车联网环境下的交通信息采集与通信技术研究

发布时间：2017-05-25 19:02

  本文关键词：车联网环境下的交通信息采集与通信技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：车联网是指通过交通信息采集技术、无线通信技术、定位技术的相互配合、获取道路上所有车辆静态、动态信息和路况信息,实现车与车、车与路之间的信息交互。获得实时、准确的交通数据,并利用相关通信技术实现信息高效、可靠的传输,对推动车联网技术的发展有着重要意义。专用短程通信(DSRC)技术是车联网技术的核心,车辆运行状态信息及路况信息的获取是车联网技术的基础。因此,本课题对DSRC技术中的IEEE 802.11p通信协议进行了深入研究,基于802.11p协议实现了车载单元(OBU)和路侧单元(RSU)通信系统的软硬件设计,并以802.11p通信技术为主,结合汽车CAN总线技术和无线地磁车辆检测技术,设计并实现了车联网环境下的交通信息采集系统。课题主要研究内容分以下几方面：(1)在高速、动态的行车环境下,只有很短的时间窗口来进行车与车以及车与路之间的信息交互。针对上述通信需求,深入研究了802.11p通信协议的PHY层及MAC层特性,基于恩智浦(NXP)的SAF5100无线处理器和TEF5100射频芯片进行了802.11p通信模块的硬件设计,并在嵌入式系统上进行了通信模块的软件设计,构建了车联网环境下高性能的DSRC通信系统。(2)根据车辆状态信息及道路信息检测的实际需求,首先重点研究了汽车CAN总线通信技术,结合GPS定位技术,设计并研制了车载信息采集单元,获取了车辆实时的运行状态信息及位置信息。然后基于地磁车辆检测技术和433MHz无线传感网技术,完成了路侧单元信息采集系统的软硬件设计,构建了路侧实时的交通流信息采集网络,最后对车载单元以及路侧单元信息采集系统的功能和信息采集的准确性进行测试与评估。(3)在实际的交通场景下,对基于802.11p协议的DSRC通信系统的通信性能进行了测试,并将其与基于Wi-Fi改进的DSRC通信系统进行了对比测试,验证了802.11p/DSRC通信系统的通信性能。通过实际测试表明,车辆在高速行驶情况下进行车-路及车-车通信时,802.11p通信技术在通信延迟、处理多径效应上具有很大的优势,是今后车联网技术中研究的重点。
【关键词】：DSRC技术 802.11p 汽车CAN总线 车辆检测
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 车联网技术研究现状10-11
• 1.2.2 短距离无线通信技术11-12
• 1.2.3 交通信息感知技术12-13
• 1.3 课题研究内容及章节安排13-14
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 章节安排14
• 1.4 本章小结14-15
• 第二章 课题总体设计15-23
• 2.1 课题需求分析15-16
• 2.1.1 车路/车车通信需求15-16
• 2.1.2 交通信息感知需求16
• 2.2 课题设计方案16-19
• 2.2.1 系统总体结构16-18
• 2.2.2 系统方案设计18-19
• 2.3 课题方案论证19-22
• 2.3.1 系统方案设计19-21
• 2.3.2 信息采集可行性分析21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 802.11P通信系统设计23-43
• 3.1 802.11PPHY层特性23-29
• 3.1.1 PHY层参数优化23-25
• 3.1.2 PHY层信道控制25-26
• 3.1.3 发射功率及频谱模板26-27
• 3.1.4 PHY层协议数据单元27-29
• 3.2 802.11PMAC层特性29-31
• 3.2.1 快速接入机制29
• 3.2.2 介质访问规则29-30
• 3.2.3 接入优先级30
• 3.2.4 MAC层协议数据单元30-31
• 3.3 802.11P通信模块硬件设计31-34
• 3.3.1 硬件结构设计31
• 3.3.2 硬件结构设计31-32
• 3.3.3 USB接口电路设计32
• 3.3.4 电源电路设计32-33
• 3.3.5 硬件PCB设计33-34
• 3.4 802.11P通信模块软件设计34-42
• 3.4.1 硬件结构设计34
• 3.4.2 通信模块驱动程序分析34-38
• 3.4.3 通信模块应用程序设计38-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 交通信息采集系统设计43-58
• 4.1 车载信息采集板硬件设计43-46
• 4.1.1 硬件结构设计43
• 4.1.2 主控电路设计43-44
• 4.1.3 CAN接口电路设计44-45
• 4.1.4 串口通信电路设计45
• 4.1.5 供电电源设计45
• 4.1.6 硬件PCB设计45-46
• 4.2 车载信息采集板软件设计46-49
• 4.2.1 GPS数据解析46-48
• 4.2.2 车载CAN网络信息获取48-49
• 4.3 路侧信息采集系统设计49-55
• 4.3.1 路侧信息、采集硬件设计50-52
• 4.3.2 路侧信息采集软件设计52-55
• 4.4 交通信息采集系统测试55-57
• 4.4.1 车载信息采集测试及结果55-56
• 4.4.2 路侧信息采集测试及结果56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 系统通信性能评估58-65
• 5.1 系统测试方法58-61
• 5.1.1 参数配置58-60
• 5.1.2 测试场景60-61
• 5.2 系统测试结果61-64
• 5.2.1 静态测试61-62
• 5.2.2 动态测试62-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-70
• 附录A70-71
• 在学期间的研究成果71-72
• 致谢72

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1 高建平;张小东;蒋锐;;基于图像处理的交通信息采集[J];重庆交通学院学报;2006年01期

2 秦玲;朱sゼ

本文编号：394673