CN105681419A - 车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及模块 - Google Patents

车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及模块 Download PDF

Info

Publication number
CN105681419A
CN105681419A CN201610028849.9A CN201610028849A CN105681419A CN 105681419 A CN105681419 A CN 105681419A CN 201610028849 A CN201610028849 A CN 201610028849A CN 105681419 A CN105681419 A CN 105681419A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
data transmission
vehicle
transmission module
car
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610028849.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张龙
白春红
卓凡
张欣欣
付佳
王鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University of Engineering
Original Assignee
Hebei University of Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University of Engineering filed Critical Hebei University of Engineering
Priority to CN201610028849.9A priority Critical patent/CN105681419A/zh
Publication of CN105681419A publication Critical patent/CN105681419A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明提供一种车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及其模块，(1)当车路协同网络正常运行时，组数据传输模块对整个网络进行实时的检测，对接收到的交通信息进行存储，当需要交通数据的车辆大于2时，启动组数据传输模块。(2)在满足时延约束的前提下，组数据传输模块首先计算到各个邻居车辆节点的链路代价和时延，通过综合考虑邻居车辆节点的链路代价和传输数据所需要的时延，选择代价和时延最小的邻居车辆节点转发交通数据。(3)根据这种方法依次选择要转发数据的车辆节点，直到目的车辆节点接收到数据为止。本发明的有益效果是：本发明的组数据传输方法提高车路协同网络的数据传输效率。

Description

车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及模块
技术领域
本发明属于车载终端领域，尤其是涉及一种车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及模块。
背景技术
以无线通信技术为基础的车路协同(CooperativeVehicle-Infrastructure，CVI)作为智能交通系统重要的组成部分，是以无线通信和传感探测等技术全面的获得道路网络上车辆个体的运行状态信息，通过出行者、车载单元和路侧单元之间的实时、高效和双向的信息交互，实现人车路之间的一体化协同，提升道路交通系统的安全、通畅和便捷，最终达到优化利用系统资源、缓解交通拥堵的目标。
由在数据传输过程中，网络运营商想让代价降到最小，以减少网络开销；车辆用户想得到满足时延约束的服务质量保证。因此，构建满足时延约束的低代价组播树可以有效的解决车路协同环境中基于车载终端的实时数据传输问题，对促进未来车路协同的发展有着重大的意义。
根据车路协同的网络特性，传统的数据传输方式不能直接运用于车路协同环境中。目前研究者对车路协同环境中数据传输的研究大多只考虑单一的服务质量。
在车路协同环境中，如何将人们所需要的实时交通信息快速的传给出行者一直是人们研究的热点问题。例如，当某路段发生交通事故时，通过车载终端把该信息实时的传送给其他车辆，这样收到信息的车辆可以提前采取更改行驶路线等措施，利用这种方法可以避免不必要的交通拥堵。由于在实际的交通环境中所要传输的信息量比较大，如果采用传统的数据发送者和每一个接收者之间都建立单独的信息转发路径的点对点的传输方式，当有大量的用户想获得同一份信息时将导致发送端负载增加、时延变长，从而使整个网络的性能下降。考虑到组数据(即组播)传输方式具有在任何一个链路都只转发单一报文的特点，因此利用组数据传输可以大大节省网络带宽，提高车辆之间实时数据的传输效率，所以将组播技术应用到车载终端的无线传输模块中具有很大的研究意义和实用价值。
发明内容
组数据传输模块主要是对接收的交通信息采用组播的形式进行转发，而本发明提出的加载于组数据传输模块的传输策略是基于随机时延控制的低代价(RandomDelayLowestCost，RDLC)，具体是通过考虑链路代价和传输时延对交通信息进行更高效率的传输，因此把组数据传输模块作为无线通信模块的子模块可以提高车载终端的网络性能。
本发明提供一种车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及模块，传输数据量小且准确率高，尤其适合用于车载终端的无线通信模块中使用。
本发明的技术方案是：
车路协同环境下车载终端的组数据传输方法，
(1)当车路协同网络正常运行时，组数据传输模块对整个网络进行实时的检测，对接收到的交通信息进行存储，当需要交通数据的车辆大于2时，启动组数据传输模块。
(2)在满足时延约束的前提下，组数据传输模块首先计算到各个邻居车辆节点的链路代价和时延，通过综合考虑邻居车辆节点的链路代价和传输数据所需要的时延，选择代价和时延最小的邻居车辆节点转发交通数据。
(3)根据这种方法依次选择要转发数据的车辆节点，直到目的车辆节点接收到数据为止。
步骤(3)中具体为判断节点是否满足时延约束，
如果未满足则选择删除该车辆节点，更新路由表，结束传输过程；
如果满足则判断是否为目的车辆，是则向目的车辆转发数据；不是则向下一跳范围内的车辆节点转发数据，直到目的车辆节点接收到数据为止。
车路协同环境下车载终端的组数据传输模块，包括主芯片，电源电路、串口电路和无线射频电路。还可以包括外扩RAM。
所述主芯片的型号为STC89C52RC。
所述电源电路为5V直流稳定电压，输出端接一个0.1μF的电容可以用来滤波，这样能使输出的电压更加的稳定。
所述外扩RAM包括两片，芯片型号为CY62256。
所述串口电路为CH340接口电路。
所述无线射频电路的芯片型号为nRF905。
一种无线通信模块，可实现组网点对多点的通信模式，主要包括数据接收模块和组数据传输模块两个子模块，对周围车辆传输的数据进行接收、转发和信息的交换。通过该模块把交通信息传给后台或者其他车辆，实现对车辆状态的监督和调度，利用以上组数据传输方法，包括以上组数据传输模块。
车路协同环境下的车载终端，包括车载主控模块、无线通信模块、GPS模块、GPRS模块、交互和显示模块、WIFI模块、CAN总线接口和电源管理模块。
主要程序设计
串口初始化代码：
RDLC组数据传输策略伪代码：
(2)Setdi∈D，thetimedelayconstantofeachhop＝t0；//t0为每一跳的时延常量
thecountofrouternodeshopofthedisendingareplypacket＝hi；
therandomnumberfrom0to1＝r；//r为从0到1的随机数
therandomdelaytimeofthepurposevehiclesendingreplypacket＝ti；
ifParent(d1)＝Parent(d2)&&h1＝h2＝hthen
t1＝t0*h+r；
t2＝t0*h+r；
end
本发明具有的优点和积极效果是：本发明针对此问题，在进行实时数据传输时，把组数据传输模块添加到车载终端中，组数据传输模块采用随机时延控制策略，主要是为了避免车辆用户在同时进行数据传输是可能会产生碰撞，同时利用时延和代价折中并进行链路共享的方法构建低代价的组播树来实现车与车之间实时信息的传输，因此设计满足一定服务质量并能应用于车载终端的组数据传输模块对车路协同的发展有很大的推动作用；本发明的车载终端的电路能较简单地模拟车路协同环境中获得的交通信息的传输过程，进而优化车路协同的网络性能。本发明的组数据传输方法提高车路协同网络的数据传输效率。
附图说明
图1是本发明的组数据传输模块的方法示意图。
图2是本发明的组数据传输流程示意图。
图3是本发明的组数据传输模块示意图。
图4是本发明的组数据传输模块的电路设计图。
图5是本发明组数据模块的电源电路设计图。
图6是串口电路CH340接口电路设计图。
图7是无线射频电路设计图。
具体实施方式
结合发明内容，用计算机模拟该组数据传输方法和模块，具体内容包括：
用计算机模拟通信过程，当网络中目的车辆节点数为三个时，启动组数据传输模块进行数据转发，分别记录目的车辆节点数为三个、四个和五个时节点五接收到数据所需要的时间。实验过程中分别对三种组数据传输策略进行了测试包括RDLC、CDKS、KPP组数据传输策略。每组实验进行10次，取从发送数据到接收数据所需时间的平均值。
首先测试RDLC组数据传输策略。由于该策略在接收数据后需要向其他邻居节点转移数据，因此在每个节点中增加了一个无线射频模块，以便模拟通信过程。在测试场景的不同位置中放置五个节点，其中节点一为发送数据的节点，节点五为接收数据节点。当节点五接收到数据时指示灯就会亮，此时停止计时，分别记录有三个目的节点参加、四个目的节点参加和五个目的节点参加时，节点五接收数据所用的时间，实验进行10次，取平均值。
接下来模拟KPP、CDKS组数据传输策略。首先把相应的应用程序下载到模块当中，然后用相同的方法测试节点五接收到数据时所用的时间，每组实验进行10次，取平均值。
通过利用以上设计的组数据传输模块来模拟测试RDLC、KPP、CDKS三种组数据传输策略传输数据所用的时间，每组实验进行了10次取平均值，这样得到的实验结果准确度比较高，最后得到的测试结果汇总如表1，表2，表3。
表1RDLC策略节点五接收数据所用的时间(ms)
Table1ThedatareceivingtimeforNode5ofRDLCstrategy
表2KPP策略节点五接收数据所用的时间(ms)
Table2ThedatareceivingtimeforNode5ofKPPstrategy
表3CDKS策略节点五接收数据所用的时间(ms)
Table3ThedatareceivingtimeforNode5ofCDKSstrategy
由三个表中获得的数据可以得出：RDLC组数据传输策略从发送数据到接收数据所需的时间为32ms；KPP策略从发送到接收数据所需时间为85ms；CDKS策略从发送到接收数据所需时间为51ms；
通过实验可以证明本发明提出的RDLC组数据传输策略和设计的电路在进行数据传输时耗时少，可以提高车路协同的网络性能。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.车路协同环境下车载终端的组数据传输方法，其特征在于：
1)当车路协同网络正常运行时，组数据传输模块对整个网络进行实时的检测，对接收到的交通信息进行存储，当需要交通数据的车辆大于2时，启动组数据传输模块。
2)在满足时延约束的前提下，组数据传输模块首先计算到各个邻居车辆节点的链路代价和时延，通过综合考虑邻居车辆节点的链路代价和传输数据所需要的时延，选择代价和时延最小的邻居车辆节点转发交通数据。
3)根据这种方法依次选择要转发数据的车辆节点，直到目的车辆节点接收到数据为止。
2.根据权利要求1所述的车路协同环境下车载终端的组数据传输方法，其特征在于：步骤(3)中所述的依次选择要转发数据的车辆节点，即判断节点是否满足时延约束，
如果未满足则选择删除该车辆节点，更新路由表，结束传输过程；
如果满足则判断是否为目的车辆，是则向目的车辆转发数据；不是则向下跳范围内的车辆节点转发数据，直到目的车辆节点接收到数据为止。
3.利用权利要求1所述方法实现车路协同环境下车载终端的组数据传输模块，其特征在于，包括主芯片，电源电路、串口电路和无线射频电路。
4.根据权利要求3所述的车路协同环境下车载终端的组数据传输模块，其特征在于：还包括外扩RAM。
5.根据权利要求3所述的车路协同环境下车载终端的组数据传输模块，其特征在于：所述主芯片的型号为STC89C52RC。
6.根据权利要求3所述的车路协同环境下车载终端的组数据传输模块，其特征在于：所述电源电路为5V直流稳定电压，输出端接一个0.1μF的电容可以用来滤波。
7.根据权利要求3所述的车路协同环境下车载终端的组数据传输模块，其特征在于：所述串口电路为CH340接口电路。
8.根据权利要求3所述的车路协同环境下车载终端的组数据传输模块，其特征在于：所述无线射频电路的芯片型号为nRF905。
9.一种无线通信模块，实现组网点对多点的通信模式，包括权利要求3所述组数据传输模块。
10.一种车路协同环境下的车载终端，包括车载主控模块、无线通信模块、GPS模块、GPRS模块、交互和显示模块、WIFI模块、CAN总线接口和电源管理模块。
CN201610028849.9A 2016-01-07 2016-01-07 车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及模块 Pending CN105681419A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610028849.9A CN105681419A (zh) 2016-01-07 2016-01-07 车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610028849.9A CN105681419A (zh) 2016-01-07 2016-01-07 车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及模块

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105681419A true CN105681419A (zh) 2016-06-15

Family

ID=56301143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610028849.9A Pending CN105681419A (zh) 2016-01-07 2016-01-07 车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及模块

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105681419A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113411375A (zh) * 2021-05-08 2021-09-17 长沙智能驾驶研究院有限公司 信息处理方法、设备及计算机存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011023221A1 (en) * 2009-08-25 2011-03-03 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Localized information service for cellular networks using multicast channels
CN102622872A (zh) * 2012-03-23 2012-08-01 清华大学 一种多模式无线通信车路协同数据交互系统
CN104079670A (zh) * 2014-07-22 2014-10-01 中国石油大学(华东) 一种基于专用短程通信技术的多车协同测距的方法
CN104735683A (zh) * 2015-03-24 2015-06-24 浙江大学 一种城市道路网络中面向信息收集时延保障的rsu布置方法
CN105208616A (zh) * 2015-06-17 2015-12-30 重庆邮电大学 车载自组织网络中基于道路拓扑的自适应多副本路由方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011023221A1 (en) * 2009-08-25 2011-03-03 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Localized information service for cellular networks using multicast channels
CN102622872A (zh) * 2012-03-23 2012-08-01 清华大学 一种多模式无线通信车路协同数据交互系统
CN104079670A (zh) * 2014-07-22 2014-10-01 中国石油大学(华东) 一种基于专用短程通信技术的多车协同测距的方法
CN104735683A (zh) * 2015-03-24 2015-06-24 浙江大学 一种城市道路网络中面向信息收集时延保障的rsu布置方法
CN105208616A (zh) * 2015-06-17 2015-12-30 重庆邮电大学 车载自组织网络中基于道路拓扑的自适应多副本路由方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113411375A (zh) * 2021-05-08 2021-09-17 长沙智能驾驶研究院有限公司 信息处理方法、设备及计算机存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108462947B (zh) 一种基于lte-v的车联网通信测试系统及测试方法
Wang et al. Cell-less communications in 5G vehicular networks based on vehicle-installed access points
CN106210152B (zh) 一种基于物联网的车载云系统及资源获取方法
CN103475710B (zh) 基于反馈方式的车辆间合作下载方案
CN105407517B (zh) 路由方法、路由模块、车载终端和车载自组网路由系统
CN104300646A (zh) 一种支持车联网的多频段智能充电桩系统
Liu et al. Energy-efficient subchannel matching and power allocation in NOMA autonomous driving vehicular networks
CN204795616U (zh) 一种zigbee网络接入控制装置
CN102401848B (zh) 电表及其通信中继方法
CN104539738A (zh) 一种led通信的车辆自组织网络
CN105578552B (zh) 基于车辆－簇－通信小区三层架构的数据传输系统及方法
CN105898815A (zh) 基于wave的车载自组织网络路由方法、装置和系统
CN102917372A (zh) 一种面向多场景数据交换的车联网层次化模型设计方法
Wang et al. Software defined Wi-V2G: A V2G network architecture
CN107509229B (zh) 一种基于车辆节点中心性计算的车联网机会路由方法
CN101808422B (zh) ZigBee蜂窝网络
CN103079287A (zh) 基于无线多跳自组网的高速公路智能车辆感知与路灯控制方法
CN105530206A (zh) 一种基于Torus网络的双接入结构及其工作方式
CN104994508A (zh) 一种认知无线mesh网络资源分配及路由方法
CN105681419A (zh) 车路协同环境下车载终端的组数据传输方法及模块
Sheu et al. A distributed taxi hailing protocol in vehicular ad-hoc networks
CN107682989B (zh) 基于rs485通讯的路灯控制系统及其应用
CN110691117B (zh) 一种电动汽车充换电网络协议网关
CN106793142A (zh) 一种车载短距离通信网的信道资源调度优化方法
CN204859568U (zh) 动车无线上网系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160615