车联网环境下通信单元需求建模与设计实现

发布时间：2020-09-09 09:04

　　 车联网平台是解决城市道路交通安全问题、拥堵问题的一个有效途径。车载设备的通信单元是车联网平台的重要组成部分,是车辆和外界进行信息交互的载体。本论文分析了城市道路交通环境对于车载设备通信单元的通信需求,构建了车载设备通信单元需求模型,并设计了车载设备通信单元的硬件单元和软件单元。在基于车车互联的情况下,本论文重建了跟驰模型,并设计了基于跟驰模型的避撞算法来避免追尾的发生。最后本论文对车载设备通信单元的通信功能和通信性能进行了测试,并将车载设备通信单元应用于车车互联的跟驰模型下,验证了跟驰模型避撞算法的有效性。本论文完成的主要研究工作包括以下部分:(1)本论文分析了车联网的发展现状,研究了车载设备通信单元在车联网平台的作用。在基于车车互联情况下,本论文对车载设备通信单元的需求进行了研究分析,同时采用E-R(Entity-Relationship)需求分析方法针对车载设备通信单元建立了需求模型,并根据E-R需求模型选择了适用的无线通信技术来设计通信单元。(2)在E-R需求模型的基础上,本论文设计和构建了车载设备通信单元的硬件单元和软件单元。硬件单元由信息采集单元、控制单元和通信单元三个部分组成,分别实现了车辆环境信息采集、车辆环境信息处理、车辆环境信息发送的功能。软件单元由信息处理和控制单元和信息传输单元两个部分组成,分别实现了对车辆环境信息的处理和筛选、车辆环境信息的自动发送等功能。车载设备通信单元实现了车辆环境信息自动化传输的功能。(3)车载设备通信单元实现了车车互联通信、与驾驶员HMI(HumanMachine Interface,人机接口、人机界面)的通信。针对城市道路交通环境下常见的跟驰模型,本论文分析了车车互联通信对跟驰模型的影响,并对跟驰模型进行了重建,同时设计了相应的避撞算法来避免跟驰模型下追尾事故的发生。提升跟驰模型下车辆运行安全性。为了验证车载设备通信单元的功能和性能,本论文搭建了相应的实车验证平台,对车载设备通信单元车车通信模块、车地通信模块、车内通信模块进行了功能和性能的测试,最后,测试了车载设备通信单元在跟驰模型下的作用。测试结果表明,车载设备通信单元能够完成车地、车车、车内信息传输的功能并且使通信时延保持在一个较小的范围内。基于车车互联的跟驰模型避撞算法能够有效地缩短驾驶员反应时间,避免追尾。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U495;U463.67
【部分图文】：

图１－１计算机网络体系结构逡逑Ｆｉｇｕｒｅｌ－邋１邋Ｃｏｍｐｕｔｅｒ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ邋Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ逡逑ＣＰ／ＩＰ网络体系结构是世界范围内的实际网络体系标准，应用层是ＴＣ结构的最高层，是应用软件工作的层次，利用下层服务提供的服务端对端透明的数据传输，ＴＣＰ／ＩＰ通信协议采用分层的模式来进行层为上层提供透明的服务，上层利用下层提供的服务进行网络程序论文中，无线通信模式多选用ＴＣＰ邋（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ邋Ｃｏｎｔｒｏｌ邋Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）行软件单元的编写。在ＴＣＰ／ＩＰ网络体系结构的应用层，软件单元工根据下层提供的服务进行透明传输。软件单元工作在应用层，利用ＵＤａｍ邋Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）协议或者ＴＣＰ传输协议进行信息的交互和共享，ＵＤＰＴＣＰ数据包）进行封装之后，转发到ＩＰ邋（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ邋Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）网络层据包进行封装，转发到网络接口层，网络接口层再次对数据包进行最后数据方能够在物理链路上进行传输，从而应用层软件单元之间的相作模式如图卜２所示：逡逑

为城市道路交通主体提供服务。减少城市道路交通中危险事故的发生，提高交通流逡逑运行效率。逡逑车联网平台层次如图２－１所示：逡逑：逦邋ｒ逦１邋邋—逡逑应用层邋逦邋逦邋逦逡逑b\0邋｜逦｜邋安全类｜邋｜邋效率类邋｜邋｜邋服务类邋｜逦！邋曑逡逑ｉ邋支撑层逦！逡逑大数据处理｜人工智能｜移动互联逡逑１邋ＵＪｖ逦逦逦Ｊ－Ａ邋Ｉ逡逑系邋ｉ逦逦邋逦邋逦邋！邋全逡逑Ｉ智能车

本文编号：2814778