[发明专利]智能移动物联网的绿色通信系统和方法

说明书

技术领域

本专利申请一般地涉及通信技术，更具体地，涉及使用可见光和不可见光 信号处理的智能移动物联网的绿色通信系统和方法。

背景技术

道路交通事故是全球公共安全问题。有许多发明，例如2009年由日产自动 车株式会社以及2010年由创新车辆系统(InnovativeVehicleSystems)提出的发 明。然而，所有这些专利都是传统的被动系统，其中没有一辆车会主动与其他 车通信。即使是谷歌的无人驾驶车辆，其安装的昂贵的测距传感器阵列仅仅是 用来检测距离以及弄清前方或后方车辆在哪儿。根据美国交通和教育中心2009 年的报告，其表明，在变换车道期间导致卡车撞击汽车有若干共同因素。迄今 为止，25％的最高的统计因子归因于卡车驾驶员的监视不足。不足的监视意味着 卡车驾驶员在开始变道之前，没有(或者由于大雾而不能够)得当地望向其车 镜以确定车道上是否有别的车辆。因此，我们需要下面显示的自动化系统来帮 助驾驶员安全地实现变道。微米波是一种安全且非电离类型的电磁辐射，可以 穿过衣物、木材、塑料和陶瓷，穿透雾和雨。它们的波长小于微波，大于红外 光。因此，它具有二者结合的择优属性，即它可以像光一样精确辨别距离，但 也可以像微波那样穿透雾和雨。

随着过去激增的物联网商业化、可见光业务的持续扩张以及多媒体应用的 使用增加，通信交通需求出现稳定地增长。研究人员正在朝着以前从未被给予 大量关注的颠覆性技术工作，包括可见光LiFi应用、不可见微米波的兆位应用、 水下声学成像以及应用于煤矿安全的量子无线电而努力。

作为智能交通系统的重要基础，现已开发了网络中的移动节点。传统的通 信系统带来了电磁(EMI)污染。EMI污染可以在人类和动物中引起癌症，也会 对发动机和制动操作带来不利的影响。车载自组织网络(或VANET)的基本思 想是建立移动网络，其中，移动节点在连接时可以在一定范围内使用新的无害 的光波或微米波来交流其速度、加速度、车道切换、位置和其它信息。这可以 使大多数——虽然不是全部——的汽车制造商摆脱使用包括雷达、超声或激光 的所有距离检测系统以及复杂的距离估计算法。

单跳通信节点的范围限制为数百米，且每个节点(移动节点)不仅是收发 器，还可以是路由器。通过多跳链路，使用已命名数据协议，可以将数据传送 到另外的移动节点，其中每个数据除了传统的地址外，还具有唯一的个人名称， 这样，当驾驶员从机场租车时，将他/她的行为签在消息上。VANET可以提供例 如网络信息交换、紧急事件提醒和驾驶员辅助等功能，其可以有效地避免移动 式平台的碰撞。此外，它可以通过路侧接入点连接到其它网络来实现自动驾驶 汽车或道路列车(多辆汽车连接成为列车的方式)的例如交通控制和信息广播 的功能。后面的应用也被称为智能移动物联网(IMIoT)。

无线网络中比特和字节丢失是很常见的。当移动节点高速运动时，最有可 能发生信息丢失，其往往比传输错误信息更为频繁。必须要提供好的补偿功能。 由于在请求重新传输时，接收者可能已经在范围之外，因此常规的纠错和重传 方法因移动性而不起作用。另一方面，大多数现有的纠错算法主要是处理比特 错误。不幸的是，在高速移动和可见光或不可见微米波光网络中，比起简单的 比特错误，更可能经常发生突发性的、缺失的、无序的或重复的比特。

软件定义无线电和软件定义网络得到越来越多的关注，尤其是在军事和公 共安全应用领域。然而，软件定义网络的关键问题是可靠性和稳健性。相比硬 件，软件往往有更多的不可重复的运行时缺陷，因此，在点对点而不是客户端 到服务器的方式中，研究运行时缺陷和逆向工程以报告在线问题变得尤为重要。

发明内容

本专利申请涉及一种用于智能移动物联网的绿色通信系统。在一方面，该 系统包括：主导通信设备和至少一个移动通信设备。主导通信设备用于和至少 一个移动通信设备之每一者进行通信，确定主导通信设备和移动通信设备之间 的当前通信环境，并根据当前通信环境控制移动通信设备的工作模式。

主导通信设备可以用于通过可见或不可见微米波光通信来与至少一个移动 通信设备之每一者进行通信。主导通信设备和至少一个移动通信设备之每一者 可以用于通过通信来执行功能，包括前后和侧面的对象检测、信息交互、紧急 事件提醒以及驾驶员辅助。