[发明专利]基于中继的车联网协同通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种车联网领域，特别涉及一种基于中继的车联网协同通信系统。

背景技术

车联网是以车辆为基本信息单元，通过传感器技术、信息采集技术、接入技术、传输技术、组网技术于一体，将行人、车辆、路边设施等道路实体与交通管理网络、移动网络与后备网络连接；服务于车辆安全、交通控制、信息服务、用户网络接入等应用；旨在改善交通状况、提高出行效率、拓展信息交互形式的智能综合网络体系。车联网具有广泛性、移动性和智能性三个特点。车联网就其本质而言是一种特殊的网络，广泛性指车联网所定义的车辆是广义的概念，包括飞机、船舶、铁路等交通工具。除了车辆外，车联网还包括路边设施、车载传感器、数据服务器等相关设施。对于不同通信设备与入网方式，车联网都提供相应的接口。移动性是车联网的根本特性，车辆的不断运动使得车联网的拓扑结构复杂、动态性高。车联网能为任何地点用户提供一个或多个接口以满足用户接入因特网通信需求，实现车辆与车联网服务器进行实时数据服务(如提供路况信息，基于位置信息的地图下载服务等)。智能性指的是车联网能够主动通过各种传感器，实时获取车辆和路况信息并作出相应反应，而不是被动的收集信息，等待信息被处理。

目前国内外对车联网研究主要有美国交通部自2009年起组织开展的IntelliDriveSM项目是为交通系统运行提供全新解决方案的大型ITS研发计划。该研发计划旨在建立车辆与车辆、车辆与基础设施之间的无线通信网络，并在此基础上实现增强交通安全、提升交通运行效率以及改善交通环境等方面的应用。车路协作系统研发计划是欧盟所支持的大型ITS研究与发展项目，主要目的是设计、开发和测试为了实现车辆之间通信以及车辆与附近的路边基础设施之间通信所需的技术，旨在提高旅客和货物的移动性以及道路交通运输系统的效率。该项目在车辆上安装实现车车通信和车路通信的统一标准的无线网络终端，同时实现多种功能的车辆定位和动态数字地图功能，在车路通信的基础上，实现路网监控和事件检测系统，同时，还将实现辅助驾驶、交通管理、出行服务和商用车管理等功能。日本政府以及相关产业正着手研发下一代的智能交通系统SMARTWAY，计划用5年的时间在重要道路上覆盖路况认知传感器，构建智能汽车系统、智能道路系统、车路间协调系统，并通过光纤网络与互联网连通，实现交通信息的实时发布。我国现在已有一部分高校和研究机构开展了相关的研究，例如，国家科技攻关专题“智能公路技术跟踪”，国家863课题“智能道路系统信息结构及环境感知与重构技术研究”、“基于车路协调的道路智能标识与感知技术研究”等，在车载通信方面也已有一些研究。

现有车辆网络因为缺少整体协同通信框架和协议栈，存在全网数据采集缺乏、信息共享不充分和数据交互实时性不足等影响车辆安全的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于中继的车联网协同通信系统，以实现车联网多种方式透明接入网络，保证通信的连续性，全网数据共享和提高车联网通信效率。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的基于中继的车联网协同通信系统，包括：车联网接入模块、车联网网络和传输模块、车联网管理模块、车联网基站设备、车联网信息安全模块及车联网应用模块，其中，所述车联网接入模块与所述车联网网络和传输模块、车联网信息安全模块及车联网管理模块相连接，用于提供接入接口，以便能接入由不同类型网络传输至的与车辆及路况相关的信息；所述车联网网络和传输模块与所述车联网信息安全模块、车联网基站设备及车联网管理模块相连接，用于对不同的车联网网络、路由策略，提供与相应网络相似或可以完全兼容的网络传输体系；所述车联网信息安全模块与所述车联网基站设备及车联网应用模块相连接，用于为车联网通信提供密钥管理、身份认证以确保各交通实体间传输的保密；还用于提供安全路由、数据传播，以保证数据在传播过程中不被篡改、丢弃或者插入虚假数据；还用于提供定位和位置验证、安全的时间同步；所述车联网管理模块与所述车联网基站设备及车联网应用模块相连接，用于管理和维护入网车辆信息、路况信息，以实现车辆在异构网络中垂直切换和跨层资源管理机制；还用于协调车联网中所有为车辆提供服务的基站，以实现车辆在不同基站间水平的无缝切换及车联网通信的QoS机制，并根据入网车辆的信息和业务种类，提供不同优先级的服务；车联网基站设备，与车联网应用模块相连接、用于提供标准的会话支持、信息支持和统一的应用层接口；所述车联网应用模块用于提供车联网用户其他非安全或非实时的接入后备网的接口。