CN107360540A - 一种基于车载网的道路安全信息传输方法 - Google Patents

一种基于车载网的道路安全信息传输方法 Download PDF

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CN107360540A CN201710751528.6A CN201710751528A CN107360540A CN 107360540 A CN107360540 A CN 107360540A CN 201710751528 A CN201710751528 A CN 201710751528A CN 107360540 A CN107360540 A CN 107360540A
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Abstract

本发明提供了一种基于车载网的道路安全信息传输方法，所述车载网包括基站和车辆节点；车辆节点内配置一个上的传感设备，能够采集车辆本身以及外界的数据；每个基站的地理坐标具有唯一性。车辆节点通过本发明所提供的方法能够快速获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，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

一种基于车载网的道路安全信息传输方法
技术领域
本发明涉及一种信息传输方法，尤其涉及的是一种基于车载网的道路安全信息传输方法。
背景技术
车载网是建立在车辆之上且能提供本地服务的一种服务模式。近年来，很多研究工作致力于车载网，以便使车辆驾驶人能够快速获取网络服务。随着网络技术的发展，车载网会成为未来提供服务的一种模式。
目前，车载网的实现模式是通过广播来实现，因此延迟和代价都比较大，降低了网络服务性能。因此，如何降低车载网提供服务的延迟和代价成为近年来研究的热点问题。
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，提供了一种基于车载网的道路安全信息传输方法。本发明通过单播取代广播的方式来实现车载云，从而降低车载网提供服务的延迟和代价，从而有效提高网络服务性能。
技术方案：本发明公开了一种基于车载网的道路安全信息传输方法，所述车载网包括基站和车辆节点；车辆节点内配置一个上的传感设备，能够采集车辆本身以及外界的数据，例如采集交通拥塞情况，路面是否有薄冰等；每个基站的地理坐标具有唯一性；车辆节点通过自己当前的地理坐标和基站的地理坐标能够计算出与每个基站的距离，一个基站与一个以上的车辆节点构成一个子网，一个子网内的车辆节点距离该子网的基站的距离最小，即一个子网内的车辆节点与基站的距离小于该车辆节点与其他基站的距离，一个子网的车辆节点通过该基站进行通信，车辆节点与相同子网内的基站一跳或者多跳可达；基站之间能够彼此通信；
车辆节点和基站由一个地址唯一标识，一个地址包括两个部分，一个部分是2i比特的地理坐标，另一个部分是j比特的硬件ID，如果地址值为22i+j，则所述地址为广播地址；
所述车载网内传输的数据分为道路安全数据(例如交通事故)和一般数据(例如电视剧)，一般数据由一个数据ID唯一标识，道路安全数据与地理位置相关，由二元组<数据ID，地理坐标>唯一标识，道路安全数据的取值范围为[1,s1]，s1为大于1的正整数，s1的取值范围由安全数据的种类决定，例如s1取值为100；一般数据的数据ID取值范围为[s1+1,s2]；s2为大于s1+1的正整数，s2的取值范围由一般数据的种类决定，例如s2取值为200；
车辆节点和基站定期广播信标消息；车辆节点通过信标消息获取道路安全数据，不产生额外代价；车辆节点通过信标消息获取邻居节点的最新地理坐标，从而实现路由建立；
在车辆节点V1当前的地理坐标为(xv1,yv1)，且位于子网U1内的条件下，如果它想请求N种道路安全数据，每种道路安全数据由二元组<CIDi，(xi，yi)>唯一标识，i为自然数且满足1≤i≤N，CIDi为该种道路安全数据的数据ID，(xi，yi)为与该种数据相关的地理位置，N种道路安全数据的地理坐标均位于子网U1内，那么车辆节点V1通过下述过程获取N种道路安全数据：
步骤101：开始；
步骤102：对于N种道路安全数据中的每一种数据，车辆节点V1创建一个三元组<数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标>，其中，数据ID为该种道路安全数据的数据ID，数据的地理坐标为该种道路安全数据的数据地理坐标，请求者的地理坐标为(xv1,yv1)；随机产生一个序列号n1，在车辆节点V1广播的下一个信标消息中，负载为序列号n1和N个三元组，源地址为车辆节点V1自己的地址，目的地址为广播地址；
步骤103：如果接收到信标消息的为基站，或者接收到信标消息的为车辆节点且该车辆节点不满足条件1，则执行步骤104，否则执行步骤105；
条件1：车辆节点的地理坐标与信标消息中的三元组中的数据地理坐标属于相同的子网；
步骤104：接收到信标消息的基站或者车辆节点丢弃该信标消息，执行步骤116；
步骤105：如果接收到信标消息的车辆节点能够提供信标消息负载中至少一个三元组所标识的道路安全数据，则执行步骤106，否则执行步骤108；
步骤106：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件1的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；对于车辆节点能够提供的每个三元组执行下述操作：构建一个四元组<数据ID，数据的地理坐标，数据值，请求者的地理坐标>，其中，数据ID、数据的地理坐标和请求者的地理坐标的值均为该三元组中的数据ID、数据的地理坐标和请求者的地理坐标，数据值为该三元组中的数据ID，数据的地理坐标所标识的道路安全数据值，然后用该四元组取代该三元组；
步骤107：车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后查看并集合中的每个四元组，如果该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并集合中的每个三元组，如果该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该三元组；车辆节点随机产生一个序列号n2，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号n2、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤103；
步骤108：判断接收到信标消息的车辆节点是否为信标消息负载中至少一个三元组所标识的请求者，是则执行步骤112，否则执行步骤109；
步骤109：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件1的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并集合中的每个三元组，如果该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该三元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后查看并集合中的每个四元组，如果该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；
步骤110：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤116；否则执行步骤111；
步骤111：车辆节点随机产生一个序列号n3，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号n3、三元组并集合和四元组并集合，源地址为车辆节点自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤103；
步骤112：如果接收到信标消息的车辆节点至少是信标消息负载中一个三元组所标识的请求者，则执行步骤113，否则执行步骤116；
步骤113：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件1的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并集合中的每个三元组，如果该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该三元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后对并集合中的每个四元组执行下述操作：如果该四元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标与自己发送的三元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标一致，那么该车辆节点保存该四元组中的数据值，然后从并集中删除该四元组，否则，如果该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；
步骤114：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤116；否则执行步骤115；
步骤115：车辆节点随机产生一个序列号n4，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号n4、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤103；
步骤116：结束。
上述过程通过信标消息获取了数据和更新了邻居节点的地理坐标，没有引起额外的代价，同时数据获取与路由建立同时完成，从而降低了数据获取和路由建立的代价和延迟。
本发明所述方法中，在车辆节点V1当前的地理坐标为(xv1,yv1)，且位于子网U1内，子网U1的基站为BS1的条件下，如果车辆节点V1需要请求M种道路安全数据，每种道路安全数据由二元组<CIDj，(xj，yj)>唯一标识，j为自然数且满足1≤j≤M，CIDj为该种道路安全数据的数据ID，(xj，yj)为与该种数据相关的地理位置，M种道路安全数据的地理坐标均位于子网U2内，子网U2的基站为BS2，那么车辆节点V1通过下述过程获取M种道路安全数据：
步骤201：开始；
步骤202：对于M种道路安全数据中的每一种数据，车辆节点V1创建一个三元组<数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标>，其中，数据ID为该种道路安全数据的数据ID，数据的地理坐标为该种道路安全数据的数据地理坐标，请求者的地理坐标为(xv1,yv1)；随机产生一个序列号，在车辆节点V1广播的下一个信标消息中，负载为序列号和M个三元组，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址；
步骤203：如果接收到信标消息的为车辆节点，且该车辆节点既不满足条件2也不满足条件3，则执行步骤204，否则执行步骤205；
条件2：车辆节点的地理坐标与信标消息中的三元组中的数据地理坐标属于相同的子网；
条件3：车辆节点的地理坐标与信标消息中的三元组中的请求者地理坐标属于相同的子网；
步骤204：接收到信标消息的车辆节点丢弃该信标消息，执行步骤223；
步骤205：如果接收到信标消息的车辆节点位于子网U1内，则执行步骤206，否则执行步骤210；
步骤206：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件2或者条件3的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；车辆节点对于所保存的信标消息中的三元组执行并操作，然后对于并集合中的每个三元组执行下述操作：如果该三元组满足条件4且该车辆节点与基站BS1的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS1的距离，则从并集合中删除该三元组；如果该三元组满足条件5且该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的的距离，则从并集合中删除该三元组；
条件4：三元组中的请求者地理坐标位于子网U1内，但是数据地理坐标不位于子网U1内；
条件5：三元组中的数据地理坐标位于子网U1内，但是请求者地理坐标不位于子网U1内；
步骤207：车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后对并集中的每个四元组执行下述操作：如果该四元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标与自己发送的三元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标一致，那么该车辆节点保存该四元组中的数据值，然后从并集中删除该四元组；否则，如果该四元组满足条件6，且该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；如果该四元组满足条件7，且该车辆节点与基站BS1的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS1的地理坐标的距离，车辆节点则从并集合中删除该四元组；
条件6：四元组中的请求者地理坐标位于子网U1内，但是数据地理坐标不位于子网U1内；
条件7：四元组中的数据地理坐标位于子网U1内，但是请求者地理坐标不位于子网U1内；
步骤208：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤209；
步骤209：车辆节点随机产生一个序列号，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤210：如果接收到信标消息的为基站BS1，则执行步骤211，否则执行步骤214；
步骤211：基站BS1保存时间T1内接收到的所有具有不同序列号，且满足条件2或者条件3的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T1为基站BS1发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；基站BS1对于所保存的信标消息中的三元组执行并操作，基站BS1对于所保存的信标消息中的四元组执行并操作；
步骤212：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤213；
步骤213：基站BS1随机产生一个序列号，在基站BS1广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，基站BS1发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤214：如果接收到信标消息的为基站BS2，则执行步骤215，否则执行步骤218；
步骤215：基站BS2保存时间T2内接收到的所有具有不同序列号的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T2为基站BS2发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；基站BS2对于所保存的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并操作中的每个三元组，如果该三元组既不满足条件8也不满足条件9，则删除该三元组；基站BS2对于所保存的信标消息中的四元组执行并操作，然后查看并操作中的每个四元组，如果该四元组既不满足条件8也不满足条件9，则删除该四元组；
条件8：三元组或者四元组中的请求者地理坐标位于子网U2内，但是数据地理坐标不位于子网U2内；
条件9：三元组或者四元组中的数据地理坐标位于子网U2内，但是请求者地理坐标不位于子网U2内；
步骤216：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤217；
步骤217：基站BS2随机产生一个序列号，在基站BS2广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，基站BS2发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤218：如果接收到信标消息的为子网U2中的车辆节点，则执行步骤219，否则执行步骤223；
步骤219：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；对于车辆节点能够提供的每个三元组执行下述操作：构建一个四元组<数据ID，数据的地理坐标，数据值，请求者的地理坐标>，其中，数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标的值均为该三元组中的数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标，数据值为该三元组中的数据ID，数据的地理坐标所标识的道路安全数据值，然后用该四元组取代该三元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后对于并集合中的每个三元组执行下述操作：如果该三元组满足条件8，且车辆节点与基站BS2的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS2的距离，车辆节点则从并集合中删除该三元组；如果该三元组满足条件9，且车辆节点与三元组中数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与三元组中数据地理坐标的距离，车辆节点则从并集合中删除该三元组；
步骤220：车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后对于并集合中的每个四元组执行下述操作：如果该四元组满足条件8且车辆节点与四元组中请求者地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与四元组中请求者地理坐标的距离，车辆节点则从并集合中删除该四元组；如果该四元组满足条件9且车辆节点与基站BS2的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS2的距离，车辆节点则从并集合中删除该四元组；
步骤221：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤222；
步骤222：基站BS2随机产生一个序列号，在基站BS2广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，基站BS2发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤223：结束。
上述算法中，信标消息中是三元组和四元组的集合；对于车辆节点能够提供的每个三元组，车辆节点用该四元组取代该三元组；如果车辆节点不能提供三元组定义的数据，则无法用四元组取代该三元组，此时三元组还存在，并没有被替换。上述过程通过信标消息完成了数据获取和邻居节点的地理坐标更新，没有引起额外的代价，同时数据获取与路由建立同时完成，从而降低了数据获取和路由建立的代价和延迟。
本发明所述方法中，所述基站维护一个地址集合用于记录所在子网的车辆节点的当前地址；车辆节点进入一个新子网或者地理坐标改变时，它向所在子网的基站发送一个更新消息，该更新消息的目的地址为基站的地址，源地址为自己的地址，自己的地址由当前的地理坐标和硬件ID构成；基站收到更新消息后，查看地址集合，如果存在与更新消息源地址的节点ID相同的地址，则用更新消息的源地址更新地址集合中的该地址，否则将更新消息中的源地址加入到数据集合中；如果基站在预定时间(例如10min)内没有收到一个车辆节点的更新消息，则认为该车辆节点离开了本子网，并从地址集合中删除该车辆节点的地址；
所述基站保存一个子网表，用于保存所有子网的车辆节点的节点ID，每个子网表项包含两个域值，即基站地址域和地址集合；如果基站的地址集合发生变化，首先更新子网表中基站地址域值等于自己的地址的表项，然后用地址集合更新该表项的地址集合；该基站向所有基站广播一个地址更新消息，该更新消息的目的地址为广播地址，源地址为自己的地址；其他基站收到地址更新消息后，更新子网表中基站地址域值等于更新消息源地址的子网表项，然后用地址集合更新该表项的地址集合；
在一般数据C1的数据ID为CID1，车辆节点V3能够提供数据C1且位于子网U1内，子网U1的基站为BS1，车辆节点V1的地理坐标为(xv1,yv1)且位于子网U1内的条件下，车辆节点V1通过下述过程获取数据C1：
步骤301：开始；
步骤302：车辆节点V1创建一个地址，该地址的地理坐标域值为0，节点ID为车辆节点V3的节点ID，车辆节点V1构建一个请求消息，该请求消息的源地址为车辆节点V1的单播地址，目的地址为构建的地址，负载为CID1，将该请求消息转发到距离基站BS1最近的下一跳节点；
步骤303：如果基站BS1收到该请求消息，则执行步骤304，否则执行步骤305；
步骤304：如果请求消息的目的地址的地理坐标域值为0，基站BS1则查看所有保存的地址并选择与目的地址的节点ID相同的地址，然后用该地址更新请求消息的目的地址，基站BS1将请求消息转发到距离请求消息目的地址的地理坐标最近的邻居车辆节点，执行步骤303；
步骤305：如果车辆节点V3接收到请求消息，则执行步骤306，否则执行步骤307；
步骤306：车辆节点V3返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C1，执行步骤312；
步骤307：如果位于U1内的车辆节点接收到请求消息，则执行步骤308，否则执行步骤311；
步骤308：如果车辆节点能够提供数据C1，则执行步骤309，否则执行步骤310；
步骤309：如果车辆节点能够提供数据C1，则返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C1，执行步骤312；
步骤310：如果车辆节点不能提供数据C1，且请求消息的目的地址的地理坐标为0，将该请求消息转发到距离基站BS1最近的下一跳节点；如果车辆节点不能提供数据C1，且请求消息的目的地址的地理坐标不为0，将该请求消息转发到距离目的地址的地理坐标最近的下一跳节点，执行步骤303；
步骤311：车辆节点丢弃接收到的请求消息；
步骤312：如果车辆节点V1接收到响应消息，则执行步骤313，否则执行步骤314；
步骤313：车辆节点V1保存数据C1，执行步骤315；
步骤314：接收到响应消息的车辆节点或者基站BS1将该响应消息转发到距离目的地址的地理坐标最近的下一跳节点，执行步骤312；
步骤315：结束。
车辆节点通过上述过程能够快速获取数据，有效降低数据通信延迟。
本发明所述方法中，在一般数据C2的数据ID为CID2，车辆节点V4能够提供数据C4且位于子网U2内，子网U2的基站为BS2，车辆节点V1的地理坐标为(xv1,yv1)，车辆节点V1位于子网U1内，子网U1的基站为BS1的条件下，那么车辆节点V1通过下述过程获取数据C2：
步骤401：开始；
步骤402：车辆节点V1创建一个地址，该地址的地理坐标域值为0，节点ID为车辆节点V4的节点ID，车辆节点V1构建一个请求消息，该请求消息的源地址为车辆节点V1的单播地址，目的地址为构建的地址，负载为CID2，将该请求消息转发到距离基站BS1最近的下一跳节点；
步骤403：如果基站BS1收到该请求消息，则执行步骤404，否则执行步骤405；
步骤404：基站BS1查找子网表中符合条件10的子网表项以及地址，用该地址更新请求消息的目的地址，然后将该请求消息转发到符合条件10的子网表项的基站域，即基站BS2，执行步骤403；
条件10：该子网表项的地址集合的一个地址的节点ID与请求消息的目的地址的节点ID相同；
步骤405：如果子网U1中的车辆节点接收到请求消息，则执行步骤406，否则执行步骤409；
步骤406：如果接收到请求消息的车辆节点能够提供数据C2，则执行步骤407，否则执行步骤408；
步骤407：车辆节点返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C2，执行步骤414；
步骤408：车辆节点将该请求消息转发到距离请求消息目的地址中的坐标最近的下一跳节点，执行步骤403；
步骤409：如果车辆节点V4接收到请求消息，则执行步骤410，否则执行步骤411；
步骤410：车辆节点V4返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C2，执行步骤414；
步骤411：如果基站BS2接收到请求消息，则执行步骤413，否则执行步骤412；
步骤412：如果接收到请求消息的车辆节点能够提供数据C2，则执行步骤407，否则执行步骤413；
步骤413：车辆节点或者基站BS2将该请求消息转发到距离请求消息目的地址中的坐标最近的下一跳节点，执行步骤403；
步骤414：如果车辆节点V1接收到响应消息，则执行步骤415，否则执行步骤416；
步骤415：车辆节点V1保存数据C1，执行步骤422；
步骤416：如果基站BS2接收到响应消息，则执行步骤417，否则执行步骤418；
步骤417：基站BS2查看子网表中符合条件11的子网表项，然后将该请求消息转发到符合条件11的子网表项的基站域，即基站BS1，执行步骤414；
条件11：该子网表项的地址集合的一个地址的节点ID与响应消息的目的地址的节点ID相同；
步骤418：如果子网U2中的车辆节点接收到响应消息，则执行步骤419，否则执行步骤420；
步骤419：接收到响应消息的车辆节点将该响应消息转发到距离基站BS2最近的下一跳节点，执行步骤414；
步骤420：如果基站BS1或者位于子网U1内的车辆节点接收到响应消息，则执行步骤421，否则执行步骤422；
步骤421：车辆节点或者基站BS1将该响应消息转发到与响应消息目的地址中的坐标距离最近的下一跳节点，执行步骤414；
步骤422：结束。
车辆节点通过上述过程能够快速获取数据，有效降低数据通信延迟。
有益效果：本发明提供了一种基于车载网的道路安全信息传输方法，车辆节点通过本发明所提供的方法能够快速获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，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为本发明所述的获取子网内获取道路安全数据流程示意图。
图2为本发明所述的获取子网间获取道路安全数据流程示意图。
图3为本发明所述的获取子网内获取一般数据流程示意图。
图4为本发明所述的远程子网间获取一般数据流程示意图。
具体实施方式：
本发明提供了一种基于车载网的道路安全信息传输方法，车辆节点通过本发明所提供的方法能够快速获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，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为本发明所述的获取子网内获取道路安全数据流程示意图。在车辆节点V1当前的地理坐标为(xv1,yv1)，且位于子网U1内的条件下，如果它想请求N种道路安全数据，每种道路安全数据由二元组<CIDi，(xi，yi)>唯一标识，i为自然数且满足1≤i≤N，CIDi为该种道路安全数据的数据ID，(xi，yi)为与该种数据相关的地理位置，N种道路安全数据的地理坐标均位于子网U1内，那么车辆节点V1通过下述过程获取N种道路安全数据：
步骤101：开始；
步骤102：对于N种道路安全数据中的每一种数据，车辆节点V1创建一个三元组<数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标>，其中，数据ID为该种道路安全数据的数据ID，数据的地理坐标为该种道路安全数据的数据地理坐标，请求者的地理坐标为(xv1,yv1)；随机产生一个序列号n1，在车辆节点V1广播的下一个信标消息中，负载为序列号n1和N个三元组，源地址为车辆节点V1自己的地址，目的地址为广播地址；
步骤103：如果接收到信标消息的为基站，或者接收到信标消息的为车辆节点且该车辆节点不满足条件1，则执行步骤104，否则执行步骤105；
条件1：车辆节点的地理坐标与信标消息中的三元组中的数据地理坐标属于相同的子网；
步骤104：接收到信标消息的基站或者车辆节点丢弃该信标消息，执行步骤116；
步骤105：如果接收到信标消息的车辆节点能够提供信标消息负载中至少一个三元组所标识的道路安全数据，则执行步骤106，否则执行步骤108；
步骤106：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件1的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；对于车辆节点能够提供的每个三元组执行下述操作：构建一个四元组<数据ID，数据的地理坐标，数据值，请求者的地理坐标>，其中，数据ID、数据的地理坐标和请求者的地理坐标的值均为该三元组中的数据ID、数据的地理坐标和请求者的地理坐标，数据值为该三元组中的数据ID，数据的地理坐标所标识的道路安全数据值，然后用该四元组取代该三元组；
步骤107：车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后查看并集合中的每个四元组，如果该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并集合中的每个三元组，如果该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该三元组；车辆节点随机产生一个序列号n2，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号n2、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤103；
步骤108：判断接收到信标消息的车辆节点是否为信标消息负载中至少一个三元组所标识的请求者，是则执行步骤112，否则执行步骤109；
步骤109：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件1的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并集合中的每个三元组，如果该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该三元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后查看并集合中的每个四元组，如果该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；
步骤110：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤116；否则执行步骤111；
步骤111：车辆节点随机产生一个序列号n3，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号n3、三元组并集合和四元组并集合，源地址为车辆节点自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤103；
步骤112：如果接收到信标消息的车辆节点至少是信标消息负载中一个三元组所标识的请求者，则执行步骤113，否则执行步骤116；
步骤113：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件1的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并集合中的每个三元组，如果该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该三元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后对并集合中的每个四元组执行下述操作：如果该四元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标与自己发送的三元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标一致，那么该车辆节点保存该四元组中的数据值，然后从并集中删除该四元组，否则，如果该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；
步骤114：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤116；否则执行步骤115；
步骤115：车辆节点随机产生一个序列号n4，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号n4、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤103；
步骤116：结束。
图2为本发明所述的获取子网间获取道路安全数据流程示意图。在车辆节点V1当前的地理坐标为(xv1,yv1)，且位于子网U1内，子网U1的基站为BS1的条件下，如果车辆节点V1需要请求M种道路安全数据，每种道路安全数据由二元组<CIDj，(xj，yj)>唯一标识，j为自然数且满足1≤j≤M，CIDj为该种道路安全数据的数据ID，(xj，yj)为与该种数据相关的地理位置，M种道路安全数据的地理坐标均位于子网U2内，子网U2的基站为BS2，那么车辆节点V1通过下述过程获取M种道路安全数据：
步骤201：开始；
步骤202：对于M种道路安全数据中的每一种数据，车辆节点V1创建一个三元组<数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标>，其中，数据ID为该种道路安全数据的数据ID，数据的地理坐标为该种道路安全数据的数据地理坐标，请求者的地理坐标为(xv1,yv1)；随机产生一个序列号，在车辆节点V1广播的下一个信标消息中，负载为序列号和M个三元组，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址；
步骤203：如果接收到信标消息的为车辆节点，且该车辆节点既不满足条件2也不满足条件3，则执行步骤204，否则执行步骤205；
条件2：车辆节点的地理坐标与信标消息中的三元组中的数据地理坐标属于相同的子网；
条件3：车辆节点的地理坐标与信标消息中的三元组中的请求者地理坐标属于相同的子网；
步骤204：接收到信标消息的车辆节点丢弃该信标消息，执行步骤223；
步骤205：如果接收到信标消息的车辆节点位于子网U1内，则执行步骤206，否则执行步骤210；
步骤206：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件2或者条件3的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；车辆节点对于所保存的信标消息中的三元组执行并操作，然后对于并集合中的每个三元组执行下述操作：如果该三元组满足条件4且该车辆节点与基站BS1的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS1的距离，则从并集合中删除该三元组；如果该三元组满足条件5且该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的的距离，则从并集合中删除该三元组；
条件4：三元组中的请求者地理坐标位于子网U1内，但是数据地理坐标不位于子网U1内；
条件5：三元组中的数据地理坐标位于子网U1内，但是请求者地理坐标不位于子网U1内；
步骤207：车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后对并集中的每个四元组执行下述操作：如果该四元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标与自己发送的三元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标一致，那么该车辆节点保存该四元组中的数据值，然后从并集中删除该四元组；否则，如果该四元组满足条件6，且该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；如果该四元组满足条件7，且该车辆节点与基站BS1的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS1的地理坐标的距离，车辆节点则从并集合中删除该四元组；
条件6：四元组中的请求者地理坐标位于子网U1内，但是数据地理坐标不位于子网U1内；
条件7：四元组中的数据地理坐标位于子网U1内，但是请求者地理坐标不位于子网U1内；
步骤208：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤209；
步骤209：车辆节点随机产生一个序列号，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤210：如果接收到信标消息的为基站BS1，则执行步骤211，否则执行步骤214；
步骤211：基站BS1保存时间T1内接收到的所有具有不同序列号，且满足条件2或者条件3的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T1为基站BS1发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；基站BS1对于所保存的信标消息中的三元组执行并操作，基站BS1对于所保存的信标消息中的四元组执行并操作；
步骤212：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤213；
步骤213：基站BS1随机产生一个序列号，在基站BS1广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，基站BS1发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤214：如果接收到信标消息的为基站BS2，则执行步骤215，否则执行步骤218；
步骤215：基站BS2保存时间T2内接收到的所有具有不同序列号的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T2为基站BS2发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；基站BS2对于所保存的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并操作中的每个三元组，如果该三元组既不满足条件8也不满足条件9，则删除该三元组；基站BS2对于所保存的信标消息中的四元组执行并操作，然后查看并操作中的每个四元组，如果该四元组既不满足条件8也不满足条件9，则删除该四元组；
条件8：三元组或者四元组中的请求者地理坐标位于子网U2内，但是数据地理坐标不位于子网U2内；
条件9：三元组或者四元组中的数据地理坐标位于子网U2内，但是请求者地理坐标不位于子网U2内；
步骤216：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤217；
步骤217：基站BS2随机产生一个序列号，在基站BS2广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，基站BS2发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤218：如果接收到信标消息的为子网U2中的车辆节点，则执行步骤219，否则执行步骤223；
步骤219：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；对于车辆节点能够提供的每个三元组执行下述操作：构建一个四元组<数据ID，数据的地理坐标，数据值，请求者的地理坐标>，其中，数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标的值均为该三元组中的数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标，数据值为该三元组中的数据ID，数据的地理坐标所标识的道路安全数据值，然后用该四元组取代该三元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后对于并集合中的每个三元组执行下述操作：如果该三元组满足条件8，且车辆节点与基站BS2的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS2的距离，车辆节点则从并集合中删除该三元组；如果该三元组满足条件9，且车辆节点与三元组中数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与三元组中数据地理坐标的距离，车辆节点则从并集合中删除该三元组；
步骤220：车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后对于并集合中的每个四元组执行下述操作：如果该四元组满足条件8且车辆节点与四元组中请求者地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与四元组中请求者地理坐标的距离，车辆节点则从并集合中删除该四元组；如果该四元组满足条件9且车辆节点与基站BS2的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS2的距离，车辆节点则从并集合中删除该四元组；
步骤221：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤222；
步骤222：基站BS2随机产生一个序列号，在基站BS2广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，基站BS2发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤223：结束。
图3为本发明所述的获取子网内获取一般数据流程示意图。在一般数据C1的数据ID为CID1，车辆节点V3能够提供数据C1且位于子网U1内，子网U1的基站为BS1，车辆节点V1的地理坐标为(xv1,yv1)且位于子网U1内的条件下，车辆节点V1通过下述过程获取数据C1：
步骤301：开始；
步骤302：车辆节点V1创建一个地址，该地址的地理坐标域值为0，节点ID为车辆节点V3的节点ID，车辆节点V1构建一个请求消息，该请求消息的源地址为车辆节点V1的单播地址，目的地址为构建的地址，负载为CID1，将该请求消息转发到距离基站BS1最近的下一跳节点；
步骤303：如果基站BS1收到该请求消息，则执行步骤304，否则执行步骤305；
步骤304：如果请求消息的目的地址的地理坐标域值为0，基站BS1则查看所有保存的地址并选择与目的地址的节点ID相同的地址，然后用该地址更新请求消息的目的地址，基站BS1将请求消息转发到距离请求消息目的地址的地理坐标最近的邻居车辆节点，执行步骤303；
步骤305：如果车辆节点V3接收到请求消息，则执行步骤306，否则执行步骤307；
步骤306：车辆节点V3返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C1，执行步骤312；
步骤307：如果位于U1内的车辆节点接收到请求消息，则执行步骤308，否则执行步骤311；
步骤308：如果车辆节点能够提供数据C1，则执行步骤309，否则执行步骤310；
步骤309：如果车辆节点能够提供数据C1，则返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C1，执行步骤312；
步骤310：如果车辆节点不能提供数据C1，且请求消息的目的地址的地理坐标为0，将该请求消息转发到距离基站BS1最近的下一跳节点；如果车辆节点不能提供数据C1，且请求消息的目的地址的地理坐标不为0，将该请求消息转发到距离目的地址的地理坐标最近的下一跳节点，执行步骤303；
步骤311：车辆节点丢弃接收到的请求消息；
步骤312：如果车辆节点V1接收到响应消息，则执行步骤313，否则执行步骤314；
步骤313：车辆节点V1保存数据C1，执行步骤315；
步骤314：接收到响应消息的车辆节点或者基站BS1将该响应消息转发到距离目的地址的地理坐标最近的下一跳节点，执行步骤312；
步骤315：结束。
图4为本发明所述的远程子网间获取一般数据流程示意图。在一般数据C2的数据ID为CID2，车辆节点V4能够提供数据C4且位于子网U2内，子网U2的基站为BS2，车辆节点V1的地理坐标为(xv1,yv1)，车辆节点V1位于子网U1内，子网U1的基站为BS1的条件下，那么车辆节点V1通过下述过程获取数据C2：
步骤401：开始；
步骤402：车辆节点V1创建一个地址，该地址的地理坐标域值为0，节点ID为车辆节点V4的节点ID，车辆节点V1构建一个请求消息，该请求消息的源地址为车辆节点V1的单播地址，目的地址为构建的地址，负载为CID2，将该请求消息转发到距离基站BS1最近的下一跳节点；
步骤403：如果基站BS1收到该请求消息，则执行步骤404，否则执行步骤405；
步骤404：基站BS1查找子网表中符合条件10的子网表项以及地址，用该地址更新请求消息的目的地址，然后将该请求消息转发到符合条件10的子网表项的基站域，即基站BS2，执行步骤403；
条件10：该子网表项的地址集合的一个地址的节点ID与请求消息的目的地址的节点ID相同；
步骤405：如果子网U1中的车辆节点接收到请求消息，则执行步骤406，否则执行步骤409；
步骤406：如果接收到请求消息的车辆节点能够提供数据C2，则执行步骤407，否则执行步骤408；
步骤407：车辆节点返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C2，执行步骤414；
步骤408：车辆节点将该请求消息转发到距离请求消息目的地址中的坐标最近的下一跳节点，执行步骤403；
步骤409：如果车辆节点V4接收到请求消息，则执行步骤410，否则执行步骤411；
步骤410：车辆节点V4返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C2，执行步骤414；
步骤411：如果基站BS2接收到请求消息，则执行步骤413，否则执行步骤412；
步骤412：如果接收到请求消息的车辆节点能够提供数据C2，则执行步骤407，否则执行步骤413；
步骤413：车辆节点或者基站BS2将该请求消息转发到距离请求消息目的地址中的坐标最近的下一跳节点，执行步骤403；
步骤414：如果车辆节点V1接收到响应消息，则执行步骤415，否则执行步骤416；
步骤415：车辆节点V1保存数据C1，执行步骤422；
步骤416：如果基站BS2接收到响应消息，则执行步骤417，否则执行步骤418；
步骤417：基站BS2查看子网表中符合条件11的子网表项，然后将该请求消息转发到符合条件11的子网表项的基站域，即基站BS1，执行步骤414；
条件11：该子网表项的地址集合的一个地址的节点ID与响应消息的目的地址的节点ID相同；
步骤418：如果子网U2中的车辆节点接收到响应消息，则执行步骤419，否则执行步骤420；
步骤419：接收到响应消息的车辆节点将该响应消息转发到距离基站BS2最近的下一跳节点，执行步骤414；
步骤420：如果基站BS1或者位于子网U1内的车辆节点接收到响应消息，则执行步骤421，否则执行步骤422；
步骤421：车辆节点或者基站BS1将该响应消息转发到与响应消息目的地址中的坐标距离最近的下一跳节点，执行步骤414；
步骤422：结束。
实施例1
基于表1的仿真参数，本实施例模拟了本发明中基于车载网的道路安全信息传输方法，性能分析如下：当车辆节点速度降低时，网络性能增强，丢包率下降，所以获取服务数据的延迟随之下降。车辆节点获取服务数据的平均延迟为45ms。
表1仿真参数
本发明提供了一种基于车载网的道路安全信息传输方法的思路，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)

1.一种基于车载网的道路安全信息传输方法，其特征在于，所述车载网包括基站和车辆节点；车辆节点内配置一个上的传感设备，能够采集车辆本身以及外界的数据；每个基站的地理坐标具有唯一性；车辆节点通过自己当前的地理坐标和基站的地理坐标能够计算出与每个基站的距离，一个基站与一个以上的车辆节点构成一个子网，一个子网内的车辆节点距离该子网的基站的距离最小，即一个子网内的车辆节点与基站的距离小于该车辆节点与其他基站的距离，一个子网的车辆节点通过该基站进行通信，车辆节点与相同子网内的基站一跳或者多跳可达；基站之间能够彼此通信；
车辆节点和基站由一个地址唯一标识，一个地址包括两个部分，一个部分是2i比特的地理坐标，另一个部分是j比特的硬件ID，如果地址值为22i+j，则所述地址为广播地址；
所述车载网内传输的数据分为道路安全数据和一般数据，一般数据由一个数据ID唯一标识，道路安全数据与地理位置相关，由二元组<数据ID，地理坐标>唯一标识，道路安全数据的取值范围为[1,s1]，s1为大于1的正整数；一般数据的数据ID取值范围为[s1+1,s2]；s2为大于s1+1的正整数；
车辆节点和基站定期广播信标消息；车辆节点通过信标消息获取道路安全数据；车辆节点通过信标消息获取邻居节点的最新地理坐标，从而实现路由建立；
在车辆节点V1当前的地理坐标为(xv1,yv1)，且位于子网U1内的条件下，如果它想请求N种道路安全数据，每种道路安全数据由二元组<CIDi，(xi，yi)>唯一标识，i为自然数且满足1≤i≤N，CIDi为该种道路安全数据的数据ID，(xi，yi)为与该种数据相关的地理位置，N种道路安全数据的地理坐标均位于子网U1内，那么车辆节点V1通过下述过程获取N种道路安全数据：
步骤101：开始；
步骤102：对于N种道路安全数据中的每一种数据，车辆节点V1创建一个三元组<数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标>，其中，数据ID为该种道路安全数据的数据ID，数据的地理坐标为该种道路安全数据的数据地理坐标，请求者的地理坐标为(xv1,yv1)；随机产生一个序列号n1，在车辆节点V1广播的下一个信标消息中，负载为序列号n1和N个三元组，源地址为车辆节点V1自己的地址，目的地址为广播地址；
步骤103：如果接收到信标消息的为基站，或者接收到信标消息的为车辆节点且该车辆节点不满足条件1，则执行步骤104，否则执行步骤105；
条件1：车辆节点的地理坐标与信标消息中的三元组中的数据地理坐标属于相同的子网；
步骤104：接收到信标消息的基站或者车辆节点丢弃该信标消息，执行步骤116；
步骤105：如果接收到信标消息的车辆节点能够提供信标消息负载中至少一个三元组所标识的道路安全数据，则执行步骤106，否则执行步骤108；
步骤106：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件1的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；对于车辆节点能够提供的每个三元组执行下述操作：构建一个四元组<数据ID，数据的地理坐标，数据值，请求者的地理坐标>，其中，数据ID、数据的地理坐标和请求者的地理坐标的值均为该三元组中的数据ID、数据的地理坐标和请求者的地理坐标，数据值为该三元组中的数据ID，数据的地理坐标所标识的道路安全数据值，然后用该四元组取代该三元组；
步骤107：车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后查看并集合中的每个四元组，如果该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并集合中的每个三元组，如果该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该三元组；车辆节点随机产生一个序列号n2，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号n2、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤103；
步骤108：判断接收到信标消息的车辆节点是否为信标消息负载中至少一个三元组所标识的请求者，是则执行步骤112，否则执行步骤109；
步骤109：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件1的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并集合中的每个三元组，如果该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该三元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后查看并集合中的每个四元组，如果该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；
步骤110：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤116；否则执行步骤111；
步骤111：车辆节点随机产生一个序列号n3，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号n3、三元组并集合和四元组并集合，源地址为车辆节点自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤103；
步骤112：如果接收到信标消息的车辆节点至少是信标消息负载中一个三元组所标识的请求者，则执行步骤113，否则执行步骤116；
步骤113：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件1的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并集合中的每个三元组，如果该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该三元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后对并集合中的每个四元组执行下述操作：如果该四元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标与自己发送的三元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标一致，那么该车辆节点保存该四元组中的数据值，然后从并集中删除该四元组，否则，如果该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；
步骤114：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤116；否则执行步骤115；
步骤115：车辆节点随机产生一个序列号n4，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号n4、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤103；
步骤116：结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于车载网的道路安全信息传输方法，其特征在于，在车辆节点V1当前的地理坐标为(xv1,yv1)，且位于子网U1内，子网U1的基站为BS1的条件下，如果车辆节点V1需要请求M种道路安全数据，每种道路安全数据由二元组<CIDj，(xj，yj)>唯一标识，j为自然数且满足1≤j≤M，CIDj为该种道路安全数据的数据ID，(xj，yj)为与该种数据相关的地理位置，M种道路安全数据的地理坐标均位于子网U2内，子网U2的基站为BS2，那么车辆节点V1通过下述过程获取M种道路安全数据：
步骤201：开始；
步骤202：对于M种道路安全数据中的每一种数据，车辆节点V1创建一个三元组<数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标>，其中，数据ID为该种道路安全数据的数据ID，数据的地理坐标为该种道路安全数据的数据地理坐标，请求者的地理坐标为(xv1,yv1)；随机产生一个序列号，在车辆节点V1广播的下一个信标消息中，负载为序列号和M个三元组，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址；
步骤203：如果接收到信标消息的为车辆节点，且该车辆节点既不满足条件2也不满足条件3，则执行步骤204，否则执行步骤205；
条件2：车辆节点的地理坐标与信标消息中的三元组中的数据地理坐标属于相同的子网；
条件3：车辆节点的地理坐标与信标消息中的三元组中的请求者地理坐标属于相同的子网；
步骤204：接收到信标消息的车辆节点丢弃该信标消息，执行步骤223；
步骤205：如果接收到信标消息的车辆节点位于子网U1内，则执行步骤206，否则执行步骤210；
步骤206：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号且满足条件2或者条件3的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；车辆节点对于所保存的信标消息中的三元组执行并操作，然后对于并集合中的每个三元组执行下述操作：如果该三元组满足条件4且该车辆节点与基站BS1的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS1的距离，则从并集合中删除该三元组；如果该三元组满足条件5且该车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与该三元组中的数据地理坐标的的距离，则从并集合中删除该三元组；
条件4：三元组中的请求者地理坐标位于子网U1内，但是数据地理坐标不位于子网U1内；
条件5：三元组中的数据地理坐标位于子网U1内，但是请求者地理坐标不位于子网U1内；
步骤207：车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后对并集中的每个四元组执行下述操作：如果该四元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标与自己发送的三元组中的数据ID、数据地理坐标和请求者地理坐标一致，那么该车辆节点保存该四元组中的数据值，然后从并集中删除该四元组；否则，如果该四元组满足条件6，且该车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与该四元组中的请求者的地理坐标的距离，该车辆节点则从并集合中删除该四元组；如果该四元组满足条件7，且该车辆节点与基站BS1的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS1的地理坐标的距离，车辆节点则从并集合中删除该四元组；
条件6：四元组中的请求者地理坐标位于子网U1内，但是数据地理坐标不位于子网U1内；
条件7：四元组中的数据地理坐标位于子网U1内，但是请求者地理坐标不位于子网U1内；
步骤208：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤209；
步骤209：车辆节点随机产生一个序列号，在车辆节点广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，车辆节点发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤210：如果接收到信标消息的为基站BS1，则执行步骤211，否则执行步骤214；
步骤211：基站BS1保存时间T1内接收到的所有具有不同序列号，且满足条件2或者条件3的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T1为基站BS1发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；基站BS1对于所保存的信标消息中的三元组执行并操作，基站BS1对于所保存的信标消息中的四元组执行并操作；
步骤212：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤213；
步骤213：基站BS1随机产生一个序列号，在基站BS1广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，基站BS1发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤214：如果接收到信标消息的为基站BS2，则执行步骤215，否则执行步骤218；
步骤215：基站BS2保存时间T2内接收到的所有具有不同序列号的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T2为基站BS2发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；基站BS2对于所保存的信标消息中的三元组执行并操作，然后查看并操作中的每个三元组，如果该三元组既不满足条件8也不满足条件9，则删除该三元组；基站BS2对于所保存的信标消息中的四元组执行并操作，然后查看并操作中的每个四元组，如果该四元组既不满足条件8也不满足条件9，则删除该四元组；
条件8：三元组或者四元组中的请求者地理坐标位于子网U2内，但是数据地理坐标不位于子网U2内；
条件9：三元组或者四元组中的数据地理坐标位于子网U2内，但是请求者地理坐标不位于子网U2内；
步骤216：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤217；
步骤217：基站BS2随机产生一个序列号，在基站BS2广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，基站BS2发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤218：如果接收到信标消息的为子网U2中的车辆节点，则执行步骤219，否则执行步骤223；
步骤219：车辆节点保存时间T内接收到的所有具有不同序列号的信标消息，同时保存所有发送信标消息的邻居车辆节点或者基站的当前地理坐标，时间T为车辆节点发送上一个信标消息和下一个信标消息的时间间隔；对于车辆节点能够提供的每个三元组执行下述操作：构建一个四元组<数据ID，数据的地理坐标，数据值，请求者的地理坐标>，其中，数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标的值均为该三元组中的数据ID，数据的地理坐标，请求者的地理坐标，数据值为该三元组中的数据ID，数据的地理坐标所标识的道路安全数据值，然后用该四元组取代该三元组；车辆节点对于所有接收到的信标消息中的三元组执行并操作，然后对于并集合中的每个三元组执行下述操作：如果该三元组满足条件8，且车辆节点与基站BS2的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS2的距离，车辆节点则从并集合中删除该三元组；如果该三元组满足条件9，且车辆节点与三元组中数据地理坐标的距离大于发送负载为该三元组的信标消息的邻居车辆节点与三元组中数据地理坐标的距离，车辆节点则从并集合中删除该三元组；
步骤220：车辆节点对于所有接收到的信标消息中的四元组执行并操作，然后对于并集合中的每个四元组执行下述操作：如果该四元组满足条件8且车辆节点与四元组中请求者地理坐标的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与四元组中请求者地理坐标的距离，车辆节点则从并集合中删除该四元组；如果该四元组满足条件9且车辆节点与基站BS2的距离大于发送负载为该四元组的信标消息的邻居车辆节点与基站BS2的距离，车辆节点则从并集合中删除该四元组；
步骤221：如果四元组并集和三元组并集均为空，则执行步骤223；否则执行步骤222；
步骤222：基站BS2随机产生一个序列号，在基站BS2广播的下一个信标消息中，负载为序列号、三元组并集合和四元组并集合，源地址为自己的地址，目的地址为广播地址，基站BS2发送下一个信标消息后，执行步骤203；
步骤223：结束。
3.根据权利要求2所述的一种基于车载网的道路安全信息传输方法，其特征在于，所述基站维护一个地址集合用于记录所在子网的车辆节点的当前地址；车辆节点进入一个新子网或者地理坐标改变时，它向所在子网的基站发送一个更新消息，该更新消息的目的地址为基站的地址，源地址为自己的地址，自己的地址由当前的地理坐标和硬件ID构成；基站收到更新消息后，查看地址集合，如果存在与更新消息源地址的节点ID相同的地址，则用更新消息的源地址更新地址集合中的该地址，否则将更新消息中的源地址加入到数据集合中；如果基站在预定时间内没有收到一个车辆节点的更新消息，则认为该车辆节点离开了本子网，并从地址集合中删除该车辆节点的地址；
所述基站保存一个子网表，用于保存所有子网的车辆节点的节点ID，每个子网表项包含两个域值，即基站地址域和地址集合；如果基站的地址集合发生变化，首先更新子网表中基站地址域值等于自己的地址的表项，然后用地址集合更新该表项的地址集合；该基站向所有基站广播一个地址更新消息，该更新消息的目的地址为广播地址，源地址为自己的地址；其他基站收到地址更新消息后，更新子网表中基站地址域值等于更新消息源地址的子网表项，然后用地址集合更新该表项的地址集合；
在一般数据C1的数据ID为CID1，车辆节点V3能够提供数据C1且位于子网U1内，子网U1的基站为BS1，车辆节点V1的地理坐标为(xv1,yv1)且位于子网U1内的条件下，车辆节点V1通过下述过程获取数据C1：
步骤301：开始；
步骤302：车辆节点V1创建一个地址，该地址的地理坐标域值为0，节点ID为车辆节点V3的节点ID，车辆节点V1构建一个请求消息，该请求消息的源地址为车辆节点V1的单播地址，目的地址为构建的地址，负载为CID1，将该请求消息转发到距离基站BS1最近的下一跳节点；
步骤303：如果基站BS1收到该请求消息，则执行步骤304，否则执行步骤305；
步骤304：如果请求消息的目的地址的地理坐标域值为0，基站BS1则查看所有保存的地址并选择与目的地址的节点ID相同的地址，然后用该地址更新请求消息的目的地址，基站BS1将请求消息转发到距离请求消息目的地址的地理坐标最近的邻居车辆节点，执行步骤303；
步骤305：如果车辆节点V3接收到请求消息，则执行步骤306，否则执行步骤307；
步骤306：车辆节点V3返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C1，执行步骤312；
步骤307：如果位于U1内的车辆节点接收到请求消息，则执行步骤308，否则执行步骤311；
步骤308：如果车辆节点能够提供数据C1，则执行步骤309，否则执行步骤310；
步骤309：如果车辆节点能够提供数据C1，则返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C1，执行步骤312；
步骤310：如果车辆节点不能提供数据C1，且请求消息的目的地址的地理坐标为0，将该请求消息转发到距离基站BS1最近的下一跳节点；如果车辆节点不能提供数据C1，且请求消息的目的地址的地理坐标不为0，将该请求消息转发到距离目的地址的地理坐标最近的下一跳节点，执行步骤303；
步骤311：车辆节点丢弃接收到的请求消息；
步骤312：如果车辆节点V1接收到响应消息，则执行步骤313，否则执行步骤314；
步骤313：车辆节点V1保存数据C1，执行步骤315；
步骤314：接收到响应消息的车辆节点或者基站BS1将该响应消息转发到距离目的地址的地理坐标最近的下一跳节点，执行步骤312；
步骤315：结束。
4.根据权利要求2所述的一种基于车载网的道路安全信息传输方法，其特征在于，在一般数据C2的数据ID为CID2，车辆节点V4能够提供数据C4且位于子网U2内，子网U2的基站为BS2，车辆节点V1的地理坐标为(xv1,yv1)，车辆节点V1位于子网U1内，子网U1的基站为BS1的条件下，那么车辆节点V1通过下述过程获取数据C2：
步骤401：开始；
步骤402：车辆节点V1创建一个地址，该地址的地理坐标域值为0，节点ID为车辆节点V4的节点ID，车辆节点V1构建一个请求消息，该请求消息的源地址为车辆节点V1的单播地址，目的地址为构建的地址，负载为CID2，将该请求消息转发到距离基站BS1最近的下一跳节点；
步骤403：如果基站BS1收到该请求消息，则执行步骤404，否则执行步骤405；
步骤404：基站BS1查找子网表中符合条件10的子网表项以及地址，用该地址更新请求消息的目的地址，然后将该请求消息转发到符合条件10的子网表项的基站域，即基站BS2，执行步骤403；
条件10：该子网表项的地址集合的一个地址的节点ID与请求消息的目的地址的节点ID相同；
步骤405：如果子网U1中的车辆节点接收到请求消息，则执行步骤406，否则执行步骤409；
步骤406：如果接收到请求消息的车辆节点能够提供数据C2，则执行步骤407，否则执行步骤408；
步骤407：车辆节点返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C2，执行步骤414；
步骤408：车辆节点将该请求消息转发到距离请求消息目的地址中的坐标最近的下一跳节点，执行步骤403；
步骤409：如果车辆节点V4接收到请求消息，则执行步骤410，否则执行步骤411；
步骤410：车辆节点V4返回一个响应消息，该响应消息的目的地址为接收到的请求消息的源地址，源地址为接收到的请求消息的目的地址，负载为数据C2，执行步骤414；
步骤411：如果基站BS2接收到请求消息，则执行步骤413，否则执行步骤412；
步骤412：如果接收到请求消息的车辆节点能够提供数据C2，则执行步骤407，否则执行步骤413；
步骤413：车辆节点或者基站BS2将该请求消息转发到距离请求消息目的地址中的坐标最近的下一跳节点，执行步骤403；
步骤414：如果车辆节点V1接收到响应消息，则执行步骤415，否则执行步骤416；
步骤415：车辆节点V1保存数据C1，执行步骤422；
步骤416：如果基站BS2接收到响应消息，则执行步骤417，否则执行步骤418；
步骤417：基站BS2查看子网表中符合条件11的子网表项，然后将该请求消息转发到符合条件11的子网表项的基站域，即基站BS1，执行步骤414；
条件11：该子网表项的地址集合的一个地址的节点ID与响应消息的目的地址的节点ID相同；
步骤418：如果子网U2中的车辆节点接收到响应消息，则执行步骤419，否则执行步骤420；
步骤419：接收到响应消息的车辆节点将该响应消息转发到距离基站BS2最近的下一跳节点，执行步骤414；
步骤420：如果基站BS1或者位于子网U1内的车辆节点接收到响应消息，则执行步骤421，否则执行步骤422；
步骤421：车辆节点或者基站BS1将该响应消息转发到与响应消息目的地址中的坐标距离最近的下一跳节点，执行步骤414；
步骤422：结束。
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