一種基于車車通信的中繼節(jié)點(diǎn)告警消息轉(zhuǎn)發(fā)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安全駕駛和智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域，具體地設(shè)及一種 基于車車通信的中繼節(jié)點(diǎn)告警消息轉(zhuǎn)發(fā)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings,縮寫I0T)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息 承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 的迅速發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)速度也在不斷加快，物聯(lián)網(wǎng)在安全駕駛和智能交通領(lǐng)域發(fā)揮出 越來越大的作用。在安全駕駛方面，物聯(lián)網(wǎng)又被稱為車聯(lián)網(wǎng)（VANET，VehicularAd-hoc Network)。車聯(lián)網(wǎng)主要W車輛與路側(cè)單元通信、車車之間通信W及車輛與網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)， 通過交換實(shí)時(shí)可靠的安全相關(guān)消息實(shí)現(xiàn)安全駕乘。利用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合GPS、CAN總線技 術(shù)，安全相關(guān)應(yīng)用可W提前通知駕駛員可能發(fā)生的危險(xiǎn)情況，降低事故發(fā)生率。
[0003] 面向安全駕乘的車車通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)安全駕駛的重要支撐技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)智能交 通的核屯、環(huán)節(jié)。車車通信主要W無線通信技術(shù)為基礎(chǔ)，車輛間相互交換位置速度等狀態(tài)信 息W及告警消息，為駕駛決策提供輔助。目前，車車通信的相關(guān)研究主要集中在國外，如歐 美國的￥11、11116111〇1'1￥65]\1、(：1〔45、(：￥齡5、〔31'化化等項(xiàng)目，日本的51113的胖37、4服等項(xiàng) 目，該些項(xiàng)目側(cè)重點(diǎn)不同，但是都設(shè)及到車車通信技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作。
[0004] 消息廣播炬roadcast)技術(shù)是目前車車通信采用的主要通信方式。一方面，車輛 會(huì)W屯、跳消息的形式向廣播自身狀態(tài)信息，如速度、位置等；另一方面，發(fā)生緊急事件后，車 輛會(huì)廣播告警消息，通知周邊車輛。目前實(shí)現(xiàn)廣播的方式主要有兩種；（1)使用簡單的洪泛 (Flooding)方式；（2)引入IE邸802. 11協(xié)議中的RTS/CTS、ACK控制包，配合復(fù)雜的控制邏 輯實(shí)現(xiàn)廣播控制，如UMB、PCBB等。
[0005] W上兩種方式中前者易于實(shí)現(xiàn)，后者可W保障消息實(shí)時(shí)性與可靠性，但兩種方式 都存在不足，對(duì)于洪泛法；（1)由于網(wǎng)絡(luò)中大量車輛共享無線通信信道，發(fā)生緊急事件后 告，告警消息很可能會(huì)由于消息過多導(dǎo)致競(jìng)爭信道失敗，出現(xiàn)丟包，導(dǎo)致告警消息可靠性降 低；（2)由于所有車輛節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)告警消息的優(yōu)先級(jí)相同，當(dāng)車輛密度較大時(shí)，告警消息會(huì)在 距離告警源的一定區(qū)域內(nèi)重復(fù)傳播，導(dǎo)致告警消息實(shí)時(shí)性降低，難W覆蓋足夠的區(qū)域。對(duì)于 第二種方式；其控制邏輯復(fù)雜，在計(jì)算能力有限的車載模塊中實(shí)現(xiàn)，很難取得良好的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于上述技術(shù)的不足，本發(fā)明目的是；提供一種基于車車通信的中繼節(jié)點(diǎn)告警消 息轉(zhuǎn)發(fā)方法，在保證告警消息W最快的速度在盡可能大的范圍傳輸?shù)耐瑫r(shí)，減少了網(wǎng)絡(luò)中 冗余告警消息數(shù)量，有效提升了駕駛的安全性，簡單高效。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0008] -種基于車車通信的中繼節(jié)點(diǎn)告警消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括W下步驟：
[0009] SOI;車載終端接收到告警消息之后，判斷告警消息是否過期，丟棄過期消息，對(duì)于 未過期消息執(zhí)行步驟S02 ;
[0010]S02 ;根據(jù)車輛在5t時(shí)間內(nèi)的GPS坐標(biāo)變化，計(jì)算出車輛在5t時(shí)間內(nèi)的位移向 量iil.，根據(jù)車輛與告警消息源的GI^S坐標(biāo)，計(jì)算出位置向量如，計(jì)算ii! * 良據(jù)wt* 的值判斷車輛是接近還是遠(yuǎn)離告警消息源，丟棄正在遠(yuǎn)離的消息，對(duì)于正在接近的消息執(zhí) 行步驟S03 ;
[0011]S03 ;計(jì)算車輛與消息源之間的距離；根據(jù)車輛與消息源之間的距離設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu) 先級(jí)W及轉(zhuǎn)發(fā)延遲。
[0012] 優(yōu)選的，步驟SOI中告警消息是否過期的判斷方法為：
[0013] 當(dāng)告警消息源發(fā)出一條告警消息時(shí)，在告警消息中附上告警消息源的系統(tǒng)時(shí)間 send_time，當(dāng)車輛收到消息時(shí)，將車輛的系統(tǒng)時(shí)間receive_time與send_time+t比較，其 中t是消息生存周期，其中，receive_time^send_time+t，表示告警消息未過期；receive_ time>send_time+t，表示告警消息未過期。
[0014] 優(yōu)選的，步驟S02中判斷車輛與告警消息源相對(duì)位置關(guān)系的方法為： ii! *方< 0,表示車輛遠(yuǎn)離告警消息源，而*it>化表示車輛靠近告警消息源。
[001引優(yōu)選的，步驟S03中計(jì)算車輛與消息源之間的距離的公式為： 成"S = 2?巧本arcsinysin-() +cosa]*cotya-y? 主了A)
[0016]其中，a1和a2分別表示兩車的經(jīng)度（單位為弧度），其中p1和p2分別表示兩 車的紳度（單位為弧度），R表示地球的平均半徑，其值為6371. 4km。
[0017] 優(yōu)選的，所述根據(jù)車輛與消息源之間的距離設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)W及轉(zhuǎn)發(fā)延遲包括：
[0018] 若dis< 200m，設(shè)該車輛的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)為10 ;
[0019] 若200m<dis< 400m，設(shè)該車輛的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)為9;
[0020] 若dis> 400m，設(shè)該車輛的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)為7 ;
[002。 當(dāng)車輛的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)為7時(shí)，如果消息轉(zhuǎn)發(fā)遇到信道阻塞，則將等待時(shí)間取0~ 27(ms)之間的隨機(jī)值；
[002引當(dāng)車輛的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)為9時(shí)，如果消息轉(zhuǎn)發(fā)遇到信道阻塞，則將等待時(shí)間取27~ 29(ms)之間的隨機(jī)值；
[002引當(dāng)車輛的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)為10時(shí)，如果消息轉(zhuǎn)發(fā)遇到信道阻塞，則將等待時(shí)間取29~ 21° (ms)之間的隨機(jī)值。
[0024] 本發(fā)明的一種基于車車通信的中繼節(jié)點(diǎn)告警消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，為實(shí)現(xiàn)該應(yīng)用，車輛 的車載終端接收到告警消息W后，首先判斷該告警消息是否過期。過期消息將被直接丟棄。 對(duì)于未過期的消息，根據(jù)消息內(nèi)消息源的GI^S坐標(biāo)和車輛自身GI^S信息，判斷車輛與消息源 的相對(duì)位置關(guān)系，如果是正在接近，我們將進(jìn)一步計(jì)算兩者距離，并根據(jù)距離值設(shè)置車輛轉(zhuǎn) 發(fā)優(yōu)先級(jí)。該方法提出了一種全新的告警消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，一方面，車輛只在消息未過期W及 車輛正在接近消息源時(shí)處理消息，減少了緊急事件發(fā)生后網(wǎng)絡(luò)中的冗余告警消息；另一方 面，通過設(shè)置消息轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)，保證了告警消息W更快的速度在更大的范圍傳輸，提高了消 息的實(shí)時(shí)性和可靠性。
[002引本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0026] 1.實(shí)用性：本方法利用GI^S數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)車輛與告警源的相對(duì)位置關(guān) 系及距離確定車輛轉(zhuǎn)發(fā)消息的優(yōu)先級(jí)，計(jì)算簡便，無需特殊設(shè)備；
[0027] 2.可靠性：本方法利用車車通信技術(shù)W及CAN總線來獲取相關(guān)信息，能夠獲取最 新信息作為判斷依據(jù)，使得誤差較?。?br>[0028] 3.高效性：本方法將消息是否過期W及車輛與告警源的相對(duì)位置關(guān)系作為轉(zhuǎn)發(fā) 告警消息的篩選條件，減少了緊急事件發(fā)生后網(wǎng)絡(luò)中冗余告警消息的數(shù)量，提高了帶寬利 用率，增加了消息的可靠性。
[0029] 4.靈活性：本方法的適用范圍較大，在陰雨天等惡劣天氣在都能可靠使用。
【附圖說明】
[0030] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[0031] 圖1為本發(fā)明基于車車通信的中繼節(jié)點(diǎn)告警消息轉(zhuǎn)發(fā)方法的GI^S坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為S維 坐標(biāo)的示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明基于車車通信的中繼節(jié)點(diǎn)告警消息轉(zhuǎn)發(fā)方法的根據(jù)GI^S信息計(jì)算球 面距離的示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明基于車車通信的中繼節(jié)點(diǎn)告警消息轉(zhuǎn)發(fā)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]W下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，該些實(shí)施例是用于說明 本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可W根據(jù)具體廠家的條件做 進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
[00對(duì) 實(shí)施例：
[0036] 本實(shí)施例基于中繼節(jié)點(diǎn)告警信息轉(zhuǎn)發(fā)方法，其中車輛是指當(dāng)前接收到告警消息的 車輛。告警消息源是指所有告警消息的源頭，即發(fā)生故障的車輛。告警消息數(shù)據(jù)包中包含該 消息被發(fā)送時(shí)消息源的系統(tǒng)時(shí)間，告警消息源的GI^S信息（經(jīng)度、紳度W及海拔高度）等。
[0037] 該方法包括W下步驟：
[0038] (1)車輛的車載終端接收到告警消息W后，首先判斷該告警消息是否過期。如果消 息未過期，進(jìn)入（2)，否則，丟棄；
[0039] (2)根據(jù)車輛在5t時(shí)間內(nèi)的GPS坐標(biāo)變化，計(jì)算出車輛在5t時(shí)間內(nèi)的位移向量 根據(jù)車輛的GPS坐標(biāo)W及消息源的GPS坐標(biāo)，計(jì)算出位置向量計(jì)算向量而.與向量 ijf的點(diǎn)乘值it*it.
[0040] (3)判斷車輛是接近還是遠(yuǎn)離消息源，如果車輛是接近消息源