[发明专利]一种车辆分层控制网络系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向局部无线自组织结合宏观的路况指引调控融合的网络架构，针对目前车联网发展中遇到的实际问题, 提出一种车辆分层控制网络系统及控制方法。

背景技术

  2010年10月28日，中国国际物联网(传感网)博览会暨中国物联网大会在无锡开幕。博览会以“感知科技、感知未来”为主题。这次大会指出“车联网”将形成巨大的新兴产业。IBM、思科、中国科学院、北京邮电大学、同济大学等在物联网领域具有一定研究能力的机构与企业参与了这次大会。其中邬贺铨院士指出了物联网技术在各行各业的应用，包括在智能交通中的应用，即车联网，是未来信息通信、环保、节能、安全等发展的融合性技术。

但作为物联网在智能交通领域中的全新应用,车联网当前尚没有一种适用的体系架构及网络控制体系。

受限于当前普遍应用的车辆通信网络技术，目前智能交通系统依赖于预先部署的基础设施，用于传播与位置相关信息的通信过程一般要横跨几个有线、无线通信系统。在多数的情况下，通过基础设施网络传输的信息源，信息发送与接收的实际距离只有几百米远，导致横跨多个基础通信系统进行的信息传送过程是低效的，而且基础设施的投入也极其昂贵。因此，架构具备短距离通信能力的车载网络系统，有利于以更直接的方式帮助信息的产生、传播和消费，提高信息传送的效率和降低传送成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种车辆分层控制网络系统及控制方法，以解决目前车联网应用遇到的设备和数据格式传输可靠性差、实时事件识别和响应速度低等系列问题。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种车辆分层控制网络系统，其特征在于，包括:

车载节点网络层：包括一组移动的车载节点，相邻的车载节点间能够相互通信，每个车载节点都具备采集车辆信息、收发车辆信息及转发车辆信息的功能；

中转及监控节点网络层：包括一组监控节点和中转节点，每个监控节点和中转节点都能够和相邻的车载节点通信，每个监控节点都能够采集道路信息、收发车辆信息及转发车辆信息；每个中转节点都能够收发车辆信息及转发车辆信息；

分区服务器：组建分区网络，对分区网络内的各个监控节点、中转节点和车载节点进行管理，并将接收的各个节点传送的数据传送到总服务器； 

总服务器：完成车辆信息数据获取、数据处理、实时更新车辆的运行状态，为车辆提供路径导航和路况通报信息；接收各个分区服务器发送的信息，实现各个网络层内的信息共享。

作为对本技术方案的进一步限定，所述车载节点包括：

车载信息采集单元：负责采集车辆的车况信息，包括胎压，油量，实时速度可以反映车辆状态的各类信息以及车辆前进路线传送到车载MCU；

车载MCU：对车载信息采集单元采集的信息以及车载通信单元接收的信息进行分析处理，对信息进行数据包完整性检查和加密；

车载通信单元：完成车载节点与外界的通信工作；

车载存储单元：存储车载信息采集单元采集的各项信息以及车载MCU分析处理后的数据信息。

作为对本技术方案的进一步限定，所述监控节点包括：

监控信息采集单元：通过各类传感器采集道路实时路况，包括车流量和事故检测信息；

监控MCU:对监控信息采集单元采集的信息以及监控通信单元接收的信息进行分析处理，对信息进行数据包完整性检查和加密；

监控预处理单元：将监控信息采集单元采集到的各类原始数据进行预处理，以便滤除无用信息，并对预处理后的信息进行数据包完整性检查和加密；

监控通信单元：完成监控节点与外界的联络；

监控存储单元：存储监控信息采集单元采集的各项信息以及预处理分析处理后的数据信息。

作为对本技术方案的进一步限定，所述中转节点包括：

中转检测单元：完成数据的完整性检查和修复。

中转通信单元：完成数据的转发。

作为对本技术方案的进一步限定，所述车载节点为ZigBee终端节点，所述中转节点和监控节点采用ZigBee路由器节点，所述分区服务器为ZigBee网络协调器。

一种车辆分层控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）车载节点采集自身的车辆信息发送到临近的监控节点或者中转节点，由中转及监控节点网络层内的节点逐级上传到分区服务器；

（2）监控节点采集路况信息发送到临近的上一级监控节点或者中转节点，由中转节点逐级上传到分区服务器；