CN106448222A - 一种基于v2x技术的车载通信装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于V2X技术的车载通信装置及方法，车载通信装置包括微处理器以及均与微处理器连接的专用短程通信模块、Wi‑Fi模块、移动通信模块、OBD模块、卫星定位模块、人机交互模块、电源管理模块；车载通信方法的步骤为：车载通信装置的卫星定位模块获取车辆的位置、OBD模块获取车辆的运行参数；专用短程通信模块将车辆的位置和运行参数进行广播；车载通信装置附近的车辆通过自身的车载通信装置、或附近的行人通过手持设备接收车辆的位置和运行参数，并对车辆的位置和运行参数进行相应处理。本发明解决了车辆之间、车辆与道路之间、车辆乘客之间的信息交换问题，本装置间的通信具有内容丰富、速度快捷、无通信费等优点。

Description

一种基于V2X技术的车载通信装置及方法
技术领域
本发明涉及专用短程无线通信(DSRC)技术和Wi-Fi技术领域，尤其涉及一种基于V2X技术的车载通信装置及方法。
背景技术
随着专用短程通信技术与移动通信技术的日臻成熟，车辆的快速增加，人们对交通安全以及即时信息交互要求的不断提升，有必要在车辆上安装一种车载单元，完成、满足乘车条件下的通信要求。
现在车辆之间、车辆与道路之间、车辆与行人之间是无法直接完成信息的交换，唯有基于移动通信网络(2G/3G/4G)来完成车辆与车辆监控系统的信息交互，乘客也是依靠移动通信网络来完成信息交互。
本车载通信装置、系统与方法相对于移动通信网络的通信方法，通信的内容丰富、通信的速度快捷，并且在某些情况下不需要付费。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于V2X技术的车载通信装置及方法，以解决车辆之间、车辆与道路之间、车辆乘客之间的信息交换问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于V2X技术的车载通信装置，包括微处理器以及均与微处理器连接的专用短程通信模块、Wi-Fi模块、移动通信模块、OBD模块、卫星定位模块、人机交互模块、电源管理模块，其中
所述专用短程通信模块用于车辆之间、车辆与道路之间、车辆与行人之间的通信；
所述Wi-Fi模块用于本车载通信装置与车上乘客之间的通信；
所述移动通信模块用于本车载通信装置与车辆服务中心之间的通信；
所述OBD模块用于获取车辆的运行参数，包括实时的发动机运转参数、油耗等；
所述卫星定位模块用于定位车辆的实时运动参数，包括实时的位置、速度、角度以及当前时间；
所述人机交互模块用于相关信息的显示、提醒和操作，包括采用蜂鸣器、扬声器和显示屏；
所述电源管理模块用于提供整个车载通信装置的电源。
进一步地，所述卫星定位模块包括卫星定位单元和惯性导航单元，；所述卫星定位单元用于确定车辆的位置，包括经度和纬度；所述惯性导航单元用于在所述卫星定位单元失效的情况下对车辆的位置进行定位。
进一步地，所述专用短程通信模块通知附近车辆或行人本车的行驶信息，邻近的车辆或行人通过提前获知来车信息，从而减少可能造成的事故；用专用短程通信模块来通知后面的车辆前方的路况，从而减少可能的交通堵塞及事故；借助车载通信装置的专用短程通信模块在本车或邻近车辆的乘客之间进行信息交换。
本发明另一目的是提供一种基于V2X技术的车载通信方法，包括下述步骤：
S1、车载通信装置的卫星定位模块获取车辆的位置、OBD模块获取车辆的运行参数；
S2、车载通信装置的专用短程通信模块将车辆的位置和运行参数进行广播；
S3、车载通信装置附近的车辆通过自身的车载通信装置、或附近的行人通过手持设备接收车辆的位置和运动参数，并对这些参数进行相应措施处理。
进一步地，所述步骤S2，车载通信装置还将车辆的位置和运行参数通过移动通信模块发送给车辆服务中心，车辆服务中心实时监控车辆位置、分析驾驶员的驾驶习惯以及远程诊断车辆。
进一步地，所述步骤S3中车辆自身的车载通信装置、行人的手持设备通过语音或图片方式提醒车辆或行人是否存在危险，及时使车辆或行人采取相应措施进行防护。
进一步地，所述步骤S3，车载通信装置还通过Wi-Fi模块作为Wi-Fi路由器，与驾驶员或乘客的通信设备进行通信连接，将车辆的位置、运行参数以及历史行驶信息进行连接传递，并进行相应的分析处理。
进一步地，所述步骤S3的车载通信装置，使其作为邻近车辆之间的Wi-Fi路由器，通过专用短程通信模块建立持久通信，再通过Wi-Fi与乘客移动通信设备通信，建立临时局域网络，使邻近车辆之间的移动通信设备进行即时通讯，包括语音通话、文件分享以及聊天。
进一步地，所述步骤S3的车载通信装置，通过专用短程通信模块接收路侧具有DSRC功能的设备提供的相应基础信息，所述相应基础信息包括前方路况和天气情况。
进一步地，所述步骤S3的车载通信装置，它们之间通过专用短程通信模块与路侧的相应设备或具有DSRC功能的基站建立持久通信，发送本车行驶过程中发现的特殊路况以及本车的特殊操作或运行信息。
采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：
1、本发明的车载通信装置的能够提前获知路况，然后选择行走畅通的路段，减少交通拥堵；
2、本发明的车载通信装置可通过车辆服务中心对其进行车辆的远程通信，实时监控车辆位置、分析驾驶员的驾驶习惯以及远程诊断车辆使车辆远程诊断能力；
3、本发明的车载通信装置的Wi-Fi模块可作为Wi-Fi路由器，使得在多辆车结伴出行时，减少不同车辆之间、乘客之间或者乘客与车辆之间的通信费用。
附图说明
图1是本发明一种基于V2X技术的车载通信装置的结构示意图；
图2是本发明的一种基于V2X技术的车载通信方法的步骤流程图；
图3是本发明一种基于V2X技术的车载通信装置的Wi-Fi无线收发单元的结构示意图；
图4是本发明的一种基于V2X技术的车载通信装置的车载通信装置作为路由器，不通车辆中手持设备通信的结构示意图；
图5是本发明一种基于V2X技术的车载通信装置的DSRC无线收发单元的结构示意图；
图6是本发明的一个实施例中车载通信装置对DSRC接收到数据的处理流程图；
图7是本发明的一个实施例中车载通信装置作为车间路由器的步骤流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供一种基于V2X技术的车载通信装置，包括微处理器1(CPU)、卫星定位模块5(BDS、GPS、GLONASS等)、OBD模块8、专用短程通信(DSRC)模块2、Wi-Fi模块3以及一个移动通信(2G/3G/4G)模块4、人机交互模块6、电源管理模块7以及其它辅助模块，所述专用短程通信模块2、Wi-Fi模块3、移动通信模块4、OBD模块8、卫星定位模块5、人机交互模块6、电源管理模块7均与微处理器连接1。其中，卫星定位模块5用于定位车辆位置、速度、角度、当前时间等；OBD模块8用于获得车辆的各种传感器信息；专用短程通信模块2用于车辆之间、车辆与道路之间、车辆与行人之间的通信；Wi-Fi模块3用于本车载通信装置与车上乘客之间的通信；人机交互模块6可以采用蜂鸣器、扬声器、显示屏。
通过本发明的车载通信装置，用专用短程通信模块2来通知附近车辆或行人本车的行驶信息，邻近的车辆或行人通过提前获知来车信息，从而减少可能造成的事故；用专用短程通信模块2来通知后面的车辆前方的路况，从而减少可能的交通堵塞及事故；借助车载通信装置的专用短程通信模块在本车或邻近车辆的乘客之间进行信息交换。
如图2所示，基于V2X技术的车载通信装置的工作方法，步骤包括：
1、车载通信装置以一定的时间间隔通过卫星定位模块获取车辆的位置，
或者通过OBD模块获取车辆的行驶方向及速度、加速度等车辆运动参数；对上述获取的数据进行组织，得道组织数据；
2、车载通信装置以一定的频率通过专用短程通信模块将车辆的位置和运行参数等系列组织数据进行广播；
3、附近车辆或行人拥有类似通信功能的设备在收到前述车载通信装置的运动参数后，能够进行相应处理，例如，采用语音及图片方式提醒车辆或行人可能有危险，应加以注意及采取措施。
进一步地，车载通信装置可以将运动参数通过移动通信模块发送给车辆服务中心，达到车辆位置监控、驾驶行为分析、甚至车辆远程诊断等各种用途。
进一步地，如图3所示，车载通信装置的Wi-Fi模块可以作为Wi-Fi路由器，然后通过天线发送信号，与驾驶员或乘客的移动通信设备(如手机、平板电脑等)进行通信，将车辆的历史行驶信息进行传递，以供分析。
进一步地，如图4所示，车载通信装置可以作为邻近车辆之间的路由器，通过专用短程通信模块建立持久通信，再通过Wi-Fi与乘客移动通信设备通信，建立临时局域网络，使邻近车辆之间的移动通信设备进行语音通话、文件分享、聊天等，也可进行车队的管理等。
进一步地，如图5所示，车载通信装置可以通过专用短程通信模块接收路侧的相应设备(具有DSRC功能的基站)广播的前方路况、天气情况等。
进一步地，车载通信装置之间可以通过专用短程通信模块与路侧的相应设备(具有DSRC功能的基站)建立持久通信，发送本车行驶过程中发现的特殊路况以及本车的特殊操作或运行信息等，而不通过移动通信模块，从而降低通信费用。
如图6所示，车载通信装置对DSRC接收到数据的处理流程图，包括以下步骤：
车载通信装置接收到邻近车辆的信息，判断该邻近车辆是否撞到自己，若是则采取措施进行防护；若不是，则需要确认该信息是否为路况信息，并采取另外措施进行处理。
如图7所示，车载通信装置作为车间路由器的软件流程示意图，包括以下步骤：
车辆之间通过专用短程通信模块建立持久通信后，进一步与手机通过Wi-Fi建立持久通信；
当车载通信装置收到手机的通信信息后，判断该车设备是否与其他车载通信装置间进行通信连接，若是，采用Wi-Fi发送给另外的车载通信装置设备，该设备采取措施；若不是，则采用专用短程通信模块发送给另外的车载通信装置设备，该设备采取措施。
通过本方案，可以借助DSRC技术手段来传递信息，可以降低交通事故，减少交通拥堵，甚至降低车辆使用中的通信成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种基于V2X技术的车载通信装置，其特征在于，包括微处理器以及均与微处理器连接的专用短程通信模块、Wi-Fi模块、移动通信模块、OBD模块、卫星定位模块、人机交互模块、以及电源管理模块，其中
所述专用短程通信模块用于车辆之间、车辆与道路之间、车辆与行人之间的通信；
所述Wi-Fi模块用于本车载通信装置与车上乘客之间的通信；
所述移动通信模块用于本车载通信装置与车辆服务中心之间的通信；
所述OBD模块用于获取车辆的运行参数，包括实时的发动机运转参数、油耗；
所述卫星定位模块用于定位车辆的实时运动参数，包括实时的位置、速度、角度以及当前时间；
所述人机交互模块用于相关信息的显示、提醒和操作，包括采用蜂鸣器、扬声器和显示屏；
所述电源管理模块用于提供整个车载通信装置的电源。
2.如权利要求1所述的一种基于V2X技术的车载通信装置，其特征在于，所述卫星定位模块包括卫星定位单元和惯性导航单元；所述卫星定位单元用于确定车辆的位置，包括经度和纬度；所述惯性导航单元用于在所述卫星定位单元失效的情况下对车辆的位置进行定位。
3.如权利要求1所述的一种基于V2X技术的车载通信装置，其特征在于，所述专用短程通信模块通知附近车辆或行人本车的行驶信息，邻近的车辆或行人通过提前获知来车信息，从而减少可能造成的事故；用专用短程通信模块来通知后面的车辆前方的路况，从而减少可能的交通堵塞及事故；借助车载通信装置的专用短程通信模块在本车或邻近车辆的乘客之间进行信息交换。
4.一种基于V2X技术的车载通信方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、车载通信装置的卫星定位模块获取车辆的位置、OBD模块获取车辆的运行参数；
S2、车载通信装置的专用短程通信模块按照IEEE 1609.3 WAVE网络服务协议格式将车辆的位置和运行参数进行循环广播；
S3、车载通信装置附近的车辆通过自身的车载通信装置、或附近的行人通过手持设备接收车辆的位置和运动参数，并对这些参数进行分析：若双方的距离、速度或方向存在相撞的可能，则发出碰撞提醒；若否，则在地图上标示对方的位置和己方的位置。
5.如权利要求4所述的一种基于V2X技术的车载通信方法，其特征在于，所述步骤S2，车载通信装置还将车辆的位置和运行参数通过移动通信模块发送给车辆服务中心，车辆服务中心实时监控车辆参数，车辆参数包括车辆的位置、速度、加速度、倾斜角度以及发动机的状态参数，并根据这些数据分析驾驶员的驾驶习惯以及远程诊断车辆。
6.如权利要求4所述的一种基于V2X技术的车载通信方法，其特征在于，所述步骤S3中车辆自身的车载通信装置、行人的手持设备通过语音或图片方式提醒车辆或行人是否存在碰撞危险，及时使车辆或行人采取相应措施进行防护。
7.如权利要求4所述的一种基于V2X技术的车载通信方法，其特征在于，所述步骤S3，车载通信装置还通过Wi-Fi模块作为Wi-Fi路由器，与驾驶员或乘客的通信设备进行通信连接，将车辆的位置、运行参数以及历史行驶信息进行连接传递，并对这些数据进行分析，从而纠正驾驶员的驾驶习惯，驾驶习惯包括急刹车、起步、转弯和变道。
8.如权利要求7所述的一种基于V2X技术的车载通信方法，其特征在于，所述步骤S3的车载通信装置，使其作为邻近车辆之间的Wi-Fi路由器，通过专用短程通信模块建立持久通信，再通过Wi-Fi与乘客移动通信设备通信，建立临时局域网络，使邻近车辆之间的移动通信设备进行即时通讯，所述即时通讯包括语音通话、文件分享以及聊天。
9.如权利要求4所述的一种基于V2X技术的车载通信方法，其特征在于，所述步骤S3的车载通信装置，通过专用短程通信模块接收路侧具有DSRC功能的设备提供的相应基础信息，所述相应基础信息包括前方道路的拥堵、维修、限速和天气。
10.如权利要求4所述的一种基于V2X技术的车载通信方法，其特征在于，所述步骤S3的车载通信装置，它们之间通过专用短程通信模块与路侧的相应设备或具有DSRC功能的基站建立持久通信，发送本车行驶过程中发现的特殊路况以及本车的特殊操作或运行信息。
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