今日，縱使駕駛者沒有拉下車窗互相喊話，車輛自己也可以彼此進(jìn)行溝通。車對(duì)車 (V2V) 通訊系統(tǒng)可以為各種商用車提升安全性、效率以及生產(chǎn)力。

多種系統(tǒng)

無線網(wǎng)路讓商用卡車和客車、農(nóng)用車輛以及施工和礦山車輛可以憑藉車載設(shè)備進(jìn)行通訊，這類設(shè)備可以持續(xù)地共享安全性、行動(dòng)性和環(huán)境等資訊。互連車輛可以提醒車主潛在的危險(xiǎn)、在需要時(shí)接管車輛操作，甚至是管理自主車輛的網(wǎng)路。

當(dāng)前有一系列V2V通訊系統(tǒng)正在使用或者開發(fā)中，比如說，商用卡車應(yīng)用包括前部碰撞警示系統(tǒng)、自動(dòng)剎車，以及盲區(qū)和變道警示系統(tǒng)。一些施工和礦山車輛所配備的導(dǎo)航系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)操作區(qū)域以避免危險(xiǎn)，並且還配備了內(nèi)置攝影機(jī)的周邊視覺支援系統(tǒng)。開發(fā)中的自主運(yùn)輸系統(tǒng)可以用於無人駕駛卡車的操作，例如傾卸卡車等。

圖1 : V2V通訊系統(tǒng)可以為各種商用車提升安全性、效率及生產(chǎn)力。(source: ExtremeTech)

農(nóng)用車輛或許匯集了最廣泛的V2V應(yīng)用產(chǎn)品組合，其中包含車輛同步系統(tǒng)，可以共享有關(guān)導(dǎo)向線、作物產(chǎn)量和土壤濕度的資料。這類系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)拖拉機(jī)，組織操作，從而控制穀物的流量，並達(dá)到最大的負(fù)載。此外，GPS定位系統(tǒng)可以利用遠(yuǎn)端方式、或者使用引導(dǎo)車輛來監(jiān)控?zé)o人駕駛拖拉機(jī)系統(tǒng)。

駕駛狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)是一個(gè)日益流行的商用車應(yīng)用，用來監(jiān)測(cè)駕駛者的行為。該系統(tǒng)可以確保駕駛者保持清醒狀態(tài)，沒有在發(fā)送短訊，並且可以觀測(cè)限速和其他參數(shù)。如果發(fā)現(xiàn)駕駛者沒有觀察當(dāng)前的情況，系統(tǒng)就會(huì)接管車輛的運(yùn)行。

V2V通訊還支援遠(yuǎn)端的預(yù)測(cè)性維護(hù)。使用這類系統(tǒng)的車輛可以將有關(guān)運(yùn)行時(shí)數(shù)和維護(hù)時(shí)間間隔的資料發(fā)送給中央處理器，在需要特定的維護(hù)時(shí)，處理器會(huì)向操作人員發(fā)出提醒。在工程施工和礦山行業(yè)，許多車輛都採取了租賃的方式，而租賃公司必須確保車輛得到適當(dāng)?shù)木S護(hù)。在未執(zhí)行維護(hù)的情況下，一些遠(yuǎn)端報(bào)告系統(tǒng)可以關(guān)閉車輛。

系統(tǒng)元件

隨著商用車中流動(dòng)的資料越來越多，通訊系統(tǒng)需要高速度的連接器以及可以傳輸 5至10 Gb/s資料的線纜，以便傳輸圖像和視訊。一些連接器只能處理資料，而趨勢(shì)則是使用混合連接器來同時(shí)處理資料和電源，其中的一部分可以指定使用兩條或四條的訊號(hào)和電源線。

混合連接器面對(duì)的一個(gè)主要挑戰(zhàn)就是，在利用連接器輸送功率時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。這樣一來，這類系統(tǒng)中的連接器和線纜就必須進(jìn)行絕緣處理，從而保護(hù)免受電磁干擾和串?dāng)_的影響。

此外，商用車的V2V通訊系統(tǒng)必須採取加固，特別是要具備閉鎖和密封功能。系統(tǒng)必須具備高速汽車網(wǎng)路的優(yōu)勢(shì)以及額外的保護(hù)，免受振動(dòng)、衝擊和流體侵入的影響，同時(shí)還必須在更加複雜、密度更高的封裝內(nèi)提供。因此，商用車的互連系統(tǒng)需要完全保護(hù)的周邊密封件和導(dǎo)線密封件，必須符合IP67和IP69K的防護(hù)等級(jí)，以便用於非公路環(huán)境。

新的要求

互連系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還必須能夠使用差分對(duì)電子元件。例如Molex供應(yīng)的加固、密封的HSAutoLink互連系統(tǒng)可採用乙太網(wǎng)、低壓差分訊號(hào)(LVDS)等等連接方式。

圖2 : Molex提供的密封式HSAutoLink互連系統(tǒng)支援乙太網(wǎng)、低壓差分訊號(hào) (LVDS) 等連接方式。

誠然，當(dāng)今的互連系統(tǒng)需要處理更高的資料速度以及更高解析度的視訊傳輸。系統(tǒng)還必須能夠快速地處理新型感測(cè)器的資料。舉例來說，商用車上的感測(cè)器聚合器或感測(cè)器融合單元可以處理和解釋來自不同類型感測(cè)器的資料。在一種應(yīng)用中，攝影機(jī)可能會(huì)捕捉影像，而鐳射雷達(dá)(LIDAR)單元可以捕捉相同的資訊，方法是在使用鐳射照射目標(biāo)後再進(jìn)行測(cè)距。感測(cè)器聚合器將確認(rèn)兩個(gè)感測(cè)器“看到”的是相同的物件或事件，使V2V通訊發(fā)揮作用。感測(cè)器聚合器還可以讓使用者對(duì)來自各種感測(cè)器的資料加上時(shí)間戳記、進(jìn)行記錄、同步以及重播。

設(shè)計(jì)最佳實(shí)踐

為了適應(yīng)日益複雜的各種互連系統(tǒng)，許多商用車的設(shè)計(jì)人員都在採用區(qū)域架構(gòu)的理念，將車輛中的電子系統(tǒng)劃分為多個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，例如前部、後部、車廂、傳動(dòng)系統(tǒng)、資訊娛樂系統(tǒng)等等；這樣在每個(gè)區(qū)域內(nèi)可以提高資料處理的效率，並且在不同的區(qū)域之間實(shí)現(xiàn)更有效的通訊。

設(shè)計(jì)人員還在開發(fā)各種類型、用於車內(nèi)的Wi-Fi熱點(diǎn)。第一種可以與車輛內(nèi)的設(shè)備連接，第二種則可以與外部通訊，包括固定設(shè)備和其他車輛等。IEEE和SAE之類的標(biāo)準(zhǔn)組織，正在努力為這些網(wǎng)路開發(fā)一致的開放標(biāo)準(zhǔn)。

其中一個(gè)主要的問題，就是哪一種、或者是哪一些協(xié)定將會(huì)用於處理無線的V2V和汽車對(duì)物件(V2X)通訊。一種途徑就是採用專用短程通訊(DSRC)技術(shù)，這是一種全球通訊標(biāo)準(zhǔn)，可連結(jié)車輛與外部的固定電子單元，用以監(jiān)測(cè)交通流量和天氣條件之類的參數(shù)。還可以用於V2V通訊，舉例而言，如果某一車輛接近另一車輛的速度過快、或者從一個(gè)盲區(qū)接近，便可引導(dǎo)車輛採取閃避動(dòng)作。

然而，某些群體倡議採用新興的LTE 5或5G(取代當(dāng)前4G協(xié)定來處理手機(jī)網(wǎng)路流量)之類的協(xié)定來構(gòu)建系統(tǒng)，而不是為DSRC設(shè)備建立起價(jià)格昂貴的二次網(wǎng)路。他們的理由是5G具有足夠快的速度，可以與DSRC設(shè)備一樣有效的進(jìn)行通訊，而無需增加網(wǎng)路開發(fā)的成本。

無論爭(zhēng)論結(jié)果如何，毫無疑問也都表明了商用V2V通訊將繼續(xù)不斷發(fā)展，使用的車輛數(shù)量以及可以支援的應(yīng)用數(shù)量也日益增加。連接解決方案必須能夠處理更高的資料速度以及功率需求，從而為這一全新、動(dòng)態(tài)的通訊領(lǐng)域提供支援。(本文作者M(jìn)ike Gardner任職於Molex公司)