车载自组织网络视频传输关键技术研究

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1、车载自组织网络视频传输关键技术研究ResearchonKeyTechnologyofVideoTransmissioninVehicularAdHocNetwork作者姓名：吴迪领域（方向）：电子与通信工程指导教师：赵昱副教授类别：工程硕士答辩日期：2015年6月6日车载自组织网络视频传输的关键技术研究摘要车载自组网(VehicularAdHocNetwork，VANET)是智能交通中实现车辆多媒体传输、远程交通事故预警、实时道路交通信息查询、高速公路自动缴费等应用技术的基础，在实际道路环境下，由于快速行驶会导致拓扑结构动态变化，同时无线信号还面临地形地物影响导致通信质量降低甚至中断，

2、因此高效视频传输一直是难点问题。本文研究基于嵌入式技术的车载自组网实时视频传输演示验证系统，旨在为车载自组织网络技术在智能交通中的应用研究提供参考。本文设计并实现了基于车载自组织网络环境下的视频传输演示验证系统，硬件平台选择以DM3730为主控芯片的Devkit8500开发板，并驱动配置了DWA125无线网卡，网络协议栈的物理层使用802.11g协议，传输层使用UDP协议。重点工作是在网络层改进了AODV协议，在应用层设计并实现了基于LinuxV4L2接口的视频采集与传输程序、网络路由协议模块、开发板自启动程序，以及无线网卡驱动模块等，并将验证系统在室外进行了模拟测试。本文的主要内容及

3、贡献如下：（1）设计演示验证系统的总体方案，建立嵌入式系统的软硬件开发平台。硬件平台以嵌入式Devkit8500D开发板和USB摄像头8100-U为主要组件，并配置了DWA125无线网卡。以DM3730为主控芯片，配置了USB驱动程序的引导文件，完成硬件平台驱动工作；软件平台以Linux2.6.32版本内核的Fedora12系统为核心，整体分为：Bootloader、linux内核、linux根文件与应用层四部分，通过交叉编译将系统烧写入开发板的NANDFLASH中。以此为基础，编译安装gcc、glibc等程序与库函数，建立一套完整的交叉编译工具链，为应用层的交叉编译做铺垫；（2）改进

4、并实现网络层的AODV路由协议。研究了网络协议栈总体结构，指出了AODV网络路由协议对链路的中断危险性考虑不足，分析了AODV协议中函数工作流程与路由表的建立和维护方式，对AODV协议维护路由过程进行优化。主要方法为：通过在hello报文中增加几个控制函数，广播检测相邻节点的能耗与信号强度，引入能耗与信号强度的阈值公式，用以控制路由表的维护（主动断开不合理的路由链路，搜寻更合理的链路）。最后用NS2仿真软件对改进协议进行仿真并分析性能，结果表明：优化后的AODV协议在端到端平均时延和系统丢包率上都有了一定的改善；（3）设计并实现了演示验证系统上的重要模块与应用程序，包括：采集与传输程序

5、、无线传输模块、网络路由协议模块等。采集程序设计基于Linux下V4L2接口函数，使用UDP传输协议，将采集到的较大数据流分段标记，存储到buffer流中传输，接收端通过标记函数对接收到的数据还原播放；无线传输模块编译分为两步：首先对基于RT3070芯片的DWA125网卡源代码的内核参数进行修改，然后交叉编译修改后的源码，将生成的STA驱动和SoftAP驱动文件编译到内核中；网络路由协议模块编译步骤：对改进后的路由协议源码参数进行修改，之后交叉编译生成aodv模块与aodv执行程序，将aodv模块编译到内核中，程序移植到开发板存储设备中。最后，将编译的应用层模块和程序写入系统并加载外置

6、电源后，系统成功启动，模块与程序工作正常；（4）在室外对演示验证系统进行测试，由于成本原因，使用三个开发板来模拟车载自组织网络环境下实时视频传输，测试系统主要指标如下：最大视频通信半径93m、最大路由通信半径61m，可传输视频节点最大速度5m/s。关键词：无线通信，视频传输，嵌入式，移动自组织网络ResearchonKeyTechnologyofVideoTransmissioninVehicularAdHocNetworkAbstractVANET(VehicularAdHocNetwork)isthefoundationofremotetrafficaccidentearlywar

7、ning,real-timetrafficinformationquery,highwayelectronictollcollectiontechnology,etc.Inthepracticalroadenvironment,thehighspeedwillleadtothedynamictopologychanges,atthesametime,thewirelesssignalisalsoaffectedbyterrainwhichwou