一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng)，分為三層：(1)硬件接口層負(fù)責(zé)車(chē)輛與車(chē)輛之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，以及交通信息和地理信息的采集。本發(fā)明利用Wifi-Direct技術(shù)實(shí)現(xiàn)V2V通信，并由此建立自組織網(wǎng)絡(luò)；(2)網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)交通消息的轉(zhuǎn)發(fā)和緩存，以及消息的解析和再封裝。本發(fā)明通過(guò)引入DTN技術(shù)，利用“存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的路由策略實(shí)現(xiàn)交通信息在車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)中的傳播，有效的解決了車(chē)輛間鏈路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化帶來(lái)的通信中斷問(wèn)題。(3)應(yīng)用層功能是完成交通消息的封裝、解析和展示。本發(fā)明基于消息內(nèi)容的訂閱發(fā)布機(jī)制，通過(guò)更加合理的選擇消息投遞目的地，減輕了由消息復(fù)制帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，并通過(guò)消息過(guò)濾優(yōu)化用戶體驗(yàn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、容遲/容斷網(wǎng)絡(luò)、智能交通系統(tǒng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation System,簡(jiǎn)稱(chēng)ITS)是未來(lái)交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。
[0003]車(chē)聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的重要應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)的集中體現(xiàn)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)是指裝載在車(chē)輛上的電子標(biāo)簽通過(guò)無(wú)線射頻等識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)所有車(chē)輛的屬性信息和靜、動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對(duì)所有車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)，從而達(dá)到有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施、減少交通負(fù)荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運(yùn)輸效率的目的。車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有較高的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性，擁有十分廣闊的前景。
[0004]車(chē)聯(lián)網(wǎng)終端通過(guò)傳感技術(shù)采集車(chē)輛行駛信息和道路信息，并通過(guò)V2V、V2R的通信方式，有選擇性的接入車(chē)輛自組網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)或者無(wú)線局域網(wǎng)，將這些消息在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布出去，接收者通過(guò)分析消息得知當(dāng)前的路況信息以及其它駕駛者的狀態(tài)，從而達(dá)到規(guī)避交通事故，減緩交通壓力的目的。近年來(lái)，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，新的信息采集技術(shù)被納入到車(chē)聯(lián)網(wǎng)之中。最為典型的就是GPS定位技術(shù)。車(chē)載智能終端通過(guò)GPS模塊與衛(wèi)星通信，獲得車(chē)輛的位置信息，不僅節(jié)省了基礎(chǔ)設(shè)施的投入，也為交通信息的投遞提供了必要的依據(jù)。
[0005]關(guān)于車(chē)輛間通信，早在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)被人關(guān)注了。近年來(lái)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，世界上很多國(guó)家也都陸續(xù)推出了自己的車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
[0006]FleetNet -1nternet on the Road項(xiàng)目是由6家公司和3所大學(xué)為了推動(dòng)車(chē)間通信發(fā)展而建立的項(xiàng)目。它的目的是開(kāi)發(fā)一套車(chē)輛間通信平臺(tái)，通過(guò)快速廉價(jià)的信息分發(fā)方式，及時(shí)地給駕駛員提供信息，保證駕駛的安全性和舒適性。后來(lái)有人在FleetNet的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)采集車(chē)輛的地理位置信息，提出一種基于位置的消息路由策略，從而將FleetNet與真實(shí)場(chǎng)景很好地結(jié)合起來(lái)。
[0007]CarTalk2000從2001年開(kāi)始，為期3年。它致力于開(kāi)發(fā)一種新的基于車(chē)間通信的駕駛員輔助駕駛系統(tǒng)，用于駕駛的安全性和舒適性，同時(shí)希望針對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)頻繁變化這一情況提出一個(gè)基于無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)的通信平臺(tái)。NoW - Network on Wheels作為FleetNet的后續(xù)工程，被高校、研究機(jī)構(gòu)共同提出，從2004年開(kāi)始啟動(dòng)。NoW基于自組網(wǎng)絡(luò)原則和無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)，提出一個(gè)支持車(chē)與車(chē)、車(chē)與基礎(chǔ)設(shè)施通信的車(chē)載通信系統(tǒng)，并且解決了在車(chē)輛通信中如何保證數(shù)據(jù)安全性的問(wèn)題。
[0008]C2C-CC, “Car2Car Communi cati on Consoni \m>}是由 6 家歐洲汽車(chē)制造商(BMW、DaimlerChrysler、Volkswagen等)組成，目標(biāo)是為Car2Car通信系統(tǒng)建立一個(gè)公開(kāi)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，不同制造商的汽車(chē)能夠相互通信。CarfCar通信系統(tǒng)是采用基于無(wú)線局域網(wǎng)wLAN技術(shù)，確保在歐洲范圍內(nèi)車(chē)間通信的正常運(yùn)行。
[0009]TrafficView作為e-Road的一個(gè)子項(xiàng)目，由美國(guó)馬里蘭州立大學(xué)提出。TrafficView定義了一個(gè)發(fā)布、收集道路車(chē)輛信息的框架。TrafficView可以為駕駛員提供關(guān)于道路交通信息的提示，有助于駕駛員在惡劣天氣環(huán)境下的駕駛，并可以?xún)?yōu)化目的地路線選擇。
[0010]通過(guò)對(duì)上述項(xiàng)目的了解和研究可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)大多數(shù)都是基于基礎(chǔ)設(shè)施的。具體的說(shuō)，車(chē)輛通過(guò)車(chē)聯(lián)網(wǎng)終端上的通信模塊，有選擇性的接入車(chē)輛自組網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)或者無(wú)線局域網(wǎng)，而這三種區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)又最終接入作為骨干網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)。而各類(lèi)車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器就架設(shè)在互聯(lián)網(wǎng)上，車(chē)輛通過(guò)這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最終與服務(wù)器建立連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。這種集中式車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不僅建設(shè)成本高,而且中心節(jié)點(diǎn)的處理能力往往會(huì)成為瓶頸。
[0011]更重要的是，車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所依賴(lài)的網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)固定、鏈路變化較少的網(wǎng)絡(luò)有著很大的不同。車(chē)聯(lián)網(wǎng)作為一種特殊網(wǎng)絡(luò)，它有節(jié)點(diǎn)高速移動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)頻繁變化、路徑壽命短、節(jié)點(diǎn)通信覆蓋范圍小、無(wú)線信道質(zhì)量不穩(wěn)定等特點(diǎn)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議已經(jīng)不適用于車(chē)聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中了。如何尋找一種合適的技術(shù)來(lái)解決車(chē)聯(lián)網(wǎng)中的信息傳播擴(kuò)散的問(wèn)題已經(jīng)成為了人們研究的熱點(diǎn)，特別是當(dāng)面對(duì)城市復(fù)雜道路情況、車(chē)輛間鏈路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化劇烈等情況時(shí)，如何保障各傳感、通信節(jié)點(diǎn)之間的信息傳輸成為構(gòu)建城市智能交通系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
[0012]MANET(移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò))是研究者提出的一種節(jié)點(diǎn)具有移動(dòng)特性，自組織形式的網(wǎng)絡(luò)，其節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)具有很大的隨機(jī)性。人們?cè)贛ANET的基礎(chǔ)上，對(duì)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的方向性和速度加上限制，使其符合車(chē)輛的移動(dòng)特征，并由此提出VANET(車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò))的概念。VANET與車(chē)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境相似，具有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、節(jié)點(diǎn)高速移動(dòng)、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)存在規(guī)律性、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化劇烈、網(wǎng)絡(luò)頻繁割裂等特點(diǎn)。然而VANET中使用的路由協(xié)議多是基于傳統(tǒng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)的思想，既在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間尋找一條連通的鏈路，然后把消息按照這條路徑多跳的傳遞下去，因此它在通信瞬間仍然是依賴(lài)端到端的鏈路的。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)中，車(chē)輛的高速移動(dòng)造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劇烈變化，網(wǎng)絡(luò)割裂的狀況會(huì)頻繁出現(xiàn)，尤其是在車(chē)輛節(jié)點(diǎn)密度較小的區(qū)域，會(huì)存在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有端到端的鏈路，VANET在應(yīng)對(duì)這種情況時(shí)面臨著巨大挑戰(zhàn)。
[0013]在諸多組網(wǎng)技術(shù)中，容遲/容斷網(wǎng)絡(luò)(Delay/Disruption Tolerant Networks,DTN)中提出利用“存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”(Store-Carry-Forward)機(jī)制來(lái)完成消息的傳遞。這種機(jī)制下，節(jié)點(diǎn)在通信鏈路斷開(kāi)的時(shí)候不傳輸數(shù)據(jù)包，而是攜帶著數(shù)據(jù)保持繼續(xù)移動(dòng)，并且等遇到一個(gè)合適的節(jié)點(diǎn)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。其本質(zhì)是通過(guò)引入時(shí)間維度，不再僅僅利用底層鏈路拓?fù)涞目臻g連通關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信，而是綜合利用底層鏈路在空間和時(shí)間兩個(gè)維度上的連通關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，因而能夠利用更多的通信機(jī)會(huì)，將在單一的空間維度上的低連通性、間斷連通性結(jié)構(gòu)，擴(kuò)充為在空間時(shí)間兩個(gè)維度上的強(qiáng)連通性、持續(xù)連通性結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)通信能力，使得在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)仍然能夠?yàn)樯蠈訁f(xié)議提供可靠的分組投遞服務(wù)。不少研究者已經(jīng)利用DTN機(jī)制提出了相關(guān)路由協(xié)議，并在仿真軟件上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，指出此技術(shù)在車(chē)輛自組網(wǎng)中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
[0014]根據(jù)上述【背景技術(shù)】和研究現(xiàn)狀的闡述，可以發(fā)現(xiàn)，目前大部分車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)都是帶有基礎(chǔ)設(shè)施的，路邊需要部署大量的AP或者無(wú)線傳感器，這樣的系統(tǒng)成本高，實(shí)施起來(lái)難度大，而且采用集中式信息處理的辦法，中心運(yùn)算節(jié)點(diǎn)的處理能力會(huì)成為瓶頸，考慮如何利用V2V通信，拋開(kāi)基礎(chǔ)設(shè)施，以車(chē)輛自組網(wǎng)絡(luò)的形式構(gòu)建分布式車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，是未來(lái)需要解決的問(wèn)題。另一方面，目前車(chē)聯(lián)網(wǎng)所采用的路由技術(shù)多沿用VANET中的路由技術(shù)，通信的瞬間仍依賴(lài)端到端的鏈路，不能有效應(yīng)對(duì)節(jié)點(diǎn)高速移動(dòng)帶來(lái)的通信中斷問(wèn)題。如何通過(guò)引入DTN技術(shù)，解決車(chē)輛間鏈路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化帶來(lái)的通信中斷問(wèn)題，尚有待進(jìn)一步研究。另外在車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用方面，大多數(shù)現(xiàn)有系統(tǒng)都是根據(jù)消息特點(diǎn)劃分成不同優(yōu)先級(jí)的消息，而并沒(méi)有對(duì)消息內(nèi)容進(jìn)行很多考慮。如何基于消息內(nèi)容以及個(gè)人喜好，提出一種消息的訂閱發(fā)布機(jī)制，使得在同等優(yōu)先級(jí)的情況下，用戶優(yōu)先接收自己感興趣的消息，這也是需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)依賴(lài)基礎(chǔ)設(shè)施，成本高，部署困難，中央計(jì)算節(jié)點(diǎn)的處理能力存在瓶頸的問(wèn)題；解決了車(chē)輛間鏈路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化帶來(lái)的通信中斷問(wèn)題；通過(guò)更加合理的選擇消息投遞目的地，減輕了由消息復(fù)制帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，并通過(guò)消息過(guò)濾優(yōu)化用戶體驗(yàn)。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng),系統(tǒng)架構(gòu)分為硬件接口層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層:
[0017]硬件接口層負(fù)責(zé)車(chē)輛與車(chē)輛之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，以及交通信息和地理信息的采集。硬件接口層由信息采集模塊和通信模塊組成。
[0018]網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)交通消息的存儲(chǔ)、攜帶、轉(zhuǎn)發(fā)，以及消息的解析和再封裝，上述功能均由路由模塊完成，路由模塊包括四個(gè)子模塊，分別是網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊、路由決策模塊、消息緩存模塊、網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊；
[0019]應(yīng)用層的主要功能是完成交通消息的封裝、解析和展示。應(yīng)用層由消息生成模塊、訂閱發(fā)布模塊、消息展示模塊組成。
[0020]其中，硬件接口層的信息采集模塊和通信模塊具有如下特點(diǎn):
[0021]信息采集模塊由交通信息采集模塊和地理信息采集模塊兩個(gè)子模塊組成。交通信息采集模塊可以通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生相應(yīng)的交通消息。本發(fā)明利用Android手機(jī)的內(nèi)置陀螺儀來(lái)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)陀螺儀感知到的三個(gè)坐標(biāo)方向的加速度變化，來(lái)判斷是否出現(xiàn)緊急剎車(chē)，交通事故，以及路面顛簸等路況信息，進(jìn)而產(chǎn)生一條交通消息。地理信息采集模塊通過(guò)Android手機(jī)自帶的衛(wèi)星定位模塊，可以獲取手機(jī)的實(shí)時(shí)GPS信息。GPS信息包括速度、加速度、方向、經(jīng)緯度、海拔等信息，從而反映了車(chē)輛當(dāng)前的地理信息。地理信息采集模塊提供接口，為網(wǎng)絡(luò)層的路由模塊提供必要的地理信息，幫助網(wǎng)絡(luò)層做出正確的路由決策。
[0022]通信模塊負(fù)責(zé)完成車(chē)與車(chē)之間的鏈路建立和數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明采用Wif1-Direct技術(shù)作為底層通信技術(shù)。通過(guò)此技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備無(wú)需通過(guò)無(wú)線路由器即可相互連接，使得移動(dòng)終端形成自組網(wǎng)絡(luò)成為可能。通信模塊包括設(shè)備搜索模塊，鏈路建立模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。設(shè)備搜索模塊通過(guò)手機(jī)的Wifi信號(hào)搜索附近設(shè)備，用于發(fā)現(xiàn)可能進(jìn)行組網(wǎng)的車(chē)輛。鏈路建立模塊負(fù)責(zé)建立車(chē)與車(chē)之間的通信鏈路，使得一片區(qū)域內(nèi)的相鄰車(chē)輛形成自組網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)傳輸模塊在上述兩步完成之后，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與車(chē)輛之間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0023]網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊、路由決策模塊、消息緩存模塊、網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊具有如下特點(diǎn):
[0024]網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊。它是連接網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的模塊，其作用是完成網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層消息的交換。本發(fā)明中應(yīng)用層交通消息和網(wǎng)絡(luò)層交通消息的消息格式是不同的，網(wǎng)絡(luò)層在做路由決策的時(shí)候需要用到硬件接口層采集到的GPS地理信息。因此，網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊的一個(gè)重要功能就是，將收到的應(yīng)用層消息解析并封裝成網(wǎng)絡(luò)層消息，或者將網(wǎng)絡(luò)層消息解析并封裝成應(yīng)用層消息。
[0025]路由決策模塊功能是根據(jù)路由策略判定，應(yīng)該將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他車(chē)輛還是由本車(chē)輛繼續(xù)攜帶消息。如果需要將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他車(chē)輛，本模塊就將消息傳遞給網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊；如果需要當(dāng)前車(chē)輛繼續(xù)攜帶消息，本模塊則將消息傳遞給消息緩存模塊。
[0026]消息緩存模塊。本模塊可以緩存網(wǎng)絡(luò)層的消息，所有需要本車(chē)輛攜帶的交通消息都緩存在此模塊中。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層接收到需要攜帶的消息時(shí)，由路由決策模塊將此消息傳遞到本模塊中進(jìn)行緩存；當(dāng)某條緩存的消息需要轉(zhuǎn)發(fā)給其他車(chē)輛時(shí)，本模塊將該消息傳遞給網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊。本模塊還具有消息管理功能，當(dāng)某些消息過(guò)期時(shí)，刪除掉該消息；并且在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷過(guò)大或者緩存空間不足時(shí)，有選擇性的丟棄掉一些緊急度不高的消息，將他們移出緩存隊(duì)列。
[0027]網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊。本模塊連接網(wǎng)絡(luò)層和硬件接口層，通過(guò)調(diào)用硬件接口層提供的接口，完成網(wǎng)絡(luò)層消息的投遞和接收。
[0028]另外，應(yīng)用層的消息生成模塊、訂閱發(fā)布模塊、消息展示模塊具有如下特點(diǎn):
[0029]消息生成模塊負(fù)責(zé)完成一條交通消息的產(chǎn)生，由信息分類(lèi)模塊和消息封裝模塊兩個(gè)子模塊組成。信息分類(lèi)模塊和硬件接口層的交通信息采集模塊通信，底層監(jiān)測(cè)到的交通信息會(huì)上傳到信息分類(lèi)模塊，信息分類(lèi)模塊根據(jù)收到的信息內(nèi)容對(duì)此信息進(jìn)行分類(lèi)，完成分類(lèi)之后，將采集到的信息和分類(lèi)結(jié)果一同交給消息封裝模塊，消息封裝模塊整合所有信息，將它們封裝成一條應(yīng)用層格式的交通消息。
[0030]訂閱發(fā)布模塊完成消息發(fā)布和消息訂閱，由消息發(fā)布模塊和消息訂閱模塊兩個(gè)子模塊組成。消息發(fā)布模塊主要功能是完成消息投遞目標(biāo)的選擇。消息生成模塊將封裝好的交通消息遞交給消息發(fā)布模塊，由于不同的交通消息在道路上影響范圍也有所不同，消息發(fā)布模塊的功能就是根據(jù)交通消息的分類(lèi)信息決定消息投遞方向。消息訂閱模塊的功能是根據(jù)用戶興趣，訂閱相關(guān)消息。
[0031]消息展示模塊。本模塊完成消息的展示呈現(xiàn)，由消息解析模塊和界面交互模塊組成。消息解析模塊根據(jù)應(yīng)用層消息格式進(jìn)行解析，獲取消息內(nèi)容。界面交互模塊為用戶提供可視化操作界面，將交通消息解析后的內(nèi)容展示給用戶，并允許用戶進(jìn)行一些簡(jiǎn)單操作，如消息移動(dòng)、消息刪除等。
[0032]所述路由模塊還引入了容遲/容斷網(wǎng)絡(luò)(DTN)技術(shù)，利用“存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的路由策略完成交通消息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播；容遲/容斷網(wǎng)絡(luò)(DTN)技術(shù)由路由模塊中的路由決策模塊和消息緩存模塊協(xié)同完成，具體方式為:當(dāng)消息所在節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)不存在網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，消息無(wú)法被轉(zhuǎn)發(fā)，于是路由決策模塊會(huì)把消息放到消息緩存模塊中暫不轉(zhuǎn)發(fā)，此時(shí)消息隨著車(chē)輛節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)而移動(dòng)，即為“攜帶”過(guò)程；當(dāng)節(jié)點(diǎn)再次遇到其他車(chē)輛，網(wǎng)絡(luò)連接恢復(fù)時(shí)，路由決策模塊認(rèn)為可以轉(zhuǎn)發(fā)消息并給出控制信號(hào)，消息緩存模塊再將緩存的消息轉(zhuǎn)發(fā)出去，從而完成了 “存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的過(guò)程。
[0033]所述消息緩存模塊還具有消息管理功能，當(dāng)某些消息過(guò)期時(shí)，刪除掉該消息，并且在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷過(guò)大或者緩存空間不足時(shí)，有選擇性的丟棄掉一些緊急度不高的消息，將他們移出緩存隊(duì)列。
[0034]所述消息發(fā)布模塊會(huì)根據(jù)消息內(nèi)容，在消息中加入一個(gè)表不消息傳播趨勢(shì)的字段，網(wǎng)絡(luò)層路由決策模塊根據(jù)此字段判斷消息投遞的方向，具體是在一條直路上，消息傳播趨勢(shì)分為正向和逆向，正向代表和道路上車(chē)輛行駛方向一致，逆向反之，一條交通事故消息，它只需要讓道路上即將駛向事故地點(diǎn)的車(chē)輛知道，而已經(jīng)駛過(guò)事故地點(diǎn)的車(chē)輛無(wú)需知道，因此它的傳播趨勢(shì)是逆向；通過(guò)此機(jī)制，系統(tǒng)能夠更加合理的選擇消息投遞目的地，從而減輕了由消息復(fù)制帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。
[0035]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0036](I)首先，本發(fā)明利用Wif1-Direct技術(shù)實(shí)現(xiàn)V2V通信，并由此建立自組織網(wǎng)絡(luò)，不需要依賴(lài)基站、AP等路邊基礎(chǔ)設(shè)施通信，解決了傳統(tǒng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)依賴(lài)基礎(chǔ)設(shè)施，成本高，部署困難，中央計(jì)算節(jié)點(diǎn)的處理能力存在瓶頸的問(wèn)題。
[0037](2)其次，本發(fā)明中路由模塊通過(guò)引入DTN技術(shù)，利用“存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的路由策略，實(shí)現(xiàn)交通信息在車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)中的傳播，有效的解決了車(chē)輛間鏈路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化帶來(lái)的通信中斷問(wèn)題。
[0038](3)本發(fā)明提出一種基于消息內(nèi)容的訂閱發(fā)布機(jī)制，通過(guò)更加合理的選擇消息投遞目的地，減輕了由消息復(fù)制帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，并通過(guò)消息過(guò)濾優(yōu)化用戶體驗(yàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)功能圖；
[0040]圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]如圖1所不,一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng),系統(tǒng)提供14個(gè)功能，具體描述如下:
[0042](I)信息分類(lèi)。根據(jù)信息內(nèi)容進(jìn)行分類(lèi)。
[0043](2)消息封裝。獲取系統(tǒng)采集到的地理信息、交通信息，然后封裝成特定格式的消
肩、O
[0044](3)消息發(fā)布。當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生消息后，節(jié)點(diǎn)需要根據(jù)其消息類(lèi)型、消息內(nèi)容、當(dāng)前地理位置信息等，判斷此消息對(duì)于哪些區(qū)域是有價(jià)值的，從而將這些區(qū)域指定為消息目的地。
[0045](4)消息訂閱。用戶不需要知道與自己無(wú)關(guān)的交通信息。通過(guò)此功能，用戶可以設(shè)置重點(diǎn)關(guān)注的消息類(lèi)型，以此來(lái)完成交通信息的訂閱。
[0046](5)消息過(guò)濾。根據(jù)用戶訂閱的消息類(lèi)型，過(guò)濾掉用戶不關(guān)心的消息。
[0047](6)消息解析。解析消息，提取有價(jià)值的信息內(nèi)容。[0048](7)界面展示。將收到的消息在用戶界面上進(jìn)行展示，為用戶提供基本的交互操作功能。
[0049](8)消息攜帶。利用車(chē)輛節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性將消息帶往目標(biāo)區(qū)域是消息傳播的一個(gè)重要方式，系統(tǒng)具有緩存消息的能力，以完成消息攜帶。
[0050](9)消息轉(zhuǎn)發(fā)。節(jié)點(diǎn)可以將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他相關(guān)節(jié)點(diǎn)，讓其幫助傳播消息。
[0051](10)消息處理。系統(tǒng)應(yīng)有能力保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，當(dāng)消息副本增加造成網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)過(guò)重時(shí)，系統(tǒng)需要有選擇地丟棄一些無(wú)效、過(guò)期或優(yōu)先級(jí)較低的消息，以完成網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化。
[0052](11)地理信息采集。此功能通過(guò)采集地理信息，為系統(tǒng)提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。地理信息指GPS信息，通過(guò)GPS模塊，采集車(chē)輛速度、方向、經(jīng)緯度、海拔等信息。地理信息可以為消息傳播提供決策依據(jù)。
[0053](12)交通信息采集。此功能通過(guò)采集交通信息，為系統(tǒng)提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。交通信息指車(chē)輛信息、車(chē)流信息、路況信息、天氣信息等與交通有關(guān)信息，是交通消息的重要組成部分。
[0054](13)節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)。此功能主要負(fù)責(zé)建立底層數(shù)據(jù)鏈路。具體來(lái)說(shuō)，節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線信號(hào)搜索附近匹配的設(shè)備，并與發(fā)現(xiàn)的設(shè)備建立連接，完成兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備通信鏈路建立。
[0055](14)數(shù)據(jù)傳輸。在節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)的基礎(chǔ)上完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的比特傳輸。
[0056]如圖2所不,一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng),系統(tǒng)架構(gòu)分為硬件接口層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層，具體描述如下:
[0057](I)硬件接口層主要負(fù)責(zé)車(chē)輛與車(chē)輛之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，以及交通信息和地理信息的采集。硬件接口層由信息采集模塊和通信模塊組成，下面對(duì)兩個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0058](1.1)信息采集模塊。本模塊由交通信息采集模塊和地理信息采集模塊兩個(gè)子模塊組成。交通信息采集模塊可以通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生相應(yīng)的交通消息。本發(fā)明利用Android手機(jī)的內(nèi)置陀螺儀來(lái)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)陀螺儀感知到的三個(gè)坐標(biāo)方向的加速度變化，來(lái)判斷是否出現(xiàn)緊急剎車(chē)，交通事故，以及路面顛簸等路況信息，進(jìn)而產(chǎn)生一條交通消息。交通信息采集模塊提供接口，以便產(chǎn)生交通信息的時(shí)候可以傳遞給上面的應(yīng)用層，應(yīng)用層接收到信息之后進(jìn)行一系列的加工和處理，從而封裝成應(yīng)用層的交通消息。地理信息采集模塊通過(guò)Android手機(jī)自帶的衛(wèi)星定位模塊，可以獲取手機(jī)的實(shí)時(shí)GPS信息。GPS信息包括速度、加速度、方向、經(jīng)緯度、海拔等信息，從而反映了車(chē)輛當(dāng)前的地理信息。地理信息采集模塊提供接口，為網(wǎng)絡(luò)層的路由模塊提供必要的地理信息，幫助網(wǎng)絡(luò)層做出正確的路由決策。
[0059](1.2)通信模塊。本模塊負(fù)責(zé)完成車(chē)與車(chē)之間的鏈路建立和數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明采用Wif1-Direct技術(shù)作為底層通信技術(shù)。Wif1-Direct技術(shù)是W1-Fi Alliance (W1-Fi聯(lián)盟)在2010年10月發(fā)布的技術(shù)，通過(guò)此技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備無(wú)需通過(guò)無(wú)線路由器即可相互連接，使得移動(dòng)終端形成自組網(wǎng)絡(luò)成為可能。通信模塊包括設(shè)備搜索模塊，鏈路建立模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。設(shè)備搜索模塊通過(guò)手機(jī)的Wifi信號(hào)搜索附近設(shè)備，用于發(fā)現(xiàn)可能進(jìn)行組網(wǎng)的車(chē)輛。鏈路建立模塊負(fù)責(zé)建立車(chē)與車(chē)之間的通信鏈路，使得一片區(qū)域內(nèi)的相鄰車(chē)輛形成自組網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)傳輸模塊在上述兩步完成之后，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與車(chē)輛之間的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸模塊提供接口，網(wǎng)絡(luò)層的路由模塊在決定轉(zhuǎn)發(fā)某條交通消息的時(shí)候，把消息扔給硬件接口層的數(shù)據(jù)傳輸模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊將此消息傳輸給其他車(chē)輛節(jié)點(diǎn)，從而完成了消息的轉(zhuǎn)發(fā)。
[0060](2)網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)交通消息的轉(zhuǎn)發(fā)和緩存，以及消息的解析和再封裝。網(wǎng)絡(luò)層的大模塊只有路由模塊一個(gè)，它由網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊、路由決策模塊、消息緩存模塊、網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊組成。本發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)層引入了 DTN技術(shù)，利用“存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的路由策略完成交通消息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播。當(dāng)消息所在節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)不存在網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，節(jié)點(diǎn)無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)消息，于是系統(tǒng)會(huì)把消息放到消息緩存模塊中，此時(shí)消息隨著車(chē)輛節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)而移動(dòng)，即為“攜帶”過(guò)程。當(dāng)節(jié)點(diǎn)再次遇到其他車(chē)輛，網(wǎng)絡(luò)連接恢復(fù)時(shí)，系統(tǒng)再將消息緩存模塊中的消息轉(zhuǎn)發(fā)出去，從而完成了“存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的過(guò)程。下面分別對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0061](2.1)網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊。它是連接網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的模塊，其作用是完成網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層消息的交換，具體來(lái)說(shuō)，本模塊提供接口，應(yīng)用層通過(guò)調(diào)用接口向網(wǎng)絡(luò)層傳遞消息或從網(wǎng)絡(luò)層獲取消息。本發(fā)明中應(yīng)用層交通消息和網(wǎng)絡(luò)層交通消息的消息格式是不同的，網(wǎng)絡(luò)層在做路由決策的時(shí)候需要用到硬件接口層采集到的GPS地理信息，比如車(chē)輛的經(jīng)緯度，速度，運(yùn)動(dòng)方向等，并根據(jù)上述信息做出綜合路由判斷，因此網(wǎng)絡(luò)層的交通消息除了應(yīng)用層交通消息中的內(nèi)容，還要加入一些地理信息有關(guān)的字段。網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊的一個(gè)重要功能就是，將收到的應(yīng)用層消息解析并封裝成網(wǎng)絡(luò)層消息，或者將網(wǎng)絡(luò)層消息解析并封裝成應(yīng)用層消息。
[0062](2.2)路由決策模塊。本模塊功能是根據(jù)路由策略判定，應(yīng)該將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他車(chē)輛還是由本車(chē)輛繼續(xù)攜帶消息。如果需要將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他車(chē)輛，本模塊就將消息傳遞給網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊；如果需要當(dāng)前車(chē)輛繼續(xù)攜帶消息，本模塊則將消息傳遞給消息緩存模塊。另外，本模塊可能接收到網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊傳遞過(guò)來(lái)的來(lái)自其他車(chē)輛的消息，如果接收到，則按照路由策略判斷此消息，如果需要緩存將其放入消息緩存模塊，如果需要呈遞給應(yīng)用層則將消息傳遞給網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊。本模塊是路由算法所在，可以兼容多種DTN路由算法。
[0063](2.3)消息緩存模塊。本模塊可以緩存網(wǎng)絡(luò)層的消息，所有需要本車(chē)輛攜帶的交通消息都緩存在此模塊中。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層接收到需要攜帶的消息時(shí)，由路由決策模塊將此消息傳遞到本模塊中進(jìn)行緩存；當(dāng)某條緩存的消息需要轉(zhuǎn)發(fā)給其他車(chē)輛時(shí)，本模塊將該消息傳遞給網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊。本模塊還具有消息管理功能，當(dāng)某些消息過(guò)期時(shí)，刪除掉該消息；并且在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷過(guò)大或者緩存空間不足時(shí)，有選擇性的丟棄掉一些緊急度不高的消息，將他們移出緩存隊(duì)列。
[0064](2.4)網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊。本模塊連接網(wǎng)絡(luò)層和硬件接口層，通過(guò)調(diào)用硬件接口層提供的接口，完成網(wǎng)絡(luò)層消息的投遞和接收。在網(wǎng)絡(luò)層與本模塊有關(guān)聯(lián)的是路由決策模塊和消息緩存模塊。在網(wǎng)絡(luò)層收到應(yīng)用層傳來(lái)，并且需要直接轉(zhuǎn)發(fā)給其他車(chē)輛的消息時(shí)，該消息會(huì)通過(guò)路由決策模塊傳遞給本模塊。對(duì)于一些原本存在于消息緩存模塊中的消息，可能某一時(shí)刻需要將他們進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，那些消息便會(huì)從消息緩存模塊傳遞到本模塊。本模塊有可能接收到從硬件接口層傳來(lái)的來(lái)自其他車(chē)輛的消息，如果收到，將會(huì)把消息傳遞給路由決策模塊，以便進(jìn)行路由決策。本模塊直接和硬件接口層的數(shù)據(jù)傳輸模塊通信，完成網(wǎng)絡(luò)層消息的投遞和接收。
[0065](3)應(yīng)用層的主要功能是完成交通消息的封裝、解析和展示。本發(fā)明的一大特點(diǎn)就是在應(yīng)用層引入了訂閱發(fā)布機(jī)制，通過(guò)此機(jī)制，系統(tǒng)可以更加智能的選擇消息投送的目標(biāo)地點(diǎn)，用戶也可以通過(guò)訂閱，更多的關(guān)注自己感興趣的交通信息。應(yīng)用層由消息生成模塊、訂閱發(fā)布模塊、消息展示模塊組成。下面分別對(duì)這三個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0066](3.1)消息生成模塊。本模塊負(fù)責(zé)完成一條交通消息的產(chǎn)生，由信息分類(lèi)模塊和消息封裝模塊兩個(gè)子模塊組成。信息分類(lèi)模塊和硬件接口層的交通信息采集模塊通信，底層監(jiān)測(cè)到的交通信息會(huì)上傳到信息分類(lèi)模塊，信息分類(lèi)模塊根據(jù)收到的信息內(nèi)容對(duì)此信息進(jìn)行分類(lèi)，可以分成交通事故信息、路況信息、安全提示信息、天氣信息、道路周邊信息等。完成分類(lèi)之后，將采集到的信息和分類(lèi)結(jié)果一同交給消息封裝模塊，消息封裝模塊整合所有信息，將它們封裝成一條應(yīng)用層格式的交通消息，自此完成了交通消息的生成。
[0067](3.2)訂閱發(fā)布模塊。本模塊完成消息發(fā)布和消息訂閱，由消息發(fā)布模塊和消息訂閱模塊兩個(gè)子模塊組成。消息發(fā)布模塊主要功能是完成消息投遞目標(biāo)的選擇。消息生成模塊將封裝好的交通消息遞交給消息發(fā)布模塊，消息發(fā)布模塊會(huì)根據(jù)消息內(nèi)容，在消息中加入一個(gè)表示消息傳播趨勢(shì)的字段，網(wǎng)絡(luò)層路由決策模塊可以根據(jù)此字段判斷消息投遞的方向。具體來(lái)講，在一條直路上，消息傳播趨勢(shì)分為正向和逆向，正向代表和道路上車(chē)輛行駛方向一致，逆向反之。例如一條交通事故消息，它只需要讓道路上即將駛向事故地點(diǎn)的車(chē)輛知道，而已經(jīng)駛過(guò)事故地點(diǎn)的車(chē)輛無(wú)需知道。因此它的傳播趨勢(shì)是逆向。然后，消息發(fā)布模塊將該消息傳遞給網(wǎng)絡(luò)層的路由模塊，從而完成消息發(fā)布。消息訂閱模塊的功能是根據(jù)用戶興趣，訂閱相關(guān)消息。當(dāng)此模塊接收到網(wǎng)絡(luò)層上傳的交通消息時(shí)，根據(jù)用戶選擇的感興趣的消息分類(lèi)，對(duì)消息進(jìn)行過(guò)濾，刪掉用戶不關(guān)心的消息。完成過(guò)濾后，將消息傳遞給消息展示模塊。
[0068](3.3)消息展示模塊。本模塊完成消息的展示呈現(xiàn)，由消息解析模塊和界面交互模塊組成。消息解析模塊根據(jù)應(yīng)用層消息格式進(jìn)行解析，獲取消息內(nèi)容。界面交互模塊為用戶提供可視化操作界面，將交通消息解析后的內(nèi)容展示給用戶，并允許用戶進(jìn)行一些簡(jiǎn)單操作，如消息移動(dòng)、消息刪除等。
【權(quán)利要求】
1.一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)分為硬件接口層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層，其中:硬件接口層負(fù)責(zé)車(chē)輛與車(chē)輛之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，以及交通信息和地理信息的采集，它由信息采集模塊和通信模塊組成；網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)交通消息的存儲(chǔ)、攜帶、轉(zhuǎn)發(fā)，以及消息的解析和再封裝，上述功能均由路由模塊完成，路由模塊包括四個(gè)子模塊，分別是網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊、路由決策模塊、消息緩存模塊、網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊；應(yīng)用層完成交通消息的封裝、解析和展示，它由消息生成模塊、訂閱發(fā)布模塊和消息展示模塊組成； 信息采集模塊包括交通信息采集模塊和地理信息采集模塊兩個(gè)子模塊；交通信息采集模塊通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生相應(yīng)的交通消息；利用Android手機(jī)的內(nèi)置陀螺儀來(lái)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)陀螺儀感知到的三個(gè)坐標(biāo)方向的加速度變化，來(lái)判斷是否出現(xiàn)緊急剎車(chē)，交通事故，以及路面顛簸等路況信息，進(jìn)而產(chǎn)生一條交通消息，并將交通消息送至信息分類(lèi)模塊；地理信息采集模塊通過(guò)Android手機(jī)自帶的衛(wèi)星定位模塊，可以獲取手機(jī)的實(shí)時(shí)GPS信息，并將GPS信息送到路由決策模塊；所述GPS信息包括速度、加速度、方向、經(jīng)緯度和海拔信息，從而反映了車(chē)輛當(dāng)前的地理信息；所述地理信息采集模塊提供接口，為網(wǎng)絡(luò)層的路由模塊提供必要的地理信息，幫助網(wǎng)絡(luò)層做出正確的路由決策； 通信模塊負(fù)責(zé)完成車(chē)與車(chē)之間的鏈路建立和數(shù)據(jù)傳輸；采用Wif1-Direct技術(shù)作為底層通信技術(shù)，通過(guò)此技術(shù)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備無(wú)需通過(guò)無(wú)線路由器即可相互連接，使得移動(dòng)終端形成自組網(wǎng)絡(luò)成為可能；通信模塊包括設(shè)備搜索模塊，鏈路建立模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；設(shè)備搜索模塊通過(guò)手機(jī)的Wifi信號(hào)搜索附近設(shè)備，用于發(fā)現(xiàn)可能進(jìn)行組網(wǎng)的車(chē)輛；鏈路建立模塊負(fù)責(zé)建立車(chē)與車(chē)之間的通信鏈路，使得一片區(qū)域內(nèi)的相鄰車(chē)輛形成自組網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)傳輸模塊在上述兩個(gè)模塊完成之后，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與車(chē)輛之間的數(shù)據(jù)傳輸； 網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊，是連接網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的模塊，其作用是完成網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層消息的交換；應(yīng)用層交通消息和網(wǎng)絡(luò)層交通消息的消息格式是不同的，網(wǎng)絡(luò)層在做路由決策的時(shí)候需要用到硬件接口層采集到的GPS地理信息，因此網(wǎng)絡(luò)層消息解析/封裝模塊的一個(gè)重要功能就是，將收到的應(yīng)用層消息解析并封裝成網(wǎng)絡(luò)層消息，或者將網(wǎng)絡(luò)層消息解析并封裝成應(yīng)用層消息； 路由決策模塊功能是根據(jù)路由策略判定，應(yīng)該將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他車(chē)輛還是由本車(chē)輛繼續(xù)攜帶消息；如果需要將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他車(chē)輛，將消息傳遞給網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊；如果需要當(dāng)前車(chē)輛繼續(xù)攜帶消息，則將消息傳遞給消息緩存模塊； 消息緩存模塊，用于緩存網(wǎng)絡(luò)層的消息，所有需要本車(chē)輛攜帶的交通消息都緩存在此模塊中；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層接收到需要攜帶的消息時(shí)，由路由決策模塊將此消息傳遞到本模塊中進(jìn)行緩存；當(dāng)某條緩存的消息需要轉(zhuǎn)發(fā)給其他車(chē)輛時(shí)，將該消息傳遞給網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊； 網(wǎng)絡(luò)層消息投遞/接收模塊，連接網(wǎng)絡(luò)層和硬件接口層，通過(guò)調(diào)用硬件接口層提供的接口，完成網(wǎng)絡(luò)層消息的投遞和接收； 消息生成模塊，完成一條交通消息的產(chǎn)生，由信息分類(lèi)模塊和消息封裝模塊兩個(gè)子模塊組成；信息分類(lèi)模塊和硬件接口層的交通信息采集模塊通信，底層監(jiān)測(cè)到的交通信息會(huì)上傳到信息分類(lèi)模塊，信息分類(lèi)模塊根據(jù)收到的信息內(nèi)容對(duì)此信息進(jìn)行分類(lèi)，完成分類(lèi)之后，將采集到的信息和分類(lèi)結(jié)果一同交給消息封裝模塊，消息封裝模塊整合所有信息，將它們封裝成一條應(yīng)用層格式的交通消息； 訂閱發(fā)布模塊完成消息發(fā)布和消息訂閱，由消息發(fā)布模塊和消息訂閱模塊兩個(gè)子模塊組成；消息發(fā)布模塊完成消息投遞目標(biāo)的選擇；消息生成模塊將封裝好的交通消息遞交給消息發(fā)布模塊，由于不同的交通消息在道路上影響范圍也有所不同，消息發(fā)布模塊的功能就是根據(jù)交通消息的分類(lèi)信息決定消息投遞方向；消息訂閱模塊的功能是根據(jù)用戶興趣，訂閱相關(guān)消息； 消息展示模塊，完成消息的展示呈現(xiàn)，由消息解析模塊和界面交互模塊組成；消息解析模塊根據(jù)應(yīng)用層消息格式進(jìn)行解析，獲取消息內(nèi)容；界面交互模塊為用戶提供可視化操作界面，將交通消息解析后的內(nèi)容展示給用戶，并允許用戶進(jìn)行一些包括消息移動(dòng)、消息刪除在內(nèi)的簡(jiǎn)單操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng)，其特征在于:所述路由模塊還引入了容遲/容斷網(wǎng)絡(luò)(DTN)技術(shù)，利用“存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的路由策略完成交通消息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播；容遲/容斷網(wǎng)絡(luò)(DTN)技術(shù)由路由模塊中的路由決策模塊和消息緩存模塊協(xié)同完成，具體方式為:當(dāng)消息所在節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)不存在網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，消息無(wú)法被轉(zhuǎn)發(fā)，于是路由決策模塊會(huì)把消息放到消息緩存模塊中暫不轉(zhuǎn)發(fā)，此時(shí)消息隨著車(chē)輛節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)而移動(dòng)，即為“攜帶”過(guò)程；當(dāng)節(jié)點(diǎn)再次遇到其他車(chē)輛，網(wǎng)絡(luò)連接恢復(fù)時(shí)，路由決策模塊認(rèn)為可以轉(zhuǎn)發(fā)消息并給出控制信號(hào)，消息緩存模塊再將緩存的消息轉(zhuǎn)發(fā)出去，從而完成了 “存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的過(guò)程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng)，其特征在于:所述消息緩存模塊還具有消息管理功能，當(dāng)某些消息過(guò)期時(shí)，刪除掉該消息，并且在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷過(guò)大或者 緩存空間不足時(shí)，有選擇性的丟棄掉一些緊急度不高的消息，將他們移出緩存隊(duì)列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Android的容斷交通信息傳播原型系統(tǒng)，其特征在于:所述消息發(fā)布模塊會(huì)根據(jù)消息內(nèi)容，在消息中加入一個(gè)表不消息傳播趨勢(shì)的字段，網(wǎng)絡(luò)層路由決策模塊根據(jù)此字段判斷消息投遞的方向，具體是在一條直路上，消息傳播趨勢(shì)分為正向和逆向，正向代表和道路上車(chē)輛行駛方向一致，逆向反之，一條交通事故消息，它只需要讓道路上即將駛向事故地點(diǎn)的車(chē)輛知道，而已經(jīng)駛過(guò)事故地點(diǎn)的車(chē)輛無(wú)需知道，因此它的傳播趨勢(shì)是逆向；通過(guò)此機(jī)制，系統(tǒng)能夠更加合理的選擇消息投遞目的地，從而減輕了由消息復(fù)制帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK104010047SQ201410271136
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】王海泉, 王楠, 朱濤 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)