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车联网环境下通信单元需求建模与设计实现
| 论文题名： | 车联网环境下通信单元需求建模与设计实现 |
| 关键词： | 车载设备;通信单元;避撞算法;跟驰模型;车联网 |
| 摘要： | 车联网平台是解决城市道路交通安全问题、拥堵问题的一个有效途径。车载设备的通信单元是车联网平台的重要组成部分，是车辆和外界进行信息交互的载体。本论文分析了城市道路交通环境对于车载设备通信单元的通信需求，构建了车载设备通信单元需求模型，并设计了车载设备通信单元的硬件单元和软件单元。在基于车车互联的情况下，本论文重建了跟驰模型，并设计了基于跟驰模型的避撞算法来避免追尾的发生。最后本论文对车载设备通信单元的通信功能和通信性能进行了测试，并将车载设备通信单元应用于车车互联的跟驰模型下，验证了跟驰模型避撞算法的有效性。 本论文完成的主要研究工作包括以下部分: (1)本论文分析了车联网的发展现状，研究了车载设备通信单元在车联网平台的作用。在基于车车互联情况下，本论文对车载设备通信单元的需求进行了研究分析，同时采用E-R（Entity-Relationship）需求分析方法针对车载设备通信单元建立了需求模型，并根据E-R需求模型选择了适用的无线通信技术来设计通信单元。 (2)在E-R需求模型的基础上，本论文设计和构建了车载设备通信单元的硬件单元和软件单元。硬件单元由信息采集单元、控制单元和通信单元三个部分组成，分别实现了车辆环境信息采集、车辆环境信息处理、车辆环境信息发送的功能。软件单元由信息处理和控制单元和信息传输单元两个部分组成，分别实现了对车辆环境信息的处理和筛选、车辆环境信息的自动发送等功能。车载设备通信单元实现了车辆环境信息自动化传输的功能。 (3)车载设备通信单元实现了车车互联通信、与驾驶员HMI（Human Machine Interface，人机接口、人机界面）的通信。针对城市道路交通环境下常见的跟驰模型，本论文分析了车车互联通信对跟驰模型的影响，并对跟驰模型进行了重建，同时设计了相应的避撞算法来避免跟驰模型下追尾事故的发生。提升跟驰模型下车辆运行安全性。 为了验证车载设备通信单元的功能和性能，本论文搭建了相应的实车验证平台，对车载设备通信单元车车通信模块、车地通信模块、车内通信模块进行了功能和性能的测试，最后，测试了车载设备通信单元在跟驰模型下的作用。测试结果表明，车载设备通信单元能够完成车地、车车、车内信息传输的功能并且使通信时延保持在一个较小的范围内。基于车车互联的跟驰模型避撞算法能够有效地缩短驾驶员反应时间，避免追尾。 |
| 作者： | 尉江华 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 蔡伯根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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