WAVE車輛通信系統(tǒng)原型機的設(shè)計與實現(xiàn)中期報告1.項目背景隨著智能交通的發(fā)展，車輛通信系統(tǒng)逐漸成為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。WAVE車輛通信系統(tǒng)是一種基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的車輛間通信系統(tǒng)，其優(yōu)點包括高速、低時延、高覆蓋等。該項目旨在設(shè)計并實現(xiàn)WAVE車輛通信系統(tǒng)原型機，以驗證系統(tǒng)的可行性和效果。2.系統(tǒng)設(shè)計2.1系統(tǒng)架構(gòu)WAVE車輛通信系統(tǒng)原型機的系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：系統(tǒng)由四個部分組成：車載通信模塊、路側(cè)通信模塊、控制中心和應(yīng)用層軟件。其中，車載通信模塊和路側(cè)通信模塊通過IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)進(jìn)行通信，控制中心用于管理車輛和路側(cè)設(shè)備的注冊、授權(quán)、認(rèn)證等操作，應(yīng)用層軟件則提供各種交通管理功能，如車輛調(diào)度、路況監(jiān)控等。2.2系統(tǒng)組成車載通信模塊：該模塊通過IEEE802.11p標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)車輛間通信。模塊包括無線電設(shè)備（如WiFi模塊）、接收/發(fā)送器、天線等。路側(cè)通信模塊：該模塊同樣通過IEEE802.11p標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)路側(cè)設(shè)備間的通信。模塊包括無線電設(shè)備、接收/發(fā)送器、天線等。控制中心：該模塊負(fù)責(zé)車輛和路側(cè)設(shè)備的注冊、授權(quán)、認(rèn)證等操作，同時提供系統(tǒng)的安全管理功能。應(yīng)用層軟件：該模塊提供各種交通管理功能，如車輛調(diào)度、路況監(jiān)控等。3.系統(tǒng)實現(xiàn)3.1車載通信模塊車載通信模塊采用了COTS（Commercial-Off-The-Shelf）組件，包括WiFi模塊、接收/發(fā)送器和天線。通過對WiFi模塊的編程，實現(xiàn)車輛間通信。同時，為了提高通信的質(zhì)量和穩(wěn)定性，采用了SDR（SoftwareDefinedRadio）和FPGA（FieldProgrammableGateArray）技術(shù)，以提高接收/發(fā)送器的性能。天線的選擇也十分重要，為了讓車載通信模塊在城市、高速公路等多種場景下都有良好的性能，我們選擇了多種天線，包括有向、全向、室內(nèi)、室外等不同類型的天線。3.2路側(cè)通信模塊路側(cè)通信模塊與車載通信模塊類似，同樣采用了COTS組件，包括WiFi模塊、接收/發(fā)送器和天線。通過對WiFi模塊的編程，實現(xiàn)路側(cè)設(shè)備間通信。為了提高路側(cè)通信模塊的性能，我們采用了多種技術(shù)，包括SDR、FPGA、MIMO（Multiple-InputMultiple-Output）等，以提高其接收/發(fā)送能力和覆蓋范圍。同時，為了滿足不同場景下的需求，我們選擇了不同類型的天線，包括有向、全向、扇形等不同類型的天線。3.3控制中心控制中心采用了Java語言，使用Spring框架進(jìn)行開發(fā)。系統(tǒng)采用了分布式架構(gòu)，通過Dubbo框架實現(xiàn)不同模塊之間的交互。控制中心的主要功能包括車輛和路側(cè)設(shè)備的注冊、授權(quán)、認(rèn)證等操作，如下圖所示：控制中心還提供了安全管理功能，包括數(shù)據(jù)加密、用戶身份驗證等。3.4應(yīng)用層軟件應(yīng)用層軟件采用了Python語言開發(fā)，使用Django框架實現(xiàn)。應(yīng)用層軟件的主要功能包括車輛調(diào)度、路況監(jiān)控等，如下圖所示：應(yīng)用層軟件還包括數(shù)據(jù)分析、可視化等功能。4.系統(tǒng)測試為了驗證WAVE車輛通信系統(tǒng)原型機的可行性和效果，我們進(jìn)行了一系列測試。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有高速、低時延、高覆蓋等優(yōu)點，可以滿足不同場景下的需求，具有較高的實用性和可靠性。5.總結(jié)本文介紹了WAVE車輛通信系統(tǒng)原型機的設(shè)計與實現(xiàn)中期