一. 发明的技术背景 　　自从人类发明汽车，既带来文明，也产生祸害，据世卫组织统计全球每年有120多万人死于交通事故，每年交通事故造成的经济损失高达5180亿美元，并预测交通事故还有上升趋势。当今世界，交通事故频繁，高速公路上汽车一撞就是几百辆的事屡见不鲜…。我国由于道路碰撞事故酿成的人祸相当于每年发生一次5?12地震。在污染排放上，我国机动车氮氧化物排放量占排放总量的 30%，一辆轿车一年排出有害废气比自身重量大3倍，我国城市交通拥堵严重，大约有30%的汽油是消耗在堵车上。城市交通拥堵、交通环境恶化以及能源短缺等成为当前世界各国面临的共同问题，发展车联网智能交通是有效的办法。如果说过去的100年，汽车改变了世界，那么今后的100年将是世界来改变汽车。特别是要改变汽车的DNA。改变DNA其切入点一是新能源汽车，二是就是汽车和通信的融合。 　　但是车联网智能交通本身却存在问题。著名的交通信息化专家、清华大学交通研究所所长史其信教授指出，“在智能交通系统建设中，信息间的传输与通讯，特别是无线通讯，是实现智能交通系统各项功能的关键”。“智能交通系统是利用先进的信息通讯技术建立道路、车辆、行人为一体的交通运输系统，提高交通运输系统的效率、安全性和可持续性。在将道路、车辆、行人整合的过程中，通讯系统起到了关键作用”；然而就是这个起到了关键作用的通讯系统存在着严重的问题。车联网智能交通中的通信主要分为安全性通信和非安全性通信两类。其中非安全性通信现有通信技术能够解决，而安全性通信的核心关键技术还没有突破，是车联网智能交通的瓶颈，是一个困扰全世界的难题。 　　安全是交通永恒的主题，交通安全对车辆通信有特殊要求。因为它们传送是实时的车辆动态信息和交通信息，要解决诸如防止前后车辆追尾和碰撞这样的实时性很强的问题。任何间接通信是无效的，需要车辆对车辆的直接通信才能满足信息最快速度、最小延时的传输。现代通信技术很发达，为什么车-车直接通信会成为世界难题呢？ 　　现有的所有无线电通讯都必须事先知道通信对象的通讯地址，所以都是“预见性”通讯或者说是“有地址”通信，而我们面对的是车-车通信是随机而遇的‘遇见性’通讯，或者说是无法预先知道对方的通讯地址的“无地址”通信，所以尽管现有通信技术很发达，车-车通信至今还是一个世界难题，成为各国汽车和交通领域尖端技术研究的热点。现在车联网中车载无线通信（Telematics）是通过内置在汽车上的计算机系统、无线通信设备、卫星导航装置、互联网技术，提供文字、语音、图像等信息的服务系统。目前为止，最常见的车载通信技术还基于蜂窝网络的间接通信，通常称之为汽车远程信息处理。车载无线通信技术，可以为机动车驾驶者和乘客提供例如路况介绍、交通信息、娱乐信息服务和碰撞后的自动求助、路边救援等服务。然而提供的只是仅限于非实时的服务，不可能提供类似防止碰撞、追尾实时性很强的安全服务。对人而言生命和财产安全永远是第一位的需要，所以人们不会像买保险产品那样普遍购买车载无线通信，目前车载无线通信市场是“叫好不叫座”。 　　考察车辆运动，国内外的研究学者则大多认为是无规则的运动，他们在参考了通信领域中移动自组网(MANET)的基础上，提出了车辆自组网VANET的概念。呼声最高的是专用短程通信系统DSRC和它的IEEE 802.11p标准，又称为WAVE。作为具有高速移动性的对象，车辆给VANET的设计带来了许多挑战，结合现实中车辆运行的轨迹，分析各种设计思想对组网的影响，是目前该领域的研究趋势。 有文献指出802.11p标准中MAC协议存在无法保证实时性的问题，这对于车载无线自组织网络最强调的交通实时安全应用来说是致命的缺点。基于802.11p协议的一项研究实验表明，VANET节点周期性广播数据包，在最坏情况下节点丢包率达到80%以上。另外车辆自组网VANET存在安全和隐私问题，学术界和业界迄今并没有进行足够深入的研究。 　　据美国著名《大众科学》报道，美国大众汽车实验室将两辆“速腾”车和两辆奥迪A3车安装了“专门短程通信”装置，并利用V2V控制这几辆车在旧金山行驶。该实验室的管理人员卡斯顿?伯格曼恩说：“这种技术目前已经可以使用了。”当然，在四辆车之间把正确的数据在正确的时间传送到正确的汽车上从而能够预测最为复杂的危险相对要容易得多，如果要在成百上千辆车之间做到这一切目前还非常困难。 　　车-车直接通讯就是要解决如何在成百上千辆车之间把正确的数据在正确的时间传送到正确的汽车上。解决车辆与车辆直接通信我们的办法有两个，一个是采用我们的专利项目“车联网智能交通无线通信平台”。将“无地址”通信转换为“有地址”通信；还有一个就是采用我们的另外一个专利项目“LED车联网智能车车通信灯”，一个不需要通信地址的“无地址”通信。二者结合是解决车辆与车辆直接通信效果最好的方法。 　　二. 发明目的和项目概况 　　本发明旨在提供一种将车辆 ‘遇见性’通信转换为‘预见性’通信的工具和方法；一种车联网智能交通通用的无线通信统一的平台；一种简约的车联网智能交通安全系统；一种车联网终端。 　　本发明由车辆通讯装置、路边通讯装置和路边通讯系统三部分组成。它们都共同具有相同结构的通讯联络器。它是‘遇见性’通信转换为‘预见性’通信的工具。 　　按我们发现的‘信道-车道相关性’原理，用电子方位计和键盘构建通讯联络器，使用本发明的通讯联络信号产生的方法，输入行驶方位、公路类型和行驶车道三参数，通过微处理器组成通讯联络码，按码分配无线收发器的信道，实现直接的车-车通讯、车-路通讯。 　　采用MEMS微电子机械系统技术的电子方位计和微加速度计组成的传感网络，以车辆通讯装置、路边通讯装置为通信节点组成车联网智能交通无线通信统一的、通用的平台。 　　车联网智能交通无线通信平台包括车-车通信、车-路通信、人-车通信和路-路通信,是人-车-路-网四者和谐统一协同的无线通信平台，前三种通信是采用同一技术的三种不同应用模式，三种通信具有相同的关键装置-通信联络器。在物联网领域所指的“通信”是指提供通道，其通信主体可以是物与物、物与人、人与人；所指的“车”可以是车辆或者车上的人（司机）；所指的“路”可以是路边设施或者持有路边通信装置的人。把路边通信装置做成人可携带产品就可构成人-车通信，实现人-车沟通。这里的人指路边人员，可以是车主、行人、盲人、交警、交管员、车管员等。 　　以MEMS微加速度传感网络实时无线监控，车-车通信用于司机对话和车辆交换运行状态，掌握车辆行驶安全信息，车-路通信用于车辆与路边设施沟通，与路边人员沟通，了解驾驶时没有观察到或者无法直接观察的交通状况，路边通讯系统用于路-路通信，实现路边设施与计算机中心沟通，完成下情上达和上情下达的任务；计算机中心用于信息加工、处理、控制和管理，用于与公共网、互联网的链接，形成最有效的决策来解决问题。 　　无线通信平台中的车辆讯装置主要由微处理器、无线收发器、天线、通信联络器（含如MEMS电子指南针MMC212xM）、定距离发射、距离判别、MEMS微加速度计（例如ADXL202等）、加速度-速度转换、语音报警、LED显示、刹车控制、扩展接口等电路组成；路边通信装置由微处理器、无线收发器、通信联络器、有线/无线数传MODEM、道路设备、路边信息存储器、电源、全向天线或定向天线、扩展接口等电路组成；每辆车安装车辆通信装置，路边设施安装路边通信装置，远端计算机控制中心和若干个路边通信装置组成路边通信系统，若干个车辆通信装置与路边通信系统组成全路车-车通信与车-路通信系统。采用车辆通信装置和路边通信装置统一编址。无线收发器在基本多址接入技术上可以有多种选择，例如采用FSK 方式ML5800SK-2：ISM频率5.725～5.850GHz，1.5Mbps数据速率，59个频道，发射功率22dbm，接收灵敏度-95dbm@10-3BER，可直接序列扩展频谱（DSSS），可TDD时分双工。 　　车-车通信承担的是紧急的、实时性很强的任务，例如主动性安全、防追尾、、防碰撞等；通信距离多在200米左右，最大不超过400米，任务完成的时间很短。车-路通信承担的是相对平缓的任务，例如道路收费、事故救援、交通路况告知等。它为车辆通信提供车辆-路边-车辆间接通信的途径。通信距离和任务完成的时间可长可短。通信距离在300～1000米左右。 　　车联网智能交通安全系统简约、经济、有效、性价比高，由车-车通信、车-路通信、人-车通信、路-路通信组成，具有司机对话，刹车预警，车距控制，实时传输车辆状态信息，对速度、速差、加减速、超车、会车、停车、撞车等通讯显示及语音报警，沟通移动车辆与现代通讯设施等多项功能，特别对夜间或雨雪、大雾、沙尘天气减少追尾和碰撞、雾里导航和反劫盗具有显著作用；适用于车辆交通事故主动预防和救援、社区泊车防范和构建车联网智能交通统一、通用的平台。 　　本项目核心技术是申请号ZL200510027116.5，名称为“车辆通讯装置、路边通讯装置和系统及其通讯联络的方法”的发明专利。该专利获得国家专利局发明专利授权，授权号CN1885365 B；本发明荣获2005年第十九届上海市“优秀发明选拔赛”优秀发明奖，2008年上海中国国际工业博览会“最具技术交易潜力奖”大赛优胜奖。为本发明撰写的“智能交通系统无线通信平台”论文被选入中国智能交通协会2011年第六届中国智能交通年会暨第七届国际节能与新能源汽车创新发展论坛论文集。 　　三. 与现有技术对比有哪些创新点 　　本项目具有前瞻性、构思新颖、结构简单、起点高、技术先进、品质优、成本低、性价比高、集成度高、可靠性高、抗冲击性高、标准化水平高，还具有节能、环保、寿命长、适用范围广、扩展性强、市场巨大、投资风险低等特点，属国内首创，国际领先的水平。 　　与现有技术相比，本项目特点和优越性表现在： 　　1）.传承中国古代指南针发明之文明，开拓电子指南针用于道路的数字化，实现方向通信和创造了双指南针 通信的自动跟踪导航新模式，开移动车辆之间直接通讯之先河，突破了长期渴望解决的车-车和车-路直接通讯瓶颈，其中，在运用“信道与车道相关原理”中用指南针自动确定行驶方位起了关键作用，实现了车-车、车-路通讯，将移动的车辆之间、移动的车辆与固定的现有通讯网络、车辆和道路有机地统一起来，构成了全新意义的、有别于现有通讯新的通讯技术。为采用通讯网络、计算机、自动控制等技术进入道路交通领域，开辟了低成本，高性能的新途径，起到穿针引线、奠定基础的作用。 　　2）. 本项目运用‘信道-车道相关性’原理，提供将车辆 ‘遇见性’通信转换为‘预见性’通信的工具和方法，完成车-车、车-路通讯，既可采用网络和网络协议形式，能解决其安全性和实时性差，路由延时长的最大缺陷，提高速度和安全质量；又可采用不使用网络和网络协议形式，在ITS智能交通系统独树一帜，具有结构简单，成本低，延时短，反应快，高可靠，实施易的显著特点，突破了由于车辆高速行驶，车辆之间的通讯成为限制ITS发展的瓶颈，为将通讯资源由时间域、频率域、码域拓展到了道路空间域，为宝贵通讯资源的开发和利用开创一种新的途径。 　　3）. 本项目站在全ITS智能交通系统的高度，以信息通讯技术使人、车、路、网四者紧密协调、和谐统一，以人为本，以车辆为核心，以道路为纽带，以网络为基础，将车辆和道路的IT化(装备信息系统)，通过车－车通讯、车－路通讯架构车辆之间和车辆与路边设施交换信息的桥梁，创立了大范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的事故避免、事故预防和事故紧急救援三位一体的安全预警机制。对于避免和防止交通事故，保障国家财产和人民生命安全，提高运输能力和效率，减少汽车因怠速而产生排放增加，带来环境污染，于国于民具有很高的社会效益和经济效益。实现能为车主和社会带来生命和财产双重安全保险的核心价值。既能实现公共交通的顺畅、安全、节能、高效，又能满足个体车辆驾驶的安全及各种需求，即充分满足私人需求和公共需求。实现是车联网“安全第一”的核心价值和盈利最大化。“汽车不但高速行驶，路上没有堵塞，更要没有事故”。 同现有技术相比具有成本低，反应快，高可靠，自成独立系统不依赖其它系统（比如GPS、电子地图等）的显著特点。它不是只针对某个方面的应用，而是我国ITS通讯一揽子解决方案。 　　4）. 本项目采用MEMS微电子机械系统技术，组成以电子指南针和加速度微纳传感网络为基础，车辆和路边设施为节点的车联网，实时无线监控，通过车-车直接通讯为前后车辆提供行驶方位和加速度、速度等信息，让所有的司机就像了解掌握自己车辆一样了解掌握前、后方车辆的行车动态。通过路边通讯装置沟通信息，可预知处在下一个弯道的车辆，提前识别防范危险。避免了汽车追尾和碰撞事故的发生。进一步与自动控制方向盘和油门以及自动刹车相结合，就可以实现‘不会相撞的汽车’这个人类梦寐以求的理想。 　　5). 本项目将路边通信装置制成携带式，构成人-车通信，实现人-车沟通、人-车感应检测，路边人员与司机对话。这里的人指路边人员，可以是车主、行人、盲人、交警、交管员、车管员等。开辟了人与移动汽车通信的先河。实现车-车、车-路、人-车、路-路通信，使人、车、路、网四者有机紧密协调、和谐统一。 　　6）.本项目采用5.8GHz无线通信频率兼容了专用短程通信（DSRC）和RFID两项技术之优点。既可用于车-车通信，又可以用于车-路通信，克服了RFID不能用于车-车通信，DSRC不能用于车-路通信的弊病。车辆通讯装置的存储器写入车牌号就是一个电子车牌，它具有RFID的所有性能，克服了RFID电池能量、处理能力、存储能力、通信能力有限的问题。电子车牌还包括车主的身份证，发动机编号等各种信息。每辆车都有电子车牌通过车联网实现对于车辆识别、检测、定位、跟踪、查找、防盗、防失窃、监控和管理。 　　7).本项目采用遥测技术与多媒体技术结合，实现驾驶室内听/视觉报警。采用微加速度计与加速度-速度转换器测量车速，实现了车辆状态全面测量，既可测加速度，实现减速、急刹车、缓刹车等显示报警，又可测速度，通过车-车通信实现前后车速度双显示、高于或低于限定速度报警，后车速度超过前车报警，同定距离发射结合，还有安全距离预警作用，所有报警和预警都是双向的，同时告知相关双方。事故避免技术和事故预防技术相辅相成，在高速公路上以安全距离预警为主，在市区公路上以危险信号报警为主，其它公路上兼而有之，取得一加一大于二效果。克服了测距雷达报警,不宜在市区公路上使用的缺点,可以避免追尾，杜绝多车追尾事故，特别是在夜间或砂尘、雨雪、大雾等天气，具有显著的安全效果。 　　8）.本项目设计语音接口电路作为语音交互为特征的人机交互方式，它是车联网时代人机交互的最佳方式。好比互联网时代，鼠标和键盘是人机交互的最佳方式，移动互联网时代，手机的触摸屏是人机交互的最佳方式，驾驶环境的特殊性决定了语音交互比人工服务和多媒体机服务，更安全便捷；可以用于前后车驾驶员与驾驶员的对话，车辆与驾驶员的语音报警。结合现有成熟的语音技术能够让司机通过嘴巴来对车联网发号施令索取服务，能够用耳朵来接收车联网提供的服务，这是最适合车上这个快速移动空间的人机交互方式。 　　9）.本项目可以用于制作养路收费卡。对车辆加速度的双积分运算就是距离（里程），由此很容易制作车辆电子行驶里程记录器，结合通讯技术就可以实现公正合理按车辆行驶里程交纳养路费的收费卡，并且能够无线刷卡。因为使用燃油的不仅仅是车辆，还有发电机、拖拉机、锅炉等，获取燃油的渠道也不仅仅是加油站。本项目弥补现在按耗油量交纳养路费存在的种种漏洞。另外把过路费、停车费、罚款费、养路费、加油费等所有收费统一为一张卡，实现一卡通。 　　10）. 本项目采用简约设计理念，其特色是将设计的元素、元器件简化到最少的程度，提取车联网智能交通各种应用系统中的共有部分制成通用产品，能达到以少胜多、以简胜繁的效果。车辆通讯装置与路边通讯装置具有相同的通讯组件，它们就像魔方中的单元，具有魔方式万能组合功能，可以组成、衍生和整合车联网IST各种应用系统。例如车辆识别、不停车道路收费、车辆管理、应急车辆辅助、商用车辆辅助、公交车辆辅助、路况信息提供、交通信息采集、道路信号控制等等任务。实现一机多能，功能叠加，用一个统一通讯平台（物理层、链路层基本相同），通过用功能模块组合方式完成不同应用层，避免了因各自为战开发车联网智能交通应用系统需要多个平台，节省了大量重复开发费用和人力、物力。 　　11）.本项目具有精确测距、定位功能，通过车-车通讯应答测距信号很方便计算出车间距离，同理通过车-路通讯又可计算出车-路间距离，而路边通讯装置存有精确的地理坐标，所以很方便进行移动车辆的精确定位,克服了测距雷达因为解决不了多目标识别而误报率高的问题。 　　12）.本项目克服了现有技术用转速传感器测速度的弊端，即需要对车辆中的齿轮或转轴进行感应，依赖于车辆结构，不能独立于车辆，并且只能安装式测量，不能便携式测量、测速不准确，与车轮轮胎大小和磨损有关，导致每一种车辆车速校验都需要化费长时间道路试验,严重缺乏通用性，安装调试麻烦。 　　13).本项目用于公交线路的公交报站系统、高速公路的安全预警和事故紧急救援系统都可以在小范围取代GPS，克服GPS系统的信号由于障碍物或恶劣的天气被阻断，而产生死区的问题；具有经济、灵活、快速组网，自成一体、克服了现有无线联网有“盲区”、信道阻塞的缺点，范围可大可小，不必非要电子地图，省去了布线，节省了资金和时间，提高了效率；使用GPRS100无线高速远传MODEM，因它永远在线, 延时小、所以速度快, 事故紧急救援系统，时间就是生命，抢一分钟意味着每年可多营救3000人的生命。本项目是分布式通讯，设备价格低廉，运行成本低，比如使用GPRS100无线高速远传MODEM，按照数据流量收费，所以费用少，具有GPS无法比拟的经济性。 　　14).本项目通过采用通讯测距、定距离发射和距离判别技术，将发射功率调节电路和接收信号强度指示(RSSI)电路组成“无线电子卷尺”，用于安全距离预警，既解决了车辆之间直接通讯中的防干扰问题，又解决了安全距离预警的问题，在传递车辆状态信息（刹车、减速、速度等信号）的同时附加安全距离信息，信号的内涵是车辆状态信息，而信号的外部特征强度是距离信息，一石二鸟，和无线电、激光、超声波测距雷达相比，解决了多目标识别难题，一次雷达采用反射波测距、二次雷达采用应答测距，都需要电磁波往返双程，需要精确测量、复杂计算，本发明采用“无线电子卷尺”，测距，就像使用卷尺，一拉到位，尺寸便知，只需要电磁波走单程，只需简单查表，所以测速快，节省时间，提高实时性，用于测速成本极少甚至不花钱。具有无线电、激光、超声波测距雷达无法相比的经济型。 　　15）. 本项目采用高性能、低成本的MEMS微加速度计，自动检测车辆状态，自动控制灯光信号，改写了传统的人工操作信号灯光的历史，用超前传递预警，解决了 ‘紧急刹车预警’百年世界难题，能像跑步比赛发‘预备—跑’口令那样，提前发出使前、后车辆同步刹车的‘预备—刹车’口令信号，可为后方驾驶员赢得了0.8～1秒以上的刹车准备时间，并且不受任何天气和时间的影响，克服驾驶员人眼从远处看到的信息传递给大脑，大脑再向肢体传递指令需要1．5秒的生理反应时间带来的延时。 　　16）. 本项目采用通讯技术与自动控制技术结合，实现自动同步刹车和智能巡航控制功能。一个车队中，它能锁定车辆前后的方向和距离，前车状态、速度、轨迹坐标都传给后车，后车接收到信号以后自动调整油门和方向盘，就像一列火车中的车箱用挂钩挂在一起一样行驶，不过不是机械挂钩，而是电子挂钩。这项技术也可以用于车辆大雾天安全行驶和智能汽车制造。 　　17）. 本项目采用指南针 通讯融合技术创造了车辆导航新途径，解决了大雾天高速公路关闭的问题。在车道上方设置路标（路边通讯装置），大雾经常出没的路段相对密集一些，特别是弯曲路段。由路标中的方位传感器和车辆通讯装置中的方位器共同组成一个道路方位微纳传感网络，通过车-路通讯，可以知道车辆和路标距离缩短的过程，同时操作车辆方向盘使车内的方位器显示与路标方位始终保持一致，解决了大雾天的道路方向导航，同理，通过车-车通讯，每一辆车又可为其后的车辆领航；由车辆通讯装置中的加速度传感器组成一个车辆行驶状态微纳传感网络，具有前后车辆速度检测，实现前后车辆速差超过报警、安全距离预警、故障车辆危险预警、自动刹车等功能，保障行驶车辆不会追尾和碰撞，无线连接结队行驶，从而解决了大雾天关闭高速公路造成的巨大经济损失和对社会、对人民生活带来的恶劣影响，这是至今世界上未曾解决的难题。 　　18). 本项目中车辆本身同时扮演着传送者和接受者，不用在道路地下安装传感器，可以在无需道路基础设施的条件下，实现车辆之间的通讯，在控制距离内相互直接传递，在控制距离外接力赛似的传递车况、路况，行驶状态，不受夜间或雨雪、沙尘、大雾天气影响，让汽车预知即将到来的碰撞，然后采取包括自动刹车，转向等措施阻止相撞，建立了基于ITS的汽车安全系统；成为智能预警系统，车辆辅助驾驶系统以及车辆自动驾驶系统的基础。 　　19）．本项目运用‘信道-车道相关性’原理，制作的路边通讯装置，可以解决在交叉路口或者各种道路立交的复杂环境下车-路通讯中一对多和多对一选择通信的难题。即一部车辆与多个路边设施（如路标等）的识别通信，以及一个路边设施与不同车道中的车辆选择通信问题。 　　20）.本项目采用方向可控制天线，结合联络信号产生方法，克服了长期渴望解决会车、超车、刹车等信号准确地传递的困难，提高行车安全性和系统抗干扰能力。 　　21）.本项目采用将无序的道路有序化、数字化、信息化，通过化整为零使原来地理信息电子地图分散存储到各个路边通讯装置上，这样便于及时修改和更新，用于交通就可以省去全版电子地图。因为电子地图是把双刃剑,既对国家交通有用,但又对国家的国防安全构成隐患,本发明比较好解决国家信息安全与实际需要使用的矛盾。 　　22）.本项目可用于正规停车场和社区或路边的临时停车场的车辆监控系统，很适合目前我国现有的停车环境。既可以密码锁车，又可以通过车辆通信装置中的加速度传感器，对整车型偷盗或拆卸轮胎等破坏型偷盗，都能报警。具有设备成本和运行成本都很低，省去了布线，节省了资金、时间和人力，提高了效率；又易实现高速远传，与各种有线/无线网络连接的特点。 　　23）.本发明属于集成创新，集中融合了微电子机械系统（MEMS）、电子指南针、RF射频收发器、数字语音通讯和微处理器等相关高新技术，技术含量很高，附加值很高，全部使用汽车标准化器件，有利于大规模批量生产和维修,系统功能设计采用积木式结构，便于产品系列化和配套。同时因为零部件都是可以大批量生产的，所以价格很低，性价比很高，在整机上又采用一机多能，从设计上保证了物超所值的市场竞争力，和作为全球汽车标准配置的低价格。 　　24）.对于今后的汽车，安全性最为重要。现在的安全保障功能有预防碰撞安全系统，但今后将不再是减轻冲撞所造成的损害，而是必须制造“不会相撞的汽车”,本发明属于基础性原始创新，从根本上解决了现在落后的灯光通讯技术与高速行驶的现代汽车不能适应的矛盾，把汽车从信息孤岛中解放出来，它是车联网和ITS的关键技术，也是制造“不会相撞的汽车”的关键技术，进一步组织挖掘有望由此产生有别于现有ITS和汽车技术的专利群，成为有中国特色的 ITS和车辆通讯标准的组成部分。 　　25）. “车联网是车、路、人之间的网络”，车联网中的传感技术应用主要是车的传感器网络和路的传感器网络。本发明采用MEMS微电子机械技术，以地磁（方向）传感器和惯性（加速度）传感器组成车的微纳传感网络和以地磁（方向）传感器组成路的微纳传感器网络，并以它们为基础，以车辆和路边设施为节点组成最简约、最经济、最有效、高性价比的浓缩型车联网，也是最简约、最经济、最有效、高性价比的浓缩型智能交通系统。该微纳传感网络克服了普通传感器网络的短板,因为它安装在车辆和路边设施中,所以没有供电困难,没有微处理器处理能力和存储能力、通信能力不够的问题。它将带来崭新的交通环境，不用为堵车烦心，不用为停车位操心，不用为行车安全担心。本项目具有两个主要优势：首先，具有成本低、容易部署和操作的优势。消费者无需订阅即可享受服务。其次，从技术角度来看，智能交通系统中传播的很多信息有很强的位置相关性，本项目能够很方便地为临近车辆建立实时或者非实时的短距离通信。 　　26).车联网的本质就是物联网与移动互联网的融合。车联网将采用一种混合式的架构，由长距离通信技术和短距离通信技术组成，其中，短距离通信技术，如经过用本技术改造的对讲机、DSRC、Wi-Fi(即802.11a/b/g) 则能够为安全系统提供实时响应的保障以及为基于位置的信息服务提供有效支持；长距离通信技术如WiMAX、TD-LTE等3G/B3G/4G蜂窝网络，能够为人们提供即时的互联网和移动互联网的接入，提供包括内容丰富的定制信息服务，如获取娱乐和资讯信息等等，让智能交通成为智慧城市、智慧中国的一部分。 　　27).本项目运用的‘信道-车道相关性’原理，即‘车道决定信道’的方法也适用轨道交通（地铁、高铁、动车和普通火车、旅游小火车）和船只之间的直接通讯，用于避免追尾和碰撞，避免類似温州7.23动车追尾事故。 　　28).本项目在设计上采用无障碍安装，使用的传感器（加速度计和方位器计）都不与车辆发生功能连接，就是说不需要改动车辆任何结构。无障碍安装不但带来安装便利，普通用户都能安装，而且扫除了生产上的障碍，解除了只有车辆制造商能生产的限制。本项目的运作单位既可以是车辆制造商，也可以是通信运营商或者交通运营商等，比较好的分工是：新车前装市场归前者，旧车后装市场归后者，希望车辆制造商和通信运营商或者交通运营商共同合作，实行统一标准，由电子通讯厂制造，发挥全社会积极性投入我国的车联网智能交通建设，克服各自为政造成车联网不兼容，导致资源浪费的问题。 　　四.应用举例 　　1）车辆通信装置作为5.8GHzRFID用途 　　a) 车辆识别-车辆电子牌照 b）MEMS微电子机械里程表-车辆无线养路费卡 　　2）人-车通信 （由手持通信装置和车辆通信装置组成） 　　a）家庭无线防盗停车位；b）交警、交管-司机手持对讲机 　　3) 路-车通信 　　a）社区/道路无线停车场；b）无线停车场；c）车辆加油站； 　　d）不停车车辆ETC收费站/车辆养路费站、公安、安全、卫生检查监测站 　　4) 车-车通信 　　a） 无道路设施的车辆通信系统 　　5）车-车通信 路-车通信 人-车通信 　　a) 有道路设施的车间通信系统；b）高速公路、高架公路智能交通通信系统、道路车联网 　　c）BRT快速公交通信系统、城市公交通信系统、城市车联网 　　五. 能取得的经济效益和社会效益 　　2010年10月28日在无锡举行的中国国际物联网(传感网)大会上，汽车移动物联网(车联网)项目被列为我国《十二五》规划重大专项第三专项中的重要项目。相关内容已上报国务院，一期拨款有望达百亿元级别，预期2020年实现可控车辆规模达2亿。 　　本项目解决了车联网智能交通目前国际上尚未突破的关键技术。在我国实施智能交通意义非常重大。 　　智能交通能够大幅降低汽车能耗。通过智能交通控制，由于平均车速的提高带来了燃料消耗量的减少和排出废气量的减少，汽车油耗也可由此降低15%。以中国7000万辆汽车保有量测算，每年可减小约2500万吨汽油的消耗，占了每年成品油进口量的一半以上。同时，交通的顺畅将大幅度减少车辆在路上的停滞时间，使得汽车尾气的排放大大减少，从而改善空气质量。据测算，全国汽车发动机空转的时间每减少1 分钟，就可减少1000吨汽油转化的废气排放。推动智能交通，可使中国温室气体的排放量减少25%～30%。 　　智能交通能够提高道路使用效率，使交通堵塞减少约60%，使短途运输效率提高近70%，使现有道路的通行能力提高两至三倍。车辆在智能交通体系内行驶，停车次数可以减少30%，行车时间减少13%～45%，车辆的使用效率能够提高50%以上。 　　智能交通能够有效减少交通事故。国内每年仅交通事故一项造成的伤残人数就达50多万，死亡人数10多万。智能交通技术能够有效减少交通事故的发生，可使每年因交通事故造成的死亡人数下降30%～70%。从而彻底改变我国交通事故发生率高的落后局面，大步进入交通事业最先进的国家行列，实现汽车相撞事故零发生率。 　　提高社会公共安全，安全是交通运输的生命，保障交通运输安全是实现我国交通现代化的最重要的指标之一。同时，交通安全是社会公共安全的重要组成部分，直接影响国家经济发展和社会稳定。 　　现在我国每年公路建设的投资超过3000亿元，城市基础设施和交通管理系统也在大规模建设，应很好地利用这个条件，加大急需的和市场规模大的产品技术标准制定的工作力度，目前市场形势是：我国高速公路总里程居世界第二,随着我国私人小汽车的快速增长，交通部制定了《国家高速公路网规划》，到2020年，我国高速公路网将要达到8.2万公里，可以覆盖10多亿人口，接近高速公路世界第一美国8.8万公里的规模。但是我们的城市基础设施和交通管理系统还比较落后，本发明的路边通讯装置和路边通讯系统为信息化与经济融合、虚拟经济与实体经济结合，帮助我国改善交通基础设施建设提供了技术支持。路边通讯装置和路边通讯系统的国内、外潜在市场也是非常巨大，我国各种道路里程数不胜数，仅高速公路里程将达到8.2万公里，将需要多少路边通讯装置和路边通讯系统等待安装。它是数万亿产值的国内市场。 　　中国机动车保有量已达到2.19亿辆,是世界第一大汽车潜在市场，世界第二大汽车消费国，世界第三大汽车生产国，也是世界交通事故发生率最高的国家。从汽车市场看，涉及到汽车动力和控制的核心部分基本上由境外商控制，中国企业很难介入，而娱乐、车身控制和安全系统则存在极大发展空间。提高汽车安全性成为汽车业面临的最大课题之一，未来汽车安全系统将开辟汽车电子的新市场。汽车安全系统是汽车电子领域增长最强劲的市场之一，大部分用户在购车时认为首先考虑的问题是汽车的安全性。仅车联网智能无线通信平台用于车载就是数千亿产值的国内市场。 　　我们虽然是汽车生产大国，但是还不是汽车强国，生产的汽车以低端汽车为多。要完成从汽车大国到汽车强国的转变，提升汽车的信息技术含量是关键。从1989年到现在，平均每辆车上安装的电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至30%以上。在一些豪华轿车上，电子产品甚至能占到整车成本的50%～60%。汽车中传统产品升级很慢，而电子产品5年基本就要升级。今后汽车升级主要就是由电子技术驱动，70%的汽车创新来源于汽车电子。同时，汽车市场竞争激烈，汽车厂商除了降价以外，增配是最有效的竞争手段，在增配过程中，汽车电子的配备率将大幅度提升。 　　从汽车大国到汽车强国，技术上的差距是制约我国发展的核心要素，其中包括汽车信息化、整车开发能力、动力总成技术和轻量化技术等四方面，而汽车信息化是差距最大的一个环节。实施本发明，把汽车制造纳入我国信息通信技术的创新环境中，将为国产汽车工业提供难得的发展机遇，也将为产业转型提供新的发展方向和增长空间。仅仅车辆通讯装置一项就拥有4380亿的国内潜在市场，国际市场更大。所以车辆通讯是汽车电子产业最大的亮点, 汽车厂商最大的卖点，汽车市场竞争中的制高点，当今世界“没有通讯装置的汽车不是好汽车”。 　　目前，我国三大运营商都已经建成覆盖全国的基础通信网，网络覆盖广、性能优、可靠性高。特别是三大3G网络的建设，今年都将完成全国地市级城市的网络覆盖，未来两年将对县城实现基本覆盖。3G移动通信网络高速发展，能够提供宽带化的无线信息传输通道，在全国范围内更好地实现无线漫游，并可以处理图像、视频流等多种媒体形式，这为建设车联网提供了坚实的网络基础。所以通信运营商要介入智能交通非安全通讯系统是可行的。 但是通信运营商要按照国外的车载无线自组织网络、DSRC和IEEE 802.11p技术介入智能交通安全通信系统，是很困难的。802.11p是目标锁定在车载环境下，针对汽车这样的特殊环境的无线通信，主要用于车上用户与路边目标之间、汽车之间的通信，并且更适合汽车厂商生产。本发明专利扫除了生产上的障碍，解除了只有车辆制造商能生产的限制。本项目实施既可以是车辆制造商，也可以是通信运营商或者交通运营商等。为我国通信产业开辟了新的天地。交通运输和通信产业是国民经济的命脉和神经，汽车产业是支柱产业，它们的发展将带动国民经济全面提高和发展。 　　六. 发展前景及对推动社会发展和人民生活改善的作用 　　历史的经验告诉我们每一次经济危机之后，科技创新都成为战略制高点。在后金融危机时代，世界各国正在进行抢占科技制高点的竞赛，全球进入空前的创新密集和产业振兴时代。作为新兴产业和科技创新的代表，物联网已经成为经济危机后期国际竞争的制高点，成为“智慧地球”、“感知中国”到“智能城市”的主要组成部分得到决策者高度关注。温总理提出“智慧地球” 应该是互联网加物联网。物联网就是“物物相连的互联网”，是继计算机、互联网之后的第三次新技术浪潮。改革开放30年，我国经济取得了持续高增长，今后发展“绿色经济”，向“服务经济”转型，建立“和谐社会”以及自主创新，都需要利用先进的技术和更加智慧的理念和方式去实现。“智慧地球”所实现的信息化与经济融合、虚拟经济与实体经济结合，更可以帮助我国改善基础设施建设，使我国从“智慧地球”中获得最大的收益，不仅在短期内可以战胜某些风险与挑战，而且也为长远健康、和谐和可持续发展的社会创造了条件。 　　汽车的物联网就是车联网。车联网智能交通是物联网主要组成部分。车联网智能交通无线通信平台是车联网智能交通的关键核心技术。党的“十七大”提出工业化与信息化融合战略，并组建了现在的工业和信息化部，这为“两化融合”提供了重要的体制保障，而车联网智能交通是两化融合的现实结合点和突破口。未来的交通是汽车和通信融合。汽车制造与信息技术完美交织在一起时，将展现一个“零排放、零交通事故、远离对石油的依赖、远离交通堵塞、实现有趣而又时尚驾驶”的美好城市交通生活。以汽车为节点、网络为基础，人、车、路、网协调发展的车联网把汽车制造纳入我国信息通信技术的创新环境中，将为我国汽车工业提供发展机遇。同时为社会发展和人民生活改善发挥深远的积极作用。 　　本发明属于基础性原始创新，可以形成战略性新兴产业。温总理指出: “竞争力就是知识产权，是专利，是标准，面对市场饱和的困难就必须有更高端的产品”。 　　当前“技术专利化、专利标准化、标准许可化” 运用专利战略、参与标准制定、确立市场地位以及带动行业发展，是众多企业的发展目标和方向，每个有雄心壮志的企业不更新观念，不敢引领观念的更新，要想赶上欧美的同行，那恐怕只能是猴年马月的事情了，应该不满足遵循标准，而是要制定标准，应该在创立标准上下功夫。要在制定标准上拥有话语权，关键是你有没有实力，如果你拥有世界上别人没有的、独一无二的、有普遍使用价值的新产品，或者别人不得不使用的技术，你的该产品的企业标准或者技术，就可能成为国家标准和国际标准或事实标准，我国的CDWMA手机成为标准就是例证。当今世界谁拥有标准，谁就占领市场，标准的基础是市场，是自主知识产权，中国拥有巨大的市场，这是我国的标准成为国际标准或事实标准的得天独厚的条件。 　　本发明是当前国际金融危机条件下，贯彻党的十七届五中全会精神，坚持以科学发展为主题、以加快转变经济发展方式为主线谋划“十二五”发展，充分利用政策，转变经济增长方式，自主创新，依靠技术进步，提高效益，摆脱困境的亮点，它使用了成熟技术可以很快形成一个新兴ITS产业链，新的经济增长点，开拓国内外新市场，带动经济发展，帮助政府解决增加税收，增加劳动就业两大主要问题。可望得到政府有关部门重视、支持和扶植，建立以自主知识产权为基础的标准和标准体系，为有中国特色的车联网ITS产业架桥铺路。

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