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车载无线预警系统的软件设计与实现
| 论文题名： | 车载无线预警系统的软件设计与实现 |
| 关键词： | 车载无线预警系统;QNX微内核;SDIO接口;WAVE协议;软件设计 |
| 摘要： | 目前，国内外对WAVE(Wireless Access in Vehicle Environment)技术的研究大多数是以理论研究和仿真分析为主，很少有涉及到车载通信系统及应用的开发。本文研究并实现一种基于WAVE协议的车载无线预警系统，有助于车联网技术的研究与发展。在特殊车辆(消防车、警车、救护车等)预警，紧急刹车预警等交通场景中，车辆通过本系统可以向周围车辆发出预警信息。驾驶员可以根据系统接收到的预警信息对各种交通情况做出正确反应，从而减少交通事故的发生。此种方式相比传统交通预警方式(刹车尾灯、鸣笛等)更为高效。 本系统的无线通信模块工作在5.9GHz频段，支持WAVE协议通信。针对车联网对时延高性能要求，无线通信模块与终端主板通过SDIO接口连接，选择QNX微内核实时操作系统作为软件平台。通过分析系统的应用场景需求和功能需求，确定了硬件平台，完成软件架构的整体设计。重点完成无线网络驱动与中间层应用程序的开发。本文主要研究内容如下： (1)在无线网络驱动开发中，采用了顶半部与底半部分离的设计思路，有效的降低了无线网络驱动实现的复杂性，提高无线网络驱动的稳定性，缩短开发周期。采用非阻塞式消息传递机制设计驱动与中间层之间的命令通道，有效避免系统紊乱。根据QNX网络子系统的特点，设计了驱动与中间层之间的数据通道，实现了WAVE协议标准中WSMP(WAVE Short Message Protocol)与IPv6协议数据的传输。 (2)中间层应用程序采用多线程的思想进行开发。在开发过程中合理的应用了多种互斥和同步机制来控制线程的调度和阻塞。中间层应用程序根据手持设备发送的命令，产生需要发送的预警信息的CAM(CooperativeAwareness Message)数据包，通过驱动的数据通道发送给周围车辆。当收到周围车辆的CAM数据包时，中间层应用程序对其进行解析，确认预警信息并发送给上层应用程序，车载无线预警系统通过手持设备对驾驶员进行预警。 针对整个车载无线预警系统搭建测试环境，完成对车载无线预警系统的通信功能、GPS功能、预警功能与整个系统的稳定性的测试。而后对所有测试结果进行分析总结。结果表明，本文所设计的车载无线预警系统达到预期要求，实现车与车之间的通信，对各种交通场景预警成功且系统稳定可靠。 |
| 作者： | 谢斌 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 周鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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