CN107371172A - 车辆联网的通讯方法 - Google Patents

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赵强
吴扬
李翔
仝志明
陈玉胜
丁易
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Abstract

本发明提供一种车辆联网的通讯方法，提供中央基站和车载基站，所述中央基站和车载基站均具备主动接收和发送通讯数据的功能，并包括了五个步骤，通过这五个步骤筛选出请求的车载基站和目标车载基站之间用于转发通讯数据的转发的车载基站，并且利用转发的车载基站形成传输通道，可以将整个城市形成一个巨型的全覆盖通信网，并且随着车辆密度的提高，降低车载基站之间的信号衰减，使得通讯数据的传输通道更加顺畅，显著提高数据通讯的效率。

Description

车辆联网的通讯方法
技术领域
本发明涉及一种车辆与车辆之间的通讯方法。
背景技术
当前车辆与车辆之间的通讯方式主要集中在常规的通讯技术，例如GSM/3G/4G等，这些技术是基于中央基站为中心的通讯信息分发处理中转的分布式传输方式。
首先由中央基站发布信息，然后车辆上装备的车载系统被动接收来自中央基站的通讯信息，当目标车载系统接收到通讯信息之后再向中央基站发出反馈信息，中央基站直接与目标车载系统进行通讯，从而完成通讯信息的交换。
但是这种通讯信息的发布和接收方式存在一定的弊端，特别是容易受到长传输距离、高大、高密度建筑物的影响，难以保障车载系统的接收速率。在城市规模的扩张和越来越多高层建筑物建设的前提下，基站容易被高层建筑等的覆盖遮挡，以及目标车载系统与中央基站的距离过远，导致接收信号出现不同程度的衰减，带来通讯不畅或连接异常缓慢等现象。
并且，随着车载系统数量的增多，车载系统与车载系统之间的通讯、车载系统与人通讯及人与人之间的通讯的密度越来越大使得传统通讯信息的传输速率大大降低。解决该问题的传统思路是加强多重基站的建设，投入大量的技术建设费用，和相当长的建设周期，且区域受限因素较多，导致建设工期较长，施工难度较大，灵活性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种通讯效率更高的车辆联网的通讯方法，提供中央基站和车载基站，包括以下步骤
步骤一、请求的车载基站主动发送通讯数据；和，
步骤二、中央基站判断请求的车载基站与其他车载基站的距离，并选择距离较近的数个车载基站作为待转发的车载基站；和，
步骤三、中央基站判断数个待转发的车载基站与目标车载基站的距离，并选择距离较近的待转发的车载基站作为转发的车载基站；和，
步骤四、转发的车载基站主动接收通讯数据后向目标车载基站发送通讯数据，目标车载基站接收通讯数据；和，
步骤五、请求的车载基站、转发的车载基站和目标车载基站之间构建通讯数据的传输通道；
所述车载基站均具备主动接收和发送通讯数据的功能。
步骤二中，所述中央基站判断请求的车载基站与其他车载基站的距离包括获取请求的车载基站的GPS定位信息和其他车载基站的GPS定位信息；
步骤三中，所述中央基站判断数个待转发的车载基站与目标车载基站的距离包括获取待转发的车载基站的GPS定位信息和目标车载基站的GPS定位信息。
车载基站均具备主动接收和发送通讯数据的功能，车载基站可以根据具体情况对其他车载基站发送的通讯数据进行主动接收，便于构建通讯数据的传输通道。
步骤二中，选择距离较近的数个车载基站作为待转发的车载基站，将待转发的车载基站作为通讯信息中转的车载基站的备选。
步骤三中，选择距离较近的待转发的车载基站作为转发的车载基站，首先从步骤二中的待转发的车载基站中筛选出距离目标车载基站相对较近的车载基站作为转发的车载基站，并且转发的车载基站的数量可以为多个，在构建请求的车载基站与目标基站的通讯数据的传输通道之前可以将其他待转发的车载基站作为转发的车载基站，灵活性更高。
步骤四中，在通讯数据到达目标车载基站之前，由转发的车载基站主动接收通讯数据，并且将接收到的通讯数据进行转发，得益于转发的车载基站是筛选出来的距离目标车载基站更近，故目标车载基站的接收信号衰减较小。
步骤五中，请求的车载基站、转发的车载基站和目标车载基站之间构建通讯数据的传输通道，通讯数据能够在该传输通道中传输，解决了请求的车载基站与目标车载基站直接通讯带来的信号衰减。使得车载基站互相之间的传输通道可以将整个城市形成一个巨型的全覆盖通信网，随着车辆密度的提高，车载基站之间的信号衰减会降低，通讯数据的传输道路更加通畅，平台通讯效率会显著提高。
车载基站内均设置GPS模块，中央基站通过各车载基站的GPS位置信息计算出请求的车载基站与其他车载基站之间的距离，判断出活动在目标车辆周围的车辆，便于建立效率更高的通讯数据的传输通道。
作为优选，所述转发的车载基站的数量至少为一个。
转发的车载基站的数量至少为一个，由于车载基站是设置在车辆上的，车辆并不是处于静态，通常会一直在移动，设置数个转发的车载基站，可以随时改变对请求的车载基站发布的通讯数据进行主动接收的车载基站，使得请求的车载基站、转发的车载基站和目标车载基站之间的传输通道的效率更高，传输信号的衰减最小。
作为优选，所述中央基站内还设置移动通信模块，所述车载基站内还设置移动通信模块。
中央基站内还设置移动通信模块，同时车载基站内还设置移动通信模块，丰富了中央基站、车辆之间的通讯手段，使得车辆不仅通过构建的传输通道进行通讯数据的接收和发送，还可以通过移动通信模块进行通讯数据的接收和发送。
作为优选，在车载基站的负载超过70％的情况下，启动车载基站内设置的移动通信模块。更优选地，在车载基站的负载超过80％的情况下，启动车载基站内设置的移动通信模块。
车载基站的信息处理能力是有限的，在负载超过70％的情况下，再由车载基站接收和发送通讯数据可能会导致该车载基站当机或者出现其他故障影响构建的传输通道的畅通；启动车载基站内设置的移动通信模块，保障对通讯数据的正常接收和发送。
所述步骤一至五中，请求的车载基站发送的通讯数据没有达到目标车载基站的情况下，请求的车载基站重复发送该通讯数据，请求的车载基站在发送通讯数据的重复次数超过80次后，启动车载基站内设置的移动通信模块，使用移动通信网络对通讯数据进行发送和接收。
作为优选，所述移动通信模块包括GSM模块、3G模块和4G模块中的至少一个。
移动通信模块包括GSM模块、3G模块和4G模块中的至少一个，GSM模块、3G模块和4G模块是比较成熟的移动通信模块，并且能够与现有设备通用，兼容性更好，可操作性更高。
作为优选，所述车载基站内均设置数据分包传输模块。
各车载基站均设置数据分包传输模块，发送方将需要发送的通讯数据分装打包，在更换转发的车载基站之后，已经发送至最终接收方的数据不必重新发送，只需将剩下的通讯数据通过重新选定的转发的车载基站传输，再由最终接收方接收剩下的通讯数据，完成整个通讯数据的发送。
作为优选，所述中央基站和各车载基站内均设置通讯数据校验模块。
各车载基站内均设置通讯数据校验模块，在接收通讯数据的同时也对该数据进行校验，并向发送方反馈校验结果，若校验结果为否定，则发送方重新发送该段数据，若校验结果为肯定，则发送方继续发送通讯数据。
在使用移动通讯模块进行通讯数据的传输时，中央基站内也设置通讯数据校验模块，能够对车载基站发送的通讯数据进行校验，避免发生数据的漏传和错传。
车载基站包括主机，定位天线，Wifi天线，移动通信天线，基站收发天线和LED指示灯。
另外，主机内包含车规级数字电路板、电源管理模块、数据存储模块，CAN通讯模块、Wifi/BT模块。并且天线组件设置在汽车顶部，主机固定在汽车内部。
乘客通过手机USB/Wifi/BT等通讯协议与车载基站互联，以实现同外网或汽车用户互联互通需求。车载基站的电源与整车电源相连，并设置了保险电路，实现随车移动和同车共用电源。
通讯数据被车载基站、中央基站通过加密算法加密后发送，目标接受者有权限通过解密策略进行查看。
车载基站相互间基于通信协议进行互联并且包括以下内容信息(标志位、公司名称、车辆VIN、GPS、状态信息、数据体信息和校验信息)
采用了本发明提供的技术方案之后，克服基站信号覆盖不足和解决城市中密集建筑对信号的衰减缺陷，车载基站与车载基站、中央基站与车载基站之间的传输通道可以将整个城市形成一个巨型的全覆盖通信网；并且随着车辆密度的提高，降低车载基站之间的信号衰减，使得通讯数据的传输通道更加顺畅，显著提高数据通讯的效率；并且可以根据需求随时更换担任转发任务的车载基站，保障传输信号不衰减，灵活性也更高。
附图说明
图1是本发明公开的一种车辆联网的通讯方法的示意图；
图2是本发明公开的一种车辆联网的通讯数据分包传输的示意图；
其中，1、中央基站，2、车载基站A，21、车载基站B，22、车载基站C，23、车载基站D，3、目标车载基站。
具体实施方式
以下的具体实施例对本发明进行了详细的描述，然而本发明并不限制于以下实施例。
实施例1
本发明公开了一种通讯效率更高的车辆联网的通讯方法，如图1所示，它包括中央基站1和5个车载基站，并且将车载基站设置在车辆上，车载基站与车辆是一一对应的关系，中央基站1收集各车载基站的位置信息，车载基站A2、车载基站B21、车载基站C22、车载基站D23和目标车载基站3均具备主动接收和发送通讯数据的功能，各车载基站内均设置了GPS模块，并且还包括了五个步骤，分别是：
步骤一、车载基站A2主动向目标车载基站3发送通讯数据；和，
步骤二、中央基站1利用各车载基站的GPS位置信息，判断车载基站A2与其他车载基站的距离，并筛选出距离车载基站A2较近的车载基站B21、和车载基站C22作为待转发的车载基站，距离较远的车载基站D23在该步骤的筛选中被排除；和，
步骤三、利用GPS位置信息判断待转发的车载基站与目标车载基站3的距离，选择距离较近的车载基站B21作为转发的车载基站，车载基站C22作为备选；和，
步骤四、车载基站B21主动接收来自车载基站A2的通讯数据后，主动向目标车载基站3发送通讯数据，目标车载基站3主动接收通讯数据；和，
步骤五、车载基站A2、车载基站B21和目标车载基站3之间构建通讯数据的传输通道，车载基站A2与车载基站B21之间、车载基站B21与目标车载基站3之间可以通过该传输通道传输通讯数据。
最终，车载基站A2、车载基站B21和目标车载基站3之间构建通讯数据的传输通道，通讯数据能够在该传输通道中传输，解决了车载基站A2与目标车载基站3直接通讯带来的信号衰减。
实施例2
本发明公开了一种通讯效率更高的车辆联网的通讯方法，如图1所示，它包括中央基站1和5个车载基站，并且将车载基站设置在车辆上，车载基站与车辆是一一对应的关系，中央基站1收集各车载基站的位置信息，车载基站A2、车载基站B21、车载基站C22、车载基站D23和目标车载基站3均具备主动接收和发送通讯数据的功能，各车载基站内均设置了GPS模块，并且还包括了五个步骤，分别是：
步骤一、车载基站A2主动向目标车载基站3发送通讯数据；和，
步骤二、中央基站1利用各车载基站的GPS位置信息，判断车载基站A2与其他车载基站的距离，并筛选出距离车载基站A2较近的车载基站B21和车载基站C22作为待转发的车载基站，距离较远的车载基站D23在该步骤的筛选中被排除；和，
步骤三、利用GPS位置信息判断待转发的车载基站与目标车载基站3的距离，选择距离较近的车载基站B21作为转发的车载基站，车载基站C22作为备选；和，
步骤四、车载基站B21主动接收来自车载基站A2的通讯数据后，主动向目标车载基站3发送通讯数据，目标车载基站3主动接收通讯数据；和，
步骤五、车载基站A2、车载基站B21和目标车载基站3之间构建通讯数据的传输通道，车载基站A2与车载基站B21之间、车载基站B21与目标车载基站3之间可以通过该传输通道传输通讯数据。
最终，车载基站A2、车载基站B21和目标车载基站3之间构建通讯数据的传输通道，通讯数据能够在该传输通道中传输，解决了车载基站A2与目标车载基站3直接通讯带来的信号衰减。
中央基站1和各车载基站内还设置移动通信模块，在车载基站的负载超过70％的情况下，启动中央基站1和车载基站内设置的移动通信模块，该实施例中的移动通信模块选用3G模块。
实施例3
本发明公开了一种通讯效率更高的车辆联网的通讯方法，如图1所示，它包括中央基站1和5个车载基站，并且将车载基站设置在车辆上，车载基站与车辆是一一对应的关系，中央基站1收集各车载基站的位置信息，车载基站A2、车载基站B21、车载基站C22、车载基站D23和目标车载基站3均具备主动接收和发送通讯数据的功能，各车载基站内均设置了GPS模块，并且还包括了五个步骤，分别是：
步骤一、车载基站A2主动向目标车载基站3发送通讯数据；和，
步骤二、中央基站1利用各车载基站的GPS位置信息，判断车载基站A2与其他车载基站的距离，并筛选出距离车载基站A2较近的车载基站B21和车载基站C22作为待转发的车载基站，距离较远的车载基站D23在该步骤的筛选中被排除；和，
步骤三、利用GPS位置信息判断待转发的车载基站与目标车载基站3的距离，选择距离较近的车载基站B21作为转发的车载基站，车载基站C22作为备选；和，
步骤四、车载基站B21主动接收来自车载基站A2的通讯数据后，主动向目标车载基站3发送通讯数据，目标车载基站3主动接收通讯数据；和，
步骤五、车载基站A2、车载基站B21和目标车载基站3之间构建通讯数据的传输通道，车载基站A2与车载基站B21之间、车载基站B21与目标车载基站3之间可以通过该传输通道传输通讯数据。
最终，车载基站A2、车载基站B21和目标车载基站3之间构建通讯数据的传输通道，通讯数据能够在该传输通道中传输，解决了车载基站A2与目标车载基站3直接通讯带来的信号衰减。
中央基站1和各车载基站内还设置移动通信模块，在车载基站的负载超过80％的情况下，启动中央基站1和车载基站内设置的移动通信模块，该实施例中的移动通信模块选用4G模块。
实施例4
本发明公开了一种通讯效率更高的车辆联网的通讯方法，如图1所示，它包括中央基站1和5个车载基站，并且将车载基站设置在车辆上，车载基站与车辆是一一对应的关系，中央基站1收集各车载基站的位置信息，车载基站A2、车载基站B21、车载基站C22、车载基站D23和目标车载基站3均具备主动接收和发送通讯数据的功能，各车载基站内均设置了GPS模块，并且还包括了五个步骤，分别是：
步骤一、车载基站A2主动向目标车载基站3发送通讯数据；和，
步骤二、中央基站1利用各车载基站的GPS位置信息，判断车载基站A2与其他车载基站的距离，并筛选出距离车载基站A2较近的车载基站B21和车载基站C22作为待转发的车载基站，距离较远的车载基站D23在该步骤的筛选中被排除；和，
步骤三、利用GPS位置信息判断待转发的车载基站与目标车载基站3的距离，选择距离较近的车载基站B21作为转发的车载基站，车载基站C22作为备选；和，
步骤四、车载基站B21主动接收来自车载基站A2的通讯数据后，主动向目标车载基站3发送通讯数据，目标车载基站3主动接收通讯数据；和，
步骤五、车载基站A2、车载基站B21和目标车载基站3之间构建通讯数据的传输通道，车载基站A2与车载基站B21之间、车载基站B21与目标车载基站3之间可以通过该传输通道传输通讯数据。
最终，车载基站A2、车载基站B21和目标车载基站3之间构建通讯数据的传输通道，通讯数据能够在该传输通道中传输，解决了车载基站A2与目标车载基站3直接通讯带来的信号衰减。
中央基站1和各车载基站内还设置移动通信模块，在车载基站的负载超过80％的情况下，启动中央基站1和车载基站内设置的移动通信模块，该实施例中的移动通信模块选用4G模块。
此外，中央基站1和各车载基站内均设置通讯数据分包传输模块。如图2所示，发送方每发送一个数据帧后，接收方都要发送一个应答帧，且此应答帧具有相应ID，用于辨别发送应答帧的身份，该过程不断重复；发送方在收到应答帧前，可继续发送数据帧，接收方接收到多个数据帧后，使用一个应答帧进行应答(内部包含多帧应答)。如果出现断数据帧后，发送方继续通过其他的转发的车载基站建立与接收方的连接后发送后续数据帧，直到发送方发送一个结束应答帧，完成通讯数据的传输。
实施例5
本发明公开了一种通讯效率更高的车辆联网的通讯方法，如图1所示，它包括中央基站1和5个车载基站，并且将车载基站设置在车辆上，车载基站与车辆是一一对应的关系，中央基站1收集各车载基站的位置信息，车载基站A2、车载基站B21、车载基站C22、车载基站D23和目标车载基站3均具备主动接收和发送通讯数据的功能，各车载基站内均设置了GPS模块，并且还包括了五个步骤，分别是：
步骤一、车载基站A2主动向目标车载基站3发送通讯数据；和，
步骤二、中央基站1利用各车载基站的GPS位置信息，判断车载基站A2与各车载基站的距离，并筛选出距离车载基站A2较近的车载基站B21和车载基站C22作为待转发的车载基站，距离较远的车载基站D23在该步骤的筛选中被排除；和，
步骤三、利用GPS位置信息判断待转发的车载基站与目标车载基站3的距离，选择距离较近的车载基站B21作为转发的车载基站，车载基站C22作为备选；和，
步骤四、车载基站B21主动接收来自车载基站A2的通讯数据后，主动向目标车载基站3发送通讯数据，目标车载基站3主动接收通讯数据；和，
步骤五、车载基站A2、车载基站B21和目标车载基站3之间构建通讯数据的传输通道，车载基站A2与车载基站B21之间、车载基站B21与目标车载基站3之间可以通过该传输通道传输通讯数据。
最终，车载基站A2、车载基站B21和目标车载基站3之间构建通讯数据的传输通道，通讯数据能够在该传输通道中传输，解决了车载基站A2与目标车载基站3直接通讯带来的信号衰减。
中央基站1和各车载基站内还设置移动通信模块，在车载基站的负载超过80％的情况下，启动中央基站1和车载基站内设置的移动通信模块，该实施例中的移动通信模块选用3G模块。
此外，中央基站1和各车载基站内均设置通讯数据分包传输模块。如图2所示，发送方每发送一个数据帧后，接收方都要发送一个应答帧，且此应答帧具有相应ID，用于辨别发送应答帧的身份，该过程不断重复；发送方在收到应答帧前，可继续发送数据帧，接收方接收到多个数据帧后，使用一个应答帧进行应答(内部包含多帧应答)。如果出现断数据帧后，发送方继续通过其他的转发的车载基站建立与接收方的连接后发送后续数据帧，直到发送方发送一个结束应答帧，完成通讯数据的传输。
中央基站1和各车载基站内均设置通讯数据校验模块，接收方在对通讯数据接收的同时也对该数据进行校验，并向发送方反馈校验结果，若校验结果为否定，则发送方重新发送该段数据，若校验结果为肯定，则发送方继续发送通讯数据。

Claims (10)

1.一种车辆联网的通讯方法，提供中央基站和车载基站，包括以下步骤，
步骤一、请求的车载基站主动发送通讯数据；和，
步骤二、中央基站判断请求的车载基站与其他车载基站的距离，并选择距离较近的数个车载基站作为待转发的车载基站；和，
步骤三、中央基站判断数个待转发的车载基站与目标车载基站的距离，并选择距离较近的待转发的车载基站作为转发的车载基站；和，
步骤四、转发的车载基站主动接收通讯数据后向目标车载基站发送通讯数据，目标车载基站接收通讯数据；和，
步骤五、请求的车载基站、转发的车载基站和目标车载基站之间构建通讯数据的传输通道；
所述车载基站均具备主动接收和发送通讯数据的功能。
2.根据权利要求1所述的车辆联网的通讯方法，其特征在于：步骤二中，所述中央基站判断请求的车载基站与其他车载基站的距离包括获取请求的车载基站的GPS定位信息和其他车载基站的GPS定位信息。
3.根据权利要求1所述的车辆联网的通讯方法，其特征在于：步骤三中，所述中央基站判断数个待转发的车载基站与目标车载基站的距离包括获取待转发的车载基站的GPS定位信息和目标车载基站的GPS定位信息。
4.根据权利要求1所述的车辆联网的通讯方法，其特征在于：所述转发的车载基站的数量至少为一个。
5.根据权利要求1-4任一所述的车辆联网的通讯方法，其特征在于：所述中央基站内设置移动通信模块，所述车载基站内设置移动通信模块。
6.根据权利要求5所述的车辆联网的通讯方法，其特征在于：所述车载基站的负载在超过70％的情况下，启动车载基站内设置的移动通信模块。
7.根据权利要求6所述的车辆联网的通讯方法，其特征在于：所述车载基站的负载在超过80％的情况下，启动车载基站内设置的移动通信模块。
8.根据权利要求5所述的车辆联网的通讯方法，其特征在于：所述移动通信模块包括GSM模块、3G模块和4G模块中的至少一个。
9.根据权利要求6所述的车辆联网的通讯方法，其特征在于：所述移动通信模块包括GSM模块、3G模块和4G模块中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的车辆联网的通讯方法，其特征在于：所述中央基站和车载基站内均设置数据分包传输模块。
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