在當今的智能交通系統(tǒng)中，車輛與周圍環(huán)境和其它設(shè)備進行高效通信至關(guān)重要。然而，許多現(xiàn)有的車載通信技術(shù)卻存在成本高、覆蓋范圍有限、能效低等弊端，難以實現(xiàn)流暢的車輛到萬物 (V2X) 交互，并帶來安全隱患和交通效率低下問題。這些挑戰(zhàn)阻礙了車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間通信和協(xié)作水平的提升。幸運的是，藍牙低功耗 (BLE) 網(wǎng)關(guān)的出現(xiàn)為克服這些障礙提供了具有前景的解決方案。本文將探討 藍牙網(wǎng)關(guān)為何成為某些 V2X 應(yīng)用的理想選擇，并推薦幾種適用于車載物聯(lián)網(wǎng)的 藍牙網(wǎng)關(guān)設(shè)備，為打造更智能的智能車聯(lián)網(wǎng)奠定基礎(chǔ)。

車內(nèi)無線通信需求日益增長

隨著車載電子設(shè)備數(shù)量的不斷增長，車內(nèi)和車周圍的無線通信需求也隨之增加。在選擇無線通信協(xié)議時，必須綜合考慮每個方案的特性、優(yōu)缺點。目前，藍牙 (BLE) 因其低功耗、低成本和可靠的短距離通信能力，成為選擇之一。

當然，藍牙無法滿足車輛中的所有無線功能需求，但它已經(jīng)在智能家居、智能建筑甚至某些車載應(yīng)用中取得了成功實踐，證明了其可行性和有效性。因此，藍牙也被認為是車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)之一。

V2X 涵蓋哪些方面？

V2X 代表車輛到萬物 (Vehicle-to-Everything)，指的是車輛與其駕駛員、乘客、其他車輛、周圍環(huán)境和外部網(wǎng)絡(luò)進行的無線通信。這種無線通信涉及以下七個方面：

V2X分類（來源：藍牙 SIG）

• V2I (Vehicle-to-Infrastructure 車到基礎(chǔ)設(shè)施)

  V2I 指的是車輛與道路或高速公路基礎(chǔ)設(shè)施（例如智能路牌或交通信號燈）之間的無線通信。這種數(shù)據(jù)交換旨在通過幫助避免機動車碰撞來提高道路安全性。

   

• V2N (Vehicle-to-Network 車到網(wǎng)絡(luò))

  車輛到網(wǎng)絡(luò)使汽車能夠與蜂窩網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)，以支持廣播和單播通信。這種數(shù)據(jù)交換為車輛和駕駛員提供實時交通更新和智能導(dǎo)航功能。

   

• V2V (Vehicle-to-Vehicle 車到車)

  V2V 通信使在同一區(qū)域道路上行駛的車輛能夠?qū)崟r共享有關(guān)速度、方向和位置等信息。這種通信可以使每輛車更清晰地感知周圍環(huán)境，并幫助它們應(yīng)對不同的道路情況。V2V 技術(shù)應(yīng)用于盲點檢測和變道輔助等功能。

   

• V2G (Vehicle-to-Grid 車到電網(wǎng))

  V2G 通信僅適用于電動汽車 (EV)。該技術(shù)支持雙向充電，電動汽車可以根據(jù)不同信號（例如附近增加的能源消耗）將電力輸回電網(wǎng)。其目標是將電動汽車用作電池組，以更好地管理可再生能源需求并在高峰時段平衡電網(wǎng)負荷。

   

• IVC (In-Vehicle Communication 車內(nèi)通信)

  車內(nèi)通信是指車輛內(nèi)所有數(shù)據(jù)交換的總稱。車載系統(tǒng)（例如電池管理系統(tǒng) (BMS)）正在從基于 CAN 總線通信的笨重且昂貴的銅纜轉(zhuǎn)向無線通信，事實證明這種方式也更加可靠。

   

• V2D (Vehicle-to-Device 車到設(shè)備)

  V2D 是指車輛與連接設(shè)備（通常是智能手機）之間的信息交換。此連接允許用戶通過車載信息娛樂系統(tǒng)上的 Apple CarPlay 和 Android Auto 等應(yīng)用程序流式傳輸音頻或訪問手機功能。同時也可以與智能汽車生態(tài)藍牙設(shè)備進行通信，實現(xiàn)控制。

   

• V2P (Vehicle-to-Pedestrian 車到行人)

  V2P 的目標類似于 V2I，旨在提高道路安全性。在擁有大量汽車和行人的城市和地區(qū)，配備 V2X 的車輛可以連接到運行 V2P 應(yīng)用的行人智能手機和可穿戴設(shè)備。建立連接后，行人設(shè)備會將其位置廣播到附近車輛以提醒駕駛員。汽車還會將其位置廣播到行人的設(shè)備，以提高行人意識。

藍牙并非適用于所有 V2X 應(yīng)用

從上述 V2X 類別來看，顯然藍牙并非適用于所有類別。

例如，V2N 涉及通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)或云端進行遠距離數(shù)據(jù)交換，因此需要 LTE 或 5G 連接。另一方面，V2I 和 V2V 需要中距離（不到一公里）的無線通信，可以使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)或 IEEE-802.11p 或車載環(huán)境無線接入 (WAVE) 提供服務(wù)，這是最近為這些智能交通系統(tǒng)制定的國際標準。這意味著藍牙僅適用于V2X 通信中的 IVC、V2D、V2G 和 V2P 類別。

車輛物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中藍牙網(wǎng)關(guān)的優(yōu)勢解析

得益于低功耗、低成本和可靠的短距離通信特性，藍牙網(wǎng)關(guān)（BLE Gateway）在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大潛力，尤其適用于車內(nèi)通信（IVC）、車到設(shè)備（V2D）、車到電網(wǎng)（V2G）和車到行人（V2P）等場景。

藍牙網(wǎng)關(guān)車內(nèi)通信（IVC）應(yīng)用

BLE 網(wǎng)關(guān)的有效范圍小于 100 米，足以覆蓋車內(nèi)安裝的各類系統(tǒng)或模塊之間的通信距離。將 BLE 網(wǎng)關(guān)安裝在車輛位置（例如儀表盤），傳感器和執(zhí)行器可以輕松連接并將其數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至相關(guān)的電子控制單元 (ECU)。

這種方案有效避免了傳統(tǒng) CAN 總線連接方式帶來的繁瑣布線問題。藍牙網(wǎng)關(guān)還可以和汽車設(shè)備中的多種子設(shè)備通信。這些子設(shè)備包括電動汽車電池管理系統(tǒng)中的充電控制器和胎壓監(jiān)測系統(tǒng)中的胎壓傳感器。東勝物聯(lián)藍牙網(wǎng)關(guān)的一大優(yōu)勢在于，可以與來自其他廠商的子設(shè)備進行無縫連接。每個網(wǎng)關(guān)都提供開放的 API 接口，允許第三方設(shè)備接入無線網(wǎng)絡(luò)并傳輸數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)會收集來自傳感器的廣告數(shù)據(jù)并上傳至后端系統(tǒng)，也就是對應(yīng)的 ECU。東勝物聯(lián)藍牙網(wǎng)關(guān)還支持雙向通信，使 ECU 能夠控制執(zhí)行器和充電控制器等終端節(jié)點。

藍牙網(wǎng)關(guān)車到設(shè)備（V2D）應(yīng)用

當下國產(chǎn)新能源車競爭激烈，各車企均處于互相卷配置階段，同時，市場對于汽車更智能化的需求也越來越迫切，故車企均開始布局車載IoT，打造人車家全生態(tài)。如，可以通過車載IoT網(wǎng)關(guān)控制無人機機艙操作無人機、控制兒童座椅（旋轉(zhuǎn)、調(diào)整角度、監(jiān)控寶寶狀態(tài)）等。該需求下最合適的通信方式即藍牙（可免于布線、車機支持、手機支持、生態(tài)豐富）

考慮DHU、TCAM、TBox等車內(nèi)原本有的設(shè)備不具備IoT功能，而該類型產(chǎn)品的迭代周期又很長，故各車企為快速布局IoT功能，便開始定制各自的IoT網(wǎng)關(guān)，以快速賦能自家汽車產(chǎn)品，占領(lǐng)市場。

如兩個示例框圖所示，Dusun IoT網(wǎng)關(guān)通過BLE連接各種IoT設(shè)備，并通過WiFi與車內(nèi)各種模塊（如TCAM和DHU）和云端交互，實現(xiàn)智能控制。

藍牙網(wǎng)關(guān)車到電網(wǎng)（V2G）應(yīng)用

V2G 技術(shù)的理念是將電動汽車作為電網(wǎng)的備用電池，根據(jù)能源需求將電力輸回電網(wǎng)。雙向充電站或安裝在道路瀝青下方的充電線圈將實現(xiàn)這一功能。

無論采用何種方式，BLE 網(wǎng)關(guān)都應(yīng)為車輛的電池管理系統(tǒng)和控制電網(wǎng)的云或服務(wù)器提供回傳通道。網(wǎng)關(guān)應(yīng)傳輸關(guān)鍵指標，例如回傳給電網(wǎng)的功率，同時還應(yīng)通過云將有關(guān)電池健康和充電/放電狀態(tài)的數(shù)據(jù)上傳到用戶的移動應(yīng)用程序。

藍牙網(wǎng)關(guān)車到行人（V2P）應(yīng)用

藍牙提供的 100 米或 330 英尺的范圍足以檢測位于高風險區(qū)域（靠近車輛）的行人智能手機和可穿戴設(shè)備。但是，對于距離較遠的行人，您可以使用長距離 藍牙網(wǎng)關(guān)進行通信，距離可達 1 公里。這些長距離 藍牙網(wǎng)關(guān)是為行人設(shè)備創(chuàng)建更精確的跟蹤和監(jiān)控系統(tǒng)而經(jīng)濟高效的解決方案。1 公里的范圍也足以提供足夠的時間和空間讓行人和駕駛員做出反應(yīng)并避免相互碰撞。

適用于車載物聯(lián)網(wǎng)的藍牙網(wǎng)關(guān)推薦

東勝物聯(lián)提供多種藍牙網(wǎng)關(guān)，基于各種系統(tǒng)模塊 (SoM) 和系統(tǒng)芯片 (BLE SoC) 構(gòu)建，可幫助企業(yè)開發(fā)人員快速定制其藍牙低功耗網(wǎng)關(guān)，滿足系統(tǒng)集成和概念驗證 (POC) 的需求。經(jīng)驗豐富的 FAE 團隊提供 SDK、API 和固件編程方面的支持。

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總結(jié)

隨著智能汽車聯(lián)網(wǎng)生態(tài)建設(shè)的加速推進，車載網(wǎng)關(guān)作為智能汽車通信的“中樞神經(jīng)”，其地位與重要性日益凸顯。通過持續(xù)的技術(shù)優(yōu)化與創(chuàng)新，無線藍牙車載網(wǎng)關(guān)正在助力智能汽車行業(yè)實現(xiàn)更加高效、安全、智能的出行體驗。對車載網(wǎng)關(guān)的特點、無線技術(shù)及應(yīng)用場景的深入理解，無疑為設(shè)計和開發(fā)的車載網(wǎng)關(guān)提供了堅實基礎(chǔ)。

作為國內(nèi)無線車載網(wǎng)關(guān)設(shè)計的者，東勝物聯(lián)憑借強大的硬件研發(fā)與生產(chǎn)能力，致力于為合作伙伴提供的車載網(wǎng)關(guān)解決方案。我們堅信，通過攜手合作，我們將共同推動智能汽車和車聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的快速發(fā)展，為用戶創(chuàng)造更加便捷、安全、智能的出行體驗。