车辆自组网车载单元关键技术研究与实现硕士学位论文

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1、东南大学硕士学位论文车辆自组网车载单元关键技术研究与实现姓名：刘亮申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：沈连丰20100305摘要本学位论文研究课题来源于国家高技术研究发展计划(863计划)专题课题“车辆间及车辆内联网的体系结构与组网技术研究(No．2008AA012205)999在详细研究车辆自组网(VANET，VehiclarAdHoeNetwork)现有技术的基础上，针对车辆自组网的应用场景和功能要求，研究并实现了一种嵌入式车载单元(OBU，On．BoardUnit)。该车载单元可

2、获取车辆运行数据并对数据处理生成消息，利用改进型IEEE802．1lb／g模块将消息发送至其他车辆，实现车辆间组网及信息交互；当紧急情况发生时，它能够实时产生紧急事件消息通知周边车辆，有效提高行驶安全性；并且OBU利用监牙模块可以在车域范同内组网，实现车辆内和车辆间组网及信息交互。本文在提出车载单元整体设计方案基础上，对其硬件和底层软件开发进行了详细说明，并给出了测试结果。全文共分五章。第1章介绍课题背景、研究意义与国内外研究动态以及各章节安排。第2章首先给出一种高速公路环境下的车辆自组网应用场景

3、及其体系结构，并分析车载单元的设计要求；然后提出总体设计方案；接下来研究VANET所涉及的各项关键技术，包括车辆环境F无线接入(wAⅦ，WirelessAccessinVehiclusrEnvironment)技术，移动AdHoe网络和蓝牙技术。其中，重点介绍了WAVE技术所涉及的IEEE802．11p协议和IEEE1609协议族，以及它们所具有与车辆间通信(V2V，Vehicle-to-VehicleCommunication)相对应的物理层、MAC／LLC层技术和特点。第3章首先阐述OBU硬件

4、的总体设计方案，接下米依次介绍各个模块的具体硬件设计与实现，包括实现数据实时处理与存储的控制模块、用于车辆间通信的IEEE802．1lb／g模块、负责车辆内通信的蓝牙模块、指令输入输出模块、电源模块和各接口电路实现；重点介绍了车辆问通信模块的选取与设计，最后简要说明硬件设计过程中的一些注意事项。第4章首先阐述OBU软件的整体设计方案，然后详细分析在嵌入式Linux平台下不同层次软件的设计与开发，包括嵌入式Limtx内核的移植、设备驱动程序的设计开发以及部分应用程序的开发。其中，重点介绍了实现车辆间

5、通信的IEEE802．1Xb／g设备驱动开发与移植。第5章针对OBU的各个模块及具体各项功能进行测试。模块测试包括蓝牙模块和IEEE802．1lb／g模块，功能测试则针对共享内存内的数据处理与存储；然后，对OBU和路边节点(RSU，Road．SideUnit)组成的VANET系统进行联合调试。上述测试表明，本文所设计的OBU基本满足了前期的设计要求。最后，对全文进行了总结并指出了整个设计中的不足及需要深入研究之处。关键词：车辆自组网，车载单元，车辆间通信，嵌入式开发，IEEE802．1lb／g／p

6、AbstractTheresearchsubjectofthisthesisissupportedbytheNationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgramofChina(863Program)，whichisnamedResearchOnSystemArchitectureandRoutingTochnologyofIntra-vehicleAndInter-vehiclenetworking(No．2008AA012205)．Inthist

7、hesis，anOn-Bo鲫dUnit(OBU)isdesignedandimplementedunderembeddedplatformrespondingtotheapplicationscenariosandfunctionalrequirementsofVehiclarAdHocNetwork(VANET)．，111edesignedOBUCanacquirevehiclelocationdataandgeneratemessagethroughthedataprocess，thentra

8、nsmitthemessagetoothervehiclesusingenhancedIEEE802．1lWgmodule，whichachievesbot置Iintra-vehicleandinter-vehiclenetworkingaswellasinformationexchange，Furthermore，whenemergencyOCOUl"8，itcangenerateemergencyeventmessagesforadjacentvehiclesinrealtim