物聯(lián)網(wǎng)如今有了一個新的領(lǐng)域，它代表著物聯(lián)網(wǎng)部署的一個新類別：卡車、火車、公共汽車、飛機、輪船和其他類型的車隊，共同創(chuàng)造了世界各地的交通網(wǎng)絡(luò)。
迄今為止，在我們的行業(yè)中，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)使用案例都是在固定地點實施的：工業(yè)工廠、智能建筑、智能城市網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)以及幾乎所有商業(yè)行業(yè)案例。但物聯(lián)網(wǎng)不僅僅是靜止的，它可以移動。事實上，它需要高度的移動性，以支持物聯(lián)網(wǎng)的各種用例，其中涉及到作為移動通信樞紐的車輛。
車輛物聯(lián)網(wǎng)具有一系列獨特的設(shè)計挑戰(zhàn)，工程團隊必須應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，才能在此類物聯(lián)網(wǎng)項目中取得成功。本文旨在為從事這些物聯(lián)網(wǎng)項目的工程師們提供一個啟發(fā)，他們需要在車輛無線實現(xiàn)的復(fù)雜射頻技術(shù)，但是卻缺乏在這些環(huán)境下成功部署物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)知識。
在我們討論這些最佳實踐和注意事項之前，讓我們先來看看車輛物聯(lián)網(wǎng)的一些例子。無線技術(shù)在汽車上并不新鮮。許多車輛使用藍牙連接，例如，在座艙中，用于立體聲控制和語音命令等功能。此外，Wi-Fi連接在從飛機到巴士的交通工具中已經(jīng)變得很普遍。但是車載物聯(lián)網(wǎng)將事情提升到了另一個層面，即并行運行的無線技術(shù)數(shù)量以及依賴于這種連接的設(shè)備和應(yīng)用的數(shù)量。當車輛作為無線通信樞紐時，這些環(huán)境的復(fù)雜性最好描述為車輛物聯(lián)網(wǎng)。單位需要多本通信工程師職稱證書掛資質(zhì)，歡迎有閑置證書的朋友聯(lián)系 陳工 15007599549微同
像警用巡洋艦這樣的公共安全車輛就是這種轉(zhuǎn)變的一個很好的例子。警用巡洋艦擁有無線技術(shù)已有數(shù)十年，在舊電視劇和電影中巡洋艦頂部的許多天線就是一個證明。然而，如今警用巡洋艦正在升級下一代設(shè)備和應(yīng)用，這些設(shè)備和應(yīng)用需要在每輛巡洋艦上安裝更復(fù)雜的無線網(wǎng)絡(luò)。實際上，如今每輛車都成為了自己的無線通信生態(tài)系統(tǒng)，F(xiàn)irstNet、Wi-Fi、藍牙、GNSS、UHF、4G/5G等技術(shù)都位于同一輛車上。這些無線技術(shù)支持越來越多的設(shè)備和應(yīng)用，包括人體攝像頭、語音通信、高清視頻訪問、面部檢測、筆記本電腦連接、跟蹤設(shè)備等。所有這些都發(fā)生在一個工程師可以工作的最復(fù)雜的射頻環(huán)境中：一個由超過一噸金屬部件組成的車輛上，并且通常移動迅速。
像警用巡洋艦這樣的交通樞紐所需要的不僅僅是連通性。他們需要一個車載物聯(lián)網(wǎng)策略。所有其他類型的交通工具都是如此，它們被要求更多地使用無線技術(shù)、設(shè)備和應(yīng)用程序�？ㄜ囓囮�、貨運列車和貨運飛機等交通工具正在配備越來越多的無線連接設(shè)備和無線應(yīng)用，這些設(shè)備和應(yīng)用需要一個復(fù)雜的車載物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)包括診斷系統(tǒng)、環(huán)境傳感器、物理安全設(shè)備、溫度控制傳感器、產(chǎn)品跟蹤功能、增強通信系統(tǒng)、工人安全設(shè)備、移動計算設(shè)備等。所有這些都需要一個多技術(shù)的無線環(huán)境，包括Wi-Fi、藍牙、蜂窩、GPS和LoRa。同樣的道理也適用于運載乘客的交通工具，如火車、校車、班車等。越來越多的車輛不僅為乘客提供公共Wi-Fi，而且無線系統(tǒng)還支持售票系統(tǒng)、位置跟蹤設(shè)備、使用/容量報告系統(tǒng)、數(shù)字標牌、調(diào)度通信、安全/安保系統(tǒng)、增強型駕駛員支持系統(tǒng)等。
每一個車載物聯(lián)網(wǎng)部署都面臨著許多挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)涉及到車輛的射頻環(huán)境、集中在一個小空間的無線技術(shù)，以及必須在每個無線生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮良好作用的設(shè)備。本文的剩余部分提供了一個清單，列出了在車載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和實現(xiàn)上工作的工程團隊為了使他們的項目成功而應(yīng)該牢記的事情。
為金屬屏蔽的影響做好準備
車輛的射頻動力學(xué)與工程團隊從事的其他物聯(lián)網(wǎng)項目不同，金屬屏蔽是一個主要原因。對于車頂為金屬表面的安裝，天線的位置會對整體性能產(chǎn)生重大影響。對于車內(nèi)天線的安裝，金屬物體會成為屏蔽及反射罩，多徑源會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生負面影響。無論安裝位置如何，金屬都是影響系統(tǒng)性能的重要因素。
另一個需要注意的問題是來自附加無線系統(tǒng)/服務(wù)的其他近距離無線信號的集中，這與車頂和車內(nèi)安裝都相關(guān)，這些都會造成信號干擾。這些復(fù)雜的射頻動態(tài)特性，對天線的選擇是一大挑戰(zhàn)。射頻建模和測試成為系統(tǒng)性能的一個重要步驟，天線的選擇、放置和實現(xiàn)至關(guān)重要。
射頻建模很重要…但還不夠
車輛射頻建模是理解復(fù)雜射頻學(xué)的重要步驟。它將根據(jù)天線和設(shè)備在車輛中的相對位置，為工程團隊提供重要指導(dǎo)，這對于使用眾多無線技術(shù)和設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)部署非常有價值。但光靠射頻建模是不夠的。應(yīng)進行射頻測試，以確保實現(xiàn)預(yù)期性能。測試將揭示建模軟件未預(yù)料到的射頻沖突，并將引導(dǎo)您正確選擇天線和安裝位置，從而優(yōu)化車輛所有無線系統(tǒng)性能。
盡量減少鉆孔
許多物聯(lián)網(wǎng)項目都涉及到鉆孔，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)環(huán)境和智能城市中涉及的傳感器和設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。但是，由于車輛在行駛過程中進水的風(fēng)險很高，車輛項目也增加了復(fù)雜性。在車輛上鉆的每個孔都是潛在的漏水源，不僅威脅物聯(lián)網(wǎng)的實施，而且威脅到整車的電子系統(tǒng)。集成的多技術(shù)天線對于車載物聯(lián)網(wǎng)來說非常重要，不僅因為它們可以最大限度地減少車輛外部的鉆孔數(shù)量。同時，在確保不降低信號模式和性能的情況下，很難在一輛車上共用多個獨立的天線。集成天線的設(shè)計可以使多種無線技術(shù)在沒有退化和干擾的情況下進行配置。與部署多個天線相比，選擇集成天線通�？梢越档蜕漕l設(shè)計的復(fù)雜性，同時還可以簡化最終設(shè)計的測試和認證過程（當集成天線經(jīng)過預(yù)認證時）。
選擇低剖面天線
還應(yīng)該注意到天線很容易損壞，而且當車輛行駛時，它們周圍的間隙通常很小。例如，在城市環(huán)境中，貨車在許多立交橋下的凈空通常很小�；疖囋诮�(jīng)過部分線路時，周圍的凈空通常是有限的。而且，雜草叢生的植被對每種車輛上的高天線都是一種威脅。選擇一個低剖面天線將是車輛物聯(lián)網(wǎng)項目的一個重要考慮，以防止這種損害。
注意電纜長度的影響
其他物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)與車載物聯(lián)網(wǎng)的最大區(qū)別之一是車輛系統(tǒng)中的電纜長度較長。隨著電纜長度的增加，衰減挑戰(zhàn)的可能性也會增加，而車載設(shè)備中的電纜長度通常比其他設(shè)置中長得多。在這些項目中工作的工程師應(yīng)仔細選擇組件、電纜和天線，通過選擇高質(zhì)量、低損耗的解決方案，以滿足物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的射頻性能要求。
關(guān)于作者
Ted Hebron是Laird Connectivity的高級產(chǎn)品經(jīng)理，該公司提供全套天線解決方案和無線模塊，簡化了無線技術(shù)的使用過程。在擔(dān)任這一職務(wù)期間，Hebron領(lǐng)導(dǎo)Laird的車載天線和其他連接產(chǎn)品的開發(fā)。Hebron在射頻設(shè)計和天線工程方面擁有36年的經(jīng)驗，使用了一系列無線技術(shù)，包括蜂窩、雷達、無線電、電視和低可觀測連接。曾在全球六個Laird運營中心管理工程團隊，他在Laird之前的工作包括在波音和哈里斯廣播公司任職，在堪薩斯大學(xué)獲得了學(xué)士學(xué)位。
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