TWM517486U - 車輛資料傳輸系統 - Google Patents

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TWM517486U
TWM517486U TW104215581U TW104215581U TWM517486U TW M517486 U TWM517486 U TW M517486U TW 104215581 U TW104215581 U TW 104215581U TW 104215581 U TW104215581 U TW 104215581U TW M517486 U TWM517486 U TW M517486U
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吳信德
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和春技術學院
吳信德
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Description

車輛資料傳輸系統
本創作係關於一種車輛資料傳輸系統；特別是關於一種車輛行進資料傳輸系統，其適用於車輛行進時實現節點式的資料傳輸。
習用車輛追蹤傳輸系統，如美國專利第7561102號之〝Vehicle Location and Recovery Systems〞發明專利，其揭示一種車輛定位及尋回系統。該車輛定位及尋回系統用以定位失蹤車輛，其採用高頻無線電頻率〔VHF〕尋回網路。該車輛定位及尋回系統具有透過該網路發出位置請求〔location-on-demand〕輔助服務特徵，並透過網際網路提供輔助客戶服務特徵。
然而，前述美國專利第7561102號之該車輛定位及尋回系統僅採用該高頻無線電頻率尋回網路，而該車輛定位及尋回系統無法用以實現車輛行進間資料傳輸或其類似資料傳輸功能，因此其必然存在進一步提供車輛行進間資料傳輸之需求。
另一習用車輛追蹤傳輸系統，如美國專利第7536169號之〝Method of and apparatus for utilizing geographically spread cellular radio networks to supplement more geographically limited stolen vehicle recovery radio networks in activation of radio tracking and recovery of such vehicles〞發明專利，其揭示一種失竊車尋車網路台之系統。該系統利用區域分佈相對較廣之蜂巢式無線網路，且 該系統包含一車裝式詢答機、一車裝式收發信機及一管制中心。該車裝式詢答機啟動以傳輸一碼傳輸。該車裝式收發信機回應來自一行動電話網路之一詢問。該管制中心在確定車輛被竊時，即可操作用於指示該尋車網路及/或該行動電話網路以送出分別對該車之詢問，以透過該行動電話網路啟動車輛尋車作為補償該失竊車尋車網路以擴大尋車啟動的有效區域。
然而，前述美國專利第7536169號之該失竊車尋車用於補償較受限之失竊車尋車網路台之系統，而該系統仍無法用以實現車輛行進間資料傳輸或其類似資料傳輸功能，因此其必然存在進一步提供車輛行進間資料傳輸之需求。
另一習用車輛追蹤傳輸系統，如中華民國專利公告第M487012號之〝車輛追蹤系統〞發明專利，其揭示一種車輛追蹤系統。該系統包含數個Wi-Fi熱點、至少一車輛及至少一Wi-Fi熱點通訊裝置。該Wi-Fi熱點用以接收一預定無線通訊訊號。該車輛移動於該數個Wi-Fi熱點之間，而該Wi-Fi熱點通訊裝置設置於該車輛上，且該Wi-Fi熱點通訊裝置發出該預定無線通訊訊號進行無線通訊於該數個Wi-Fi熱點之間，以形成一無線通訊網狀網路。利用該無線通訊網狀網路完成動態追蹤該車輛之位置。
然而，前述中華民國專利公告第M487012號之該車輛追蹤系統必需採用特定之該Wi-Fi熱點，而該車輛追蹤系統仍無法用以實現車輛行進間資料傳輸或其類似資料傳輸功能，因此其必然存在進一步提供車輛行進間資料傳輸之需求。前述美國專利第7561102號、第7536169號及中華民國專利公告第M487012號僅為本創作技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本創作之範圍。
有鑑於此，本創作為了滿足上述需求而提供一種車輛資料傳輸系統，其由一第一車輛利用一第一無線通訊裝置發出一第一廣播訊息，而該第一無線通訊裝置接收由至少一第二車輛利用一第二無線通訊裝置發出一第二廣播訊息，且該第一無線通訊裝置計算該第一車輛與第二車輛之間一無線通訊距離是否於一預定範圍內，再由該第一無線通訊裝置搜尋驗證該第二無線通訊裝置之數個檔案分割區段，以便無線通訊下載至少一個該檔案分割區段，以解決習用車輛追蹤傳輸系統無法進行車輛行進間資料傳輸的問題。
本創作之主要目的係提供一種車輛資料傳輸系統，其由一第一車輛利用一第一無線通訊裝置發出一第一廣播訊息，而該第一無線通訊裝置接收由至少一第二車輛利用一第二無線通訊裝置發出一第二廣播訊息，且該第一無線通訊裝置計算該第一車輛與第二車輛之間一無線通訊距離是否於一預定範圍內，再由該第一無線通訊裝置搜尋驗證該第二無線通訊裝置之數個檔案分割區段，以便無線通訊下載至少一個該檔案分割區段，以達成車輛行進間資料傳輸之目的。
本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統包含：一第一車輛，其於一網路中形成一第一節點；一第一無線通訊裝置，其設置於該第一車輛，而該第一無線通訊裝置具有一第一ID，且利用該第一無線通訊裝置發出一第一廣播訊息；一第二車輛，其於該網路中形成一第二節點；及一第二無線通訊裝置，其設置於該第二車輛，而該第二無線通訊裝置具有一第二ID，且利用該第二無線 通訊裝置發出一第二廣播訊息；其中該第一無線通訊裝置接收由該第二車輛利用該第二無線通訊裝置所發出之第二廣播訊息，且該第一無線通訊裝置計算該第一車輛與第二車輛之間一無線通訊距離是否於一預定範圍內，再由該第一無線通訊裝置搜尋驗證該第二無線通訊裝置之數個檔案分割區段，以便無線通訊下載至少一個該檔案分割區段，反之亦然。
本創作較佳實施例之該網路為一DHT網路、一CAN網路或一P2P網路。
本創作較佳實施例之該第一節點及第二節點具有一<key,Value>組。
本創作較佳實施例之該<key,Value>組為由Hash函數產生的整數。
本創作較佳實施例之該第一節點及第二節點與另一節點組成一樹狀結構。
本創作較佳實施例之該第一廣播訊息及第二廣播訊息包含一車輛GPS位置資料及一DHT表格。
本創作較佳實施例之該車輛GPS位置資料包含一行駛方向資料。
本創作較佳實施例之該DHT表格包含數個分享資料。
本創作較佳實施例之一個該分享資料對應為一個該檔案分割區段。
本創作較佳實施例之該檔案分割區段具有一Hash值。
本創作較佳實施例之該第一無線通訊裝置及第二無線通訊裝置之無線通訊採用IEEE802.11P。
本創作較佳實施例之該第一無線通訊裝置及第二無線通訊裝置之無線通訊設置一門檻值。
本創作較佳實施例之該門檻值為250公尺，以便進行資料分享。
本創作較佳實施例之該無線通訊下載之檔案分割區段配置至數個分享頻道。
本創作較佳實施例之該第一無線通訊裝置及第二無線通訊裝置具有至少一備用區段ID，以便進行備用通訊。
100‧‧‧二維樹狀結構
1‧‧‧第一車輛
11‧‧‧第一無線通訊裝置
2‧‧‧第二車輛
21‧‧‧第二無線通訊裝置
第1圖：本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統採用車輛節點之樹狀結構示意圖。
第2圖：本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統採用車輛節點之二維表格示意圖。
第3圖：本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統採用車輛DHT表格資料之示意圖。
第4圖：本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統採用樹狀節點資料表之示意圖。
第5圖：本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統在搜尋後採用下載檔案列表之示意圖。
第6圖：本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統在資料分布時採用分享檔案列表之示意圖。
為了充分瞭解本創作，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本創作。
本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統及其操作傳輸方法〔1.樹狀節點建立階段、2.建立、分享及更新DHT階段、3.搜尋檔案階段、4.資料下載階段及5.資料分佈階段〕可適用於各種以車用電子無線通訊方式進行車輛資料傳輸系統，以構成各種車輛節點形狀結構網路，例如： 車輛節點樹狀結構網路或二維車輛節點樹狀結構網路，但其並非用以限定本創作之範圍。
第1圖揭示本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統採用車輛節點之樹狀結構示意圖，其僅以適當縮小比例尺寸及形狀表示其系統之技術特徵，但其並非用以限定本創作之範圍。請參照第1圖所示，本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統包含一第一車輛(V 1 )1、一第一無線通訊裝置11、一第二車輛(V 2 )2及一第二無線通訊裝置21。或，本創作另一較佳實施例之車輛資料傳輸系統選擇另包含數個車輛(V 3 )至(V 7 )及其無線通訊裝置。
請再參照第1圖所示，舉例而言，該第一車輛(V 1 )1於一網路中形成一第一節點，而該第一無線通訊裝置11適當設置於該第一車輛(V 1 )1上，且該第一車輛(V 1 )1適當行駛於該網路中。另外，該第一無線通訊裝置11具有一第一ID〔或ID名稱〕，且利用該第一無線通訊裝置11發出一第一廣播訊息。該第一節點及第二節點具有一<key,Value>組，且該<key,Value>組為由Hash函數產生的整數。
請再參照第1圖所示，舉例而言，該第二車輛(V 2 )2於該網路中形成一第二節點，而該第二無線通訊裝置21適當設置於該第二車輛(V 2 )2上，且相對於該第一車輛(V 1 )1之相同方向〔例如：篩選相同方向車輛〕、相反方向或其它不同方向〔例如：轉彎〕，該第二車輛(V 2 )2沿此方向行駛於該網路中。另外，該第二無線通訊裝置21具有一第二ID，且利用該第二無線通訊裝置21發出一第二廣播訊息。該第一廣播訊息及第二廣播訊息包含一車輛GPS位置資料及一DHT表格，且該車輛GPS位置資料包含一行駛方向資料。本創作另一較佳實施例之車輛(V 3 )至(V 7 )及其無線通訊裝置以此類推方式操作廣播。該網路為一DHT網路、一CAN網路或其它P2P網路。
請再參照第1圖所示，舉例而言，該第一無線通訊裝置11接收由該第二車輛(V 2 )2利用該第二無線通訊裝置21所發出之第二廣播訊息，且該第一無線通訊裝置11計算該第一車輛(V 1 )1與第二車輛(V 2 )2之間一無線通訊距離是否於一預定範圍內。該第一無線通訊裝置11及第二無線通訊裝置21之無線通訊採用IEEE802.11P，其無線通訊範圍為500公尺，且其具有六個分享頻道。該第二車輛(V 2 )2與另五台車輛(V 3 )至(V 7 )之間或任何車輛之間以此類推方式計算相對的無線通訊距離，並適當進行排序。
請再參照第1圖所示，舉例而言，假設該第一車輛(V 1 )1與第二車輛(V 2 )2之間之無線通訊距離為10公尺，該第一車輛(V 1 )1與車輛(V 3 )之間之無線通訊距離為15公尺，該第一車輛(V 1 )1與車輛(V 4 )之間之無線通訊距離為18公尺，該第一車輛(V 1 )1與車輛(V 5 )之間之無線通訊距離為30公尺，該第一車輛(V 1 )1與車輛(V 6 )之間之無線通訊距離為32公尺及該第一車輛(V 1 )1與車輛(V 7 )之間之無線通訊距離為40公尺等，以便建立樹狀節點。
舉例而言，該第一廣播訊息為〈,,T j 〉 其中為車輛(V 1 )的GPS位置，為車輛(V 1 )的 DHT表格。在計算該第一車輛(V 1 )1與第二車輛(V 2 )2之間的無線通訊距離，先將經緯度轉換成座標，本創作採用計 算式：。該第一車輛(V 1 )1 之第一無線通訊裝置11及第二車輛(V 2 )2之第二無線通訊裝置21之無線通訊設置一門檻值，且該門檻值為250公尺，以便進行資料分享。
請再參照第1圖所示，舉例而言，本創作採用DHT〔Distributed Hash Table〕網路，其主要為DHT網路不需要固定伺服器下，每個節點負責一個小範圍的路由，並負責一部分的資料儲存功能。因此，可實現整個DHT網路資料尋找及資料儲存，且每一個節點皆可配置一組<Key,Value>組。假設每個節點皆有一ID名稱時，在整個網路不會發生重複該ID名稱，再將該ID名稱經過Hash函數產生整數。此時，所產生的整數為Key，其中Value用以存放節點分享的資訊，並透過該<Key,Value>組就可進行定位目標，以提高尋找對映索引資訊的效率。由於DHT網路屬於結構化P2P網路，透過演算法建構出有規則的網路拓樸，改善需要集中式伺服器的P2P網路。
請再參照第1圖所示，舉例而言，本創作採用CAN〔Content Addressable Network〕網路為DHT網路的延伸。在CAN網路中，整個P2P網路被映射至一個n維空間，而CAN網路中的節點只儲存相鄰的節點資料表。在查詢過程中，查詢節點時首先計算查詢內容的key值；接著，在相鄰節點資料表找尋與key值最為接近的相鄰節點；接著，在找到最為接近的相鄰節點後，向該節點傳送查詢請求；接著，收到查詢請求的節點，如果發現被查詢的資訊儲存在本節點，則直接回應查詢節點，如果發現被查詢的資訊不在本節點，則根據相鄰節點資訊表轉發請求，直至找到相對應的節點為止。
本創作採用CAN網路建立P2P分享技術，由於車輛屬於高速行駛，且使用IEEE802.11P無線通訊技術，因此車輛之間距離會影響其無線通訊傳輸的品質，而該CAN網路的觀念係利用距離劃分的方式進行資料搜尋及傳輸，且P2P技術中每個節點需要進行匿名保護，如此亦符合車載網路〔Vehicle Ad Hoc Network，VANET〕的安全 性之一。
請再參照第1圖所示，舉例而言，由該第一無線通訊裝置11搜尋驗證該第二無線通訊裝置21或其它無線通訊裝置所分享之數個檔案分割區段，以便以無線通訊方式執行篩選、驗證及下載至少一個該檔案分割區段，反之亦然。
第2圖揭示本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統採用車輛節點之二維表格示意圖，其對應參考於第1圖。請參照第2圖所示，在網路中以250公尺距離的通訊範圍由該第一車輛(V 1 )1之第一節點及第二車輛(V 2 )2之第二節點與另七台車輛(V 3 )至(V 9 )之節點動態組成一二維樹狀結構100。
第3圖揭示本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統採用車輛DHT表格資料之示意圖。請參照第3圖所示，該DHT表格包含車輛分享資料的資訊，且包含數個分享資料。每個該分享資料對應為一個該檔案分割區段，且每個該檔案分割區段具有一Hash值。假設一個檔案分割為 n個檔案分割區段，〈,Filename i ,Pieces i ,IndexCount,H(PF i )〉 為一筆分享資料的資訊，其中Filename為檔案的關鍵字名稱，以便提供搜尋使用；Pieces i 表示該筆資訊為檔案第幾個檔案分割區段；IndexCount為檔案分割區段的數量；H(PF i )為檔案分割區段的hash值，其用以比對檔案的完整性。每個車輛皆操作建立DHT表格，其用以紀錄車輛本身分享的 資訊，且其用以定期廣播〈,,ID p,V ,T j 〉訊息。
第4圖揭示本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統採用樹狀節點資料表之示意圖。請參照第4圖所示， 當車輛定期廣播〈,,ID p,V ,T j 〉訊息時，在其他車 輛收到該廣播訊息後，先進行訊息驗證。接著，在更新樹狀節點資訊操作上，再將車輛的DHT表格加入至樹狀節點 資料表中。由於車輛屬於高速移動，且會更換匿名ID，因此需要常態性更新DHT表格資料。
第5圖揭示本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統在搜尋後採用下載檔案列表之示意圖。請參照第1及5圖所示，因車輛駕駛在搜尋下載檔案時，需考量檔案的完整性，另外需考慮到檔案區段是否有足夠。由於車輛屬於處在高速移動的情況下，如果檔案區段不足，因資料分享車輛離開其通訊範圍而容易造成下載檔案無法完整。因此，當該第一車輛(V 1 )1收到通訊範圍內車輛的DHT表格資料後，計算出可下載的檔案名稱，並利用一預定搜尋法完整搜尋檔案。
請再參照第1及5圖所示，在資料下載操作上該無線通訊下載之檔案分割區段配置至數個分享頻道〔例如：六個分享頻道〕，且該第一無線通訊裝置11及第二無線通訊裝置21具有至少一備用區段ID，以便進行備用通訊。假設其中將一個分享頻道設定為該第一車輛(V 1 )1及第二車輛(V 2 )2與RSU〔remote sensing unit〕進行私密訊息/廣播傳輸使用，其中將另一個分享頻道設定為該第一車輛(V 1 )1及第二車輛(V 2 )2廣播本身GPS及DHT資料表使用。為了加速下載速度，針對下載單一檔案採用分散式排程方式下載方法包含：步驟1、劃分下載該檔案分割區段分配至四個該分享頻道 (,,,)，其中將所有該檔案分 割區段的區段索引值/4，接著將每個該分享頻道適當對應分配任務，且每個該分享頻道依照任務進行下載；步驟2、由該分享頻道傳送訊息給至對方車輛，以便確認是否可進行該檔案分割區段的傳送，若無法傳送時，則選 擇該備用區段ID進行通訊；步驟3、當傳送資訊發生中斷時，則該分享頻道可選擇該備用區段ID進行通訊。
第6圖揭示本創作較佳實施例之車輛資料傳輸系統在資料分布時採用分享檔案列表之示意圖。請參照第6圖所示，在資料分佈操作上，當車輛沒有在下載資料時，則利用四個該分享頻道將其資料分享出去，其演算法包含：步驟1、每一個該分享頻道選擇不同的車輛進行通訊溝通，如果通訊失敗，則選擇下一個車輛；步驟2、當選擇車輛已經有存在檔案，或檔案已經分享完畢，該分享頻道則依照第6圖之列表選擇下一台車輛，並記錄其存在記號；步驟3、直至於二維樹狀結構內執行檔案分享完畢為止。
前述較佳實施例僅舉例說明本創作及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本創作之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。
1‧‧‧第一車輛
11‧‧‧第一無線通訊裝置
2‧‧‧第二車輛
21‧‧‧第二無線通訊裝置

Claims (15)

  1. 一種車輛資料傳輸系統，其包含：一第一車輛，其於一網路中形成一第一節點；一第一無線通訊裝置，其設置於該第一車輛，而該第一無線通訊裝置具有一第一ID，且利用該第一無線通訊裝置發出一第一廣播訊息；一第二車輛，其於該網路中形成一第二節點；及一第二無線通訊裝置，其設置於該第二車輛，而該第二無線通訊裝置具有一第二ID，且利用該第二無線通訊裝置發出一第二廣播訊息；其中該第一無線通訊裝置接收由該第二車輛利用該第二無線通訊裝置所發出之第二廣播訊息，且該第一無線通訊裝置計算該第一車輛與第二車輛之間一無線通訊距離是否於一預定範圍內，再由該第一無線通訊裝置搜尋驗證該第二無線通訊裝置之數個檔案分割區段，以便無線通訊下載至少一個該檔案分割區段。
  2. 依申請專利範圍第1項所述之車輛資料傳輸系統，其中該網路為一DHT網路、一CAN網路或一P2P網路。
  3. 依申請專利範圍第1項所述之車輛資料傳輸系統，其中該第一節點及第二節點具有一<key,Value>組。
  4. 依申請專利範圍第3項所述之車輛資料傳輸系統，其中該<key,Value>組為由Hash函數產生的整數。
  5. 依申請專利範圍第1項所述之車輛資料傳輸系統，其中該第一節點及第二節點與另一節點組成一樹狀結構。
  6. 依申請專利範圍第1項所述之車輛資料傳輸系統，其中該第一廣播訊息及第二廣播訊息包含一車輛GPS位置資料及一DHT表格。
  7. 依申請專利範圍第6項所述之車輛資料傳輸系統，其中該車輛GPS位置資料包含一行駛方向資料。
  8. 依申請專利範圍第6項所述之車輛資料傳輸系統，其 中該DHT表格包含數個分享資料。
  9. 依申請專利範圍第8項所述之車輛資料傳輸系統，其中一個該分享資料對應為一個該檔案分割區段。
  10. 依申請專利範圍第1項所述之車輛資料傳輸系統，其中該檔案分割區段具有一Hash值。
  11. 依申請專利範圍第1項所述之車輛資料傳輸系統，其中該第一無線通訊裝置及第二無線通訊裝置之無線通訊採用IEEE802.11P。
  12. 依申請專利範圍第1項所述之車輛資料傳輸系統，其中該第一無線通訊裝置及第二無線通訊裝置之無線通訊設置一門檻值。
  13. 依申請專利範圍第12項所述之車輛資料傳輸系統，其中該門檻值為250公尺，以便進行資料分享。
  14. 依申請專利範圍第1項所述之車輛資料傳輸系統，其中該無線通訊下載之檔案分割區段配置至數個分享頻道。
  15. 依申請專利範圍第1項所述之車輛資料傳輸系統，其中該第一無線通訊裝置及第二無線通訊裝置具有至少一備用區段ID，以便進行備用通訊。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI752747B (zh) * 2020-12-01 2022-01-11 洪啓淵 多媒體與完整檔案並行傳輸方法

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