一種基于車車通信的中繼節點告警消息轉發方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于物聯網技術在安全駕駛和智能交通領域的應用領域，具體地設及一種 基于車車通信的中繼節點告警消息轉發方法。
【背景技術】
[0002] 物聯網（InternetofThings,縮寫I0T)是一個基于互聯網、傳統電信網等信息 承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。隨著物聯網技術 的迅速發展，其產業化推進速度也在不斷加快，物聯網在安全駕駛和智能交通領域發揮出 越來越大的作用。在安全駕駛方面，物聯網又被稱為車聯網（VANET，VehicularAd-hoc Network)。車聯網主要W車輛與路側單元通信、車車之間通信W及車輛與網絡通信為基礎， 通過交換實時可靠的安全相關消息實現安全駕乘。利用車聯網技術，結合GPS、CAN總線技 術，安全相關應用可W提前通知駕駛員可能發生的危險情況，降低事故發生率。
[0003] 面向安全駕乘的車車通信技術是實現安全駕駛的重要支撐技術，也是實現智能交 通的核屯、環節。車車通信主要W無線通信技術為基礎，車輛間相互交換位置速度等狀態信 息W及告警消息，為駕駛決策提供輔助。目前，車車通信的相關研究主要集中在國外，如歐 美國的￥11、11116111〇1'1￥65]\1、(：1〔45、(：￥齡5、〔31'化化等項目，日本的51113的胖37、4服等項 目，該些項目側重點不同，但是都設及到車車通信技術的研發與產業化工作。
[0004] 消息廣播炬roadcast)技術是目前車車通信采用的主要通信方式。一方面，車輛 會W屯、跳消息的形式向廣播自身狀態信息，如速度、位置等；另一方面，發生緊急事件后，車 輛會廣播告警消息，通知周邊車輛。目前實現廣播的方式主要有兩種；（1)使用簡單的洪泛 (Flooding)方式；（2)引入IE邸802. 11協議中的RTS/CTS、ACK控制包，配合復雜的控制邏 輯實現廣播控制，如UMB、PCBB等。
[0005] W上兩種方式中前者易于實現，后者可W保障消息實時性與可靠性，但兩種方式 都存在不足，對于洪泛法；（1)由于網絡中大量車輛共享無線通信信道，發生緊急事件后 告，告警消息很可能會由于消息過多導致競爭信道失敗，出現丟包，導致告警消息可靠性降 低；（2)由于所有車輛節點轉發告警消息的優先級相同，當車輛密度較大時，告警消息會在 距離告警源的一定區域內重復傳播，導致告警消息實時性降低，難W覆蓋足夠的區域。對于 第二種方式；其控制邏輯復雜，在計算能力有限的車載模塊中實現，很難取得良好的效果。

【發明內容】

[0006] 鑒于上述技術的不足，本發明目的是；提供一種基于車車通信的中繼節點告警消 息轉發方法，在保證告警消息W最快的速度在盡可能大的范圍傳輸的同時，減少了網絡中 冗余告警消息數量，有效提升了駕駛的安全性，簡單高效。
[0007] 本發明的技術方案是：
[0008] -種基于車車通信的中繼節點告警消息轉發方法，包括W下步驟：
[0009] SOI;車載終端接收到告警消息之后，判斷告警消息是否過期，丟棄過期消息，對于 未過期消息執行步驟S02 ;
[0010]S02 ;根據車輛在5t時間內的GPS坐標變化，計算出車輛在5t時間內的位移向 量iil.，根據車輛與告警消息源的GI^S坐標，計算出位置向量如，計算ii! * 良據wt* 的值判斷車輛是接近還是遠離告警消息源，丟棄正在遠離的消息，對于正在接近的消息執 行步驟S03 ;
[0011]S03 ;計算車輛與消息源之間的距離；根據車輛與消息源之間的距離設置轉發優 先級W及轉發延遲。
[0012] 優選的，步驟SOI中告警消息是否過期的判斷方法為：
[0013] 當告警消息源發出一條告警消息時，在告警消息中附上告警消息源的系統時間 send_time，當車輛收到消息時，將車輛的系統時間receive_time與send_time+t比較，其 中t是消息生存周期，其中，receive_time^send_time+t，表示告警消息未過期；receive_ time>send_time+t，表示告警消息未過期。
[0014] 優選的，步驟S02中判斷車輛與告警消息源相對位置關系的方法為： ii! *方< 0,表示車輛遠離告警消息源，而*it>化表示車輛靠近告警消息源。
[001引優選的，步驟S03中計算車輛與消息源之間的距離的公式為： 成"S = 2?巧本arcsinysin-() +cosa]*cotya-y? 主了A)
[0016]其中，a1和a2分別表示兩車的經度（單位為弧度），其中p1和p2分別表示兩 車的紳度（單位為弧度），R表示地球的平均半徑，其值為6371. 4km。
[0017] 優選的，所述根據車輛與消息源之間的距離設置轉發優先級W及轉發延遲包括：
[0018] 若dis< 200m，設該車輛的轉發優先級為10 ;
[0019] 若200m<dis< 400m，設該車輛的轉發優先級為9;
[0020] 若dis> 400m，設該車輛的轉發優先級為7 ;
[002。 當車輛的轉發優先級為7時，如果消息轉發遇到信道阻塞，則將等待時間取0~ 27(ms)之間的隨機值；
[002引當車輛的轉發優先級為9時，如果消息轉發遇到信道阻塞，則將等待時間取27~ 29(ms)之間的隨機值；
[002引當車輛的轉發優先級為10時，如果消息轉發遇到信道阻塞，則將等待時間取29~ 21° (ms)之間的隨機值。
[0024] 本發明的一種基于車車通信的中繼節點告警消息轉發方法，為實現該應用，車輛 的車載終端接收到告警消息W后，首先判斷該告警消息是否過期。過期消息將被直接丟棄。 對于未過期的消息，根據消息內消息源的GI^S坐標和車輛自身GI^S信息，判斷車輛與消息源 的相對位置關系，如果是正在接近，我們將進一步計算兩者距離，并根據距離值設置車輛轉 發優先級。該方法提出了一種全新的告警消息轉發機制，一方面，車輛只在消息未過期W及 車輛正在接近消息源時處理消息，減少了緊急事件發生后網絡中的冗余告警消息；另一方 面，通過設置消息轉發優先級，保證了告警消息W更快的速度在更大的范圍傳輸，提高了消 息的實時性和可靠性。
[002引本發明的優點是：
[0026] 1.實用性：本方法利用GI^S數據信息進行計算，根據車輛與告警源的相對位置關 系及距離確定車輛轉發消息的優先級，計算簡便，無需特殊設備；
[0027] 2.可靠性：本方法利用車車通信技術W及CAN總線來獲取相關信息，能夠獲取最 新信息作為判斷依據，使得誤差較小；
[0028] 3.高效性：本方法將消息是否過期W及車輛與告警源的相對位置關系作為轉發 告警消息的篩選條件，減少了緊急事件發生后網絡中冗余告警消息的數量，提高了帶寬利 用率，增加了消息的可靠性。
[0029] 4.靈活性：本方法的適用范圍較大，在陰雨天等惡劣天氣在都能可靠使用。
【附圖說明】
[0030] 下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：
[0031] 圖1為本發明基于車車通信的中繼節點告警消息轉發方法的GI^S坐標轉化為S維 坐標的示意圖；
[0032]圖2為本發明基于車車通信的中繼節點告警消息轉發方法的根據GI^S信息計算球 面距離的示意圖；
[0033]圖3為本發明基于車車通信的中繼節點告警消息轉發方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0034]W下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，該些實施例是用于說明 本發明而不限于限制本發明的范圍。實施例中采用的實施條件可W根據具體廠家的條件做 進一步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條件。
[00對 實施例：
[0036] 本實施例基于中繼節點告警信息轉發方法，其中車輛是指當前接收到告警消息的 車輛。告警消息源是指所有告警消息的源頭，即發生故障的車輛。告警消息數據包中包含該 消息被發送時消息源的系統時間，告警消息源的GI^S信息（經度、紳度W及海拔高度）等。
[0037] 該方法包括W下步驟：
[0038] (1)車輛的車載終端接收到告警消息W后，首先判斷該告警消息是否過期。如果消 息未過期，進入（2)，否則，丟棄；
[0039] (2)根據車輛在5t時間內的GPS坐標變化，計算出車輛在5t時間內的位移向量 根據車輛的GPS坐標W及消息源的GPS坐標，計算出位置向量計算向量而.與向量 ijf的點乘值it*it.
[0040] (3)判斷車輛是接近還是遠離消息源，如果車輛是接近消息源