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在當今的智能交通系統中，車輛與周圍環境和其它設備進行高效通信至關重要。然而，許多現有的車載通信技術卻存在成本高、覆蓋范圍有限、能效低等弊端，難以實現流暢的車輛到萬物 (V2X) 交互，并帶來安全隱患和交通效率低下問題。這些挑戰阻礙了車輛與基礎設施之間通信和協作水平的提升。幸運的是，藍牙低功耗 (BLE) 網關的出現為克服這些障礙提供了具有前景的解決方案。本文將探討 藍牙網關為何成為某些 V2X 應用的理想選擇，并推薦幾種適用于車載物聯網的 藍牙網關設備，為打造更智能的智能車聯網奠定基礎。
車內無線通信需求日益增長
隨著車載電子設備數量的不斷增長，車內和車周圍的無線通信需求也隨之增加。在選擇無線通信協議時，必須綜合考慮每個方案的特性、優缺點。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，但它已經在智能家居、智能建筑甚至某些車載應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網應用的技術之一。
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、周圍環境和外部網絡進行的無線通信。這種無線通信涉及以下七個方面：
V2X分類（來源：藍牙 SIG）
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V2I (Vehicle-to-Infrastructure 車到基礎設施)
V2I 指的是車輛與道路或高速公路基礎設施（例如智能路牌或交通信號燈）之間的無線通信。這種數據交換旨在通過幫助避免機動車碰撞來提高道路安全性。
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V2N (Vehicle-to-Network 車到網絡)
車輛到網絡使汽車能夠與蜂窩網絡交換數據，以支持廣播和單播通信。這種數據交換為車輛和駕駛員提供實時交通更新和智能導航功能。
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V2V (Vehicle-to-Vehicle 車到車)
V2V 通信使在同一區域道路上行駛的車輛能夠實時共享有關速度、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境，并幫助它們應對不同的道路情況。V2V 技術應用于盲點檢測和變道輔助等功能。
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V2G (Vehicle-to-Grid 車到電網)
V2G 通信僅適用于電動汽車 (EV)。該技術支持雙向充電，電動汽車可以根據不同信號（例如附近增加的能源消耗）將電力輸回電網。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負荷。
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IVC (In-Vehicle Communication 車內通信)
車內通信是指車輛內所有數據交換的總稱。車載系統（例如電池管理系統 (BMS)）正在從基于 CAN 總線通信的笨重且昂貴的銅纜轉向無線通信，事實證明這種方式也更加可靠。
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V2D (Vehicle-to-Device 車到設備)
V2D 是指車輛與連接設備（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上的 Apple CarPlay 和 Android Auto 等應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藍牙設備進行通信，實現控制。
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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，配備 V2X 的車輛可以連接到運行 V2P 應用的行人智能手機和可穿戴設備。建立連接后，行人設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備，以提高行人意識。
藍牙并非適用于所有 V2X 應用
從上述 V2X 類別來看，顯然藍牙并非適用于所有類別。
例如，V2N 涉及通過蜂窩網絡或云端進行遠距離數據交換，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，可以使用蜂窩網絡或 IEEE-802.11p 或車載環境無線接入 (WAVE) 提供服務，這是最近為這些智能交通系統制定的國際標準。這意味著藍牙僅適用于V2X 通信中的 IVC、V2D、V2G 和 V2P 類別。
車輛物聯網應用中藍牙網關的優勢解析
得益于低功耗、低成本和可靠的短距離通信特性，藍牙網關（BLE Gateway）在車聯網應用中展現出巨大潛力，尤其適用于車內通信（IVC）、車到設備（V2D）、車到電網（V2G）和車到行人（V2P）等場景。
藍牙網關車內通信（IVC）應用
BLE 網關的有效范圍小于 100 米，足以覆蓋車內安裝的各類系統或模塊之間的通信距離。將 BLE 網關安裝在車輛位置（例如儀表盤），傳感器和執行器可以輕松連接并將其數據發送至網關，網關再將數據轉發至相關的電子控制單元 (ECU)。
這種方案有效避免了傳統 CAN 總線連接方式帶來的繁瑣布線問題。藍牙網關還可以和汽車設備中的多種子設備通信。這些子設備包括電動汽車電池管理系統中的充電控制器和胎壓監測系統中的胎壓傳感器。東勝物聯藍牙網關的一大優勢在于，可以與來自其他廠商的子設備進行無縫連接。每個網關都提供開放的 API 接口，允許第三方設備接入無線網絡并傳輸數據。網關會收集來自傳感器的廣告數據并上傳至后端系統，也就是對應的 ECU。東勝物聯藍牙網關還支持雙向通信，使 ECU 能夠控制執行器和充電控制器等終端節點。
藍牙網關車到設備（V2D）應用
當下國產新能源車競爭激烈，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。如，可以通過車載IoT網關控制無人機機艙操作無人機、控制兒童座椅（旋轉、調整角度、監控寶寶狀態）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、生態豐富）
考慮DHU、TCAM、TBox等車內原本有的設備不具備IoT功能，而該類型產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網關，以快速賦能自家汽車產品，占領市場。
如兩個示例框圖所示，Dusun IoT網關通過BLE連接各種IoT設備，并通過WiFi與車內各種模塊（如TCAM和DHU）和云端交互，實現智能控制。
藍牙網關車到電網（V2G）應用
V2G 技術的理念是將電動汽車作為電網的備用電池，根據能源需求將電力輸回電網。雙向充電站或安裝在道路瀝青下方的充電線圈將實現這一功能。
無論采用何種方式，BLE 網關都應為車輛的電池管理系統和控制電網的云或服務器提供回傳通道。網關應傳輸關鍵指標，例如回傳給電網的功率，同時還應通過云將有關電池健康和充電/放電狀態的數據上傳到用戶的移動應用程序。
藍牙網關車到行人（V2P）應用
藍牙提供的 100 米或 330 英尺的范圍足以檢測位于高風險區域（靠近車輛）的行人智能手機和可穿戴設備。但是，對于距離較遠的行人，您可以使用長距離 藍牙網關進行通信，距離可達 1 公里。這些長距離 藍牙網關是為行人設備創建更精確的跟蹤和監控系統而經濟高效的解決方案。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并避免相互碰撞。
適用于車載物聯網的藍牙網關推薦
東勝物聯提供多種藍牙網關，基于各種系統模塊 (SoM) 和系統芯片 (BLE SoC) 構建，可幫助企業開發人員快速定制其藍牙低功耗網關，滿足系統集成和概念驗證 (POC) 的需求。經驗豐富的 FAE 團隊提供 SDK、API 和固件編程方面的支持。
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總結
隨著智能汽車聯網生態建設的加速推進，車載網關作為智能汽車通信的“中樞神經”，其地位與重要性日益凸顯。通過持續的技術優化與創新，無線藍牙車載網關正在助力智能汽車行業實現更加高效、安全、智能的出行體驗。對車載網關的特點、無線技術及應用場景的深入理解，無疑為設計和開發的車載網關提供了堅實基礎。
作為國內無線車載網關設計的者，東勝物聯憑借強大的硬件研發與生產能力，致力于為合作伙伴提供的車載網關解決方案。我們堅信，通過攜手合作，我們將共同推動智能汽車和車聯網生態的快速發展，為用戶創造更加便捷、安全、智能的出行體驗。
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