本實(shí)用新型屬于交通預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種一種基于WAVE協(xié)議的車輛無線預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著人民生活水平的提高與汽車工業(yè)高速發(fā)展，私家車越來越普遍，中國人私家車保有量在急劇上長，汽車給人類社會(huì)帶來便利的同時(shí)也帶來了諸多問題，尤其以交通安全問題最為嚴(yán)重。目前情況，公告車輛限行、限速等傳統(tǒng)交通控制方式已經(jīng)無法很好地解決當(dāng)前交通事故多的問題。為解決上述問題，IEEE委員會(huì)制定了基于802.11P協(xié)議的WAVE協(xié)議棧。WAVE傳輸時(shí)延低于50ms，通信距離可達(dá)1000m,可靠通信距離有300m,專用于車聯(lián)網(wǎng)中高速移動(dòng)環(huán)境中車與車、車與路邊單元進(jìn)行無線通信。WAVE車載預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)⑼ㄟ^GPS或者其他傳感器模塊采集的自身的數(shù)據(jù)，例如當(dāng)前車輛所處位置、車輛的行駛方向、車輛的長度、車輛的載重、車輛速度、加速度等信息向周圍以廣播的方式進(jìn)行傳播，與周圍的車輛形成信息共享。駕駛員因此可以知道周邊交通情況，可以使司機(jī)由于周圍環(huán)境妨礙視線，還沒有看到路面狀況時(shí)，進(jìn)行超視距的提醒，這樣可以大大的提高車輛行駛的安全性。同時(shí)由于信息的共享，在一定程度上還可以緩解交通擁擠。

在1929年，美國開始研究DSRC(Dedicated Short Range Communication)。DSRC是應(yīng)用在汽車領(lǐng)域中的無線通信協(xié)議。美國、歐洲、日本是DSRC的主要研究與推動(dòng)者。

相比于歐美以及日本等發(fā)達(dá)國家，我們國家在車載通信相關(guān)技術(shù)方面的研究起步較晚。1998年，我國參照國際主流DSRC標(biāo)準(zhǔn)提出了主動(dòng)式DSRC標(biāo)準(zhǔn)，主要用于車輛收費(fèi)，并沒有服務(wù)于其他車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。2007年《電子收費(fèi)專用短程通信(DSRC)》GB/T20851系統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)是在參考?xì)W洲D(zhuǎn)SRC標(biāo)準(zhǔn)人CEN TC278的基礎(chǔ)上制定的，主要應(yīng)用于車輛收費(fèi)系統(tǒng)以及車輛自動(dòng)識(shí)別等。2014年，由清華大學(xué)等高校主導(dǎo)的863主題項(xiàng)目“智能車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究”，將我國道路交通管理從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)模式，為我國ITS以及車路協(xié)同系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前我國對(duì)車與車通信的研究大多以理論研究與仿真為主，真正設(shè)計(jì)到系統(tǒng)開發(fā)較少。

車與車通信系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用前景，目前市面上大多數(shù)車車通信系統(tǒng)還只是把功能定位在娛樂信息共享以及導(dǎo)航服務(wù)，而忽視了車與車之間的信息交互。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的發(fā)明目的是：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題，本實(shí)用新型提出了一種基于WAVE協(xié)議的車輛無線預(yù)警系統(tǒng)，利用車輛之間共享的車輛信息來提高車輛行駛的安全性。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種基于WAVE協(xié)議的車輛無線預(yù)警系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)處理模塊，用于實(shí)時(shí)處理車輛數(shù)據(jù)并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行控制；

第一存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)啟動(dòng)引導(dǎo)程序與操作系統(tǒng)；

第二存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)靜態(tài)文件系統(tǒng)；

第三存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；

軟啟動(dòng)模塊，用于向所述數(shù)據(jù)處理模塊供電并與所述數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；

無線通信模塊，用于無線發(fā)送數(shù)據(jù)并接受無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；

GPS模塊，用于采集車輛的地理位置、速度數(shù)據(jù)；

GYRO模塊，用于采集車輛運(yùn)行時(shí)的水平、垂直、俯仰、航向和角速度數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)處理模塊分別與第一存儲(chǔ)模塊、第二存儲(chǔ)模塊、第三存儲(chǔ)模塊、軟啟動(dòng)模塊、無線通信模塊、GPS模塊及GYRO模塊連接。

進(jìn)一步地，還包括CAN總線；所述CAN總線用于將車載傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊。

進(jìn)一步地，還包括按鍵模塊；所述按鍵模塊用于輸入車輛狀態(tài)的控制信號(hào)。

進(jìn)一步地，還包括音頻模塊；所述音頻模塊用于對(duì)所述數(shù)據(jù)處理模塊處理后的車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行音頻輸出。

進(jìn)一步地，還包括顯示模塊；所述顯示模塊用于對(duì)所述數(shù)據(jù)處理模塊處理后的車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形輸出。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊采用Cortex-A7中央處理器。

進(jìn)一步地，所述第一存儲(chǔ)模塊采用SPI Flash存儲(chǔ)器。

進(jìn)一步地，所述第二存儲(chǔ)模塊采用EMMC存儲(chǔ)器。

進(jìn)一步地，所述第三存儲(chǔ)模塊采用DDR3內(nèi)存。

進(jìn)一步地，所述GYRO模塊采用陀螺儀。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型利用無線通信模塊將車輛之間進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無線通信，從而將各個(gè)車輛與道路的信息迅速擴(kuò)散出去，為司機(jī)及時(shí)發(fā)出預(yù)警，使司機(jī)可以提前甚至超視距的了解到道路上的狀況，可以有效的減少交通事故；具有通信技術(shù)成熟，使用方便安全，成本低，當(dāng)有突發(fā)事件時(shí)預(yù)警擴(kuò)散快、范圍廣，實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的基于WAVE協(xié)議的車輛無線預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例一示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例二示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1所示，為本實(shí)用新型的基于WAVE協(xié)議的車輛無線預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。一種基于WAVE協(xié)議的車輛無線預(yù)警系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)處理模塊，用于實(shí)時(shí)處理車輛數(shù)據(jù)并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行控制；

第一存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)啟動(dòng)引導(dǎo)程序與操作系統(tǒng)；

第二存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)靜態(tài)文件系統(tǒng)；

第三存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；

軟啟動(dòng)模塊，用于向所述數(shù)據(jù)處理模塊供電并與所述數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；

無線通信模塊，用于無線發(fā)送數(shù)據(jù)并接受無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；

GPS模塊，用于采集車輛的地理位置、速度數(shù)據(jù)；

GYRO模塊，用于采集車輛運(yùn)行時(shí)的水平、垂直、俯仰、航向和角速度數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)處理模塊分別與第一存儲(chǔ)模塊、第二存儲(chǔ)模塊、第三存儲(chǔ)模塊、軟啟動(dòng)模塊、無線通信模塊、GPS模塊及GYRO模塊連接。

本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理模塊用于實(shí)時(shí)處理車輛數(shù)據(jù)并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行控制，這里的車輛數(shù)據(jù)包括各個(gè)模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，該功能的實(shí)現(xiàn)可以采用Cortex-A7中央處理器。

本實(shí)用新型的第一存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)的U-boot與操作系統(tǒng)，該功能的實(shí)現(xiàn)可以采用SPI Flash存儲(chǔ)器。

本實(shí)用新型的第二存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)靜態(tài)文件系統(tǒng)，該功能的實(shí)現(xiàn)可以采用EMMC存儲(chǔ)器。

本實(shí)用新型的第三存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，該功能的實(shí)現(xiàn)可以采用DDR3內(nèi)存。

本實(shí)用新型的軟啟動(dòng)模塊用于向所述數(shù)據(jù)處理模塊供電，提供相應(yīng)的時(shí)序，并與所述數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的軟啟動(dòng)功能，該功能的實(shí)現(xiàn)可以采用MCU微控制器。

本實(shí)用新型的無線通信模塊用于無線發(fā)送數(shù)據(jù)并接受無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其采用基于IEEE802.11P的無線通信模塊，無線通信模塊工作在專門為其劃分的5.9GHz頻段，周期性與事件性的廣播數(shù)據(jù)采用的信道為WAVE協(xié)議棧中的CCH(control channel)信道。由于WAVE協(xié)議棧是專用于車聯(lián)網(wǎng)的通信系統(tǒng)中，接入時(shí)間短、傳輸時(shí)延低于50ms，通信距離可達(dá)1000m,可靠通信距離有300m,數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到27Mbps,實(shí)時(shí)性、抗干擾能力要好于Cellular(3G)，WI-FI,zigbee等網(wǎng)絡(luò)。無線通信模塊與數(shù)據(jù)處理模塊通過SDIO接口連接，無線通信模塊與數(shù)據(jù)處理模塊通過應(yīng)用DMA技術(shù)通信，減少數(shù)據(jù)由中央處理器到無線模塊的時(shí)延。

本實(shí)用新型的GPS模塊用于采集車輛所處的位置、行駛方向、速度等數(shù)據(jù)，通過串口傳遞給數(shù)據(jù)處理模塊。

本實(shí)用新型的GYRO模塊用于采集車輛運(yùn)行時(shí)的水平、垂直、俯仰、航向和角速度，通過IIC總線與數(shù)據(jù)處理模塊連接，該功能的實(shí)現(xiàn)可以采用陀螺儀。

本實(shí)用新型還包括CAN總線；所述CAN總線用于將車載傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊。這里的車載傳感器包括如剎車、車輛狀態(tài)等能由分部在車輛各個(gè)部位的傳感器，通過CAN總線傳遞給數(shù)據(jù)處理模塊。

本實(shí)用新型還包括按鍵模塊；所述按鍵模塊用于輸入車輛狀態(tài)的控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛狀態(tài)進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置。

本實(shí)用新型還包括音頻模塊和顯示模塊；所述音頻模塊用于對(duì)所述數(shù)據(jù)處理模塊處理后的車輛預(yù)警數(shù)據(jù)進(jìn)行音頻輸出，所述顯示模塊用于對(duì)所述數(shù)據(jù)處理模塊處理后的車輛預(yù)警數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形輸出。

本實(shí)用新型中所有的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理，通過SDIO接口傳遞給無線通信模塊，無線通信模塊將其發(fā)送到周圍達(dá)到與周圍車輛共享信息的目的；當(dāng)無線通信模塊收到其他車輛數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)通過SDIO接口傳遞給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊會(huì)分析數(shù)據(jù)通過LCD顯示模塊與音頻模塊對(duì)駕駛員進(jìn)行提示。

如圖2所示，為本實(shí)用新型的實(shí)施例一示意圖，如圖3所示，為本實(shí)用新型的實(shí)施例二示意圖。其中，V1、V2、V3、V4、V5及ambulance均為應(yīng)用本系統(tǒng)的車輛。當(dāng)前車輛信息向周圍以廣播的方式進(jìn)行傳播，與周圍的車輛形成信息共享。駕駛員因此可以知道周邊交通情況，可以使司機(jī)由于周圍環(huán)境妨礙視線，還沒有看到路面狀況時(shí)，進(jìn)行超視距的提醒，這樣可以大大的提高車輛行駛的安全性。同時(shí)由于信息的共享，在一定程度上還可以緩解交通擁擠。

如圖4所示，為本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。在無線通信模塊的通信有效范圍內(nèi)，所有車輛都可以做為節(jié)點(diǎn)自由組成小的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以自主的發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，并且當(dāng)收到事件性的信息時(shí)還具有中繼的能力，能信息快速、大范圍的擴(kuò)散。所有新的基于WAVE協(xié)議的車輛無線預(yù)警系統(tǒng)只要在無線通信模塊的通信范圍內(nèi)都可以加入到現(xiàn)有的車聯(lián)網(wǎng)中，無需要多余操作，擴(kuò)展簡(jiǎn)單，完全符合車聯(lián)網(wǎng)的需求。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本實(shí)用新型的原理，應(yīng)被理解為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。