第3章智能网联汽车无线通信系统
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智能网联汽车安全汽车无线通信系统安全
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智能网联汽车是新一代信息技术与汽车、电子、道路交通运输等领域深度融合的 新型汽车，是汽车工业转型升级的重要战略方向。
智能网联汽车的发展历程
国外智能网联汽车发展历程
1. 美国：以IT和互联网企业为主导，在技术研发和应用方面处于领先地 位。
2. 欧洲：以传统汽车制造商为主导，在技术研发和应用方面处于领先地 位。
假冒
攻击者可以冒充合法用户 ，插入无线通信系统中， 进行欺诈活动。
无线通信系统的安全防护
01
02
03
04
加密技术
采用对称或非对称加密算法， 对无线通信数据进行加密，防
止敏感信息被窃取。
数字签名技术
利用数字签名技术确认无线通 信数据的来源和完整性，防止
篡改和假冒攻击。
防火墙技术
在无线通信系统中设置防火墙 ，隔离外部攻击，保护系统安
政策法规对智能网联汽车无线通信系统安全的影响
法规制度的完善
随着智能网联汽车的快速发展，各国政府将制定更加严格的 法规制度来保障智能网联汽车的安全。例如，欧盟提出了《 通用数据保护条例》(GDPR)，以保护个人数据隐私和信息安 全。
行业标准的制定
国际标准化组织(ISO)和各国汽车行业协会将制定更加严格的 行业标准，以确保智能网联汽车的安全性和可靠性。例如， 美国汽车工程师学会(SAE)制定了J3016标准，为自动驾驶汽 车的测试和评估提供了指导。
全。
入侵检测技术
采用入侵检测技术，实时监测 无线通信系统，发现异常行为
并及时报警。
03
智能网联汽车无线通信系统安全
智能网联汽车无线通信系统的安全需求
保障数据安全
确保无线通信过程中数据的机 密性、完整性和可用性。
项目三 智能网联汽车无线通信系统
任务二、物联网无线通信技术的应用
短距离无线通信技术的应用
Ｚｉｇｂｅｅ 又称“紫蜂协议”，该技术是一种 小范围、低功耗、低速率、低成本的无线自组织网 络技术。 Ｚｉｇｂｅｅ 通信技术中的网络节点按照功能可 分为协调器、路由器和终端设备。
任务二、物联网无线通信技术的应用
短距离无线通信技术的应用
Ｚｉｇｂｅｅ 按照网络拓扑结构可以划 分为星状网络、树状网络和网状网络
任务一、 V2X及移动通信技术的应用
智能网联汽车移动通信技术的应用
任务一、 V2X及移动通信技术的应用
智能网联汽车移动通信技术的应用
５Ｇ 网络的关键技术及在Ｖ２Ｘ 中的应用 ５Ｇ 网络环境下使用Ｄ２Ｄ 通信所具有
的优势如下:
①提高频谱使用效率 ②增强用户体验 ③拓展网络应用
任务一、 V2X及移动通信技术的应用
智能网联汽车概论
项 目 三
智
能
网
任务一、V2X及移动通信技术的应用
联
汽
车
任务二、物联网无线通信技术的应用
无
线
通
信
系
统
任务一、 V2X及移动通信技术的应用
无线通信的定义和分类
无线通信利用电磁波信号在自由空间中 传播的特性进行信息交换的一种通信方 式。
无线通信系统一般由发射设备、传输 介质和接收设备组成，发射设备和接
任务二、物联网无线通信技术的应用
低功耗广域网通信技术的应用
低功耗广域网络(ＬＰＷＡＮ)技术在物联网应用中可实现大范围网络覆盖。
ＬＰＷＡＮ 技术具有低带宽、低功耗、远距离、海量连接的特点。
ＬｏＲａＷａｎ 是ＬｏＲａ 广域网标准。ＬｏＲａＷＡＮ 属于开放式标准。它规范了ＬｏＲａ 技术在 ＬＰＷＡＮ 中的通信协议。ＬｏＲａ 网络由ＬｏＲａ 终端设备、基站、应用服务器和云服务器构成。
智能网联汽车概论试题库及答案
智能网联汽车概论试题库第1章智能网联汽车基础知识（一）名称解释（每题2分,10分）1．智能汽车2．网联汽车3．智能网联汽车4．自动驾驶汽车5．无驾驶汽车（二）填空题（每空1分,40分）智能网联汽车技术将向着工智能化,尺寸小型化,成本低廉化,动力电动化,与高可靠性方向发展。
（三）选择题（可单选,也可多选,每题2分,20分）1．不属于自动驾驶汽车地是（ A ）。
A．L0级B．L1级C．L2级D．L3级2．属于无驾驶汽车地是（ D ）。
A．L1级B．L2级C．L3级D．L4级3．能够实现V2X短距离通信地是（ C ）。
A．蓝牙B．Wi-Fi C．LTE-V D．5G 4．不属于智能网联汽车关键零部件地是（ A ）。
A．近距离超声波雷达B．程毫米波雷达C．激光雷达D．短程毫米波雷达5．自主式驾驶辅助不包括（D ）。
A．前向碰撞预警系统B．车道偏离预警系统C．盲区监测系统D．车道内自动驾驶系统6．智能网联汽车地车辆关键技术主要包括（ABC ）。
A．环境感知技术B．智能决策技术C．控制执行技术D．车路协同技术7．智能网联汽车地信息交互关键技术主要包括（ABD ）。
A．专用通信与网络技术B．大数据云控基础平台技术C．系统设计技术D．车路协同技术8．智能网联汽车地基础支撑关键技术主要包括（ABCD ）。
A．工智能技术B．安全技术C．测试评价技术D．标准法规9．车载式环境感知系统主要包括（ABC ）。
A．摄像头B．激光雷达C．毫米波雷达D．5G10．网联式环境感知系统主要包括（BD ）。
A．摄像头B．LTE-VC．毫米波雷达D．5G（四）判断题（每题1分,10分）1.具有车道偏离预警系统,盲区监测系统地汽车都属于智能网联汽车。
（×）2.具有自动紧急制动（AEB）,或自适应巡航（ACC）系统以及车道保持辅助系统（LKS）地智能网联汽车属于L2级（√）。
3.量产车型,目前还没有L4级与L5级地自动驾驶汽车,都处于开发测试阶段。
《智能网联汽车技术概论》课件 - 第三章-雷达在智能网联汽车中的应用
• 军工雷达探测扫描原理
No.10008
超声波雷达原理与应用
• 超声波雷达是汽车最常用的一种传感器， 可以通过接收到反射后的超声波探知周 围的障碍物情况，消除了驾驶员停车泊 车、倒车和起动车辆时前、后、左、右 探视带来的麻烦，帮助驾驶员消除盲点 和视线模糊缺陷，提高了行车安全性。
• 超声波雷达被广泛应用于倒车辅助系统 和自动泊车系统中。
FMCW毫米波雷达系统结构与原理
No.10008
毫米波雷达组成与原理
• 请探讨，并说说FWCW雷达的载波频率与天线调制频率的关系。
No.10008
毫米波雷达组成与原理
• 根据电磁波辐射方式的不同，毫米波雷达主要有两种工作 系统：脉冲系统和连续波系统。请说说车用毫米波雷达技 术原理。
Vbat | CAN
• ③灵敏度。超声波雷达的灵敏度与晶圆 的制造有关,机电耦合系数大，灵敏度 高。
No.10008
0 2 •毫米波雷达
No.10008
毫米波雷达组成与原理
• 1.车载毫米波雷达结构组成
• （1）毫米波雷达的种类有哪些？
• 毫米波雷达是通过发射和接收无线电波来 测量车辆与车辆之间的距离、角度和相对 速度的装置。
• 毫米波雷达可实现自适 应巡航控制、前向防撞 报警、盲点检测、辅助 停车、辅助变道、自主 巡航控制等先进的巡航 控制功能。
No.10008
毫米波雷达在智能网联汽车中的应用
• 在汽车ADAS系统中，毫米波雷达应用于哪些领域？
• 自适应巡航控制（ACC）、前方避碰 报警（FCW）、盲点检测（BSD）、 辅助停车（PA）、辅助变道（LCA） 等领域。
ADAS毫米波雷达工作路径
No.10008
智能网联汽车技术-第3章 智能网联汽车网络与通信技术
第3章 智能网联汽车网络与通信技术
➢3.1 智能网联汽车网络类型与特点 ➢3.2 车载网络技术 ➢3.3 车载自组织网络技术 ➢3.4 V2X通信技术 ➢3.5 车路协同控制技术 ➢3.6 车路协同前瞻技术
第1页
第3章 智能网联汽车点
➢ 以车内总线通信为基础的车载网络 ➢ 以短距离无线通信为基础的车载自组织网络 ➢ 以远距离无线通信为基础的车载移动互联网络
➢ （4）通信节点组成和拓扑结构是变化的。智能网联汽车需 要实现V2V、V2I、V2P之间的通信，所以它的网络体系结 构中包含的通信节点和体系结构的拓扑结构是变化的。
2021/3/26
3.2 车载网络技术——CAN总线网络
➢ CAN是控制器局域网络的简称，是德国博世公司在1985年时 为了解决汽车上众多测试仪器与控制单元之间的数据传输，而 开发的一种支持分布式控制的串行数据通信总线。目前， CAN总线已经是国际上应用最广泛的网络总线之一，它的数 据信息传输速率最大为1Mbit/s，属于中速网络，通信距离（ 无须中继）最远可达10km。
2021/3/26
3.1.2 智能网联汽车网络的特点
➢ （1）复杂化。智能网联汽车电控系统的网络体系结构复杂， 它包含多达数百个ECU通信节点，ECU被划分到十几个不同 的网络子系统之中，由ECU产生的需要进行通信的信号多达 数千个。
➢ （2）异构化。为满足各个功能子系统在网络带宽、实时性、 可 靠 性 和 安 全 性 的 不 同 需 求 ， CAN 、 LIN 、 FlexRay 、 MOST、以太网、自组织网络、移动互联网等多种网络技术 都将在智能网联汽车上得到应用，因此，不同网络子系统中 所采用的网络技术之间存在很大程度的异构性。
2021/3/26
➢3.1 智能网联汽车网络类型与特点 ➢3.2 车载网络技术 ➢3.3 车载自组织网络技术 ➢3.4 V2X通信技术 ➢3.5 车路协同控制技术 ➢3.6 车路协同前瞻技术
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第3章 智能网联汽车点
➢ 以车内总线通信为基础的车载网络 ➢ 以短距离无线通信为基础的车载自组织网络 ➢ 以远距离无线通信为基础的车载移动互联网络
➢ （4）通信节点组成和拓扑结构是变化的。智能网联汽车需 要实现V2V、V2I、V2P之间的通信，所以它的网络体系结 构中包含的通信节点和体系结构的拓扑结构是变化的。
2021/3/26
3.2 车载网络技术——CAN总线网络
➢ CAN是控制器局域网络的简称，是德国博世公司在1985年时 为了解决汽车上众多测试仪器与控制单元之间的数据传输，而 开发的一种支持分布式控制的串行数据通信总线。目前， CAN总线已经是国际上应用最广泛的网络总线之一，它的数 据信息传输速率最大为1Mbit/s，属于中速网络，通信距离（ 无须中继）最远可达10km。
2021/3/26
3.1.2 智能网联汽车网络的特点
➢ （1）复杂化。智能网联汽车电控系统的网络体系结构复杂， 它包含多达数百个ECU通信节点，ECU被划分到十几个不同 的网络子系统之中，由ECU产生的需要进行通信的信号多达 数千个。
➢ （2）异构化。为满足各个功能子系统在网络带宽、实时性、 可 靠 性 和 安 全 性 的 不 同 需 求 ， CAN 、 LIN 、 FlexRay 、 MOST、以太网、自组织网络、移动互联网等多种网络技术 都将在智能网联汽车上得到应用，因此，不同网络子系统中 所采用的网络技术之间存在很大程度的异构性。
2021/3/26
无线通信技术在智能交通系统中的应用
无线通信技术在智能交通系统中的应用章节一：引言随着科技的不断发展，无线通信技术在智能交通系统中的应用已经成为现实。
无线通信技术的应用在智能交通系统中具有重要的意义，能够提高交通系统的效率和安全性。
本文将从车联网、路网监控和智能交通信号控制三个方面探讨无线通信技术在智能交通系统中的应用。
章节二：车联网的应用车联网是指将车辆与互联网相连接，使得车辆能够进行信息共享和即时通信的技术。
无线通信技术在车联网中扮演着重要的角色。
通过无线通信技术，车辆可以实时获取路况信息、天气预报和导航等服务，提高驾驶者的行驶体验。
同时，无线通信技术还可以监测车辆的状态，及时发现问题并进行预警，确保驾驶者的安全。
章节三：路网监控的应用无线通信技术在智能交通系统中的另一个重要应用是路网监控。
通过在道路上建设摄像头和传感器等设备，并利用无线通信技术将数据传输到中心服务器进行处理和分析，交通管理部门能够实时监测路况、交通流量和交通事故等情况。
基于这些数据，交通管理部门可以做出及时的决策，优化交通流动，提高路网的利用率。
章节四：智能交通信号控制的应用智能交通信号控制是利用无线通信技术实现交通信号控制的一种新型方法。
传统的交通信号控制往往只能根据固定的时间间隔来控制红绿灯的切换，而智能交通信号控制则可以根据实时的交通状况来调整信号灯的变化。
通过无线通信技术，交通信号控制系统可以实时获取路口的交通流量信息，并根据车流情况合理地调整信号灯的变化，从而提高路口的通行效率，减少交通拥堵和事故的发生。
章节五：无线通信技术在智能交通系统中的挑战和展望尽管无线通信技术在智能交通系统中的应用已经取得了一定的成绩，但仍然面临着一些挑战。
首先，无线通信技术的覆盖范围和数据传输速度仍然需要进一步提升，以满足大规模交通数据的传输需求。
同时，无线通信技术的安全性问题也需要特别关注，避免黑客攻击和信息泄露。
另外，由于智能交通系统中设备的复杂性和系统的集成性，需要加强跨学科的合作，以充分发挥无线通信技术在智能交通系统中的潜力。
第三章智能网联汽车通信技术
智能网联汽车通信技术
与传统去汽车相比的汽车通信主要就是指车车通信（V2V） 和车路通信（V2I）,让汽车联网化，是智能网联汽车的原动 力，智能网联汽车的初始需求就是由汽车安全行驶的核心需 要推动的，智能网联汽车需要汽车通信来实现其车内系统联 网和提高行驶安全的核心目的，汽车通信也是智能网联汽车 的核心竞争力之一。
（4）按传输的速率分类：
按照传输信号的类型可以分为：低速光纤通信系统 和高速光纤通信系统。
3.光纤通信关键技术 （1）波分复用技术
在个别地域内部，单模光纤通信从最低的消耗评价标准出发， 表现出很大的不足之处，而通过波分复用手段，可以更好地 处理这一问题，更好地将消耗掉的资源转变成宽带资源，并 予以合理利用。
会造成光纤的断裂。
2）光纤的连接，切断需要一些精密的工具、设备 和技术。
3）光信号的分路、耦合不灵活，较复杂。 4）光缆、光纤的弯曲半径不能过小。
无线通信（Wireless communication）是利用电
磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交 换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又通 称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。
（2）光源波长稳定技术 在该项技术 使用过程中，波分复用通信是使用频率较大的
一种技术手段，不过由于其要通过半导体激光刺激器光源来 构建光发送设备，所以需要不断完善这类应用手段与形 式。
（3）EDFA（接铒光纤放大器）
为了优化与改善波分复用技术手段，达到提高或者延长波分 复用光纤的速率、容量和距离的目的，故制造出了EDFA （接铒光纤放大器）。
无线传感器网络工作流程
（4）蜂窝移动通信技术
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统 （NSS）、无线基站子系统（BSS）和移动台（MS） 三大部分组成
与传统去汽车相比的汽车通信主要就是指车车通信（V2V） 和车路通信（V2I）,让汽车联网化，是智能网联汽车的原动 力，智能网联汽车的初始需求就是由汽车安全行驶的核心需 要推动的，智能网联汽车需要汽车通信来实现其车内系统联 网和提高行驶安全的核心目的，汽车通信也是智能网联汽车 的核心竞争力之一。
（4）按传输的速率分类：
按照传输信号的类型可以分为：低速光纤通信系统 和高速光纤通信系统。
3.光纤通信关键技术 （1）波分复用技术
在个别地域内部，单模光纤通信从最低的消耗评价标准出发， 表现出很大的不足之处，而通过波分复用手段，可以更好地 处理这一问题，更好地将消耗掉的资源转变成宽带资源，并 予以合理利用。
会造成光纤的断裂。
2）光纤的连接，切断需要一些精密的工具、设备 和技术。
3）光信号的分路、耦合不灵活，较复杂。 4）光缆、光纤的弯曲半径不能过小。
无线通信（Wireless communication）是利用电
磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交 换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又通 称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。
（2）光源波长稳定技术 在该项技术 使用过程中，波分复用通信是使用频率较大的
一种技术手段，不过由于其要通过半导体激光刺激器光源来 构建光发送设备，所以需要不断完善这类应用手段与形 式。
（3）EDFA（接铒光纤放大器）
为了优化与改善波分复用技术手段，达到提高或者延长波分 复用光纤的速率、容量和距离的目的，故制造出了EDFA （接铒光纤放大器）。
无线传感器网络工作流程
（4）蜂窝移动通信技术
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统 （NSS）、无线基站子系统（BSS）和移动台（MS） 三大部分组成
第2章智能网联汽车无线通信技术
-1-
教学内容
目的、要求、方 法、手段、时间分 配、板书预案等
2.2.2 对 V2X 通信系统的要求（PPT） 2.2.3 V2X 通信的应用 （1）基于 V2I 的道路异常状态预警 （2）基于 V2I 的道路湿滑预警 （3）基于 V2I 的道路施工预警 （4）基于 V2I 的交通标识标牌信息显示 （5）基于 V2I 的主动安全控制 （6）基于 V2I 的行人预警 （7）基于 V2I 的盲区碰撞预警 （8）基于 V2I 的交叉口碰撞预警 （9）基于 V2I 的换道碰撞预警 2.32.3 蓝牙通信 2.3.1 定义 蓝牙（Bluetooth）通信是由世界著名的 5 家大公司——爱立信、诺基亚、 东芝、IBM 和英特尔，于 1998 年 5 月联合宣布的一种短距离无线通信技术 2.3.2 蓝牙通信的特点 （1）全球范围适用。蓝牙工作在 2.4GHz 的 ISM 频段 （2）通信距离为 0.1~10m，发射功率 100mW 时可以达到 100m （3）同时可传输语音和数据 （4）可以建立临时性的对等连接 （5）抗干扰能力强 （6）蓝牙模块体积很小，便于集成 （7）功耗低 （8）接口标准开放 （9）成本低 2.3.3 蓝牙通信的应用 （1）车载蓝牙电话 （2）车载蓝牙音响 （3）车载蓝牙导航 （4）蓝牙后视镜 （5）汽车虚拟钥匙
-2-
教学内容
目的、要求、方 法、手段、时间分 配、板书预案等
2.4 DSRC 通信——定义 DSRC（专用短程通信技术）是一种高效的短程无线通信技术，它可以实现在 特定小区域内对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，例如车辆与车辆 （V2V）、车辆与基础设施（V2I）双向通信，实时传输图像、语音和数据信息， 将车辆和道路有机连接 2.4.1 DSRC 通信的定义与组成——定义 DSRC 通信系统的参考架构：车辆与车辆之间，以及车辆与路侧基础设施之 间，通过 DSRC 进行信息交互 车载单元（OBU）、路侧单元（RSU）以及 DSRC 协议 2.4.2 DSRC 通信系统要求—总体功能要求 无线通信能力要求如下。 （1）车路通信的路侧单元最大覆盖半径大于 1km。 （2）车车通信单跳距离可达 300m。 （3）支持车载单元的最大运动速度不小于 120km/h。 网络通信功能要求如下。 （1）广播功能。 （2）多点广播功能。 （3）地域群播功能。 （4）消息优先级的功能管理。 （5）通道/连接管理功能。 （6）车载单元的移动性管理功能 媒体访问控制层技术要求 （1）车载单元与车载单元通信接口要求：为满足汽车辅助驾驶中紧急安全 事件消息的传播，媒体访问控制层的通信时延应小于 40ms。 （2）媒体访问控制层支持的并发业务数应大于 3 （3）路侧单元支持的并发终端用户容量应大于 128 网络层技术要求 （1）网络层可适配不同的物理层 （2）支持终端的运动最大速度不小于 120km/h；在跨路侧设备覆盖区时， 可保证业务连续性 （3）紧急安全事件业务的端到端传输时延应小于 50ms
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规格严格 功夫到家
3.2.3 V2X通信的应用
➢ 4．基于V2I的交通标识标牌信息显示
2020/6/4
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短距离无线通信技术主要有蓝牙技术、紫峰（ZigBee）技术、 Wi-Fi技术、超宽带（UWB）技术、60GHz技术、红外（IrDA） 技术、射频识别（RFID）技术、近场通信（NFC）技术、可 见光（VLC）技术、专用短程通信（DSRC）、LTE-V等
2020/6/4
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信息交换的一种通信方式，可以传输数据、图像、
音频和视频等
第4页
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3.1.1 无线通信的定义
➢ 无线通信系统一般由发射设备、传输介质和接收设
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第3页
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3.1 无线通信的定义与组成——定义
➢ 无线通信就是不用导线、电缆、光纤等有线介质，
而是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行
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3.2.2 对V2X通信系统的要求
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3. 2 V2X通信——定义
➢ 智能网联汽车V2X通信代 表车辆与车辆通信（V2V ）、车辆与基础设施通信
（V2I）、车辆与行人通 信（V2P）、车辆与应用 平台或云端通信（V2N）
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➢3.6 移动通信
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第3章 智能网联汽车无线通信系统
➢3.1 无线通信的定义与组成
➢3.2 V2X通信
➢3.3 蓝牙通信
➢3.4 DSRC通信
➢3.5 L-TEV通信
2020/6/4
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3.1.2 无线通信的分类
➢信道路径和传输方式的不同：红外通信、可见光通
信、微波中继通信和卫星通信
通信距离：短距离无线通信和远距离无线通信
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3.2.3 V2X通信的应用
➢ 3．基于V2I的道路施工预警
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3.2.3 V2X通信的应用
➢ 7．基于V2I的盲区碰撞预警
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➢无线终端状态：固定无线通信和移动无线通信
➢电磁波波长：长波、中波、短波、超短波、微波无线通信 长波无线通信：波长大于1 000m、频率低于300kHz 中波无线通信：波长为100～1 000m、频率为300～3 000kHz 短波无线通信：波长为10～100m、频率为3～30MHz 超短波无线通信：波长为1～10m、频率为30～300MHz 微波无线通信：波长小于1m、频率高于300MHz
备组成；发射设备和接收设备上需要安装天线，完
成电磁波的发射与接收
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3.1.2 无线通信的分类
➢传输信号形式：模拟无线通信和数字无线通信
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3.2.3 V2X通信的应用
➢ 5．基于V2I的主动安全控制
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3.2.3 V2X通信的应用
➢ 6．基于V2I的行人预警
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3.2.3 V2X通信的应用
➢ 1．基于V2I的道路异常状态预警
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3.2.3 V2X通信的应用
➢ 2．基于V2I的道路湿滑预警