簡單感測器成為車用資通訊系統閘道器
新的技術創新為車輛的智慧化和資料管理系統開闢了道路。傳統上，許多現代車輛的設計都偏向機械化，但隨著嵌入式電子元件和微處理器的導入，現在已轉變為輪子上的數位電腦。這些嵌入式運算處理器為現代車輛的特定感測器輸入處理和監控提供了中央神經系統。例如，汽車原始設備製造商(OEM)會整合數百個嵌入式微處理器，以管理廣泛的感測器輸入/輸出網路，用於特定功能和車輛安全。這些車輛中嵌入式微處理器的導入，最終以令人難以置信的智慧方式徹底改變了車輛的歷史。現代車輛的所有技術功能都證明了這一點。
現代車輛利用這些電子控制器，並能獲取有價值的數據洞察，為車輛的自動化帶來巨大效益。許多消費者幾乎司空見慣的功能，如動力轉向、循跡控制、空調、變速箱和安全氣囊，都是由嵌入式微控制器和感測器控制的。特別是隨著機器學習和新AI技術的進步，有助於塑造自動駕駛車輛的未來，新的邊緣運算平台將在下一波的即時處理、數據分析，尤其是車輛資通訊系統中扮演關鍵角色。例如，特斯拉目前的生產車輛透過利用感測器網路為其先進駕駛輔助系統(ADAS)提供半自動駕駛功能。其核心是，大多數聯網和智慧的ADAS功能都是透過邊緣運算解決方案實現的，這些解決方案直接從感測器數據提供強大、即時的處理能力。堅固耐用的邊緣電腦將為許多汽車應用帶來更多的處理能力和即時智慧，最終開創商用車輛自動化的新時代。車隊資通訊系統及其產生的數據正在加速數據收集的效益，尤其是在汽車市場的邊緣運算應用中。許多這些應用正在收集大量的數據，這將有助於為自動化的未來建構機器學習演算法。
車輛中的嵌入式微控制器是物聯網的感測器
嵌入式ECU基本上是管理車輛中感測器數據流基本輸入和輸出的電腦。現代車輛依賴這個複雜的電腦網路來解釋車輛的特定功能。儘管許多汽車功能對最終使用者來說似乎微不足道且自動化，但這都是透過嵌入式微處理器實現的。這些微處理器或ECU於1970年首次量產，並作為滿足燃油和排放標準法規的解決方案而實施。最終，到1980年代，汽車原始設備製造商整合了額外的ECU來控制汽車引擎的專用功能，如燃油噴射系統，這是汽車燃油效率比的重要元素。快轉到2020年，今天的車輛有數百個嵌入式ECU處理和監控數據，以實現最關鍵的車輛功能。例如，一些由ECU管理的大眾功能包括防鎖死煞車系統、循跡控制、主動懸吊控制、巡航控制、電動窗和輔助停車等等。除了ECU的出現，現代車輛技術的另一個關鍵進步是它能夠透過所有嵌入式處理控制器之間的通訊協定進行通訊，這也被稱為「CANBus」。
(車輛ECU範例)
圖片來源：auto.howstuffworks.com
CANBus協定：車輛的通訊閘道
現代車輛中現在搭載了數百個感測器，人們可能會問數據是如何從每個ECU傳輸的。這可以透過控制器區域網路總線或CANBus協定實現。CANBus協定是一種基於訊息的協定，用於車輛中連接和傳輸有關車輛特定狀態的資訊。例如，現代車輛使用嵌入式ECU和感測器進行即時預測性維護診斷。在部落格文章此處了解更多關於CANBus協定及其背後的技術驅動因素的細節。ECU和CANBus運作的一個例子是當許多車輛儀表板上顯示「需要維護」燈時。最終，ECU和CANBus協定的引入是現代車輛在數據通訊和傳輸方面的關鍵進步。但隨著車輛在我們技術驅動的世界中越來越依賴數位數據，對更好的洞察和分析的新需求正在為更好的資通訊系統解決方案創造機會。
什麼是車輛資通訊系統？
一般來說，「資通訊系統」一詞的核心是電信和資訊處理的融合。在其前面加上「車輛」一詞，它就成為許多物聯網和邊緣運算討論中的熱門話題，因為資通訊技術可以提供巨大的效益。這些技術可以是任何收集和傳達車輛狀態數據的設備。收集到的車輛資通訊數據極具價值，因為它為許多效益提供了基礎。一些有益的車輛資通訊系統可以包括GPS定位追蹤、優化燃油消耗，甚至監控車輛部件健康狀況。成功的車輛資通訊系統解決方案通常是硬體設備和軟體協同工作，以分析特定應用程式的數據。一個例子是商用車隊車輛，它們利用資通訊數據來全面了解其整個車隊，以提高效率和盈利能力。商用車隊車輛是一個從分析其車輛資通訊數據中獲得最大承諾和效益的領域。
2020年商用車市場概況
根據領先的市場研究公司Technavio預測，從2019-2023年，全球商用車資通訊系統市場將成長至172億美元，複合年增長率(CAGR)為21%（下圖）。商用車的分類不同，並註冊給用於商業營運的公司，如貨物運輸和物流；車隊車輛的一些例子是卡車、公車、重型設備（採礦和建築）和計程車。在市場細分方面，預測還指出嵌入式資通訊技術將是該期間最大的市場佔有率和增長動力。嵌入式資通訊技術可以從物聯網感測器、GPS追蹤設備和具有強大處理能力的智慧資通訊電腦不等。該預測報告還分享了汽車原始設備製造商供應商如何意識到資通訊系統產品的需求，並投資於資通訊系統解決方案，以獲得更好的市場商業機會。
圖片來源：technavio.com
資通訊技術證明有用的其中一個例子是商用車隊經理及其從車輛庫存中收集的數據。新的資通訊技術和車隊經理對提高營運效率的需求，推動了商業車隊在長期維護和成本追蹤方面的巨大改進。最終，整合到商用車輛中的新資通訊技術將有助於做出更明智的決策，提高營運/物流規劃的效率，並為車隊管理解決方案提供長期增長。
車輛資通訊系統背後的技術如何運作？
車輛資通訊系統背後的技術在為許多商用車輛提供更好的洞察和商業機會方面持續發展。感測器產生大量數據，並透過無線技術進行通訊，以提供即時洞察或行動。這一切都是透過無線網路（Wi-Fi、4G/LTE、5G）、優化的邊緣運算解決方案和智慧物聯網感測器協同運作實現的。車輛資通訊市場中，商用車隊車輛的數位轉型持續進步。許多這些車隊車輛利用車輛中已嵌入的現有技術（ECU和CANbus），但也使用專用於即時處理的新物聯網感測器。新的邊緣運算解決方案和資通訊電腦有助於分析從物聯網感測器產生的數據，以提供令人難以置信的洞察。車輛資通訊技術的未來隨著更快的無線網路和新的邊緣運算平台而持續發展。
邊緣運算的好處非常簡單，透過將運算能力的需求更接近數據產生的地方，它提供了更快的處理速度和即時決策能力。適用於車隊車輛的堅固型邊緣電腦和工業嵌入式電腦是數據處理、儲存和遙測準確性的高性能資通訊解決方案的絕佳範例。許多這些專用運算解決方案旨在惡劣或偏遠環境中提供可靠性。一些最佳的車輛資通訊電腦利用被動散熱設計，可以在極端溫度下運作，具有抗衝擊和抗振動能力，並可支援廣泛的電壓電源保護，以保護車輛電池。在過去的部落格文章此處了解更多關於物聯網和邊緣部署的五大嵌入式運算設計。因此，許多商用車隊，如卡車、公車、第一線應變人員和採礦設備，可以利用堅固型邊緣電腦作為資通訊解決方案，以實現強大的資訊處理和分析。
車輛資通訊數據的5個數據流步驟
- 車輛中的ECU和其他物聯網感測器透過CANBus通道將資訊傳遞給資通訊裝置或邊緣電腦
- 資通訊電腦的一個關鍵元素是其與蜂巢式或衛星網路（GPS、GRPS、4G/LTE和5G）的無線連接，並且可以雙向傳輸數據
- 數據和位置遙測可用於本地處理（邊緣運算），或從車輛直接即時傳輸到伺服器
- 電信提供商（AT&T、Version、T-Mobile）控制資訊流並解釋數據
- 最後一步是透過控制中心或行動應用程式為商用車隊經理提供車輛資通訊數據的即時儀表板