CN106453640B - 一种智能车联网的通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能车联网的通信方法，所述车联网包括接入节点和车辆节点，接入节点分布于车联网内，任意一个接入节点的地理坐标具有唯一性；一个接入节点与两个以上的车辆节点构建成一个子网，一个子网内的车辆节点距离该子网中的接入节点最近，一个子网内的车辆节点通过所在子网的接入节点与其他子网的车辆节点进行通信；车联网划分为两个以上的子网。所述车联网通过本发明所提供的通信方法，可保持移动过程中通信的连续性，降低数据包丢失率，从而提高了车联网的服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。

Description

一种智能车联网的通信方法
技术领域
本发明涉及一种通信方法，尤其涉及的是一种智能车联网的通信方法。
背景技术
车联网由于其实用性已经受到广泛关注，成为研究的热点。车联网的主要特点之一为车辆节点沿路进行高速移动，因此，如何实现车辆节点的高质量通信为研究的热点之一。
目前现有的通信协议应用到车载网络中还存在一些问题，主要原因为如下：
1)现有协议中，移动节点需要发送和接收大量的控制信息来确保移动过程中的通信畅通，减少数据包的丢失，而传输控制信息会消耗大量的能量，这会大幅度缩减移动节点的寿命；
2)现有协议的控制信息数据包开销较大，移动转交延迟较长从而提高了数据包丢失率。
因此，如何提高车联网的数据通信效率还有待进一步研究。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种高效的智能车联网通信方法。
技术方案：本发明公开了一种智能车联网的通信方法，其特征在于，所述车联网包括接入节点和车辆节点，接入节点分布于车联网内，任意一个接入节点的地理坐标具有唯一性；一个接入节点与两个以上的车辆节点构建成一个子网，一个子网内的车辆节点距离该子网中的接入节点最近，一个子网内的车辆节点通过所在子网的接入节点与其他子网的车辆节点进行通信；车联网划分为两个以上的子网；每个接入节点或者车辆节点具有一个地理地址，该地址具有全球唯一性；地理地址包括三部分，第一部分为接入节点或者车辆节点的地理横坐标，第二部分为接入节点或者车辆节点的地理纵坐标，第三部分为接入节点或者车辆节点的节点ID；接入节点的节点ID为0，车辆节点的节点ID为其硬件ID，例如MAC地址，车辆节点的节点ID在其生命周期内不变，唯一标识该车辆节点；
车辆节点能够作为数据消费者或者数据提供者；
一种类型的数据由一个名称唯一标识；一个数据消费者采用名称地址获取数据，名称地址包括两个部分，第一部分为名称域，用于表示一种类型的数据，第二部分为地理地址域，用于标识目的节点；如果一个名称地址中的地理地址域值为0，那么所述车联网中所有接入节点都是目的节点；
每个接入节点保存一个外部转发表，每个表项包括名称域和地理坐标域，名称域用于表示一种类型的数据，地理坐标域表示能够提供该种数据的数据提供者所在子网的接入节点的地理坐标，地理坐标域包括地理横坐标和地理纵坐标；
每个接入节点保存一个内部转发表，每个表项包括名称域、地理地址域和节点ID域，名称域用于表示一种类型的数据，地理地址域和节点ID域表示能够提供该种数据的数据提供者的地理坐标和节点ID；
每个节点保存一个请求表，每个表项包括名称域，地理地址域和节点ID域，名称域用于表示一种类型的数据，地理地址域和节点ID域用于表示请求该种数据的数据消费者的地理地址和节点ID；
在车辆节点V1在子网S1中行驶，地理坐标为(xv1，yv1)，子网S1中的接入节点为AP1，地理坐标为(x1，y1)的情况下，如果车辆节点V1产生了由名称N1定义的数据C1，那么执行下述过程：
步骤101：开始；
步骤102：车辆节点V1为自己构建一个地理地址LAV1和LAAP1，同时构建一个名称地址NAAP1，在地理地址LAV1中，地理横坐标为xv1，地理纵坐标为yv1，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1，在地理地址LAAP1中，地理横坐标为x1，地理纵坐标为y1，节点ID为0，在名称地址NAAP1中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP1；
步骤103：车辆节点V1发送数据发布消息，数据发布消息源地址为LAV1，目的地址为NAAP1，根据目的地址中的地理地址域值，数据发布消息路由到接入节点AP1；
步骤104：接入节点AP1收到数据发布消息后，在内部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为LAV1，节点ID域值为IV1；
步骤105：接入节点AP1判断外部转发表中是否有名称域值为N1的表项，如果有，则进行步骤108，否则执行步骤106；
步骤106：接入节点AP1在外部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理坐标域值为(x1，y1)；接入节点AP1创建一个地理地址LAAP1和一个名称地址NAAP1-B，在地理地址LAAP1中，地理横坐标为x1，地理纵坐标为y1，节点ID为0，在名称地址NAAP1-B中，地理坐标域值为0，名称域值为N1；接入节点AP1将数据发布消息的源地址更新为地理地址LAAP1，目的地址更新为名称地址NAAP1-B，接入节点AP1发送数据发布消息；
步骤107：接收到数据发布消息的接入节点在外部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理坐标域值为(x1，y1)；
步骤108：结束；
车辆节点V1发布数据C1之后，定期向接入节点AP1发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V1当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1；接入节点AP1收到更新消息后，在内部转发表中查找节点ID域为IV1的表项，并用更新消息的源地址更新该表项中的地理地址域值，由此接入节点AP1获取车辆节点V1的实时地理坐标。
车辆节点通过上述方法能够快速发布产生的数据，从而使得其他车辆节点能够快速共享该数据。
本发明所述方法中，在车辆节点V2在子网S2中行驶，地理坐标为(xv2，yv2)，子网S2中的接入节点为AP2，地理坐标为(x2，y2)的情况下，如果车辆节点V2需要获取名称N1定义的数据C1，那么执行下述过程：
步骤201：开始；
步骤202：车辆节点V2为自己构建一个地理地址LAV2，为接入节点AP2构建一个地理地址LAAP2，同时构建一个名称地址NAAP2，在地理地址LAV2中，地理横坐标为xv2，地理纵坐标为yv2，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2，在地理地址LAAP2，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址NAAP2中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP2；车辆节点V2发送数据请求消息，该数据请求消息的目的地址为NAAP2，源地址为LAV2，该数据请求消息向着接入节点AP2进行路由，如果路由过程中中间的车辆节点能够提供数据C1，那么执行步骤203，否则执行步骤204；
步骤203：路由过程中中间的车辆节点返回一个数据响应消息，该数据响应消息的目的地址为地理地址LAV2，源地址为名称地址NAAP2，负载为数据C1，执行步骤214；
步骤204：接收到数据请求消息的接入节点在请求表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为数据请求消息的源地址，节点ID域值为地理地址域值中的节点ID值，同时接收到数据请求消息的接入节点为自己创建一个地理地址LAAP，该地址的地理横坐标和地理纵坐标为接收到数据请求消息的接入节点的地理横坐标和地理纵坐标，节点ID为零；
步骤205：接收到数据请求消息的接入节点判断在请求表中是否只有一项名称域值为N1的表项，如果是，执行步骤206，否则执行步骤214；
步骤206：接收到数据请求消息的接入节点判断在内部转发表中是否有名称域值为N1且地理地址域值的节点ID为非零的表项，如果是，进行步骤207，否则执行步骤208；
步骤207：接收到数据请求消息的接入节点创建一个名称地址NADV，在名称地址NADV中，名称域值为N1，地理地址域值为该表项中的地理地址域值；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为NADV，源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，目的车辆节点收到该数据请求消息后，返回一个数据响应消息，该数据响应消息的目的地址为LAAP，源地址为NADV，负载为数据C1，执行步骤214；
步骤208：接收到数据请求消息的接入节点判断在内部转发表中是否有名称域值为N1且地理地址域值的节点ID为零的表项，如果是，进行步骤209，否则执行步骤210；
步骤209：接收到数据请求消息的接入节点创建一个名称地址NAHAP，在名称地址NAHAP中，名称域值为N1，地理地址域值为该表项中的地理地址域值；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为NAHAP，源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，执行步骤204；
步骤210：接收到数据请求消息的接入节点判断在外部转发表中是否有名称域值为N1的表项，如果是，进行步骤211，否则执行步骤217；
步骤211：接收到数据请求消息的接入节点判断数据请求消息的源地址中的节点ID是否为0，如果是，执行步骤213，否则执行步骤212：
步骤212：接收到数据请求消息的接入节点在外部转发表中选择名称域值为N1的表项，构建一个名称地址NADAP，在名称地址NADAP中，名称域值为N1，地理地址域值中的地理坐标为该表项中的地理坐标值，地理地址域值中的节点ID为0；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为NADAP，源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，执行步骤204；
步骤213：接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，执行步骤204；
步骤214：如果接入节点接收到数据响应消息，则执行步骤215，否则执行步骤216；
步骤215：接入节点查看请求表中所有名称域值为N1的表项，针对每个表项进行如下操作：将数据响应消息中的目的地址更新为该表项中的地理地址域值，发送数据响应消息，同时删除该表项，执行步骤214；
步骤216：接收到数据响应消息的车辆节点V2保存数据C1；
步骤217：结束；
车辆节点V2发送数据请求消息后，定期向接入节点AP2发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V2当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V2当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V2当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2；接入节点AP2收到更新消息后，在请求表中查找地理地址域值中的节点ID值等于节点ID为IV2的表项，用更新消息中的源地址更新该表项中的地理地址域值，由此接入节点AP2获取车辆节点V2的实时地理坐标。
车辆节点通过上述过程能够快速获取所需数据，从而有效降低了数据通信延迟，提高了数据通信质量。
本发明所述方法中，在车辆节点V1在子网S1中产生了数据C1并执行了数据发布操作，数据C1由名称N1定义，子网S1中的接入节点为AP1，地理坐标为(x1，y1)的情况下，如果车辆节点V1的当前地理坐标为(xv1-T，yv1-T)同时检测到它进入子网S2，子网S2中接入节点为AP2，接入节点AP2的地理坐标为(x2，y2)，那么执行下述切换操作：
步骤301：开始；
步骤302：车辆节点V1为自己构建一个地理地址LAV1-T，为接入节点AP2构建一个地理地址LAAP2，同时车辆节点V1构建一个名称地址NAAP2，在地理地址LAV1-T中，地理横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标xv1-T，地理纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标yv1-T，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1，在地理地址LAAP2，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址NAAP2中，名称域值为N1，地理地值域值为LAAP2；
步骤303：车辆节点V1发送数据提供者切换消息，数据提供者切换消息源地址为LAV1-T，目的地址为NAAP2，负载为接入节点AP1的地理坐标(x1，y1)，根据目的地址中的地理横坐标x2和地理纵坐标y2，数据提供者切换消息路由到接入节点AP2；
步骤304：接入节点AP2收到数据提供者切换消息后，在内部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为LAV1-T，节点ID域值为IV1；
步骤305：接入节点AP2创建一个地理地址LAAP2和LAAP1同时创建一个名称地址NAAP1，在地理地址LAAP2中，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为0，在地理地址LAAP1中，地理横坐标为x1，地理纵坐标为y1，节点ID为0，在名称地址NAAP1中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP1；
步骤306：接入节点AP2发送数据提供者切换消息，数据提供者切换消息的源地址为LAAP2，目的地址为NAAP1，负载为车辆节点V1的节点ID值IV1；
步骤307：接入节点AP1收到数据提供者切换消息后，在内部转发表中查找节点ID域值为IV1的所有表项，将这些表项的地理地址域值更新为LAAP2；
步骤308：结束；
车辆节点V1执行切换后，定期向接入节点AP2发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V1当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1；接入节点AP2收到更新消息后，在内部转发表中查找节点ID域为IV1的表项，将该表项中的地理坐标域值设置为更新消息中的源地址，由此接入节点AP1获取车辆节点V1的实时地理坐标。
通过上述算法，车辆节点即使改变了地理位置也能够正确地为其他车辆节点提供数据，从而提高了数据通信的成功率，降低了数据通信延迟。
本发明所述方法中，在车辆节点V2在子网S2中行驶过程中请求获取数据C1，数据C1由名称N1定义，子网S2中的接入节点为AP2，地理坐标为(x2，y2)的情况下，如果车辆节点V2的地理坐标为(xv2-T，yv2-T)并且在车辆节点V2获取数据响应消息之前检测到自己移动到子网S3，子网S3中的接入节点为AP3，地理坐标为(x3，y3)，那么执行如下所示切换操作：
步骤401：开始；
步骤402：车辆节点V2为自己构建一个地理地址LAV2-T，为接入节点AP3构建一个地理地址LAAP3，同时车辆节点V2构建一个名称地址NAAP3，在地理地址LAV2-T中，地理横坐标为车辆节点V2当前的地理横坐标xv2-T，地理纵坐标为车辆节点V2当前的地理纵坐标yv2-T，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2，在地理地址LAAP3，地理横坐标为x3，地理纵坐标为y3，节点ID为零，在名称地址NAAP3中，名称域值为N1，地理地值域值为LAAP3；
步骤403：车辆节点V2发送数据消费者切换消息，数据消费者切换消息源地址为LAV2-T，目的地址为NAAP3，负载为地理坐标(x2，y2)，根据目的地址中的地理横坐标x3和地理纵坐标y3，数据消费者切换消息路由到接入节点AP3；
步骤404：接入节点AP3收到数据消费者切换消息后，在请求表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为LAV2-T，节点ID域值为IV2；
步骤405：接入节点AP3构建为接入节点AP2构建一个地理地址LAAP2，同时构建一个名称地址NAAP2，在地理地址LAAP2，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址NAAP2中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP2，接入节点AP3发送数据消费者切换消息，该数据消费者切换消息的目的地址更新为NAAP2，源地址为地理地址LAAP3，负载为车辆节点V2的节点ID IV2；
步骤406：接入节点AP2收到数据消费者切换消息后，查找申请表中节点ID域值为节点ID IV2的所有表项，然后将这些表项中的地理地址域值更新为地理地址LAAP3；
步骤407：结束。
车辆节点V2执行切换操作后，定期向接入节点AP3发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V2当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V2当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V2当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2；接入节点AP3收到更新消息后，在请求表中查找地理地址域值中的节点ID值等于节点ID为IV2的表项，然后用更新消息中的源地址更新该表项中的地理地址域值，由此接入节点AP3获取车辆节点V2的实时地理坐标。
通过上述算法，车辆节点即使改变了地理位置仍能够正确地接收到所需数据，从而提高了数据通信的成功率，降低了数据通信延迟。
有益效果：本发明提供了一种智能车联网的通信方法，所述车联网通过本发明所提供的通信方法，可保持移动过程中通信的连续性，降低数据包丢失率，从而提高了车联网的服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本发明所述的网络体系结构示意图。
图2为本发明所述的数据发布流程示意图。
图3为本发明所述的数据获取流程示意图。
图4为本发明所述的数据提供者移动切换流程示意图。
图5为本发明所述的数据消费者移动切换流程示意图。
具体实施方式：
本发明提供了一种智能车联网的通信方法，所述车联网通过本发明所提供的通信方法，可保持移动过程中通信的连续性，降低数据包丢失率，从而提高了车联网的服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。
图1为本发明所述的网络体系结构示意图。所述车联网包括接入节点1和车辆节点2，接入节点1分布于车联网内，任意一个接入节点1的地理坐标具有唯一性；一个接入节点1与两个以上的车辆节点2构建成一个子网3，一个子网3内的车辆节点2距离该子网3中的接入节点1最近，一个子网3内的车辆节点2通过所在子网3的接入节点1与其他子网3的车辆节点2进行通信；车联网划分为两个以上的子网3。
图2为本发明所述的数据发布流程示意图。每个接入节点或者车辆节点具有一个地理地址，该地址具有全球唯一性；地理地址包括三部分，第一部分为接入节点或者车辆节点的地理横坐标，第二部分为接入节点或者车辆节点的地理纵坐标，第三部分为接入节点或者车辆节点的节点ID；接入节点的节点ID为0，车辆节点的节点ID为其硬件ID，例如MAC地址，车辆节点的节点ID在其生命周期内不变，唯一标识该车辆节点；
车辆节点能够作为数据消费者或者数据提供者；
一种类型的数据由一个名称唯一标识；一个数据消费者采用名称地址获取数据，名称地址包括两个部分，第一部分为名称域，用于表示一种类型的数据，第二部分为地理地址域，用于标识目的节点；如果一个名称地址中的地理地址域值为0，那么所述车联网中所有接入节点都是目的节点；
每个接入节点保存一个外部转发表，每个表项包括名称域和地理坐标域，名称域用于表示一种类型的数据，地理坐标域表示能够提供该种数据的数据提供者所在子网的接入节点的地理坐标，地理坐标域包括地理横坐标和地理纵坐标；
每个接入节点保存一个内部转发表，每个表项包括名称域、地理地址域和节点ID域，名称域用于表示一种类型的数据，地理地址域和节点ID域表示能够提供该种数据的数据提供者的地理坐标和节点ID；
每个节点保存一个请求表，每个表项包括名称域，地理地址域和节点ID域，名称域用于表示一种类型的数据，地理地址域和节点ID域用于表示请求该种数据的数据消费者的地理地址和节点ID；
在车辆节点V1在子网S1中行驶，地理坐标为(xv1，yv1)，子网S1中的接入节点为AP1，地理坐标为(x1，y1)的情况下，如果车辆节点V1产生了由名称N1定义的数据C1，那么执行下述过程：
步骤101：开始；
步骤102：车辆节点V1为自己构建一个地理地址LAV1和LAAP1，同时构建一个名称地址NAAP1，在地理地址LAV1中，地理横坐标为xv1，地理纵坐标为yv1，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1，在地理地址LAAP1中，地理横坐标为x1，地理纵坐标为y1，节点ID为0，在名称地址NAAP1中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP1；
步骤103：车辆节点V1发送数据发布消息，数据发布消息源地址为LAV1，目的地址为NAAP1，根据目的地址中的地理地址域值，数据发布消息路由到接入节点AP1；
步骤104：接入节点AP1收到数据发布消息后，在内部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为LAV1，节点ID域值为IV1；
步骤105：接入节点AP1判断外部转发表中是否有名称域值为N1的表项，如果有，则进行步骤108，否则执行步骤106；
步骤106：接入节点AP1在外部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理坐标域值为(x1，y1)；接入节点AP1创建一个地理地址LAAP1和一个名称地址NAAP1-B，在地理地址LAAP1中，地理横坐标为x1，地理纵坐标为y1，节点ID为0，在名称地址NAAP1-B中，地理坐标域值为0，名称域值为N1；接入节点AP1将数据发布消息的源地址更新为地理地址LAAP1，目的地址更新为名称地址NAAP1-B，接入节点AP1发送数据发布消息；
步骤107：接收到数据发布消息的接入节点在外部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理坐标域值为(x1，y1)；
步骤108：结束；
车辆节点V1发布数据C1之后，定期向接入节点AP1发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V1当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1；接入节点AP1收到更新消息后，在内部转发表中查找节点ID域为IV1的表项，并用更新消息的源地址更新该表项中的地理地址域值，由此接入节点AP1获取车辆节点V1的实时地理坐标。
车辆节点通过上述方法能够快速发布产生的数据，从而使得其他车辆节点能够快速共享该数据。
图3为本发明所述的数据获取流程示意图。在车辆节点V2在子网S2中行驶，地理坐标为(xv2，yv2)，子网S2中的接入节点为AP2，地理坐标为(x2，y2)的情况下，如果车辆节点V2需要获取名称N1定义的数据C1，那么执行下述过程：
步骤201：开始；
步骤202：车辆节点V2为自己构建一个地理地址LAV2，为接入节点AP2构建一个地理地址LAAP2，同时构建一个名称地址NAAP2，在地理地址LAV2中，地理横坐标为xv2，地理纵坐标为yv2，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2，在地理地址LAAP2，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址NAAP2中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP2；车辆节点V2发送数据请求消息，该数据请求消息的目的地址为NAAP2，源地址为LAV2，该数据请求消息向着接入节点AP2进行路由，如果路由过程中中间的车辆节点能够提供数据C1，那么执行步骤203，否则执行步骤204；
步骤203：路由过程中中间的车辆节点返回一个数据响应消息，该数据响应消息的目的地址为地理地址LAV2，源地址为名称地址NAAP2，负载为数据C1，执行步骤214；
步骤204：接收到数据请求消息的接入节点在请求表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为数据请求消息的源地址，节点ID域值为地理地址域值中的节点ID值，同时接收到数据请求消息的接入节点为自己创建一个地理地址LAAP，该地址的地理横坐标和地理纵坐标为接收到数据请求消息的接入节点的地理横坐标和地理纵坐标，节点ID为零；
步骤205：接收到数据请求消息的接入节点判断在请求表中是否只有一项名称域值为N1的表项，如果是，执行步骤206，否则执行步骤214；
步骤206：接收到数据请求消息的接入节点判断在内部转发表中是否有名称域值为N1且地理地址域值的节点ID为非零的表项，如果是，进行步骤207，否则执行步骤208；
步骤207：接收到数据请求消息的接入节点创建一个名称地址NADV，在名称地址NADV中，名称域值为N1，地理地址域值为该表项中的地理地址域值；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为NADV，源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，目的车辆节点收到该数据请求消息后，返回一个数据响应消息，该数据响应消息的目的地址为LAAP，源地址为NADV，负载为数据C1，执行步骤214；
步骤208：接收到数据请求消息的接入节点判断在内部转发表中是否有名称域值为N1且地理地址域值的节点ID为零的表项，如果是，进行步骤209，否则执行步骤210；
步骤209：接收到数据请求消息的接入节点创建一个名称地址NAHAP，在名称地址NAHAP中，名称域值为N1，地理地址域值为该表项中的地理地址域值；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为NAHAP，源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，执行步骤204；
步骤210：接收到数据请求消息的接入节点判断在外部转发表中是否有名称域值为N1的表项，如果是，进行步骤211，否则执行步骤217；
步骤211：接收到数据请求消息的接入节点判断数据请求消息的源地址中的节点ID是否为0，如果是，执行步骤213，否则执行步骤212；
步骤212：接收到数据请求消息的接入节点在外部转发表中选择名称域值为N1的表项，构建一个名称地址NADAP，在名称地址NADAP中，名称域值为N1，地理地址域值中的地理坐标为该表项中的地理坐标值，地理地址域值中的节点ID为0；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为NADAP，源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，执行步骤204；
步骤213：接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，执行步骤204；
步骤214：如果接入节点接收到数据响应消息，则执行步骤215，否则执行步骤216；
步骤215：接入节点查看请求表中所有名称域值为N1的表项，针对每个表项进行如下操作：将数据响应消息中的目的地址更新为该表项中的地理地址域值，发送数据响应消息，同时删除该表项，执行步骤214；
步骤216：接收到数据响应消息的车辆节点V2保存数据C1；
步骤217：结束；
车辆节点V2发送数据请求消息后，定期向接入节点AP2发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V2当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V2当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V2当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2；接入节点AP2收到更新消息后，在请求表中查找地理地址域值中的节点ID值等于节点ID为IV2的表项，用更新消息中的源地址更新该表项中的地理地址域值，由此接入节点AP2获取车辆节点V2的实时地理坐标。
车辆节点通过上述过程能够快速获取所需数据，从而有效降低了数据通信延迟，提高了数据通信质量。
图4为本发明所述的数据提供者移动切换流程示意图。在车辆节点V1在子网S1中产生了数据C1并执行了数据发布操作，数据C1由名称N1定义，子网S1中的接入节点为AP1，地理坐标为(x1，y1)的情况下，如果车辆节点V1的当前地理坐标为(xv1-T，yv1-T)同时检测到它进入子网S2，子网S2中接入节点为AP2，接入节点AP2的地理坐标为(x2，y2)，那么执行下述切换操作：
步骤301：开始；
步骤302：车辆节点V1为自己构建一个地理地址LAV1-T，为接入节点AP2构建一个地理地址LAAP2，同时车辆节点V1构建一个名称地址NAAP2，在地理地址LAV1-T中，地理横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标xv1-T，地理纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标yv1-T，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1，在地理地址LAAP2，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址NAAP2中，名称域值为N1，地理地值域值为LAAP2；
步骤303：车辆节点V1发送数据提供者切换消息，数据提供者切换消息源地址为LAV1-T，目的地址为NAAP2，负载为接入节点AP1的地理坐标(x1，y1)，根据目的地址中的地理横坐标x2和地理纵坐标y2，数据提供者切换消息路由到接入节点AP2；
步骤304：接入节点AP2收到数据提供者切换消息后，在内部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为LAV1-T，节点ID域值为IV1；
步骤305：接入节点AP2创建一个地理地址LAAP2和LAAP1同时创建一个名称地址NAAP1，在地理地址LAAP2中，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为0，在地理地址LAAP1中，地理横坐标为x1，地理纵坐标为y1，节点ID为0，在名称地址NAAP1中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP1；
步骤306：接入节点AP2发送数据提供者切换消息，数据提供者切换消息的源地址为LAAP2，目的地址为NAAP1，负载为车辆节点V1的节点ID值IV1；
步骤307：接入节点AP1收到数据提供者切换消息后，在内部转发表中查找节点ID域值为IV1的所有表项，将这些表项的地理地址域值更新为LAAP2；
步骤308：结束；
车辆节点V1执行切换后，定期向接入节点AP2发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V1当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1；接入节点AP2收到更新消息后，在内部转发表中查找节点ID域为IV1的表项，将该表项中的地理坐标域值设置为更新消息中的源地址，由此接入节点AP1获取车辆节点V1的实时地理坐标。
通过上述算法，车辆节点即使改变了地理位置也能够正确地为其他车辆节点提供数据，从而提高了数据通信的成功率，降低了数据通信延迟。
图5为本发明所述的数据消费者移动切换流程示意图。在车辆节点V2在子网S2中行驶过程中请求获取数据C1，数据C1由名称N1定义，子网S2中的接入节点为AP2，地理坐标为(x2，y2)的情况下，如果车辆节点V2的地理坐标为(xv2-T，yv2-T)并且在车辆节点V2获取数据响应消息之前检测到自己移动到子网S3，子网S3中的接入节点为AP3，地理坐标为(x3，y3)，那么执行如下所示切换操作：
步骤401：开始；
步骤402：车辆节点V2为自己构建一个地理地址LAV2-T，为接入节点AP3构建一个地理地址LAAP3，同时车辆节点V2构建一个名称地址NAAP3，在地理地址LAV2-T中，地理横坐标为车辆节点V2当前的地理横坐标xv2-T，地理纵坐标为车辆节点V2当前的地理纵坐标yv2-T，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2，在地理地址LAAP3，地理横坐标为x3，地理纵坐标为y3，节点ID为零，在名称地址NAAP3中，名称域值为N1，地理地值域值为LAAP3；
步骤403：车辆节点V2发送数据消费者切换消息，数据消费者切换消息源地址为LAV2-T，目的地址为NAAP3，负载为地理坐标(x2，y2)，根据目的地址中的地理横坐标x3和地理纵坐标y3，数据消费者切换消息路由到接入节点AP3；
步骤404：接入节点AP3收到数据消费者切换消息后，在请求表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为LAV2-T，节点ID域值为IV2；
步骤405：接入节点AP3构建为接入节点AP2构建一个地理地址LAAP2，同时构建一个名称地址NAAP2，在地理地址LAAP2，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址NAAP2中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP2，接入节点AP3发送数据消费者切换消息，该数据消费者切换消息的目的地址更新为NAAP2，源地址为地理地址LAAP3，负载为车辆节点V2的节点ID IV2；
步骤406：接入节点AP2收到数据消费者切换消息后，查找申请表中节点ID域值为节点ID IV2的所有表项，然后将这些表项中的地理地址域值更新为地理地址LAAP3；
步骤407：结束。
车辆节点V2执行切换操作后，定期向接入节点AP3发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V2当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V2当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V2当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2；接入节点AP3收到更新消息后，在请求表中查找地理地址域值中的节点ID值等于节点ID为IV2的表项，然后用更新消息中的源地址更新该表项中的地理地址域值，由此接入节点AP3获取车辆节点V2的实时地理坐标。
通过上述算法，车辆节点即使改变了地理位置仍能够正确地接收到所需数据，从而提高了数据通信的成功率，降低了数据通信延迟。
综上所述，本发明提供了一种智能车联网的通信方法，所述车联网通过本发明所提供的通信方法，可保持移动过程中通信的连续性，降低数据包丢失率，从而提高了车联网的服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。
实施例1
基于表1的仿真参数，本实施例模拟了本发明中的智能车联网的通信方法，性能分析如下：性能分析如下：当数据提供者数量增加时，车辆节点获取数据的代价和延迟均降低，当数据提供者数据量为8时，数据获取平均代价为15，数据获取平均延迟为60ms。
表1仿真参数
本发明提供了一种智能车联网的通信方法的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种智能车联网的通信方法，其特征在于，所述车联网包括接入节点和车辆节点，接入节点分布于车联网内，任意一个接入节点的地理坐标具有唯一性；一个接入节点与两个以上的车辆节点构建成一个子网，一个子网内的车辆节点距离该子网中的接入节点最近，一个子网内的车辆节点通过所在子网的接入节点与其他子网的车辆节点进行通信；车联网划分为两个以上的子网；每个接入节点或者车辆节点分别具有一个不同的地理地址，该地址具有全球唯一性；地理地址包括三部分，第一部分为接入节点或者车辆节点的地理横坐标，第二部分为接入节点或者车辆节点的地理纵坐标，第三部分为接入节点或者车辆节点的节点ID；接入节点的节点ID为0，车辆节点的节点ID为其硬件ID，车辆节点的节点ID在其生命周期内不变，唯一标识该车辆节点；
车辆节点能够作为数据消费者或者数据提供者；
一种类型的数据由一个名称唯一标识；一个数据消费者采用名称地址获取数据，名称地址包括两个部分，第一部分为名称域，用于表示一种类型的数据，第二部分为地理地址域，用于标识目的节点；如果一个名称地址中的地理地址域值为0，那么所述车联网中所有接入节点都是目的节点；
每个接入节点保存一个外部转发表，每个表项包括名称域和地理坐标域，名称域用于表示一种类型的数据，地理坐标域表示能够提供该种数据的数据提供者所在子网的接入节点的地理坐标，地理坐标域包括地理横坐标和地理纵坐标；
每个接入节点保存一个内部转发表，每个表项包括名称域、地理地址域和节点ID域，名称域用于表示一种类型的数据，地理地址域和节点ID域表示能够提供该种数据的数据提供者的地理坐标和节点ID；
每个节点保存一个请求表，每个表项包括名称域，地理地址域和节点ID域，名称域用于表示一种类型的数据，地理地址域和节点ID域用于表示请求该种数据的数据消费者的地理地址和节点ID；
在车辆节点V1在子网S1中行驶，地理坐标为(xv1，yv1)，子网S1中的接入节点为AP1，地理坐标为(x1，y1)的情况下，如果车辆节点V1产生了由名称N1定义的数据C1，那么执行下述过程：
步骤101：开始；
步骤102：车辆节点V1为自己构建一个地理地址LAV1，同时构建一个地理地址LAAP1和一个名称地址NAAP1，在地理地址LAV1中，地理横坐标为xv1，地理纵坐标为yv1，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1，在地理地址LAAP1中，地理横坐标为x1，地理纵坐标为y1，节点ID为0，在名称地址NAAP1中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP1；
步骤103：车辆节点V1发送数据发布消息，数据发布消息源地址为LAV1，目的地址为NAAP1，根据目的地址中的地理地址域值，数据发布消息路由到接入节点AP1；
步骤104：接入节点AP1收到数据发布消息后，在内部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为LAV1，节点ID域值为车辆节点V1的节点ID IV1；
步骤105：接入节点AP1判断外部转发表中是否有名称域值为N1的表项，如果有，则进行步骤108，否则执行步骤106；
步骤106：接入节点AP1在外部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理坐标域值为(x1，y1)；接入节点AP1创建一个地理地址LAAP1和一个名称地址NAAP1-B，在地理地址LAAP1中，地理横坐标为x1，地理纵坐标为y1，节点ID为0，在名称地址NAAP1-B中，地理坐标域值为0，名称域值为N1；接入节点AP1将数据发布消息的源地址更新为地理地址LAAP1，目的地址更新为名称地址NAAP1-B，接入节点AP1发送数据发布消息；
步骤107：接收到数据发布消息的接入节点在外部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理坐标域值为(x1，y1)；
步骤108：结束；
车辆节点V1发布数据C1之后，定期向接入节点AP1发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V1当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1；接入节点AP1收到更新消息后，在内部转发表中查找节点ID域为IV1的表项，并用更新消息的源地址更新该表项中的地理地址域值，由此接入节点AP1获取车辆节点V1的实时地理坐标。
2.根据权利要求1所述的一种智能车联网的通信方法，其特征在于，在车辆节点V2在子网S2中行驶，地理坐标为(xv2，yv2)，子网S2中的接入节点为AP2，地理坐标为(x2，y2)的情况下，如果车辆节点V2需要获取名称N1定义的数据C1，那么执行下述过程：
步骤201：开始；
步骤202：车辆节点V2为自己构建一个地理地址LAV2，为接入节点AP2构建一个地理地址LAAP2，同时构建一个名称地址NAAP2，在地理地址LAV2中，地理横坐标为xv2，地理纵坐标为yv2，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2，在地理地址LAAP2，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址NAAP2中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP2；车辆节点V2发送数据请求消息，该数据请求消息的目的地址为NAAP2，源地址为LAV2，该数据请求消息向着接入节点AP2进行路由，如果路由过程中中间的车辆节点能够提供数据C1，那么执行步骤203，否则执行步骤204；
步骤203：路由过程中中间的车辆节点返回一个数据响应消息，该数据响应消息的目的地址为地理地址LAV2，源地址为名称地址NAAP2，负载为数据C1，执行步骤214；
步骤204：接收到数据请求消息的接入节点在请求表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为数据请求消息的源地址，节点ID域值为地理地址域值中的节点ID值，同时接收到数据请求消息的接入节点为自己创建一个地理地址LAAP，该地址的地理横坐标和地理纵坐标为接收到数据请求消息的接入节点的地理横坐标和地理纵坐标，节点ID为零；
步骤205：接收到数据请求消息的接入节点判断在请求表中是否只有一项名称域值为N1的表项，如果是，执行步骤206，否则执行步骤214；
步骤206：接收到数据请求消息的接入节点判断在内部转发表中是否有名称域值为N1且地理地址域值的节点ID为非零的表项，如果是，进行步骤207，否则执行步骤208；
步骤207：接收到数据请求消息的接入节点创建一个名称地址NADV，在名称地址NADV中，名称域值为N1，地理地址域值为该表项中的地理地址域值；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为NADV，源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，目的车辆节点收到该数据请求消息后，返回一个数据响应消息，该数据响应消息的目的地址为LAAP，源地址为NADV，负载为数据C1，执行步骤214；
步骤208：接收到数据请求消息的接入节点判断在内部转发表中是否有名称域值为N1且地理地址域值的节点ID为零的表项，如果是，进行步骤209，否则执行步骤210；
步骤209：接收到数据请求消息的接入节点创建一个名称地址NAHAP，在名称地址NAHAP中，名称域值为N1，地理地址域值为该表项中的地理地址域值；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为NAHAP，源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，执行步骤204；
步骤210：接收到数据请求消息的接入节点判断在外部转发表中是否有名称域值为N1的表项，如果是，进行步骤211，否则执行步骤217；
步骤211：接收到数据请求消息的接入节点判断数据请求消息的源地址中的节点ID是否为0，如果是，执行步骤213，否则执行步骤212：
步骤212：接收到数据请求消息的接入节点在外部转发表中选择名称域值为N1的表项，构建一个名称地址NADAP，在名称地址NADAP中，名称域值为N1，地理地址域值中的地理坐标为该表项中的地理坐标值，地理地址域值中的节点ID为0；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为NADAP，源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，执行步骤204；
步骤213：接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的源地址更新为地理地址LAAP，发送该数据请求消息，执行步骤204；
步骤214：如果接入节点接收到数据响应消息，则执行步骤215，否则执行步骤216；
步骤215：接入节点查看请求表中所有名称域值为N1的表项，针对每个表项进行如下操作：将数据响应消息中的目的地址更新为该表项中的地理地址域值，发送数据响应消息，同时删除该表项，执行步骤214；
步骤216：接收到数据响应消息的车辆节点V2保存数据C1；
步骤217：结束；
车辆节点V2发送数据请求消息后，定期向接入节点AP2发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V2当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V2当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V2当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2；接入节点AP2收到更新消息后，在请求表中查找地理地址域值中的节点ID值等于节点ID为IV2的表项，用更新消息中的源地址更新该表项中的地理地址域值，由此接入节点AP2获取车辆节点V2的实时地理坐标。
3.根据权利要求2所述的一种智能车联网的通信方法，其特征在于，在车辆节点V1在子网S1中产生了数据C1并执行了数据发布操作，数据C1由名称N1定义，子网S1中的接入节点为AP1，地理坐标为(x1，y1)的情况下，如果车辆节点V1的当前地理坐标为(xv1-T，yv1-T)同时检测到它进入子网S2，子网S2中接入节点为AP2，接入节点AP2的地理坐标为(x2，y2)，那么执行下述切换操作：
步骤301：开始；
步骤302：车辆节点V1为自己构建一个地理地址LAV1-T，为接入节点AP2构建一个地理地址LAAP2，同时车辆节点V1构建一个名称地址NAAP2，在地理地址LAV1-T中，地理横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标xv1-T，地理纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标yv1-T，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1，在地理地址LAAP2，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址NAAP2中，名称域值为N1，地理地值域值为LAAP2；
步骤303：车辆节点V1发送数据提供者切换消息，数据提供者切换消息源地址为LAV1-T，目的地址为NAAP2，负载为接入节点AP1的地理坐标(x1，y1)，根据目的地址中的地理横坐标x2和地理纵坐标y2，数据提供者切换消息路由到接入节点AP2；
步骤304：接入节点AP2收到数据提供者切换消息后，在内部转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为LAV1-T，节点ID域值为IV1；
步骤305：接入节点AP2创建一个地理地址LAAP2和LAAP1同时创建一个名称地址NAAP1，在地理地址LAAP2中，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为0，在地理地址LAAP1中，地理横坐标为x1，地理纵坐标为y1，节点ID为0，在名称地址NAAP1中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP1；
步骤306：接入节点AP2发送数据提供者切换消息，数据提供者切换消息的源地址为LAAP2，目的地址为NAAP1，负载为车辆节点V1的节点ID值IV1；
步骤307：接入节点AP1收到数据提供者切换消息后，在内部转发表中查找节点ID域值为IV1的所有表项，将这些表项的地理地址域值更新为LAAP2；
步骤308：结束；
车辆节点V1执行切换后，定期向接入节点AP2发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V1当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1；接入节点AP2收到更新消息后，在内部转发表中查找节点ID域为IV1的表项，将该表项中的地理坐标域值设置为更新消息中的源地址，由此接入节点AP1获取车辆节点V1的实时地理坐标。
4.根据权利要求3所述的一种智能车联网的通信方法，其特征在于，在车辆节点V2在子网S2中行驶过程中请求获取数据C1，数据C1由名称N1定义，子网S2中的接入节点为AP2，地理坐标为(x2，y2)的情况下，如果车辆节点V2的地理坐标为(xv2-T，yv2-T)并且在车辆节点V2获取数据响应消息之前检测到自己移动到子网S3，子网S3中的接入节点为AP3，地理坐标为(x3，y3)，那么执行如下所示切换操作：
步骤401：开始；
步骤402：车辆节点V2为自己构建一个地理地址LAV2-T，为接入节点AP3构建一个地理地址LAAP3，同时车辆节点V2构建一个名称地址NAAP3，在地理地址LAV2-T中，地理横坐标为车辆节点V2当前的地理横坐标xv2-T，地理纵坐标为车辆节点V2当前的地理纵坐标yv2-T，节点ID为车辆节点V2的节点ID IV2，在地理地址LAAP3，地理横坐标为x3，地理纵坐标为y3，节点ID为零，在名称地址NAAP3中，名称域值为N1，地理地值域值为LAAP3；
步骤403：车辆节点V2发送数据消费者切换消息，数据消费者切换消息源地址为LAV2-T，目的地址为NAAP3，负载为地理坐标(x2，y2)，根据目的地址中的地理横坐标x3和地理纵坐标y3，数据消费者切换消息路由到接入节点AP3；
步骤404：接入节点AP3收到数据消费者切换消息后，在请求表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为LAV2-T，节点ID域值为IV2；
步骤405：接入节点AP3为接入节点AP2构建一个地理地址LAAP2，同时构建一个名称地址NAAP2，在地理地址LAAP2，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址NAAP2中，名称域值为N1，地理地址域值为LAAP2，接入节点AP3发送数据消费者切换消息，该数据消费者切换消息的目的地址更新为NAAP2，源地址为地理地址LAAP3，负载为车辆节点V2的节点ID IV2；
步骤406：接入节点AP2收到数据消费者切换消息后，查找申请表中节点ID域值为节点ID IV2的所有表项，然后将这些表项中的地理地址域值更新为地理地址LAAP3；
步骤407：结束；
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