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整合無線通訊技術 加速實現車聯網應用

整合無線通訊技術 加速實現車聯網應用
物聯網(IoT)技術的快速進展,為汽車產業帶來全新的變革。根據Gartner預估,到2020年全球將有2.5億輛的連網汽車(Connected Car)上路。透過結合感測器、定位、蜂巢式以及短距離通訊技術,汽車將不再只是單純的運輸工具,而一躍成為車聯網(IoV)中的重要成員。新一代的車聯網將會改變人們通勤的方式、提供更好的駕駛體驗,並開創新的商業模式。
 
車聯網的發展主因
 
車聯網帶動的應用與效益是全面性的。展望未來,包括安全性、經濟效率、混合移動性(Mixed Mobility)、連網交通以及無人駕駛系統等因素,都將推動汽車與運輸產業的發展。
 
1、 混合移動性:未來人們通勤的方式將結合各種不同的運輸工具,例如:騎著共享單車到公車站後,搭乘無人駕駛的公共運輸系統,於最後一哩路換乘共享汽車。未來的行動世界將致力於實現最佳化與高效率的運輸系統,以節省時間、金錢且對環境友善。
 
2、 連網交通:從緊急呼叫到後座的隨選視訊,連網汽車將提升駕駛與搭乘體驗,並讓汽車製造商提供更完善的售後服務。每一輛移動中的汽車將成為雙向溝通的數據樞紐,能與基礎建設、車隊管理以及控制中心通訊,透過最佳化交通流量進一步節省能源。此外,即時的通訊連接與資料分析還能提升道路安全與效率。
 
3、 無人駕駛系統:新的V2X(Vehicle-to-Everything)架構、車道級定位準確度以及高度自動化駕駛——這些都是邁向無人駕駛系統的里程碑,將提升駕駛體驗與安全性,並加速自駕車的發展。從除草機器人、機場無人駕駛接駁車、無人機等的應用日益普及,自駕趨勢的興起將透過導入更多智慧功能來減輕駕駛的負擔。此外,增強型的導航系統將進階到「車道級定位準確度」,讓駕駛能在轉彎或下匝道前提早變換車道。AR(擴增實境)能直接在道路上顯示路線指引,讓駕駛更舒適安全。為確保安全駕駛,自駕車對資通訊系統有更高要求,超高精準度與可信賴的定位資訊將至關重要。
 
4、 安全性:隨著系統具備更多智慧功能,從單一元件到整個生態系統,功能與資訊安全的重要性將與日俱增。透過採用可靠、低延遲的通訊技術,以及通過驗證的設計方式與元件或模組,將能為安全、可靠、真正的無人駕駛奠定基礎。
 
5、 可追溯性:汽車系統在運作期間能提早發出預警非常重要,汽車應用要求資料的完整可追溯性,以便透過定位與時間戳記的即時資訊來追蹤車輛,並快速解決問題。
 
車聯網的多樣化應用
 
從智慧資訊娛樂系統、先進駕駛輔助系統(ADAS)以及自動緊急呼叫服務,到追蹤、預防性維修與V2X等,汽車的功能與應用越來越被期待,例如:車載資通訊、車隊管理及物流資產追蹤等能帶來更具價值的服務,並提升獲利能力。
 
車載資通訊
車載資通訊系統利用GNSS(全球導航衛星系統)接收器和無線通訊等關鍵技術,可收集並傳送車輛的狀態訊息,且支援包括車隊與資產管理、失竊車輛尋回、駕駛行為計費保險(UBI)及公共安全等應用。車載資通訊系統的通訊連接功能會直接與天線(智慧天線/連網汽車節點)放置在一起,以避免昂貴的線路佈線,系統便需要一個高速數據匯流排與車內的高頻寬數據裝置相連。通常藍牙和Wi Fi可用來實現車內消費性裝置間的數據傳輸,而蜂巢式模組可為整個節點提供路由與資通訊服務。
 
TCU(Telematics Control Unit,資通訊處理單元)是車載資通訊系統中的主要元件,可為資訊娛樂系統與其他服務提供通訊連接功能。例如:蜂巢式連接性可實現eCall、遠端監控等功能;而與網際網路的互連則能透過外部Wi Fi熱點來存取雲端、媒體服務、空中介面(OTA)更新或卸載LTE。此外,V2V和V2X通訊可透過 802.11p實現,遠端解鎖功能(Remote Key less Entry, RKE)則可透過藍牙低功耗技術與作為鑰匙的智慧型手機相連。
 
結合蜂巢式、定位,以及Wi-Fi與藍牙通訊技術的TCU設計。
 
車隊管理
車隊管理利用車載診斷系統(On Board Diagnostic, OBD II)進行資料收集與傳輸,再結合感測器、精準定位以及駕駛監控等應用,讓車隊管理者能追蹤貨車與駕駛的狀態,讓貨車在尚未發生故障前就先行保養。
 
對車隊管理者來說,維持與車輛的穩定數據通訊連結非常重要,若再結合定位與短距離通訊技術,便能透過閘道器在車庫進行診斷或更新相關的車輛資訊。藉由這些功能,將能協助業者節省燃料、減少故障,降低整體的營運成本。配合即時傳輸的關鍵資訊,更可提早因應突發路況與事故,進一步提升安全性。
 
物流資產追蹤
善用通訊連接技術亦可協助物流業者更準確地追蹤資產與貨車,例如:透過結合蜂巢式技術(如NB IoT)、Wi Fi存取點以及精準的定位技術,業者便能追蹤貨櫃在全球各地的位置。此外,物流業者還能追蹤每位駕駛的駕駛行為、規劃最佳路線、取得相關資訊來提高效率。
 
結語
 
總結來說,靈活結合包括蜂巢式、精準定位、Wi-Fi以及藍牙等各種無線通訊技術,提供穩定可靠、具安全性的連接功能,是實現車聯網的基礎,也為車聯網的相關應用帶來全新的可能性。業者能否提供預先通過驗證的模組化解決方案,並符合汽車級標準來加速設計週期,更是設備製造商在選擇供應商時的重要考量。未來,勢必還會出現更多創新技術的整合,以滿足系統級的安全需求。
 
透過結合無線通訊技術,連網汽車將帶動全新應用,提供更安全便利的駕駛體驗。
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