CN111918223A - 一种基于虚拟化的车辆间通信的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明简述了一种基于虚拟化的车辆间通信的方法和系统，其主要步骤包括以下几个方面：首先由车辆节点向其周围车辆节点广播其当前位置、速度以及行驶方向等信息，将两个或两个以上位置相近、速度相似的同一行驶方向的车辆节点组成一个虚拟空间节点，按照虚拟空间上子节点地址标识或位置等信息，确定虚拟空间控制主节点。其次，当虚拟空间上子节点需要发送和接收外界车辆的信息时，以控制主节点确定的统一地址标识，通过与外界车辆节点相距最近的子节点进行报文的发送和接收。当发送和接收的信息报文过长，则由控制主节点进行信息报文的分包和组装操作，并通告给虚拟空间所有子节点。

Description

一种基于虚拟化的车辆间通信的方法和系统
技术领域
本发明涉及车联网通信领域，尤其涉及一种车联网中两个相对行驶的车辆之间通信的方法和系统。
背景技术
当前当高速公路上发生交通事故或道路故障时，主要通过实时导航系统或前端显示牌方式，对后续运行车辆进行通告，来避免二次事故的发生。当由于这些通告系统存在延迟性，导致很多二次交通事故的发生，特别是在节假日期间，由于高速公路上行驶的车辆增多，导致多次严重多车辆撞车事故，给国家和人民带来很大的损失。所以有必要研究高速公路车辆之间及时通信，当前方发生交通事故时，应该由发生交通事故车辆或首先检测到交通事故的车辆及时通告给相反方向行驶的车辆，由这个相反方向的行驶的车辆将这个交通事故的信息，及时通告给发生交通事故方向上后续行驶的车辆节点，避免二次交通事故的发生。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供了一种基于虚拟化的车辆间通信的方法和系统，确保信息传送的可靠性和安全性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种基于虚拟化的车辆间通信方法，其特征在于，所述方法包括：同向行驶、具有相对位置稳定且两两之间能通信的两个或两个以上车辆组成一个虚拟空间节点，与外界车辆进行通信。为了确保通信的可靠性，虚拟空间将通告信息分成多个短报文方式，由虚拟空间上个子节点按照一定规则，给对向行驶的车辆节点发送短报文。
在上述方案中，所述同向行驶、具有相对位置稳定且两两之间能直接或间接通信的两个或两个以上车辆组成一个虚拟空间，与外界车辆进行通信，其特征在于：该虚拟空间上子节点也是动态变化过程，当其中一个子节点出现速度和相对位置等方面突然变化，或者与其它子节点出现通信中断，则将该子节点从虚拟空间上删除；另外，当外界同向行驶的其它车辆出现虚拟空间通信范围内，且与虚拟空间之间位置相对稳定，则可以将车辆节点加入到虚拟空间来，作为本所述虚拟空间上一个新的子节点存在。
在上述方案中，所述两个或两个以上车辆节点组成一个虚拟空间，与外界车辆进行通信时，其特征还包括：虚拟空间上子节点与外界车辆节点通信，都是采用统一地址和标识进行与外界通信。但在同一时刻，只有虚拟空间上一个子节点与外界节点进行实际通信。
在上述方案中，所述两个或两个以上车辆节点组成一个虚拟空间节点之前，还包括以下特征：车辆之间需要周期性通告各自当前位置、运行方向和速度等信息，以便确定虚拟空间上子节点信息。
在上述方案中，所述虚拟空间将通告信息分成多个短报文方式，由虚拟节点上多个子节点按照一定规则，给对向行驶的车辆节点发送短报文，其特征在于：虚拟空间上子节点根据与对向行驶的车辆之间距离大小，确定其中一个子节点来发送信息报文给对向行驶的车辆节点。
在上述方案中，所述虚拟空间将通告信息分成多个短报文方式发送之后，其特征还包括：对向行驶的车辆节点接收到虚拟空间上多个子节点发送过来的短报文后，可以根据报文编号或编码等信息，进行报文信息的重新封装和组合，形成一个完整信息长报文。
在上述方案中，所述同向行驶、具有相对位置稳定且两两之间能直接通信的两个或两个以上车辆组成一个虚拟空间之前，还包括以下特征：根据虚拟空间上子节点地址编号或位置等信息，选择其中一个子节点作为本虚拟空间上控制主节点。当该所述控制主节点出现与虚拟空间上子节点之间通信出现通信中断，则需要虚拟空间上其它子节点重新根据地址编号或位置等信息，重新地选择一个子节点作为虚拟空间上控制主节点。
在上述方案中，所述虚拟空间与外界车辆通信时，特征还包括：当虚拟空间上任一子节点接收到外界其它车辆节点通信报文时，则首先判断本报文上目的地址是否是本虚拟空间地址或其中一个子节点地址，若是，进行虚拟空间内部转发和处理；否则，进行丢弃处理。
本发明还提供了一种基于虚拟化的车辆间通信的系统，其特征在于，所述系统包括：虚拟空间控制主节点，虚拟空间成员节点和其它节点，其中：
虚拟空间控制主节点，是虚拟空间控制核心，控制虚拟空间报文发送机制、虚拟空间子节点删除和加入等权限；
虚拟空间成员节点，是被控对象，与外界其它车辆节点通信时，以虚拟空间统一地址标识进行通信，但可以自主向对向行驶的车辆节点发送信息报文；
其它节点，主要是指不属于虚拟空间的车辆节点，其与虚拟空间车辆节点通信，其报文上目的地址可以是虚拟空间统一地址标识或虚拟空间上一个子节点地址标识。
附图说明
图1为本发明车联网中车与车通信方法的流程示意图；
图2为本发明通信系统模块结构示意图；
具体实施方式
本发明所述的一种基于虚拟化的车辆间通信的方法，主要针对相向行驶的车辆之间通信问题。由于相向行驶的车辆之间能够通信时间很短，经常导致两者通信的丢包等不可靠性的存在，所以这里提出一种将多个同向行驶、位置相近及速度相似等车辆组成虚拟空间，与外界车辆或其它通信节点进行通信，以便提高车辆之间通信的可靠性和安全性。其具体操作过程，如附图1所示；
1 公路上行驶的车辆节点主动将本车辆所处位置、当前速度和运行方向等信息广播给周围其它车辆，其它车辆接收到该信息，开始进行这些参数的比较，选择位置相近、速度相当和行驶方向相同的两个或两个以上的车辆形成一个虚拟空间，并根据虚拟空间中各个车辆的地址标识或当前位置等信息，按照设定规则算法，选定虚拟空间上控制主节点。
2 当存在一个信息通告给对向行驶的车辆时，则虚拟空间控制主节点确定与外界通信的唯一地址标识和短报文分包方式，将信息报文通过虚拟空间上与对向行驶车辆节点相距最近的子节点，发送出去。另外，当接收到外界车辆分包的短报文时，则虚拟空间其它子节点将接收到分包报文，统一发送给虚拟空间上控制主节点，由它进行重新组装。
3 当虚拟空间上子节点出现了位置或速度上突然变化时，则控制主节点可以将该子节点从虚拟空间删除掉。另外，当虚拟空间外其它车辆节点出现了与虚拟空间上子节点位置、方向和速度等方面特性相似，则控制主节点可以将该车辆节点加入到虚拟空间中来，成为虚拟空间一个新的子节点。
4 当虚拟空间上控制主节点出现与其它子节点之间通信的中断，则该虚拟空间重新根据虚拟空间中所有子节点的地址标准或当前位置等信息，重新选择一个子节点作为虚拟空间控制主节点。
5 当虚拟空间外其它节点需要与虚拟空间通信时，其报文上目的地址应该是虚拟空间统一地址标识，当虚拟空间上子节点接收到该信息报文，在虚拟空间上所有子节点进行转发和通告。

Claims (9)

1.一种基于虚拟化的车辆间通信方法，其特征在于，所述方法包括：
同向行驶、具有相对位置稳定且两两之间能通信的两个或两个以上车辆组成一个虚拟空间节点，与外界车辆进行通信。为了确保通信的可靠性，虚拟空间将通告信息分成多个短报文方式，由虚拟空间上多个子节点按照一定规则，给对向行驶的车辆节点发送短报文。
2.根据权利要求1所述同向行驶、具有相对位置稳定且两两之间能通信的两个或两个以上车辆组成一个虚拟空间节点，与外界车辆进行通信，其特征在于：该虚拟空间上子节点也是动态变化过程，当其中一个子节点出现速度和相对位置等方面突然变化，或者与其它子节点出现通信中断，则将该子节点从虚拟空间上删除；另外，当外界同向行驶的其它车辆出现虚拟空间通信范围内，且与虚拟空间之间位置相对稳定，则可以将车辆节点加入到虚拟空间来，作为本所述虚拟空间上一个新的子节点存在。
3.根据权利要求1所述两个或两个以上车辆节点组成一个虚拟空间节点，与外界车辆进行通信时，其特征还包括：虚拟空间上子节点与外界车辆节点通信，都是采用统一地址和标识进行与外界通信。
4.根据权利要求1所述两个或两个以上车辆节点组成一个虚拟空间节点之前，还包括以下特征：车辆之间需要周期性通告各自当前位置、运行方向和速度等信息，以便确定虚拟空间上子节点信息。
5.根据权利要求1所述虚拟空间将通告信息分成多个短报文方式，由虚拟节点上多个子节点按照一定规则，给对向行驶的车辆节点发送短报文，其特征在于：虚拟空间上子节点根据与对向行驶的车辆之间距离大小，确定其中一个子节点来发送信息报文给对向行驶的车辆节点。
6.根据权利要求5所述虚拟空间将通告信息分成多个短报文方式发送之后，其特征还包括：对向行驶的车辆节点接收到虚拟空间上多个子节点发送过来的短报文后，可以根据报文编号等信息，进行短报文信息的重新封装和组合，形成一个完整信息长报文。
7.根据权利要求1所述同向行驶、具有相对位置稳定且两两之间能通信的两个或两个以上车辆组成一个虚拟空间节点之前，还包括以下特征：根据虚拟空间上子节点地址编号或位置等信息，选择其中一个子节点作为本虚拟空间上控制主节点。当该所述控制主节点出现与虚拟空间上子节点之间通信出现通信中断，则需要虚拟空间上其它子节点重新根据地址编号或位置等信息，重新地选择一个子节点作为虚拟空间上控制主节点。
8.根据权利要求1所述虚拟空间节点与外界车辆通信时，特征还包括：当虚拟空间上任一子节点接收到外界其它车辆节点通信报文时，则首先判断本报文上目的地址是否是本虚拟空间地址或其中一个子节点地址，若是，进行虚拟空间内部转发和处理；否则，进行丢弃处理。
9.一种基于虚拟化的车辆间通信的系统，其特征在于，所述系统包括：虚拟空间控制主节点，虚拟空间成员节点和其它节点，其中：
虚拟空间控制主节点，是虚拟空间控制核心，控制虚拟空间报文发送机制、虚拟空间子节点删除和加入等权限；
虚拟空间成员节点，是被控对象，与外界其它车辆节点通信时，以虚拟空间统一地址标识进行通信，但可以自主向对向行驶的车辆节点发送信息报文；
其它节点，主要是指不属于虚拟空间的车辆节点，其与虚拟空间车辆节点通信，其报文上目的地址可以是虚拟空间统一地址标识或虚拟空间上一个子节点地址标识。
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