企业构建商用车AI自动驾驶 IoT 物联网平台的正确方式

admin 2022年8月12日01:12:07IoT工控物联网评论4 views2452字阅读8分10秒阅读模式

导语

随着我国工业化的深入,公路物流运输量持续高速增长。截至 2021 年,我国公路货运市场规模已达 5.85 万亿元,其中零担和整车物流占据了市场总额的近 90%。

而目前,国内大部分物流公司使用车辆仍以普通货运车为主,企业利润低。同时为了缩减运输成本,货车司机生存现状较差,长时间疲劳驾驶导致事故频发。卡车自动驾驶技术则能够有效解决困扰干线物流行业的成本和效率问题。

嬴彻科技自成立起就十分明确地将自身定位成自动驾驶赋能的物流服务提供商,提出「技术+运营」的模式,建立起了从技术、量产到运营的全链条体系,在整个商用车自动驾驶和干线物流智能化领域中占据了领导者的地位。




背景与挑战


在商用车自动驾驶体系和干线物流自动驾驶改造的整体构架中,一套稳定、可靠、高效和灵活的商用汽车车联网体系建设是核心基础和关键要素。在车联网系统的建设过程中,如何构建基于 MQTT 协议的车云一体化平台就成为了系统建设重中之重。

通过车云一体化平台,整个车联网体系能够在实现高并发接入,海量消息处理,消息实时接收和处理,后端应用框架的任意集成等体系化物联网基础设施能力,从而为商用车物联网提供基础设施能力保障。

嬴彻科技在构建车云一体化平台过程中,针对其中关键的消息处理体系技术栈的选择进行了深入的调研、分析和测试。结合嬴彻科技在自动驾驶和干线物流智能化的整体建设目标,针对车-云之间的消息处理体系进行了深入分析后,业务对系统的建设提出了如下的需求和挑战。


   MQTT 原生支持

作为主流的物联网开放消息协议,MQTT 简单易实现,可以有效降低车机接入难度和使用成本。其提供灵活的发布订阅和主题设计,能够通过海量的 Topic 进行消息通信,应对各类车联网业务。通过 Payload 格式灵活、报文结构紧凑等特性,可以承载各类业务数据并有效减少车机网络流量。

MQTT 的 QoS 等级设置,能够适应车机设备不同的网络环境,提供在线状态感知与会话保持能力,方便管理车机在线状态并进行离线消息保留。

基于以上应用特点,嬴彻科技选择 MQTT 协议作为车云一体化平台的连接协议,因此需要消息处理体系具备 MQTT 原生支持能力。


   消息安全保障

针对设备发布订阅和 ACL 认证,需要分布式消息处理系统能够高效处理并保证消息传递的安全性。针对基于 TLS/DTLS 的加密传输,实现双向身份认证、业务访问控制和链路安全传输的接入保障。


   消息处理能力

在车云一体的场景下,需要系统具备软实时和高并发的吞吐能力,以实现智能网联和自动驾驶场景下人-车-路-云高度协同。同时具备消息持久化存储能力,以保证消息的安全。此外,消息处理平台还需提供基于规则的处理能力,预先对消息进行处理和分析,从而支持后端场景化的业务实现。


   云原生和集群架构

整个架构应具备云原生能力,为保证可用性,系统应为分布式集群部署模式,可以实现节点自动发现、自动集群、脑裂自动愈合、自动删除宕机节点,支持多语言接入扩展和接入容量动态水平扩展。实现高可靠和易扩展的整体架构,同时系统可完全基于容器化实现,运行在 Kubernetes 集群之上,实现云原生的部署和运行能力。


解决方案


为解决上述业务痛点,嬴彻科技采用了云原生分布式物联网接入平台 EMQX 来构建车联网系统。在车端通过 MQTT 协议将车端消息传输到云端。在云端通过负载均衡与 EMQX 分布式集群部署,实现千万级别的车机连接和数据通信能力,支持 TLS/DTLS 安全协议,保障系统可靠与稳定。

通过 EMQX 的 MQTT 数据连接、移动能力,构建嬴彻商用车车联网平台体系,提供车端数据上报、消息推送、运营管理、车云协同等功能,形成完整的云边一体化框架。

在云端,通过 EMQX 强大的消息规则引擎,一站式实现海量消息桥接 Kafka 持久化、离线消息缓存等能力,同时提供丰富的微服务 API 集成能力,供上层的业务平台调用,极大简化了业务开发流程。EMQX 提供心跳监测、遗嘱消息、QoS 等级等多重保障机制,通过离线消息存储实现在复杂的网络环境下实时、安全、可靠的车机消息通信。

企业构建商用车AI自动驾驶 IoT 物联网平台的正确方式

嬴彻科技车云协同架构


项目成果


EMQ 提供的数据基础设施产品为嬴彻科技商用车车云协同体系带来了以下价值:

  • 基于 MQTT 的消息传递体系,搭建了嬴彻科技新一代车云协同框架,利用 MQTT 低带宽和低延时等特点,完美适配商用车运营场景需求。

  • 借助 EMQX 强大的集成能力,针对车云协同体系的应用进行集成和适配,无论是基于 Kafka 还是 Spark、Flink 等技术栈,均能实现平滑集成。

  • EMQX 强大的规则引擎能力协助嬴彻科技对车端上传的消息进行规则处理,通过标准的 SQL 语句就可以轻松实现丰富的数据转发、存储、离线消息、预处理等,极大减轻了后续应用开发工作量,提升了系统的易用性。

  • EMQX 的云原生支持保证了整个系统在运行时以容器和 Kubernetes 的模式进行部署和运维,提高了系统的运行效率、弹性能力和可管理性。集群化的部署保障车云一体化平台具备高可用能力,业务具备连续性和更高的 SLA。 


嬴彻科技高级研发工程师沙晶成表示:“借助分布式物联网接入平台 EMQX 的强大功能和卓越性能,我们构建了高可靠、高可用的车联网数据处理基座,打造服务于干线运输物流体系的统一的运力运营管理服务平台,为我们的自动驾驶车云协同体系建设提供了保障,降低了开发难度。EMQ 的产品能力在嬴彻科技贯彻「全栈自研+量产驱动+深度运营」理念过程中起到了很好的辅助作用。”



客户简介

嬴彻科技是一家自动驾驶技术和运营公司,业务聚焦于商用车自动驾驶和干线物流场景,坚持「全栈自研+量产驱动+深度运营」的核心策略,自主研发全栈 L3 和 L4 级自动驾驶技术,和汽车产品紧密合作,为物流客户提供更安全、更高效的自动驾驶技术和新一代 TaaS(Transportation-as-a-Service)货运网络。

公司取名于秦皇汉武,寓意于自动驾驶技术将为物流运输开创全新格局,寄托了对科技赋能物流产业的美好期许。


企业构建商用车AI自动驾驶 IoT 物联网平台的正确方式

原文始发于微信公众号(IoT物联网技术):企业构建商用车AI自动驾驶 IoT 物联网平台的正确方式

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