一种基于区块链技术的智能车联网实现方法及系统技术方案

本发明专利技术特别涉及一种基于区块链技术的智能车联网实现方法及系统。该基于区块链技术的智能车联网实现方法，首先根据实际情况划定行驶区域，并在行驶区域中选取一中心节点和多个边界节点，与路侧单元RSU共同构建车联网联盟链；车联网联盟链内的行驶车辆不断进行信息共享，并记录存储共享的信息；从各个车联网联盟链的边界节点中分别任意选取一行驶车辆，共同构建侧链；侧链内的行驶车辆不断进行信息共享，并记录存储共享的信息，从而帮助管理部门获取不同行驶区域的车联网联盟链数据的统一记录。该基于区块链技术的智能车联网实现方法及系统，实现了对车辆安全的主动避险控制及对道路的智能协同管理，更好地促进了智慧交通的发展。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链技术的智能车联网实现方法及系统
本专利技术涉及车联网
，特别涉及一种基于区块链技术的智能车联网实现方法及系统。
技术介绍
作为物联网重要节点之一的智能网联汽车，具有十分显著的终端设备属性。智能网联汽车内部包含了路侧传感器、控制器、执行器等装置，融合了现代通信与网络技术，能够实现车与X(车、路、人、云等)的智能信息交换、共享，能够感知周围复杂环境即时做出智能决策，帮助驾驶人员达成对智能网联汽车自身的协同控制。然而，在车联网技术的发展过程中也存在着诸多待以解决问题，其中车联网的安全问题是制约其发展的重要因素。由于车联网通信环境自身的脆弱性，其网络很容易遭受网络攻击，如通信信息的篡改、重放等对消息真实性的威胁，这些都会对车联网体系安全造成严重的后果。车辆在行驶过程中，车联网节点间需进行频繁的信息交互，因此保证信息安全是至关重要的。目前，针对车联网的安全问题还未真正提出完美的解决方案。传统的中心化车联网信息交互模式为通过路侧T-BOX采用GPRS系统或4G通信技术实现车辆的通信。数据传输受通信信号的限制，在没有信号或信号较差的区域无法通信，故单一的4G移动通信方式已无法满足未来车联网发展对路侧T-BOX数据传输实时性及可靠性的要求。同时车联网的中心化模式会使数据中心遭遇黑客侵入的风险增大，所以说车联网信息安全是车联网部署的前提和关键。DSRC即DedicatedShortRangeCommunications(专用短程通信技术)是一种高效的无线通信技术。它可以实现在特定区域内(通常为数十米)对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，例如车辆的“车-路”、“车-车”双向通信，实时传输图像、语音和数据信息，将车辆和道路有机连接。通过主从节点通信实现了车与车的数据交换，保证了车辆间快速稳定的通信，然后通过路边单元的分布式广播与存储，实现了路与路、车与路的数据交换，另外在通信过程中采用数字签名技术，以保证车联网节点间安全可靠的通信。OBU(OnboardUnit，车载单元)是采用DSRC技术与RSU(RoadSideUnit，路侧单元)进行通讯的微波装置。在ETC系统中，OBU采用DSRC技术，建立与RSU之间微波通讯链路，在车辆行进途中，在不停车的情况下，实现车辆身份识别，电子扣费，实现不停车、免取卡，建立无人值守车辆通道。在车场管理中，采用DSRC技术实现不停车快速车道，自动扣取停车费。综上所述，针对现有车联网技术的发展与设备存在的缺陷，急需一款传输速度更快，可靠性及安全性更高的车联网终端满足智能交通的飞速发展。基于上述情况，本专利技术提出了一种基于区块链技术的智能车联网实现方法及系统。
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的基于区块链技术的智能车联网实现方法及系统。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种基于区块链技术的智能车联网实现方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，根据实际情况，人为划定行驶区域，并在行驶区域中任意选取一行驶车辆作为中心节点，在行驶区域边界选取多个行驶车辆作为边界节点，与该行驶区域内的路侧单元RSU共同构建车联网联盟链；第二步，车联网联盟链内的行驶车辆通过去中心化车载T-Box不断进行信息共享，并记录存储共享的信息；第三步，从各个车联网联盟链的边界节点中分别任意选取一行驶车辆，共同构建侧链；第四步，侧链内的行驶车辆通过去中心化车载T-Box不断进行信息共享，并记录存储共享的信息，从而实现不同行驶区域的信息共享，帮助管理部门获取不同行驶区域的车联网联盟链数据的统一记录。所述第一步中，中心节点通过数据通信DSRC模块向周围的车辆或路侧单元RSU发送请求认证信息，双方经服务注册请求、认证，并分配信道接入后即可建立双向的数据传输；在数据交互完成后，通过服务注销结束链接。所述车联网联盟链和侧链内的每辆行驶车辆的去中心化车载T-Box均通过MerkleTree(默克尔树)算法和共识机制将某一段时间经过验证的路况信息记入对应的存储区块；将时间保存在时间戳字段，Merkle根保存在区块头Merkle根字段中，在区块体中生成路况信息MerkleTree，从而生成联盟链区块记录/侧链区块记录，保证数据一致性和安全共识性。所述路侧单元RSU作为车联网联盟链的路侧节点，实时广播路况信息和预警服务信息；所述行驶车辆作为车联网联盟链和侧链的移动节点，利用其搭载的中心化车载T-Box实时广播自身车辆信息，并接收来自路侧单元和其他行驶车辆的广播信息；所述车联网联盟链的中心节点与路侧节点进行信息交互，边界节点不与路侧节点进行信息交互，而是只与其他边界节点和中心节点交互，实现信息共享。所述路侧节点与中心节点之间，以及边界节点与其他边界节点和中心节点之间的信息交互均采用DSRC数据传输协议；发送端先按照DSRC数据传输协议将需要广播的数据封装成短消息，然后使用广播机制将短消息发送出去；接收端验证接收到的消息并将短消息解码成远程RSU数据和/或车辆信息数据。本专利技术基于区块链技术的智能车联网系统，其特征在于：包括车联网联盟链和侧链，所述车联网联盟链内包括同一区域行驶的车辆与该区域的路侧单元RSU，用于实现该区域内车与车之间的信息共享；所述侧链则由各车联网联盟链内分别随机选取的某一辆行驶在区域边界的行驶车辆组成，用于帮助管理部门获取各行驶区域车联网联盟链数据的统一记录；所述行驶车辆均装有去中心化车载T-Box和车载单元OBU；所述去中心化车载T-BOX通过车载单元OBU实时采集自身车辆信息，同时负责实现车与车数据共享以及与路侧单元RSU的通信，从而获取到实时交通服务信息，包括实时路况信息、优化交通路线和避免碰撞。所述去中心化车载T-Box包括微处理器，数据采集CAN模块，数据通信DSRC模块，数据存储EMMC模块，WiFi热点模块，GPS/北斗定位模块，RTC实时时钟模块和电池管理PMU模块；所述数据采集CAN模块用于采集车辆运行数据和CAN总线上的诊断信息；所述数据通信DSRC模块负责实现车与车之间、车辆与路侧单元RSU之间的无线通讯连接；所述数据存储EMMC模块负责利用区块链技术将数据采集CAN模块采集的数据信息和数据通信DSRC模块接收的数据信息分别存储到对应的加密存储区块。本专利技术的有益效果是：该基于区块链技术的智能车联网实现方法及系统，应用DSRC通信技术通过主从节点通信实现了车与车的数据交换，保证了车辆间快速稳定的通信；同时通过路边单元的分布式广播与存储，实现了路与路、车与路的数据交换；另外在通信过程中采用数字签名技术，保证了车联网节点间安全可靠的通信；从而实现了对车辆安全的主动避险控制及对道路的智能协同管理，更好地促进了智慧交通的发展。附图说明附图1为本专利技术中心化车载T-Box硬件结构示意图。附图2为本专利技术基于区块链技术的智能车联网实现方法示意图。附图3为本专利技术车联网联盟链构建流程示意图。附图4为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链技术的智能车联网实现方法，其特征在于，包括以下步骤：/n第一步，根据实际情况，人为划定行驶区域，并在行驶区域中任意选取一行驶车辆作为中心节点，在行驶区域边界选取多个行驶车辆作为边界节点，与该行驶区域内的路侧单元RSU共同构建车联网联盟链；/n第二步，车联网联盟链内的行驶车辆通过去中心化车载T-Box不断进行信息共享，并记录存储共享的信息；/n第三步，从各个车联网联盟链的边界节点中分别任意选取一行驶车辆，共同构建侧链；/n第四步，侧链内的行驶车辆通过去中心化车载T-Box不断进行信息共享，并记录存储共享的信息，从而实现不同行驶区域的信息共享，帮助管理部门获取不同行驶区域的车联网联盟链数据的统一记录。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链技术的智能车联网实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，根据实际情况，人为划定行驶区域，并在行驶区域中任意选取一行驶车辆作为中心节点，在行驶区域边界选取多个行驶车辆作为边界节点，与该行驶区域内的路侧单元RSU共同构建车联网联盟链；
第二步，车联网联盟链内的行驶车辆通过去中心化车载T-Box不断进行信息共享，并记录存储共享的信息；
第三步，从各个车联网联盟链的边界节点中分别任意选取一行驶车辆，共同构建侧链；
第四步，侧链内的行驶车辆通过去中心化车载T-Box不断进行信息共享，并记录存储共享的信息，从而实现不同行驶区域的信息共享，帮助管理部门获取不同行驶区域的车联网联盟链数据的统一记录。


2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的智能车联网实现方法，其特征在于：所述第一步中，中心节点通过数据通信DSRC模块向周围的车辆或路侧单元RSU发送请求认证信息，双方经服务注册请求、认证，并分配信道接入后即可建立双向的数据传输；在数据交互完成后，通过服务注销结束链接。


3.根据权利要求1所述的基于区块链技术的智能车联网实现方法，其特征在于：所述车联网联盟链和侧链内的每辆行驶车辆的去中心化车载T-Box均通过MerkleTree算法和共识机制将经过验证的路况信息记入对应的存储区块；将时间保存在时间戳字段，Merkle根保存在区块头Merkle根字段中，在区块体中生成路况信息MerkleTree，从而生成联盟链区块记录/侧链区块记录，保证数据一致性和安全共识性。


4.根据权利要求2或3所述的基于区块链技术的智能车联网实现方法，其特征在于：所述路侧单元RSU作为车联网联盟链的路侧节点，实时广播路况信息和预警服务信息；所述行驶车辆作为车联网联盟链和侧链的移动节点，利用其搭载的中心化车载T-Box实时广播自身车辆信息，并接收来自路侧单元和其他行驶车辆的广播信息；所述车联网联盟...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵煜，李盛葆，李睿，孟繁瑞，潘泉波，尹川铭，向媛媛，张泰，
申请(专利权)人：国家计算机网络与信息安全管理中心山东分中心，
类型：发明
国别省市：山东;37