一种面向混合交通流的低成本网联通信装置

摘要

本发明涉及一种面向混合交通流的低成本网联通信装置，包括Zigbee模块、天线、GPS模块、单片机开发板、车辆通信接口和电池；所述电池分别与GPS模块、单片机开发板和Zigbee模块连接，所述单片机开发板分别与GPS模块、Zigbee模块和车辆通信接口连接，所述Zigbee模块与天线连接；所述Zigbee模块、GPS模块、单片机开发板、车辆通信接口和电池封装成一个整体设置于汽车内部，所述天线设置于汽车车顶，所述装置可方便快速地将普通车改造为网联车，在5G未覆盖区域或未安装5G车载设备的两个或多个车之间，实现V2X通信，从而为缓解交通拥堵提供低成本网联通信支持。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车、交通、电子技术领域，具体为一种面向混合交通流的低成本网联通信装置。

背景技术

以基于5G的网联技术为代表的新一代智能交通为解决交通拥堵提供了新的选择，但是从传统交通到网联自动驾驶交通需要一个过程，道路交通流在未来很长一段时间将是由网联车(具备网联通信功能的汽车)、自动驾驶汽车和传统汽车组成的混合交通流。但是由于 5G覆盖率或未安装5G车载设备等原因，导致车辆在某些地区难以进行基于5G的网联通信。

与基于5G技术的V2X(vehicle to everything)通信不同，本发明提出了一种面向混合交通流的低成本网联通信装置，所述装置用较低的成本实现车-车通信，方便快速地将普通车改造成网联车，进行混合交通流V2X通信。

与传统的基于Zigbee模块的通信装置不同，本发明所述的网联通信装置可收集和存储自车信息，设置车辆ID和时间，与接收到的他车信息构成一个数组，并通过Zigbee模块广播至他车，以较低的成本实现V2X网联通信，适合低成本的混合交通流实验。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种面向混合交通流的低成本网联通信装置，所述装置以较低的成本实现车-车通信，适合低成本的混合交通流实验。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种面向混合交通流的低成本网联通信装置，包括：Zigbee模块、天线、GPS模块、单片机开发板、车辆通信接口和电池；

所述Zigbee模块、GPS模块、单片机开发板、车辆通信接口和电池封装成一个整体设置于汽车内部，所述天线设置于汽车车顶，安装有网联通信装置的汽车之间采用网状拓扑结构；

所述电池分别与GPS模块、单片机开发板和Zigbee模块连接，所述单片机开发板分别与GPS模块、Zigbee模块和车辆通信接口连接，所述Zigbee模块与天线连接；

所述电池用于为GPS模块、单片机开发板和Zigbee模块供电，

所述Zigbee模块用于通过天线接收他车信息，并将接收到的他车信息发送至单片机开发板，

所述GPS模块用于测量自车信息并将自车信息发送至单片机开发板，

所述单片机开发板是整个网联通信装置的核心，用于设置车辆 ID，接收GPS模块发送的自车信息和Zigbee模块发送的他车信息，对接收到自车信息和他车信息进行重组，得到数组数据，并将数组数据发送至Zigbee模块和车辆通信接口，

所述Zigbee模块用于接收单片机开发板发送的数组数据，并通过天线将数组数据发送至他车，

所述车辆通信接口用于接收单片机开发板发送的数组数据，并将数组数据发送至汽车。

在上述方案的基础上，所述网状拓扑结构中的汽车通过网联通信装置互联，数组数据在任意两个汽车之间相互传输。

在上述方案的基础上，所述车辆通信接口为USB接口、网口或 CAN接口。

在上述方案的基础上，所述自车信息包括：x位置、y位置、x 方向的速度和y方向的速度，其中x表示大地坐标系的x轴，y表示大地坐标系的y轴，以正北为y轴正方向建立大地坐标系。

在上述方案的基础上，所述他车信息包括车辆ID、时间、x位置、 y位置、x方向的速度和y方向的速度，所述数组数据中每行均包括车辆ID、时间、x位置、y位置、x方向的速度和y方向的速度，第一行为自车的信息，其他行为他车信息。

在上述方案的基础上，所述单片机开发板设置有如下程序流程，具体包括如下步骤：

步骤1、初始化：初始化单片机开发板的时钟，同时将自车信息设置为0，将车辆ID设置为汽车车牌号，将时间设置为北京时间；

步骤2、定时器触发：每0.1s触发一次时钟，完成单个循环后休眠；

步骤3、接收并存储自车信息：单片机开发板接收GPS模块发送的自车信息并存储在单片机开发板的存储芯片上；

步骤4、接收他车信息：单片机开发板接收Zigbee模块发送的他车信息；

步骤5、编辑信息：单片机开发板将步骤3-步骤4接收到的信息重组，得到数组数据，数组数据中的每行信息不得重复，每个车辆ID 仅包含N个不同的时间；

步骤6、发送信息：单片机开发板通过车辆通信接口将数组数据发送至汽车，同时通过Zigbee模块将数组数据发送至他车；然后进入休眠模式，等待定时器触发开始新一轮循环。

在上述方案的基础上，所述N为1-100的整数。

本发明的有益效果：

基于5G技术的V2X通信需要较高的成本，与之相比，本发明所述的网联通信装置可用较低的成本实现车-车通信，方便快速地将普通车改造成网联车，进行混合交通流V2X通信。

附图说明

本发明有如下附图：

图1本发明所述的面向混合交通流的低成本网联通信装置结构图。

图2单片机开发板的程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本发明作进一步详细说明。

本发明涉及一种面向混合交通流的低成本网联通信装置，如图1 所示，包括：Zigbee模块、天线、GPS模块、单片机开发板、车辆通信接口和电池；

所述Zigbee模块、GPS模块、单片机开发板、车辆通信接口和电池封装成一个整体设置于汽车内部，所述天线设置于汽车车顶，安装有网联通信装置的汽车之间采用网状拓扑结构；

所述电池分别与GPS模块、单片机开发板和Zigbee模块连接，所述单片机开发板分别与GPS模块、Zigbee模块和车辆通信接口连接，所述Zigbee模块与天线连接；

所述电池用于为GPS模块、单片机开发板和Zigbee模块供电，

所述Zigbee模块用于通过天线接收他车信息，并将接收到的他车信息发送至单片机开发板，

所述GPS模块用于测量自车信息并将自车信息发送至单片机开发板，

所述单片机开发板是整个网联通信装置的核心，用于设置车辆 ID，接收GPS模块发送的自车信息和Zigbee模块发送的他车信息，对接收到自车信息和他车信息进行重组，得到数组数据，并将数组数据发送至Zigbee模块和车辆通信接口，

所述Zigbee模块用于接收单片机开发板发送的数组数据，并通过天线将数组数据发送至他车，

所述车辆通信接口用于接收单片机开发板发送的数组数据，并将数组数据发送至汽车。

在上述方案的基础上，所述网状拓扑结构中的汽车通过网联通信装置互联，数组数据在任意两个汽车之间相互传输。

在上述方案的基础上，所述车辆通信接口为USB接口、网口或 CAN接口。

在上述方案的基础上，所述自车信息包括：x位置、y位置、x 方向的速度和y方向的速度，其中x表示大地坐标系的x轴，y表示大地坐标系的y轴，以正北为y轴正方向建立大地坐标系。

在上述方案的基础上，所述他车信息包括车辆ID、时间、x位置、 y位置、x方向的速度和y方向的速度，所述数组数据中每行均包括车辆ID、时间、x位置、y位置、x方向的速度和y方向的速度，第一行为自车的信息，其他行为他车信息。

在上述方案的基础上，所述单片机开发板设置有如下程序流程，如图2所示，具体包括如下步骤：

步骤1、初始化：初始化单片机开发板的时钟，同时将自车信息设置为0，将车辆ID设置为汽车车牌号，将时间设置为北京时间；

步骤2、定时器触发：每0.1s触发一次时钟，完成单个循环后休眠；

步骤3、接收并存储自车信息：单片机开发板接收GPS模块发送的自车信息并存储在单片机开发板的存储芯片上；

步骤4、接收他车信息：单片机开发板接收Zigbee模块发送的他车信息；

步骤5、编辑信息：单片机开发板将步骤3-步骤4接收到的信息重组，得到数组数据，数组数据中的每行信息不得重复，每个车辆ID 仅包含N个不同的时间；

步骤6、发送信息：单片机开发板通过车辆通信接口将数组数据发送至汽车，同时通过Zigbee模块将数组数据发送至他车；然后进入休眠模式，等待定时器触发开始新一轮循环。

在上述方案的基础上，所述N为1-100的整数。

本发明所述的网联通信装置可方便快速地将普通车改造为网联车，在5G未覆盖区域或未安装5G车载设备的两个或多个车之间，实现V2X通信，从而为缓解交通拥堵提供低成本网联通信支持。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。