基于DSRC的車載通信平臺設(shè)計

開展基于DSRC技術(shù)研究旨在提供一套先進的手段和科學(xué)的方法，能全方位地控制，有效地進行車輛和駕駛員輔助和交通管理，及時檢測發(fā)現(xiàn)異常，減少交通事故的發(fā)生，提高駕駛和交通運輸?shù)陌踩浴?/p>本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/157855.htm

基于DSRC的車輛主動安全技術(shù)
專用短程通信（DSRC）技術(shù)是ITS的基礎(chǔ)之一。DSRC系統(tǒng)包括車-路（V2R）通信和車-車（V2V）通信兩種形式：車-路通信是車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施的通信，屬于移動節(jié)點與固定節(jié)點的通信，采用基于一跳的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)模型；車-車通信是車輛間通信，采用基于多跳的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)模型。兩種通信方式被應(yīng)用于不同領(lǐng)域。

1 車-路通信
車-路通信主要面向非安全性應(yīng)用，以ETC系統(tǒng)為代表。車輛經(jīng)過特定的ETC車道，通過車載OBU與路邊RSU的通信，不需停車和收費人員采取任何操作的情況下，能自動完成收費過程。除此之外，如圖1所示基于車-路通信的DSRC應(yīng)用還可以用在電子地圖的下載和交通調(diào)度等。路邊的RSU接入后備網(wǎng)絡(luò)與當?shù)氐慕煌ㄐ畔⒕W(wǎng)或因特網(wǎng)相連，通過OBU與RSU的通信來獲得電子地圖和路況信息等，從而可以選擇最優(yōu)路線，能夠緩解交通擁堵等。

圖1 DSRC在車-路通信中的應(yīng)用

2 車-車通信
車-車通信方式主要用于車輛的公共安全方面。將DSRC技術(shù)應(yīng)用于交通安全領(lǐng)域，能夠提高交通的安全系數(shù)，作用是減少交通事故，降低直接和非直接的經(jīng)濟損失，以及減少地面交通網(wǎng)絡(luò)的擁塞。如圖2中所示，當前面車輛檢測到障礙物或車禍等情況時，它將向后發(fā)送碰撞警告信息，提醒后面的車輛潛在的危險。

圖2 DSRC在車-車通信中的應(yīng)用

DSRC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)仿真研究
為了分析基于DSRC的車載無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能，可以采用仿真的方法。仿真采用同濟大學(xué)嘉定校區(qū)交通地圖，如圖3所示。假設(shè)車輛在交通道路地圖上發(fā)生碰撞，發(fā)出碰撞緊急消息，收到消息的車輛解讀消息，對自身車輛進行控制，且將消息繼續(xù)向周圍發(fā)送，傳遞給其他相關(guān)的車輛。仿真通過MOVE軟件，結(jié)合NS-2來實現(xiàn)。通過仿真可以得到，DSRC系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸延時低于50ms，滿足車載環(huán)境對延時的需求。為了達到系統(tǒng)性能的最佳，通過仿真得出結(jié)論，在兩車相對速度較小的情況下，系統(tǒng)性能達到最佳，同時設(shè)置數(shù)據(jù)包的大小為200字節(jié)，系統(tǒng)的傳輸延時和吞吐量達到最佳平衡，實現(xiàn)傳輸性能的最佳特性。

圖3 DSRC的車載無線通信系統(tǒng)仿真場景

車載通信平臺設(shè)計
車載通信平臺的建立是對DSRC技術(shù)的初步探索與嘗試，由OBU和RSU組成，圖4是車間通信平臺的示意圖，當車輛駛?cè)隦SU的服務(wù)范圍，OBU就可以與RSU進行通信，了解到當前道路的信息、交叉口的視頻信息和交通信號燈的狀態(tài)，OBU還可以通過相互通信，獲取周圍車輛的位置和速度，以此判斷是否會相互碰撞，并為預(yù)防事故發(fā)生警告駕駛員。

圖4 車間通信場景圖

由于車內(nèi)空間狹小，通信時延要求較高，車間通信對于車載設(shè)備的可靠性和實時性提出了更高的要求，本文考慮DSRC應(yīng)用場景，為嵌入式車載通信提供了解決方案。與通用型計算機平臺相比，DSRC嵌入式平臺除了具有功耗低、占用空間小等特點此還具有以下特性。

● 穩(wěn)定性
除了需要滿足安全消息的傳輸?shù)母呖煽啃酝?，在實際電路中還需要減少毛刺和干擾，使系統(tǒng)在車內(nèi)和室外環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定高效地工作。

● 實時性
車間通信系統(tǒng)中對于安全消息傳輸?shù)膶崟r性需要小于50ms，這對于硬件芯片的處理速度和軟件程序的運行效率都提出了更高的要求。