基于中间件的C-V2X车载单元消息分发机制研究与设计
发布时间：2022-08-11 10:28
随着C-V2X（Cellular-Vehicle-to-Everything）车联网技术的研究,C-V2X车载单元成为了车辆与其他设备或系统的主要通信设备。为了适应不同设备或系统对消息的不同要求,需要对车载单元的消息分发机制进行研究设计,以提高车载单元消息的分发效率和通信的可靠性。本文研究符合C-V2X通信环境要求的异构通信网络、中间件等关键技术,重点研究了车载系统的消息分发管理机制,设计了一种基于发布/订阅的并行化中间件软件架构。论文主要工作如下:1.C-V2X车载单元消息中间件设计与实现。本文设计并实现了一种适应车联网通信、支持并行化中间件架构,基于发布/订阅模型,并设计了线程池管理器对线程进行了有效分配和管理,为车联网应用提供良好的支持接口,增强了系统的并发通信能力,从而保障上层应用和底层通信模块间数据高效、可靠和有序的传递。2.C-V2X车载单元消息分发关键技术实现。针对周期性消息分发容易造成严重的网络负载问题,本文提出了基于模糊逻辑的自适应消息周期方法,并对消息优先级进行划分,使用基于优先级的消息调度策略,优先转发高优先级的消息,从而提高消息分发效率。3.在研发C-V2X车载...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 V2X车联网研究现状
1.2.2 嵌入式中间件的研究现状
1.2.3 面向车联网应用的V2X消息研究现状
1.3 论文主要工作
1.4 论文组织架构
第2章 OBU系统架构设计
2.1 OBU网络架构分析
2.2 OBU消息通信特征与需求分析
2.2.1 OBU消息特征与性能要求分析
2.2.2 OBU中间件需求分析
2.3 OBU系统架构设计
2.3.1 人机交互层
2.3.2 中间件层
2.3.3 Linux系统层
2.3.4 硬件设备层
2.4 本章小结
第3章 基于并行化的消息中间件设计与实现
3.1 中间件组件总线实现
3.1.1 组件总线实现
3.1.2 组件总线的组件表设计
3.2 消息代理实现
3.2.1 消息格式设计
3.2.2 发布/订阅实现
3.3 异构通信网络管理实现
3.3.1 消息格式转换实现
3.3.2 消息事件监听实现
3.3.3 通信接口选择实现
3.4 中间件并行化实现
3.4.1 Open MP并行实现
3.4.2 线程池实现
3.4.3 POSIX多线程管理器的实现
3.5 本章小结
第4章 消息分发关键技术实现
4.1 基于模糊逻辑的自适应消息周期方法
4.1.1 模糊逻辑理论
4.1.2 通信场景及问题分析
4.1.3 自适应消息周期实现
4.2 基于优先级的消息调度策略
4.2.1 消息优先级划分
4.2.2 优先级调度策略
4.3 基于优先级和自适应周期的消息分发数据流
4.3.1 消息接收数据流
4.3.2 消息发送数据流
4.4 典型OBU安全应用设计
4.4.1 前向/后向碰撞预警应用设计
4.4.2 道路危险状况应用设计
4.5 本章小结
第5章 测试与验证
5.1 测试环境
5.1.1 软硬件环境介绍
5.1.2 仿真环境介绍
5.1.3 仿真环境搭建
5.2 中间件功能测试与性能分析
5.2.1 中间件功能测试
5.2.2 中间件性能分析
5.3 消息分发功能测试与性能分析
5.3.1 消息分发功能测试
5.3.2 消息分发关键技术性能分析
5.3.3 消息分发综合性能分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]C-V2X蜂窝车联网标准分析与发展现状[J]. 魏垚,王庆扬. 移动通信. 2018(10)
[2]基于模糊软集的三Ⅰ推理方法的性质[J]. 薛彬彬,秦克云. 计算机科学. 2018(05)
[3]LTE-V2X车联网技术、标准与应用[J]. 陈山枝,胡金玲,时岩,赵丽. 电信科学. 2018(04)
[4]基于模糊重心法的航海实习船安全评价[J]. 刘立国. 船舶标准化工程师. 2018(02)
[5]双输入-单输出CRI模糊推理方法的还原性[J]. 董晓梅. 模糊系统与数学. 2017(06)
[6]车联网关键技术及演进方案研究[J]. 邱佳慧,陈祎,刘珊,刘琪. 邮电设计技术. 2017(08)
[7]基于小波和模糊逻辑理论的交通事件检测[J]. 魏赟,杨梦灵. 计算机工程与设计. 2017(07)
[8]基于OpenDDS的中间件实时通信机制扩展设计[J]. 冯剑尘,柳中华. 舰船电子工程. 2017(02)
[9]以数据为中心的分布式系统自适应集成方法[J]. 曹建平,于辉,周秀芝. 软件导刊. 2016(11)
[10]车载终端车联网中间件技术研究与实现[J]. 蒋建春,王开龙,景艳梅. 计算机测量与控制. 2015(07)
本文编号：3674491
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 V2X车联网研究现状
1.2.2 嵌入式中间件的研究现状
1.2.3 面向车联网应用的V2X消息研究现状
1.3 论文主要工作
1.4 论文组织架构
第2章 OBU系统架构设计
2.1 OBU网络架构分析
2.2 OBU消息通信特征与需求分析
2.2.1 OBU消息特征与性能要求分析
2.2.2 OBU中间件需求分析
2.3 OBU系统架构设计
2.3.1 人机交互层
2.3.2 中间件层
2.3.3 Linux系统层
2.3.4 硬件设备层
2.4 本章小结
第3章 基于并行化的消息中间件设计与实现
3.1 中间件组件总线实现
3.1.1 组件总线实现
3.1.2 组件总线的组件表设计
3.2 消息代理实现
3.2.1 消息格式设计
3.2.2 发布/订阅实现
3.3 异构通信网络管理实现
3.3.1 消息格式转换实现
3.3.2 消息事件监听实现
3.3.3 通信接口选择实现
3.4 中间件并行化实现
3.4.1 Open MP并行实现
3.4.2 线程池实现
3.4.3 POSIX多线程管理器的实现
3.5 本章小结
第4章 消息分发关键技术实现
4.1 基于模糊逻辑的自适应消息周期方法
4.1.1 模糊逻辑理论
4.1.2 通信场景及问题分析
4.1.3 自适应消息周期实现
4.2 基于优先级的消息调度策略
4.2.1 消息优先级划分
4.2.2 优先级调度策略
4.3 基于优先级和自适应周期的消息分发数据流
4.3.1 消息接收数据流
4.3.2 消息发送数据流
4.4 典型OBU安全应用设计
4.4.1 前向/后向碰撞预警应用设计
4.4.2 道路危险状况应用设计
4.5 本章小结
第5章 测试与验证
5.1 测试环境
5.1.1 软硬件环境介绍
5.1.2 仿真环境介绍
5.1.3 仿真环境搭建
5.2 中间件功能测试与性能分析
5.2.1 中间件功能测试
5.2.2 中间件性能分析
5.3 消息分发功能测试与性能分析
5.3.1 消息分发功能测试
5.3.2 消息分发关键技术性能分析
5.3.3 消息分发综合性能分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]C-V2X蜂窝车联网标准分析与发展现状[J]. 魏垚,王庆扬. 移动通信. 2018(10)
[2]基于模糊软集的三Ⅰ推理方法的性质[J]. 薛彬彬,秦克云. 计算机科学. 2018(05)
[3]LTE-V2X车联网技术、标准与应用[J]. 陈山枝,胡金玲,时岩,赵丽. 电信科学. 2018(04)
[4]基于模糊重心法的航海实习船安全评价[J]. 刘立国. 船舶标准化工程师. 2018(02)
[5]双输入-单输出CRI模糊推理方法的还原性[J]. 董晓梅. 模糊系统与数学. 2017(06)
[6]车联网关键技术及演进方案研究[J]. 邱佳慧,陈祎,刘珊,刘琪. 邮电设计技术. 2017(08)
[7]基于小波和模糊逻辑理论的交通事件检测[J]. 魏赟,杨梦灵. 计算机工程与设计. 2017(07)
[8]基于OpenDDS的中间件实时通信机制扩展设计[J]. 冯剑尘,柳中华. 舰船电子工程. 2017(02)
[9]以数据为中心的分布式系统自适应集成方法[J]. 曹建平,于辉,周秀芝. 软件导刊. 2016(11)
[10]车载终端车联网中间件技术研究与实现[J]. 蒋建春,王开龙,景艳梅. 计算机测量与控制. 2015(07)
本文编号：3674491
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