基于物联网的什么的系统设计

基于物联网的什么的系统设计,第1张

摘要:针对当前基于物联网的物流逐步走向大数据时代,设计了一种基于物联网的物流管理系统。以物联网作为基础硬件支撑,通过RFID标签对物流数据进行采集,并通过无线网络将数据上传到服务器。利用C#语言对系统进行开发,并结合GPS导航系统对物流车辆进行实时跟踪与监控,完成物流运输中的人与货物、货物与车、货物与货物之间的交流,实现物流的智能化管理。
关键词:物联网;RFID标签;物流管理;智能物流;导航系统
随着物联网技术的发展,传统物流行业开始朝智能化、信息化方向发展。通过现代物联网技术,对传统物流中很难知晓的运输条件、运输状态等进行监测,从而更好地满足用户的需求。如生鲜食品运输中,借助物联网技术可对运输物流车中的温度、湿度、位置等数据进行实时采集与传输,让用户在接收食品的时候可第一时间了解生鲜食品运输状态,达到放心食用的目的[1]。通过这种智能化的方式,大大提高了物流行业的服务水平。因此,本文结合物联网技术,设计一种基于物联网的物流管理系统,目的就是通过加强物流管理全程监控,不断提升物流管理企业的服务水平。
1 系统设计目的与原则
本文设计的基于物联网的物流管理系统是以物流企业作为主体,为不同的消费者提供个性化的物流服务。作为一个实时监控与管理系统,在设计中除满足基本的功能需求外,还必须适当考虑系统的实用性、可维护性、可扩展性等[2],即功能设计满足用户需求、软硬件搭配合宜、可根据客户需求适时拓展功能。因此根据上述原则,基于物联网的物流管理系统功能设计要充分满足用户的基本需求,并可实现对整个物流装卸、配送、仓储等过程的管理,从而为消费者提供更加方便、快捷和安全的物流服务;适应未来功能需求变化,可支持对系统 进行二次开发,并预留相关的功能接口,满足未来系统性能需求。对系统的开发必须要考虑维护的成本,同时方便对数据进行备份、恢复等,提高数据的可维护性。
2 基于物联网的系统整体架构设计
该系统设计的目的是实现物流企业对物流配送的实时管理,同时为消费者提供货物实时查询信息

汽车 的电动化、网联化、智能化、共享化的发展趋势下, 汽车 逐步由机械驱动向软件驱动过渡, 汽车 电子电气架构 的变革也使得 汽车 的硬件体系趋于集中化,软件体系的差异化成为 汽车 价值差异化的关键。商业模式上也从出售 汽车 硬件转为出售硬件与后续服务的转变;研发流程也从软硬件集成开发转变为软硬件解耦的单独开发。新的整车电子架构构成了未来智能网联车的核心,而软件和服务能力将成为未来 汽车 产业里最重要的竞争力。

软件在 汽车 产品的比重在持续增加, 汽车 架构也从分布式走向集中式架构, 汽车 从信息孤岛模式走向网联互通模式, 这些都标志着软件定义 汽车 时代的到来。软件定义 汽车 架构下,可以通过OTA服务持续的为车辆升级完善,使车辆不断进 化,具备自有的品牌价值。软硬件解耦式开发与后端云平台的持续服务赋予了 汽车 开发的创新生态。

智能 汽车 软件化即智能软件将深度参与到 汽车 定义、开发、验证、销售、服务等过程中,并不断改变和优化各个过程,实现体验持续优化、过程持续优化、价值持续创造。智能 汽车 软件产业技术体系复杂、价值链长、产业交叉较为融合,布局从基础控制的系统层软件,遍布进阶功能的智能座舱软件、车联网软件、自动驾驶软件。软件架构的关键技术使得车辆控制系统在开发过程中逐渐与硬件解耦,让用户体验摆脱对于系统环境的依赖,赋予用户新体验与 汽车 新价值。

自动驾驶的基本过程分为三部分:感知、决策、控制。其关键技术为自动驾驶的软件算法与模型,通过融合各个传感器的数据,不同的算法和支撑软件计算得到所需的自动驾驶方案。自动驾驶中的环境感知指对于环境的场景理解能力,例如 障碍物的类型、道路标志及标线、行车车辆的检测、交通信息等数据的分类。

定位是对感知结果的后处理,通过定位功能 帮助车辆了解其相对于所处环境的位置。环境感知需要通过多传感器获取大量的周围环境信息,确保对车辆周围环境的 正确理解,并基于此做出相应的规划和决策。目前两种主流技术路线,一种是以特斯拉为代表的以摄像头为主导的多传感技术融合方案;另一种是以谷歌、百度为代表的以激光雷达为主导,其他传感器为辅助的技术方案。决策是依据驾驶场景认知态势图,根据驾驶需求进行任务决策,接着能够在避开存在的障碍物前提之下,通过一些特定的约束条件,规划出两点 之间多条可以选择的安全路径,并在这些路径当中选择一条最优的路径,决策出车辆行驶轨迹。

执行系统则为执行驾驶指令、控制车辆状态,如车辆的纵向控制及车辆的驱动和制动控制,横向控制是方向盘角度的调整以及轮胎力的控制,实现 了纵向和横向自动控制,就可以按给定目标和约束自动控制车运行。

智能座舱主要涵盖座舱内饰和座舱电子领域的创新与联动,从消费者应用场景角度出发而构建的人机交互(HMI)体系。 智能座舱通过对数据的采集,上传到云端进行处理和计算,从而对资源进行最有效的适配,增加座舱内的安全性、 娱乐 性 和实用性。当前智能座舱主要满足座舱功能需求,在原有的基础上,对现有的功能或是分散信息进行整合,提升座舱性 能,改善人机交互方式,提供数字化服务。 智能座舱的未来形态是“智能移动空间”。在5G和车联网高度普及的前提下, 智能座舱与高级别的自动驾驶相融合,逐渐进化成集“家居、 娱乐 、工作、社交”为一体的智能空间。

现阶段, 汽车 产品主要作为移动代步工具,中期内导航功能是智能座舱相关应用软件的关键,大多数软件均基于定位 和地图信息进行开展和应用。除传统的路径规划和车道导航功能外,到现阶段智能座舱导航软件主要有四大应用趋势:

一 是与车联网功能结合,通过与云端数据平台实时通信,获取实时交通路况信息以及停车场、充电桩实时使用状况等辅助信 息,纳入车辆行驶路径规划决策算法中,提供更智能全面的路径规划;

二是与车机、液晶仪表、W-HUD等智能座舱硬件相 结合,提供AR导航功能;

三是获取高精度的定位信息辅助车辆自动驾驶功能,通过GNSS、RTK、陀螺仪、加速等结合 软件算法,提供厘米级的定位信息,同时融合高精地图和车辆环境传感器数据,辅助车辆自动驾驶软件的决策算法;

四是 与社交和 娱乐 软件相结合构建应用服务软件生态,与附近车辆车主进行实时通信互通,提供求助、答疑、预警等社交类功能,丰富智能座舱的软件生态。

车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在“人-车-路-云”之间 进行无线通讯和信息交换的大系统网络,是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络,是物联网技术在交通系统领域的典型应用。在网联化层面,按照网联通信内容的不同将其划分为网联辅助信息交互、 网联协同感知、网联协同决策与控制三个等级。目前行业内处于网联辅助信息交互阶段,即基于车-路、车-后台通信,实现导航等辅助信息的获取以及车辆行驶与驾驶人 *** 作等数据的上传。因此现阶段车联网主要指基于网联辅助信息交互技术 衍生的信息服务等,如导航、 娱乐 、救援等,但广义车联网除信息服务外,还包含用于实现网联协同感知和控制等功能的 V2X相关技术和服务等。

高精地图是指绝对精度和相对精度均在分米级的高精度、高新鲜度、高丰富度的导航地图,简称HD Map(High Definition Map)或HAD Map(Highly Automated Driving Map)。高精地图所蕴含的信息丰富,含有道路类型、曲率、车道 线位置等道路信息,以及路边基础设施、障碍物、交通标志等环境对象信息,同时包括交通流量、红绿灯等实时动态信 息。不同地图信息的应用场景和对实时性的要求不同,通过对信息进行分级处理,能有效提高地图的管理、采集效率及广 泛应用。

与传统车载电子地图相比,高精地图精细程度更高,动态要素更为丰富。且车载地图的体积受到嵌入式系统的存储容量限制。目前,自动驾驶用高精度地图(厘米级),存储密度非常高,整体容量已远远超出目前主流控制器方案的存储容 量,所以需要借助云储存及云分发的形式才能得以实现。除此之外,传统导航电子地图的更新频率为静态数据(通常更新 频率为季度更新或月更新),准静态数据(频率为日更新)。而高精度地图对数据的实时性要求较高,更新频率通常为准动 态数据(频率为分钟更新),实时动态数据(频率为秒或毫秒更新)。

*** 作系统是管理和控制智能 汽车 硬件与软件资源的底层,提供运行环境、运行机制、通信机制和安全机制等。目前车载 *** 作系统可分为四个层次:基础型 *** 作系统、定制型 *** 作系统、ROM型 *** 作系统和中间件。

基础型 *** 作系统包括系统内核、底层驱动等,提供 *** 作系统最基本的功能,负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统,决定着系统的性能和稳定性;目前底层 *** 作系统为开源框架,暂不受版权和知识产权的影响,一般不属于企业考虑开发的技术范围。

定制版 *** 作系统则是在基础型 *** 作系统之上进行深度定制化开发,如修改内核、硬件驱 动、运行时环境、应用程序框架等,属于自主研发的独立 *** 作系统。ROM则是基于发行版修改后的系统服务与系统 UI。

ROM型 汽车 *** 作系统是基于Linux或安卓等基础型 *** 作系统进行有限的定制化开发,不涉及系统内核更改,一般只修改更 新 *** 作系统自带的应用程序等。大部分的主机厂一般都选择开发ROM型 *** 作系统,国外主机厂多选用Linux作为底层 *** 作 系统,国内主机厂则偏好Android应用生态。

中间件是处于应用和 *** 作系统之间的软件,实现异构网络环境下软件互联和 互 *** 作等共性和问题,提供标准接口、协议,并具有较高的移植性。

智能化、网联化、电动化、共享化的已成为 汽车 产业变革的必然趋势, 汽车 产品逐步由传统代步机械工具向新一代具备感知和决策能力的智能终端转变。“四化”变革趋势需求催生 汽车 的电子电气架构由分布式处理器架构逐步向域控制器架 构和中央计算平台架构演变, 汽车 软件将成为定义整车功能的关键。在此变革趋势下,现有的 汽车 产业格局和供应链体系 受到冲击,对于具备 汽车 软件研发能力的企业是发展的重大机遇。我国互联网与软件产业基础较好,把握产业变革机遇, 发挥应用软件领域优势,是实现我国 汽车 产业由大变强、换道先行的关键。

好问题。

车联网(可简称为IOV),是物联网中的一部分,也就是汽车物联网,属于物联网中比较容易落地实施的一种。

目前,基于OBD的车联网是大势所趋,提到OBD车联网,那就要了解刘南杰博士(南京邮电大学通信与信息工程学院常务副院长、南京邮电大学物联网研究院副院长、前华为战略部部长)所提出的“端-管-云” IOV系统三要素架构,如下图所示:

1、车载智能通信终端GID,在GID中需要包含GPS模块和GPRS通讯模块,以便把GID收集的数据通过GPRS模块上传至云平台;

2、车联网智能手机App,移动互联网比如也是趋势;

3、车联网云平台,在云平台中做数据处理(车联网的数据比如会是大数据);

如此,利用“端管云”的架构,可以实现在人离开车之后对车的相关信息随手掌握,历史行车轨迹、车子被拖吊提供报警、电瓶低电压了提供报警等等一系列功能,而这些是仅靠蓝牙模块无法实现,也就谈不上真正的“联网”。

供参考了解。

当前,5G、AI等技术和汽车产业的融合已成为新趋势,汽车智能化的迅猛势头也正为智能网联汽车赛道按下加速键。而作为决胜汽车产业“下半场”的关键,全球智能网联汽车行业市场规模也在持续扩大。根据华经产业研究院数据显示,预计到2025年全球智能网联汽车销量将突破7850万辆。智能网联汽车的迅猛发展叠加经济复苏,正在驱使汽车产业迎接新一轮变革。

4月12日,由移远通信举办的“万物智联·共数未来2023物联网生态大会”顺利举行,其中下午场特设智能网联汽车分论坛,荟聚一线从业人员,吸引了众多参与者。此次分论坛讨论的话题涵盖移远全栈式产品赋能智能网联汽车发展、智能网联标准化进程、车载车联技术发展、GNSS、车载5G天线等主题,以专业技术解析前沿创新应用以及前瞻趋势,与行业众咖共探数智云联的无限可能。

移远产品矩阵丰富,5G车规级产品迭出

图源:移远通信

汽车产业从电动化的“上半场”竞局,转入智能化的“下半场”。未来,汽车不再定位为单独的一个产品,而是成为连接网络生态或者系统当中的一个节点,类似于一个移动终端,可触及更多的服务和应用场景能力。

可以说,智能网联汽车正在发展成为未来的第三空间,而此变化对于整个产业链来说,包括整车厂、软硬件企业、零部件供应商,以及相关服务技术企业等,都是一个竞争激烈的全新“战场”。

厉兵秣马,抢滩赛道。作为较早入局物联网行业的头部参与者之一,移远通信进展斐然。如移远通信COO张栋在大会开幕式上所述,移远通信以物联网模组产品为核心,过去几年同步开启了AIoT解决方案、车载解决方案、天线、云服务、认证测试等外延业务。现在的移远通信,更是从单纯的蜂窝模组供应商正式升级为“物联网整体解决方案供应商”,可一站式满足全球行业客户的智能化升级需求。

移远通信COO张栋;图源: 移远通信

在车载领域,据移远通信汽车前装事业部总经理王敏介绍,移远通信已经实现包括4G/5G蜂窝通信技术、车路协同的V2X技术、智能座舱技术、短距离车载Wi-Fi/蓝牙/UWB技术、定位技术、满足各类通信的天线技术和整体软件解决方案等七大车载产品技术生态。迄今,凭借上述全队列的产品架构,移远已经交付全球40多家汽车制造商以及60多家的Tier 1供应商。

其中,伴随智能座舱领域的复杂性和集成度越来越高,总体上电子电气架构(EEA)已从原来的分布式逐步过渡到简单轻量化、可扩展性较强的架构,并朝着中央集中式架构方向前进。在此过程中,移远通信无论是产品供给能力、一站式服务能力以及完善的产品队列等层面,都在不断提高,以全面满足市场所需。

具体来看,其车载产品线除了涵盖多款C-V2X模组及LTE/LTE-A模组,在5G技术上更是频频发力,在率先推出R15、R16产品后,根据硬件配置划分了多种产品形态,比如主机厂商可自由选择内置V2X、双卡双通、不同算力等功能的产品。未来,移远也将会逐渐推出更多采用5G的智能模组方案,用于满足车载对智能化、高算力的急迫需求。

值得一提的是,今年以来移远陆续推出了四大类符合3GPP R16标准的车规级5G产品:AG59xH系列、AG59xE系列、AG581A、AG580A系列,涵盖了不同的平台、配置、硬件方案,满足全球车厂的多样化需求。其中,AG59xH系列基于高通SA525M平台,AG59xE系列基于高通SA522M平台,两者内置芯片皆符合AEC-Q100标准。相较于第一代5G车载模组,AG59x在5G传输速率、低时延、高可靠性、C-V2X PC5直连通信能力、位置定位服务、高算力以及安全性等方面皆有较大提升与完善。

在短距离通信的车规级模组方面,移远通信目前的产品规划涵盖Wi-Fi 5、Wi-Fi 6、代表最新技术成果的Wi-Fi7,以及蓝牙和UWB模组等。

C-V2X赋能智能网联,正值爆发前夜

基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术的演进,无线通信技术与汽车电子技术整合的趋势提速,V2X也被认为是未来智能交通运输系统的关键。

根据信通院2022年底统计,2022年已售车辆中已经预装将近二十万辆具备V2X通信能力的汽车产品。伴随V2X的稳步推进,以及标准完善,高通高级产品总监艾和志更是在会上直言,V2X正处于爆发的前夜,预计时间就在近几年。

而在V2X技术的持续演进过程中,由于C-V2X拥有更清晰的演进路线和对车辆高速度的支持,发展前景优势明显,因而也被看作是一种极具清晰5G演化路径的V2X技术。

不仅如此,在智能网联发展周期快速迭代中,C-V2X已经成为受全球广泛认可的一项支持高级别ADAS和自动驾驶的核心技术,并且在车路协同发展中将发挥不可取代的作用。尤其是依托大带宽、低时延的5G赋能,更让新一代车用无线通信网络5G+V2X成为智能化上车焦点。

为抢滩市场,移远已经针对车载应用开发了丰富的C-V2X产品线并实现量产落地,涵盖C-V2X模组AG18、AG15,C-V2X AP模组AG215S,LTE-A + C-V2X模组AG52xR系列,以及5G + C-V2X模组AG55xQ系列等。

图源:移远通信

需注意的是,移远通信汽车前装事业部副总经理王友在会上坦言,迄今落地商用的大部分V2X产品还是LTE-V2X,不管是R14还是R15,采用的的技术仍是广播技术。体现在应用场景上,目前的应用进程还是基本上处于第一阶段和第二阶段,第三阶段的应用则会在单播和组播基础上导入车辆的协同控制以及对弱势交通参与者的保护支持。

而根据3GPP发布的LTE演进路线规划,在未来,LTE-V2X(R14/15版)会过渡到NR-V2X(R16+版)。

另关于业界对后续趋势是LTE与V2X共存,还是C-V2X跟DSRC(专用短程通信技术)共存的讨论,王友表示,移远在产品化和合作方面已积累了丰富的实践经验,公司已经总结了近九个使用场景,不管趋势如何,合作客户都将不受影响,且能够快速量产。

网络安全和功能安全以及高精度定位 为智能驾驶保驾护航

伴随汽车智能化的推进,安全问题越发至关重要,王友在会上也强调,在C-V2X的技术能力之外,安全也是重点,包括功能安全和信息网络安全。“安全话题在全球尤其在交通领域变得越来越重要,这也是为什么移远在安全上会重点投入的一个原因。”

图源:移远通信

目前,在信息安全上,移远已经通过了ISO27001产品信息安全管理体系认证,和ISO/SAE 21434汽车网络安全管理体系认证等;功能安全上,移远则完成了ISO26262(专门用作提升汽车电子电气产品功能安全的国际标准)的认证测试,具备为客户提供安全保障的能力。并且,自R14、R15开始,移远就已经在探索VRU弱势交通参与者的保护。

其中,作为车载领域软实力的体现,智能驾驶的功能安全需求愈发迫切。移远通信GNSS产品总监曾广莲指出,随着自动驾驶从L2往L3、甚至L4及以上跃进,安全的承担者就由人变成了汽车系统、电子电气,这对功能安全提出了必需的要求。而高精GNSS定位导航技术便是各类自动驾驶的安全前提。

进一步来看,移远在GNSS功能安全上为智能驾驶提供了什么样的方案?曾广莲给出的答案是GNSS模组LG69T。

据悉,LG69T是移远以领先行业的速度推出的车规级双频高精度卫星及惯性导航融合定位模组。该模组在符合AEC-Q100标准要求的基本条件下,可同时接收并追踪多个GNSS星座以及QZSS的双频信号,在数秒内达到厘米级定位精度。

此外,LG69T还内置算法融合IMU(惯性测量单元),结合车辆提供的信息,通过惯性导航算法就可以实现弱信号或者无信号条件下持续定位。目前,LG69T已应用在多款主流车型中。

图源:移远通信

值得一提的是,随着技术的发展,特别是自动驾驶的发展,行业对汽车GNSS也提出了新的要求。

意法半导体中国区产品市场总监郑义在会上指出,车载GNSS应用目前有三大方面的技术挑战,一是高精度定位要求越来越高,二是多模式的融合趋势对GNSS芯片本身处理融合的算法和能力提出了更高要求,三是需要有效保障终端驾驶安全性和可靠性。而这些问题的解决都需要产业链上下游的协力合作。

汽车天线形态迎接质变,玩家洗牌

5G、V2X、GNSS高精度以及UWB(超宽带连接)等新技术的到来,也给整个汽车天线形态带来质的改变,设计开发的逻辑也已经产生变化。移远通信天线产品总监林规感叹,特别是5G前沿技术的加入,天线行业将发生剧烈的变化,主要玩家或也面临“洗牌”局面,比如曾经由天线厂主导的整个汽车天线的开发与设计,未来会逐渐转移至汽车厂、芯片厂、模组厂等力量中。

然对于行业“变局”,移远却是有备而来,且正蓄势待发。林规表示,基于天线小型化、智能化、一定程度的集成化技术趋势,移远天线产品布局的完善性和前瞻性足以满足绝大多数客户的常规需求,针对具体车型移远还可以进行定制化开发,确保终端性能达到最优。

此外,T-Box跟天线合在一起,是未来比较好的形态,也是一个非常大的趋势。“这样可以尽可能降低天线路径上的性能损耗,同时省掉很多连接线,大幅度降低汽车天线的成本,而且性能还能得到提升。”林规提到。为此,移远开发了5G C-V2X天线补偿系统,利用损耗补偿达到两个V2X天线对等的状态。

而针对未来越来越多的全景天窗等使用场景,移远在会上首度公开了最新开发的透明天线,该天线置于车玻璃上而不影响美观,同时性能优于传统天线。

另外,面向新一代汽车数字钥匙等场景,今年2月,移远通信还推出了第一款车规级且带内置天线的UWB模组AU30Q,精准赋能智能汽车门禁应用,例如无钥匙进入、车内乘客检测、人员接近检测、非接触后备箱开启、电动汽车无线充电以及汽车换电等场景。

行业极度内卷,移远唯快不破

以上提及的移动通信单元(4G/5G)、C-V2X、GNSS高精度定位模组等,都是T-Box(车联网控制单元)的主要组成部分之一。T-Box作为车联网过程中非常重要的一环,担负着监测和控制车身状态的重要使命。

4G时代,T-Box助力汽车产业打开了接入蜂窝网络的快速通道;而进入5G时代,汽车智能化趋势驱动,传统的T-Box产品形态也快速向智能化转型,从单纯的通信功能,到给车厂带来更多服务价值。

移远通信汽车前装事业部总经理王敏在会上特别指出,T-Box未来的演进类似于集中化的EEA架构,集中度会越来越高,同时也能达到降本增效的目的。

图源:移远通信

当前,汽车行业“内卷”程度至极,淘汰赛加速,对降本要求迫切,而无论是在技术迭代、研发速度,还是上车量产、竞争淘汰等方面,整体逃不开一个“快”字。对此,小鹏汽车嵌入式平台总经理余鹏在分论坛特别环节——圆桌讨论上指出,“现在这个时代,‘快’依然是车企的核心优势,但是这个过程中我们还是要控制好节奏,找到快的方法。”

依托全栈式产品线布局,王敏则表现得信心十足。他直言,移远不怕快,反而喜欢这种快,快向来是移远的风格。不管是产品开发、客户需求,还是技术产品的迭代、降本,移远都是在快速变化过程中不断提升自己,这也是移远的一个能力、一个强项。

面对当前智能网联汽车产业的发展现状,中国信息通信研究院葛雨明博士也在会上提出了两点建议。一方面,未来发展需要加强跨行业协同,推动跨域基础设施的互联互通;另一方面要构建完备、协同统一的标准,更好地做应用场景开发。

总体上,智能网联汽车整车架构以及商业模式的不断演进,使未来的核心竞争将围绕“智能”展开。随着智能化的不断提升,域控、中央计算平台进一步普及,软硬件复杂性迎来革命性变化。与此同时,未来的多生态合作也将成为必然。

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