[發明專利]一種基于可見光通信的車輛物聯網系統及通信方法

有效

• 申請號: 201811443020.0
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109450536B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 王昭誠;陳家璇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04L29/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供一種基于可見光通信的車輛物聯網系統及通信方法，其中，所提供的系統包括：車載可見光通信節點，用于采集車輛信息，并與車載可見光通信節點所屬的車輛在同一行駛方向上的相鄰車輛上的車載可見光通信節點構建可見光通信鏈路，并生成由可見光通信鏈路所組成的車簇的車簇信息；路邊基礎設施，用于接收覆蓋范圍內的車載可見光通信節點發送的車輛信息和車簇信息，并將車輛信息和車簇信息發送至局部控制節點；局部控制節點，用于接收路邊基礎設施發送的路邊基礎設施覆蓋范圍內的車輛信息和車簇信息，并根據車輛信息和車簇信息，計算獲得區域內道路狀況信息；本發明提供的系統，降低了車輛物聯網中通信鏈路之間的沖突和干擾。

技術領域

本發明實施例涉及通信技術領域，尤其涉及一種基于可見光通信的車輛物聯網系統及通信方法。

背景技術

隨著各種嵌入式設備在汽車以及路邊基礎設施上的應用推廣，車輛物聯網成為解決日益復雜的交通系統中道路堵塞、環境污染等問題的重要方法。通過車載傳感器的數據采集，車輛之間的通信以及通過路邊基礎設施與各種網絡連接，車輛能夠獲得周圍車輛的運動信息，擴展駕駛員的觀察范圍，同時獲得局部或整體的交通狀況，用于指導駕駛路徑的規劃。另外，車內乘客也可以借助車輛物聯網獲取各種應用數據，減輕傳統移動通信網絡的傳輸壓力。為了滿足交通環境中的種種應用需求，車輛物聯網在設計過程中需要考慮如下限制因素。首先，為了保證駕駛的安全，交通信息的時效性十分重要，因而，車聯網設計中對于延時有嚴格的要求。其次，為了保護道路車輛的安全和隱私，通信的安全性同樣十分重要。同時，考慮到仍在不斷發展、擴大的交通系統，車聯網的設計需要有較好的可擴展性。

現有技術中，車聯網研究中采用射頻通信技術進行車輛與其余通信節點的連接，包括專用短程通信技術，LTE和WiFi等。但是，射頻通信在應用于城市環境中車輛密集場景時效率較低。一方面，由于射頻信號有較強的穿透性，不同通信鏈路之間的沖突和干擾會隨著車輛數目的增加而迅速增長，很有可能導致較長的時間延時而無法滿足交通數據的傳輸要求。同時，由于帶寬的限制，射頻通信在終端數目很大時通信效率會大大降低。而射頻信號較強的穿透性也帶來了較高安全隱患，如易被竊聽等。雖然現有技術中提出了一些數據傳輸策略來降低射頻通信鏈路之間的沖突帶來的影響，但往往需要較為復雜的運算和調度。

發明內容

本發明實施例提供一種基于可見光通信的車輛物聯網系統及通信方法，用以解決現有技術中車聯網的射頻信號有較強的穿透性，不同通信鏈路之間的沖突和干擾會隨著車輛數目的增加而迅速增長，同時射頻信號較強的穿透性也存在較高安全隱患的問題。

第一方面，本發明實施例提供一種基于可見光通信的車輛物聯網系統，其特征在于，包括：車載可見光通信節點、路邊基礎設施和局部控制節點。

所述車載可見光通信節點用于采集車輛信息，并與所述車載可見光通信節點所屬的車輛在同一行駛方向上的相鄰車輛上的車載可見光通信節點構建可見光通信鏈路，并生成由所述可見光通信鏈路所組成的車簇的車簇信息；

所述路邊基礎設施用于接收覆蓋范圍內的車載可見光通信節點發送的車輛信息和車簇信息，并將所述車輛信息和車簇信息發送至局部控制節點；

所述局部控制節點用于接收所述路邊基礎設施發送的所述路邊基礎設施覆蓋范圍內的車輛信息和車簇信息，并根據所述車輛信息和所述車簇信息，計算獲得區域內道路狀況信息；

其中，所述車輛信息至少包括所述車載可見光通信節點所屬的車輛的速度，行駛方向和位置信息；

其中，所述車簇信息至少包括所述車簇內的車載可見光通信節點的數量。

第二方面，本發明實施例提供一種基于可見光通信的車輛物聯網系統的通信方法，包括：

車載可見光通信節點通過與同一行駛方向上相鄰車輛上的車載通信節點構建可見光通信鏈路，同時將通過可見光通信鏈路連接的車輛構成車簇，生成車簇信息；