一种基于MP2P的车联网车辆状态检查方法

摘要

本发明提供一种基于MP2P的车联网车辆状态检查方法，该方法包括以下步骤：S1：车载单元OBU周期性地向路侧单元RSU上传共享资源信息；S2：当路侧单元RSU接收到来自车载单元OBU的共享资源信息，就更新路侧单元RSU中记录其覆盖范围内的车载单元OBU信息的资源列表；S3：路侧单元RSU根据更新的车载单元OBU信息的资源列表来判断车载单元OBU的状态。本发明路侧单元RSU根据资源列表来判断当前车载单元OBU的状态，不仅可以实现对车辆的通信状态实时监控，还能有效解决车辆在高速移动环境下路侧服务器对当前车辆与路侧服务器的连接状态的现状的判断问题，提高对车辆状态的监测准确性和实时性。

说明书

技术领域

本发明涉及车联网领域，更具体地，涉及一种基于MP2P的车联网车辆状态检查方法。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，工业化进程的加快，越来越多的人们选择汽车作为自己的日常交通工具，使得汽车数量急剧增长，人们对车载娱乐的要求也日益增高。车联网是物联网技术在汽车领域的一个重要应用；是移动互联网、物联网向业务实质和纵深发展的必经之路；是未来信息通信、环保、节能、安全等发展的融合性技术。MP2P即移动对等技术，顾名思义，就是将P2P技术应用在移动终端上，是移动技术和P2P技术的融合。

在车联网环境下，MP2P一般采用半分布式结构，即路侧单元RSU与网络中心有线连接，负责缓存、管理内容、对车载单元OBU进行管理并提供服务，OBU是资源的请求方和共享方，当OBU获得了一些资源之后，也可以作为资源的提供者向其他OBU提供服务，多个OBU之间可以相互通信和资源共享，不需要RSU作为中介，减少了RSU的负载。整个网络组成以RSU为中心的域，域内实行集中式控制，域间实行分布式管理。

在研究实现车联网的典型的多媒体信息服务时，由于车联网的特性，车辆移动速度快，频繁间断的网络连接，导致车辆在高速移动环境下，路侧服务器对当前车辆与路侧服务器的连接状态的现状的判断问题，并且由于车载环境下，车载娱乐的效果决定用户的实际体验效果，在跨区域间用户需要车载服务能及时得到有效的响应，但是在车载无线环境下，由于无线资源紧张，如何在车辆在路测服务器间频繁间断的连接情况下，实现解决车辆在跨区域间车载服务得到及时有效提供和在高速环境下判断当前车辆与路侧服务器的连接状态，从而提高用户在行车过程中及时监测车辆的服务连接情况，提高车载服务快速有效的响应，是车联网的一直以来要克服的问题,现有的技术采用传统的C/S架构，但是车辆与路侧服务器的带宽资源紧张，很难克服这一问题。

发明内容

本发明提供一种基于MP2P的车联网车辆状态检查方法，来实现用路侧单元RSU及时监测车辆的服务连接情况，及时的对车辆状态进行有效的判断。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于MP2P的车联网车辆状态检查方法，其中基于MP2P的车联网包括网络中心、路侧单元RSU和车载单元OBU，路侧单元RSU有线连接网络中心，车载单元OBU与路侧单元RSU无线连接，包括如下步骤：

S1：车载单元OBU周期性地向路侧单元RSU上传共享资源信息；

S2：当路侧单元RSU接收到来自车载单元OBU的共享资源信息，就更新路侧单元RSU中记录其覆盖范围内的车载单元OBU信息的资源列表；

S3：路侧单元RSU根据更新的车载单元OBU信息的资源列表来判断车载单元OBU的状态。

进一步地，所述资源列表记录的内容包括车载单元OBU的IP寻址信息，车载单元OBU拥有资源信息片段名，资源列表内容更新的时刻，当前时刻，车载单元OBU向路侧单元RSU上传共享资源信息的时间，车载单元OBU进入当前路侧单元RSU的时刻，上一个路侧单元RSU的IP寻址信息，车载单元OBU离开当前路侧单元RSU的时刻，车载单元OBU请求资源的次数。

进一步地，所述共享资源信息是车载单元OBU本地拥有的资源的信息或者车载单元OBU的心跳信息，所述车载单元OBU的心跳信息是车载单元OBU的IP寻址信息；

路侧单元RSU更新其中记录其覆盖范围内的车载单元OBU信息的资源列表的过程如下：

当路侧单元RSU接收到来自车载单元OBU的共享资源信息是本地拥有的资源的信息时，路侧单元RSU就删除资源列表中记录车载单元OBU原有的资源列表的内容，然后添加车载单元OBU新的共享资源信息；

当路侧单元RSU接收到来自车载单元OBU的共享资源信息是心跳信息时，路侧单元RSU仅更新资源列表中的资源列表内容更新时刻。

进一步地，所述步骤S3的具体过程如下：

当资源列表中存在离开当前RSU的时间，当前车载单元OBU的状态为离开状态，标注此时车载单元OBU状态为离线；

当资源列表中不存在离开当前RSU的时间且t<(1+λ)T，当前车载单元OBU的状态为正常，其中t为资源列表内容更新时间即资源列表内容更新时刻减去当前时刻，T为车载单元OBU向路侧单元RSU上传共享资源信息的时间，λ取值范围为5%-15%；

当(1+λ)T <t<3T时，当前车载单元OBU的状态为异常，资源列表内容维持不变，路侧单元RSU等待车载单元OBU重新建立连接，否则路侧单元RSU标注此时车载单元OBU状态为离线。

进一步地，路侧单元RSU检查完车载单元OBU状态后，用户通过车载单元OBU在当前路侧单元RSU内下载资源或在不同路侧单元RSU间下载资源。

进一步地，用户通过车载单元OBU在当前路侧单元RSU内下载资源的过程如下：

a. 车载单元OBU向当前路侧单元RSU发送资源下载请求；

b. 当前路侧单元RSU接收到资源下载请求后，根据资源对应的资源描述，从资源列表中搜索资源对应所有资源片段的信息；

若存在该资源对应资源片段的全部信息，则当前路侧单元RSU将搜索到的拥有资源的车载单元OBU的IP寻址信息发送给请求资源的车载单元OBU，否则前路侧单元RSU向网络中心下载资源并把该资源发送给请求资源的车载单元OBU；

c.当请求资源的车载单元OBU接收到来自当前路侧单元RSU返回的信息后，解析该信息，如果返回的是拥有该资源片段的车载单元OBU的IP寻址信息时，则与该车载单元OBU建立连接并下载资源。

进一步地，用户通过车载单元OBU在不同路侧单元RSU间下载资源的过程如下：

a.车载单元OBU离开当前路侧单元RSU_now时没有接收完所需资源时，则车载单元OBU记录该资源的描述字段和拥有该资源的车载单元OBU的IP寻址信息；

b.当该车载单元OBU与下一个路侧单元RSUnext连接完后，该车载单元OBU通过RSUnext和RSUnow 向拥有该资源的车载单元OBU发送资源的描述字段请求资源下载；

c.当目拥有该资源的车载单元OBU接收到请求后，把相应的资源转发给该请求资源的车载单元OBU。

进一步地，路侧单元RSU向网络中心下载资源的过程如下：

网络中心把资源其发送到路侧单元RSU，路侧单元RSU以等量的方式分割该资源，该资源被切分为数量为k资源片段保存在路侧单元RSU中，其中k =1,2,3,4……，k与资源所占存储空间大小成正比。

进一步地，当车载单元OBU接收完所需资源后，路侧单元RSU断开与该车载单元OBU的连接并重新等待其覆盖范围内的下一车载单元OBU的资源请求。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

1、将车载单元OBU向路侧单元RSU的通信信息加以区分，在车载单元OBU资源有所变动之后才需要上传本地共享资源，而在无资源变动的时候仅发布心跳信息，很大程度上减少车载单元OBU和路侧单元RSU之间的通信的消耗，缓解车辆与路侧服务器的带宽资源紧张的情况；

2、路侧单元RSU根据资源列表中的更新间隔时间，间隔时间、有无离开当前RSU的时间来判断当前车载单元OBU的状态，不仅可以实现对车辆的通信状态实时监控，还能有效解决车辆在高速移动环境下路侧服务器对当前车辆与路侧服务器的连接状态的现状的判断问题，提高对车辆状态的监测准确性和实时性；

3、车载单元OBU在不同路侧单元RSU间资源下载的方法，不仅可以避免了用户在切换过程中，因资源未下载完全，请求资源重复下载，而且可以在跨区域间用户需要车载服务能及时得到有效的响应，提高用户的实际体验效果。

附图说明

图1为本发明运行的车联网架构示意图；

图2为本发明中车载单元OBU的状态判断流程图；

图3为本发明中车载单元OBU的资源下载流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本发明是基于车联网环境下的，而在车联网环境的下的MP2P一般采用半分布式结构，包括网络中心、路侧单元RSU、车载单元OBU，RSU与网络中心有线连接，载单元OBU与路侧单元RSU无线连接，对OBU进行管理并提供服务，OBU是资源的请求方和共享方。

一种基于MP2P的车联网车辆状态检查方法，包括如下步骤：

S1：车载单元OBU周期性地向路侧单元RSU上传共享资源信息；

S2：当路侧单元RSU接收到来自车载单元OBU的共享资源信息，就更新路侧单元RSU中记录其覆盖范围内的车载单元OBU信息的资源列表；

S3：路侧单元RSU根据更新的车载单元OBU信息的资源列表来判断车载单元OBU的状态。

如表1所示，本实施例中资源列表记录的内容包括车载单元OBU的IP寻址信息，车载单元OBU拥有资源信息片段名，资源列表内容更新的时刻，当前时刻，车载单元OBU向路侧单元RSU上传共享资源信息的时间，车载单元OBU进入当前路侧单元RSU的时刻，上一个路侧单元RSU的IP寻址信息，车载单元OBU离开当前路侧单元RSU的时刻，车载单元OBU请求资源的次数，以及当前OBU的状态，资源列表结构为（IP,Res,Update time,Present time，send time，enter time，Previous IP，departure time,Times,Present state）。

IPResUpdate timePresent timesend timeenter timePrevious IPdeparture timeTimesPresent state ResA_₀        IP₀ResB_₁T₀T₁TT₂Address₀T₃N  ……         ResM_1           ………       ResA__n        IP_NResB__m         ……T₀T₁TT₂Address_NT₄N  ResN_m        

表1资源列表结构

共享资源信息是车载单元OBU本地拥有的资源的信息或者车载单元OBU的心跳信息，所述车载单元OBU的心跳信息是车载单元OBU的IP寻址信息；

路侧单元RSU更新其中记录其覆盖范围内的车载单元OBU信息的资源列表的过程如下：

当路侧单元RSU接收到来自车载单元OBU的共享资源信息是本地拥有的资源的信息时，路侧单元RSU就删除资源列表中记录车载单元OBU原有的资源列表的内容，然后添加车载单元OBU新的共享资源信息；

当路侧单元RSU接收到来自车载单元OBU的共享资源信息是心跳信息时，路侧单元RSU仅更新资源列表中的资源列表内容更新时刻。

如图2所示，本实施例中步骤S3的具体过程如下：

当资源列表中存在离开当前RSU的时间，当前车载单元OBU的状态为离开状态，标注此时车载单元OBU状态为离线；

当资源列表中不存在离开当前RSU的时间且t<(1+λ)T，当前车载单元OBU的状态为正常，其中t为资源列表内容更新时间即资源列表内容更新时刻减去当前时刻，T为车载单元OBU向路侧单元RSU上传共享资源信息的时间，λ取值范围为5%-15%；

当(1+λ)T <t<3T时，当前车载单元OBU的状态为异常，资源列表内容维持不变，路侧单元RSU等待车载单元OBU重新建立连接，否则路侧单元RSU标注此时车载单元OBU状态为离线。

如图3所示，路侧单元RSU检查完车载单元OBU状态后，用户通过车载单元OBU在当前路侧单元RSU内下载资源或在不同路侧单元RSU间下载资源。

用户通过车载单元OBU在当前路侧单元RSU内下载资源的过程如下：

a. 车载单元OBU向当前路侧单元RSU发送资源下载请求；

b. 当前路侧单元RSU接收到资源下载请求后，根据资源对应的资源描述，从资源列表中搜索资源对应所有资源片段的信息；

若存在该资源对应资源片段的全部信息，则当前路侧单元RSU将搜索到的拥有资源的车载单元OBU的IP寻址信息发送给请求资源的车载单元OBU，否则前路侧单元RSU向网络中心下载资源并把该资源发送给请求资源的车载单元OBU；

c.当请求资源的车载单元OBU接收到来自当前路侧单元RSU返回的信息后，解析该信息，如果返回的是拥有该资源片段的车载单元OBU的IP寻址信息时，则与该车载单元OBU建立连接并下载资源。

用户通过车载单元OBU在不同路侧单元RSU间下载资源的过程如下：

a.车载单元OBU离开当前路侧单元RSU_now时没有接收完所需资源时，则车载单元OBU记录该资源的描述字段和拥有该资源的车载单元OBU的IP寻址信息；

b.当该车载单元OBU与下一个路侧单元RSUnext连接完后，该车载单元OBU通过RSUnext和RSUnow 向拥有该资源的车载单元OBU发送资源的描述字段请求资源下载；

c.当目拥有该资源的车载单元OBU接收到请求后，把相应的资源转发给该请求资源的车载单元OBU。

进一步地，路侧单元RSU向网络中心下载资源的过程如下：

网络中心把资源其发送到路侧单元RSU，路侧单元RSU以等量的方式分割该资源，该资源被切分为数量为k资源片段保存在路侧单元RSU中，其中k =1,2,3,4……，k与资源所占存储空间大小成正比。

当车载单元OBU接收完所需资源后，路侧单元RSU断开与该车载单元OBU的连接并重新等待其覆盖范围内的下一车载单元OBU的资源请求。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。