CN103888514A - 一种基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，包括Ad Hoc无线通信网络和通过所述Ad Hoc无线通信网络进行通信的若干个智能车载终端，各所述智能车载终端与所述Ad Hoc无线通信网络连接实现智能车载终端间的信息交互和资源共享。本发明的系统能应用于各种车辆上，实现智能车载系统之间的Ad Hoc方式的互连互通、信息共享，解决了不同车辆间通信问题，从而保障车辆间的正常运行；同时用户通过使用该系统可以及时了解整车的运行状况信息和周围信息，便于用户及时对异常情况进行相应处理，提高用户体验和安全性。

Description

一种基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统

技术领域

本发明涉及车载网络领域，具体涉及一种基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统。 

背景技术

目前，随着汽车产业的飞速发展和多媒体技术的发展，汽车的数量越来越多，人们在拥有汽车的同时，也会越来越关注使用汽车时的使用体验，在汽车上进行多媒体操作的需求也越来越多，例如在车辆上通常具有普通VCD（Video Compact Disc，影音光碟）播放系统，可以收听音乐、播放视频。一些车辆还装载有GPS（Global Positioning System，全球定位系统）系统，可以通过卫星定位识别车辆的位置，为车辆进行导航。另外随着通信技术的日益发展以及车联网的出现，用户可以通过网络实现各类信息的获取，基于通信网络的应用服务也越来越普及，人们通过通信网络获取信息的要求日益提高，要求通信网络可以提供内容更丰富定位更准确的信息。然而目前的系统由于在使用通信网络方面的局限，还无法实现不同车辆间的信息共享从而实现多样化的多媒体操作，例如多媒体资源的实时下载，路况信息的查询，天气的查询，车辆的使用状况查询等。即使其中有一些多媒体操作可以通过手机的无线上网或者电话进行，但是这样的操作复杂，费用较高，并且在汽车上进行多媒体操作会带来不便。 

因此如何实现不同车辆之间的信息共享，解决车辆间通信及数据安全性问题，从而保障车辆间的正常运行，从而提高用户的使用体验成为函待解决的问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，该系统能应用于各种车辆上，实现智能车载系统之间的Ad Hoc方式的互连互通、信息共享，解决了不同车辆间通信问题，从而保障车辆间的正常运行；同时用 户通过使用该系统可以及时了解整车的运行状况信息和周围信息，便于用户及时对异常情况进行相应处理，提高用户体验和安全性。 

因此，本发明提供了一种基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，包括Ad Hoc无线通信网络和通过所述Ad Hoc无线通信网络进行通信的若干个智能车载终端，各所述智能车载终端与所述Ad Hoc无线通信网络连接实现智能车载终端间的信息交互和资源共享。 

较佳地，所述智能车载终端安装在车辆上，用于对车辆本身及周围环境的信息进行采集和存储，为用户提供服务及操作平台。 

较佳地，所述智能车载终端包括中央处理器以及与所述中央处理器分别相连的控制模块、电源模块、GPS定位模块、人机交互模块、存储模块及多媒体播放模块；所述中央处理器用于处理与之相连接的各模块之间的数据交互，各智能车载终端通过各自的中央处理器与所述Ad Hoc无线通信网络连接实现智能车载终端间的信息交互和资源共享；所述控制模块用于采集车辆的整车信息和环境路况信息、接收其他车辆的报警信息以及发送本地报警信息，并依据所采集到的信息和其他车辆的报警信息控制人机交互模块对车辆运行状况及报警信息进行相应显示；所述电源模块为系统提供稳压；所述GPS定位模块用于采集车辆的三维定位坐标，并将结果显示到人机交互模块上；所述存储模块用于存储接收到的信息和多媒体资源；所述人机交互模块用于提供人机交互的界面，用户可以进行实时车况查看以及控制模块发送的各种信息的显示；所述多媒体播放模块用于视频、音频的点播。 

较佳地，所述GPS定位模块包括变频器、标频器、微处理器、信号通道、存储单元，通过信号通道接收来自天线的射频信号，经过变频器及标频器进行信号变频、信号放大、信号相关、信号混频以及TTL变换处理，完成对卫星的连续追踪，测出信号到接收天线的传输时间，翻译导航信息，进行滤波和地图匹配，最后经判决输出定位结果并显示到人机交互模块上。 

较佳地，所述中央处理器具有若干外部接口，包括串口、网口、USB接口、多媒体输入输出接口，所述控制模块、电源模块、GPS定位模块与所述中央处理器的串口相连，所述存储模块与所述人机交互模块通过所述USB接口与中央 处理器相连，所述多媒体播放模块与中央处理器多媒体输入输出接口相连进行多媒体资源的输入和播放。 

较佳地，所述多媒体资源可以是存储模块上的，或是通过实时连接到互联网上的在线多媒体资源，或是其他车辆发送的共享多媒体资源。 

与现有技术相比，本发明的基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，可以运用于各类交通系统和各种车辆中，形成庞大的信息共享网络，给用户带来安全与舒适；通过车辆间的信息通告，提供协助驾驶的功能，将交通事故、路面状况、潜在的危险障碍等信息通过附近车辆迅速扩散到相关车辆，帮助司机及时作出适当判断；用户可以在不同车辆间通过Ad Hoc方式的无线局域网进行有效及时的沟通和多媒体资源的共享，提升了用户体验。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。 

图1是本发明基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统的结构示意图； 

图2是应用源路由在Ad Hoc网络中传输数据的示意图； 

图3是本发明实施例的基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统功能实现的流程图； 

图4是本发明基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统的GPS定位流程图。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。 

如上所述，针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于Ad Hoc网 络的智能车载信息服务系统，该系统能应用于各种车辆上，实现智能车载系统之间的Ad Hoc方式的互连互通、信息共享，解决了不同车辆间通信问题，从而保障车辆间的正常运行；同时用户通过使用该系统可以及时了解整车的运行状况信息和周围信息，便于用户及时对异常情况进行相应处理，提高用户体验和安全性。Ad hoc网络是一种对等式多跳移动通信网络，通常指的是没有预先计划或者按很低的计划由一些网络设备组建在一起的临时网络。本发明采用Ad hoc网络的点对点模式建立智能车载系统间的无线通信网络。 

具体地，参考图1，本发明提供了一种基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，包括Ad Hoc无线通信网络和通过所述Ad Hoc无线通信网络进行通信的若干个智能车载终端，各所述智能车载终端与所述Ad Hoc无线通信网络连接实现智能车载终端间的信息交互和资源共享。 

本发明实施例的智能车载终端是安装在每台车辆上的一种智能终端设备，用于对车辆本身及周围环境的信息进行采集和存储，不仅能为用户提供诸如多媒体播放、娱乐、上网、通信、GPS定位等多种服务，而且还为用户提供方便的操作平台。智能车载终端主要由中央处理器、以及与所述中央处理器分别相连的控制模块、电源模块、GPS定位模块、人机交互模块、存储模块及多媒体播放模块组成。 

中央处理器是整个智能车载终端的核心模块，用于处理与之相连接的各模块之间的数据交互，其他模块通过与其相连实现相应的功能。中央处理器有多个外部接口，如串口、网口、主从USB口、多媒体输入输出接口等。其中控制模块、电源模块、GPS定位模块与中央处理器串口相连，存储模块与人机交互模块通过USB接口与中央处理器相连，多媒体播放模块与中央处理器多媒体输入输出接口相连进行多媒体资源的输入和播放。 

控制模块用于采集汽车的整车信息和环境路况信息、接收其他车辆的报警信息以及发送本地报警信息，并依据所采集到的信息和其他车辆的报警信息控制人机交互模块对车辆运行状况及报警信息进行相应显示。用户通过人机交互模块信息显示可以方便了解当前车辆状态与路况信息以及是否有报警信息，如果发生某些紧急情况，便于及时采取相关行动。这里所说的报警信息既包括环 境路况信息，也包括通过车内安装的传感器所得到的车内温度、湿度等参数的监测，在某些参数不在所设定的正常范围内时给予的报警信息。 

电源模块是独立安装的工作电源，独立电源通过车辆电源系统进行充电，同时为车载系统提供稳压，车载电源一般为直流12V或24V。 

GPS定位模块采集车辆的三维定位坐标，结合GIS（Geographic Information System）地理信息系统中的电子地图显示到人机交互模块上，并辅以语音提示。GIS提供图形化的人机交互界面，用户可以在矢量电子地图上进行任意放大、缩小、地理实体查询和地图漫游等，在电子地图上，用户可以跟踪车辆的位置和行驶轨迹，从而实现车辆的定位导航。 

存储模块用于存储用户从互联网下载的各种多媒体资源以及通过Ad Hoc无线通信网络接收到的其他车辆用户发送的各种信息和多媒体资源。用户也可以将这些信息和资源可以通过传输到互联网上，或者通过Ad Hoc无线通信网络在各个车辆间传输、共享，或者在多媒体播放模块进行浏览和播放。 

人机交互模块的作用是提供人机交互的界面，用户可以进行实时车况查看以及控制模块发送的各种信息的显示。人机交互模块可以显示各种车辆位置、道路信息，用户可以通过触摸屏、USB接口、鼠标等方便地进行人机界面操作。 

多媒体播放模块实现视频、音频的点播，多媒体内容可以是存储模块上的，也可以是通过实时连接到互联网上的多媒体媒体在线资源，也可以是其他车辆发送的共享多媒体资源。 

在本发明实施例的Ad Hoc无线通信网络中，车载终端不再是孤立的单元，而是成为网络的一个节点与网络内的其他车载终端（节点）实现数据的交换和共享。每一台车辆可以接收同一个Ad HoC网络内其它车辆的位置信息以及其他车辆发送的路况信息，并将同一个网络内所有车辆的位置在人机交互模块，如LED显示屏显示出来。同时通过Ad HoC无线通信网络，车辆可以与其他车辆进行通信，实现车辆在网络内与其他车辆间的通话和多媒体资源的共享，不同用户可以将自己从互联网上下载的各种多媒体资源通过Ad Hoc无线通信网络与其他用户共享，从而克服现有技术大容量资源下载时产生局部拥塞的问题。由于车辆是运动的，因此每个节点都是移动的网络节点。在该网络中，每 个车载终端都具有路由功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑，这种网络可以独立进行工作，不需要依赖其他网络基础设施。一般节点（车载终端）的单跳通信范围只有几百米到一千米，每一个节点（车辆）不仅是一个收发器，同时还是一个路由器，因此可以采用多跳的方式把数据转发给更远的车辆。在Ad Hoc网络中，每个移动车载终端兼备路由器和主机两种功能：作为主机，终端需要运行面向用户的应用程序；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表参与分组转发和路由维护工作。 

利用Ad Hoc无线通信网络在车辆间进行通信，路由协议是一个必不可少的环节，由于车辆在移动过程中，Ad Hoc网络拓扑结构会发生频繁变化，且节点移动速度很快，因此选用的路由技术成为网络性能好坏的关键。本发明采用的是DSR(Dynamic Source Routing)路由协议，下面对该协议的工作过程进行详细说明： 

DSR协议是一种基于源路由的按需路由协议，是一种创建开销非常低同时又能快速响应网络变化的路由协议，能确保数据分组在节点移动或者网络拓扑结构变化的条件下仍然能够正确地收发数据分组。DSR使用源路由方法，每一个给定路线的数据分组都在报头带有完整、有序的此分组必经的节点列表。使用源路由可以保证无环路，转发或者侦听的节点可以缓存分组中的路由信息以备后用，而且由于要传输的数据分组已含有必要的路由信息，中间节点不必保存路由表。图2及如下所示的表1为应用源路由在Ad Hoc网络中传输数据分组的例子。假设Ad Hoc网络中共有9个节点，节点9向节点2发送数据分组。节点9建立路由之后，将路由信息写到数据分组报头，图3数据分组报头中路由信息依次为9-1-4-3-2，根据路由信息建立起从节点9到节点2的链路。中间节点（1、4、3）按照数据分组报头的路由信息转发分组。 

表1应用源路由在Ad Hoc网络中传输数据 

DSR协议主要包括两个过程：路由建立和路由维护。这两个过程的工作都 是按需的。当节点S向节点D发送数据时，它首先检测缓存中是否存在到目的节点D的有效路由。如果存在，则直接使用，否则启动路由建立过程。具体过程如下：源节点S使用洪泛法发送路由请求消息（RREQ），RREQ包含源节点地址、目的节点地址、唯一的标志号以及中间节点列表；中间节点转发RREQ，并附上自己的节点标识；当RREQ消息到达目的节点D或任何一个缓存中有到达目的节点路由的中间节点时（此时，RREQ中已记录了从节点S到D或该中间节点到D的所经过的路径），节点D或该中间节点将向节点S发送路线应答消息（RREP），该消息中将包含节点S到D的路由信息；节点S收到RREP后，路由建立过程结束，开始进行通信。在通信过程中，当中间节点检测到通往目的节点的下一跳链路中断时，它将从自己的路由缓存中移去包含该链路的路由并向节点S返回一个路由出错分组（RERR）。节点收到路由出错分组后，触发一次新的路由建立。 

本发明在提供了如影音播放、GPS定位导航、3G通讯等常规服务的基础之上，还能够显示车辆运行状况的实时信息，并接收其他车辆的报警信息，进而可使用户更加直观地了解整车的运行状况，用户可以通过Ad Hoc无线通信网络将交通事故、路面状况、潜在的危险障碍等信息迅速扩散到其他车辆，帮助司机及时作出适当判断，提高用户体验和安全性。同时用户可以通过互联网下载各种多媒体资源到系统中，存储在存储单元上，通过Ad Hoc无线通信网络在车辆间进行信息传输，实现资源共享。下面以Ad Hoc网络内出现交通事故为例对系统的功能实现进行详细说明。 

参考图3，作为本发明的一个实施例，在Ad Hoc网络内某台车辆周围发生交通事故时本发明的系统的功能实现主要步骤如下： 

首先，控制模块实时采集周围路况信息并在人机交互模块进行显示； 

接着，如周围发生交通事故，GPS定位模块定位事故发生地点； 

然后，将事故发生信息存储于存储模块； 

其次，提示是否发送该交通事故信息给与其相连接的Ad Hoc网络内的其他车辆； 

接着，如果用户点击是，控制模块通过Ad Hoc无线通信网络将该信息发 送给网络内的每一台车辆； 

再次，Ad Hoc网络内的其他车辆接收到事故信息后，将该信息存储于存储模块并将该信息显示在人机交互模块； 

最后，如用户想了解更多关于事故信息，可以通过Ad Hoc无线通信网络与发生事故信息的车辆进行通信，进行有效及时的沟通并决定采取相应措施。 

较佳地，参考图4，GPS定位模块的核心部件是GPS接收机，GPS接收机能够提供车辆三维位置、三维速度以及时间等定位信息。GPS接收机由变频器、标频器、微处理器、信号通道、存储单元等构成。其完成定位的过程是：首先完成初始自检，然后接收来自天线的射频信号，经过信号变频、信号放大、信号相关、混频以及TTL变换等处理过程，完成对卫星的连续追踪，测出信号到接收天线的传输时间，翻译导航信息，经过非线性分布的卡尔曼滤波方法进行滤波和地图匹配算法进行匹配，最后经判决输出定位结果。接收机将定位结果发送给GIS地理信息系统中的电子地图并显示到人机交互模块上， 

与现有技术相比，本发明的基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，可以运用于各类交通系统和各种车辆中，形成庞大的信息共享网络，给用户带来安全与舒适；通过车辆间的信息通告，提供协助驾驶的功能，将交通事故、路面状况、潜在的危险障碍等信息通过附近车辆迅速扩散到相关车辆，帮助司机及时作出适当判断；用户可以在不同车辆间通过Ad Hoc方式的无线局域网进行有效及时的沟通和多媒体资源的共享，提升了用户体验。 

以上对本发明实施例所提供的基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，进行了详细介绍，本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 

Claims (6)

1.一种基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，其特征在于，包括AdHoc无线通信网络和通过所述Ad Hoc无线通信网络进行通信的若干个智能车载终端，各所述智能车载终端与所述Ad Hoc无线通信网络连接实现智能车载终端间的信息交互和资源共享。

2.如权利要求1所述的基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，其特征在于，所述智能车载终端安装在车辆上，用于对车辆本身及周围环境的信息进行采集和存储，为用户提供服务及操作平台。

3.如权利要求1所述的基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，其特征在于，所述智能车载终端包括中央处理器以及与所述中央处理器分别相连的控制模块、电源模块、GPS定位模块、人机交互模块、存储模块及多媒体播放模块；所述中央处理器用于处理与之相连接的各模块之间的数据交互，各智能车载终端通过各自的中央处理器与所述Ad Hoc无线通信网络连接实现智能车载终端间的信息交互和资源共享；所述控制模块用于采集车辆的整车信息和环境路况信息、接收其他车辆的报警信息以及发送本地报警信息，并依据所采集到的信息和其他车辆的报警信息控制人机交互模块对车辆运行状况及报警信息进行相应显示；所述电源模块为系统提供稳压；所述GPS定位模块用于采集车辆的三维定位坐标，并将结果显示到人机交互模块上；所述存储模块用于存储接收到的信息和多媒体资源；所述人机交互模块用于提供人机交互的界面，用户可以进行实时车况查看以及控制模块发送的各种信息的显示；所述多媒体播放模块用于视频、音频的点播。

4.如权利要求3所述的基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，其特征在于，所述GPS定位模块包括变频器、标频器、微处理器、信号通道、存储单元，通过信号通道接收来自天线的射频信号，经过变频器及标频器进行信号变频、信号放大、信号相关、信号混频以及TTL变换处理，完成对卫星的连续追踪，测出信号到接收天线的传输时间，翻译导航信息，进行滤波和地图匹配，最后经判决输出定位结果并显示到人机交互模块上。

5.如权利要求3所述的基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，其特征在于，所述中央处理器具有若干外部接口，包括串口、网口、USB接口、多媒体输入输出接口，所述控制模块、电源模块、GPS定位模块与所述中央处理器的串口相连，所述存储模块与所述人机交互模块通过所述USB接口与中央处理器相连，所述多媒体播放模块与中央处理器多媒体输入输出接口相连进行多媒体资源的输入和播放。

6.如权利要求3所述的基于Ad Hoc网络的智能车载信息服务系统，其特征在于，所述多媒体资源可以是存储模块上的，或是通过实时连接到互联网上的在线多媒体资源，或是其他车辆发送的共享多媒体资源。

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