一种用于车联网数据传输的区块链任务的优化方法技术

本发明专利技术提供一种用于车联网数据传输的区块链任务的优化方法，包括，步骤S1、当车辆进入任一RSU的覆盖范围时，建立与该RSU的通信连接；步骤S2、根据车辆与所述RSU之间的传输速率、传输速率与速度的关系、向所述RSU上传数据所需的时间和回传数据的时间、车辆与RSU之间的总通信时延，进行通信传输功率的优化计算，确定车辆与该RSU的最优通信传输功率；其中，所述车联网的多个RSU协同工作维护一个信任的区块链系统；步骤S3、根据所述最优通信传输功率将所述车辆驾驶辅助数据发送至该RSU；步骤S4、将所述车辆驾驶辅助数据存储至所述区块链的区块。本发明专利技术实现车联网辅助驾驶中车辆数据高效传输到RSU并存入区块链，保障辅助驾驶任务正常进行，降低信息篡改的风险。降低信息篡改的风险。降低信息篡改的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种用于车联网数据传输的区块链任务的优化方法


[0001]本专利技术涉及区块链
，特别是涉及一种用于车联网数据传输的区块链任务的优化方法。

技术介绍

[0002]车联网借助新一代信息通信技术，以行驶中的车辆为信息感知对象，提升车辆整体的智能驾驶水平，为用户提供安全、舒适、智能、高效的驾驶感受与交通服务。随着城市道路网络的交通流量日益提高，驾驶员在行驶过程中难免遇到拥堵区域，这大大增多了行程时间、油耗以及额外的气体排放，针对这一问题，可以借助辅助驾驶技术来降低发生事故的概率，并在发生事故后及时纠正其他车辆驾驶路线，以提升交通运行效率。
[0003]然而，在传统辅助驾驶方案中，信息的处理集中在一方，容易受到攻击，并且集中式云服务器可能会导致数据存储中的单点故障。车辆的高机动性以及复杂的驾驶操作也使得如何在短时间内处理数据，及时给予用户处理结果反馈成为车辆应用的重要挑战。区块链是点对点(P2P)网络中的分布式数字账本。区块链技术的去中心化和不变性等优良特性为车联网环境中的数据安全问题提供了一个可行的解决方案。利用区块链技术在车联网中大量边缘节点之间建立信任关系，能够有效降低信息篡改的风险。
[0004]受上述需求及技术的驱动，出现了诸多利用区块链技术的辅助方法，比较具有代表性的有，例如：
[0005]专利号为CN110155079A的《基于区块链技术的辅助驾驶系统及方法》专利，提供基于区块链技术的辅助驾驶系统，能够协助驾驶员或自动驾驶系统随时做出正确判断，具有突破视觉死角和跨越遮挡物的信息获取能力，同时基于V2V通信子系统能够使本车辆与其他车辆及交通基础设施共享实时交通数据，再利用相关研判算法产生预测信息，为智能网联汽车提供辅助驾驶。但是，没有考虑到处理效率的问题，所有计算任务都在车辆上完成，并且车辆直接上链，挖矿过程将十分低效。
[0006]专利号为CN109360417A的《一种基于区块链的危险驾驶行为辨识与推送方法及系统》专利，提出了一种基于区块链的危险驾驶行为辨识与推送方法及系统，所述方法包括：S10：采集指定类型车辆的动态行驶信息，判断所述指定类型车辆是否超速；S20：若超速，则将所述指定类型车辆的超速信息广播给区块链内其他所有车辆；S30：统计所述指定类型车辆预设半径范围内判断所述指定类型车辆超速的所述其他车辆的数量；S40：根据所述数量的大小，判断是否执行预设安全规避措施。该方案基于区块链技术实现了更加高效和准确地周边车辆超速判断，能够为车辆提供驾车安全，尤其是减小车辆因超速不能及时制动而导致事故发生的概率。但是，功能过于单一化，对危险驾驶行为的考虑不够全面，并且车辆计算负担过重，没有考虑到车辆不能处理行驶过程中的产生的大量数据以及处理数据所产生的时间花销所带来用户体验的下降。
[0007]专利号为CN111405011A的《基于区块链的VANET中节点可信加入方法》专利，提供一种基于区块链的VANET节点可信加入方法，不仅能改善交通拥堵，还能辅助安全驾驶。RSU
对车辆进行分布式可信验证来拒绝恶意车辆节点，保证VANET的安全。首先，验证车辆的身份唯一性和有效性，基于区块链的证书管理来实现对车辆证书交易的记录，利用MPT树实现对证书的验证操作。接着，验证车载平台的完整性，利用可信计算技术来评估车载平台的完整性。最后，评估车辆节点的声誉值，基于消息的信任评估模型将车辆的信任值记录到声誉区块链中，作为不可篡改的证据。当车辆完整可信验证，允许加入到VANET中。但是，在车辆与RSU的通信中没有考虑到车辆的移动性与数据传输的复杂性，且忽视了区块链吞吐量的问题，没有考虑过通过提升区块链吞吐量来使业务处理效率更高。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于，提出一种用于车联网数据传输的区块链任务的优化方法，实现车联网辅助驾驶中车辆数据高效传输到RSU并存入区块链，以保障辅助驾驶任务正常进行，降低信息篡改的风险。
[0009]一方面，提供一种用于车联网数据传输的区块链任务的优化方法，所述车联网包括多个RSU，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、当车辆进入任一RSU的覆盖范围时，建立与该RSU的通信连接；
[0010]步骤S2、根据车辆与该RSU之间的传输速率、传输速率与速度的关系、向该RSU上传数据所需的时间和回传数据的时间、车辆与该RSU之间的总通信时延，进行通信传输功率的优化计算，确定车辆与该RSU的最优通信传输功率；
[0011]步骤S3、车辆获取自身驾驶辅助数据，并根据所述最优通信传输功率将所述车辆驾驶辅助数据发送至该RSU；
[0012]步骤S4、该RSU接收所述车辆驾驶辅助数据，并将所述车辆驾驶辅助数据存储至所述区块链的区块；其中，所述车联网的多个RSU协同工作维护一个信任的区块链系统。
[0013]优选地，所述区块链的区块的生成包括如下步骤：
[0014]RSU根据区块大小和区块间隔决策、数据传输任务进入下一状态的概率进行生成区块大小和区块间隔的优化计算，确定生成区块大小值和区块间的间隔值；
[0015]RSU根据生成的区块大小值、区块间的间隔值及最优通信传输功率，对传输功率、生成区块大小和区块间的间隔进行联合优化，获得联合优化结果；
[0016]RSU根据联合优化结果生成区块，以使得区块链吞吐量最大化且总时延最小时的状态。
[0017]优选地，所述车辆驾驶辅助数据至少包括车辆ID信息、车辆所处位置信息、车辆速度信息、车辆出行目的地信息。
[0018]优选地，所述步骤S2中，所述车辆与RSU之间的传输速率，具体根据以下公式计算：
[0019][0020]其中，R
m
(t)表示车辆与RSU之间的传输速率；B
n
表示车辆与RSU之间的传输信道带宽；P
n
(t)表示传输功率；g
n
(t)表示信道增益；σ
n
(t)表示噪声方差；θ表示路径损耗指数；d
n
表示车辆与RSU之间的距离；N＝{1,2,...,n}表示RSU的集合；t表示时间值。
[0021]优选地，所述步骤S2中，所述传输速率与速度的关系，具体根据以下公式计算：
[0022]其中，d
n
(t)表示传输速率与速度的关系；d
g
表示RSU信号覆盖范围的直径，l
n
≤d
g
/2表示车辆正向RSU的方向行驶；h
n
表示RSU内设置的MEC服务器的高度；l
n
表示车辆的初始位置；v
n
表示车辆移动速度。
[0023]优选地，所述步骤S2中，所述向所述RSU上传数据所需的时间，具体根据以下公式计算：
[0024]其中，T
up
(t)表示向RSU上传数据所需的时间；D
m
表示车辆通过基础设施互联通信传输到RSU的数据量大小；R
m
(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车联网数据传输的区块链任务的优化方法，所述车联网包括多个RSU，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、当车辆进入任一RSU的覆盖范围时，建立与该RSU的通信连接；步骤S2、根据车辆与该RSU之间的传输速率、传输速率与速度的关系、向该RSU上传数据所需的时间和回传数据的时间、车辆与该RSU之间的总通信时延，进行通信传输功率的优化计算，确定车辆与该RSU的最优通信传输功率；步骤S3、车辆获取自身驾驶辅助数据，并根据所述最优通信传输功率将所述车辆驾驶辅助数据发送至该RSU；步骤S4、该RSU接收所述车辆驾驶辅助数据，并将所述车辆驾驶辅助数据存储至所述区块链的区块；其中，所述车联网的多个RSU协同工作维护一个信任的区块链系统。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区块链的区块的生成包括如下步骤：RSU根据区块大小和区块间隔决策、数据传输任务进入下一状态的概率进行生成区块大小和区块间隔的优化计算，确定生成区块大小值和区块间的间隔值；RSU根据生成的区块大小值、区块间的间隔值及最优通信传输功率，对传输功率、生成区块大小和区块间的间隔进行联合优化，获得联合优化结果；RSU根据联合优化结果生成区块，以使得区块链吞吐量最大化且总时延最小时的状态。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车辆驾驶辅助数据至少包括车辆ID信息、车辆所处位置信息、车辆速度信息、车辆出行目的地信息。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述车辆与RSU之间的传输速率，具体根据以下公式计算：其中，R
m
(t)表示车辆与RSU之间的传输速率；B
n
表示车辆与RSU之间的传输信道带宽；P
n
(t)表示传输功率；g
n
(t)表示信道增益；σ
n
(t)表示噪声方差；θ表示路径损耗指数；d
n
表示车辆与RSU之间的距离；N＝{1,2,...,n}表示RSU的集合；t表示时间值。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述传输速率与速度的关系，具体根据以下公式计算：其中，d
n
(t)表示传输速率与速度的关系；d
g
表示RSU信号覆盖范围的直径，l
n
≤d
g
/2表示车辆正向RSU的方向行驶；h
n
表示RSU内设置的MEC服务器的高度；l
n
表示车辆的初始位置；v
n
表示车辆移动速度。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述向所述RSU上传数据所需的时间，具体根据以下公式计算：
其中，T
up
(t)表示向RSU上传数据所需的时间；D
m
表示车辆通过基础设施互联通信传输到RSU的数据量大小；R
m
(t)表示车辆与RSU之间的传输速率。所述RSU向车辆回传数据的时间，具体根据以下公式计算：其中，T
down
(t)表示RSU向车辆回传数据的时间；R
m...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，陈嘉，曾凌烽，曾旭，翁俊鸿，周瑾瑜，黄儒雅，杨洋，廖博娴，钟雨轩，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：