章時,公眾號粉絲量已達(dá)到624了,前后總共用了1周時間,感謝大家對本公眾號的支持,朋友圈里汽車行業(yè)的朋友都被我騷擾過來了,感謝你們不厭其煩的轉(zhuǎn)發(fā)。有些朋友平時就不愛發(fā)朋友圈,因此對于我的請求也沒做出回應(yīng),我也是理解的,不能強(qiáng)人所難。
再重申一下為什么做這個公眾號,因?yàn)槭紫仁俏易约合雽W(xué)習(xí)更多汽車知識,所以,我搜集資料,消化,輸出,順便通過公眾號分享給大家,僅此而已。
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