一种移动异构全双工通信车联网系统技术方案

本发明专利技术涉及汽车移动物联网和无线通信领域，具体公开一种移动异构全双工通信车联网系统及其通信方法。该系统由分布式车载终端的主控机、遥控器和探测器利用近程无线通信技术构成车载移动无线传感网；由服务器、浏览器、车辆管理软件平台和移动通信调制解调器构成监控中心上位机系统；设计由物理层、数据链路层、网络层和传输层构成4层协议栈的远程通信协议；最终由车载移动无线传感网、监控中心上位机系统、特定移动电话和远程通信协议及SMS组成异构的汽车移动物联网系统；该系统上行通信采用载波信号、网络报文加短信息格式，通信下行采用短信息加载波信号格式，模块间通过全双工通信接口进行数据交换，下行数据与上行数据能够同时并发，实现全双工通信。该系统可以用于车辆运输动态安全监控，依靠移动无线传感网能够实现车辆实时自动安全监控，依靠移动互联网和异构网络的全双工通信能够实现远程实时/延时人工监控和指挥。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车移动物联网和无线通信领域。具体公开ー种移动异构全双エ通信车联网系统及其通信方法。
技术介绍
车联网，全称汽车移动物联网，已被列为“十二五”国家科技重大专项，得到中央资金的重点扶持。车联网以车辆为基本信息単元，通过传感器技术、智能感知技术、接入技木、传输技术、组网技术，将行人、车辆、路边设施等道路实体与交通管理网络、移动网络与后备网络连接；服务于车辆安全、交通控制、信息服务、用户网络接入等应用；g在建立改善交通状况、提高出行效率、拓展信息交互形式的智能综合网络体系。车联网要成功，就要建成互联网、移动互联网和无线传感网这样的网络生态系统，在这个生态系统中，需要有人提供終端系统平台、提供终端应用程序、提供后端服务、提供通信网络、整合信息、整合服务，建成这样ー个网络生态系统，需要综合性的技术，依赖技术整合创新。移动互联网，就是将移动通信和互联网二者结合起来，成为一体。在最近几年里，移动通信和互联网成为当今世界发展最快、市场潜カ最大、前景最诱人的两大业务。迄今，全球移动用户已超过15亿，互联网用户也已逾7亿。中国移动通信用户总数超过3. 6亿，互联网用户总数则超过I亿。这ー历史上从来没有过的高速增长现象反映了随着时代与技术的进步，人类对移动性和信息的需求急剧上升。越来越多的人希望在移动的过程中高速地接入互联网，获取急需的信息，完成想做的事情。所以，现在出现的移动与互联网相结合的趋势是历史的必然。网络已经覆盖全国，除了特别偏远的地区，基本上可以保证网络服务在中国全境都能实现。目前中国移动在G网上开通的GPRS数据通信服务，带宽可以达到终端用户3k左右，可以保证中国移动WAP服务。中国联通在CDMA网络中的数据通信服务更好ー些，带宽可以达到終端用户32k。基本可以保证WAP服务。PHS网络可以提供150k左右的数据带宽。到終端可以达到32k。而4G时代的到来，将使移动互联网达到广带的程度。无线传感网，是大量静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，是ー种自组织网络。其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。大量的传感器节点将探测数据，通过汇聚节点经其它网络发送给了用户。传感网所感知的数据是物联网海量信息的重要来源之一。自组织网络是一种临时性自治系统，是ー种分布式网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP)的情况下，提供終端之间的相互通信。目前车联网的发展就是建立在这种无线传感网络基础上，结合移动互联网而构成人、车、路一体化的管理系统。异构网络，是ー种类型的网络，其是由不同制造商生产的计算机，网络设备和系统组成的，大部分情况下运行在不同的协议上支持不同的功能或应用。互联网可以由多个异构网络互联组成。全双エ通信，又称为双向同时通信，即通信的双方可以同时发送和接受信息的信息交互方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种移动异构全双エ通信车联网系统及其通信方法。用于车辆运输动态安全监控，依靠移动无线传感网能够实现车辆实时自动安全监控，依靠移动互联网和异构汽车移动物联网的全双エ通信能够实现远程实时/延时人工监控和指挥。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是ー种移动异构全双エ通信车联网系统，其特征在于包括分布式车载终端、监控中心上位机系统、特定移动电话和远程通信协议所述分布式车载终端包括主控机、探測器和遥控器，其中主控机和探測器分布安 装在车辆适合的位置，遥控器可置于车辆驾驶室中或由驾驶员随身携帯；所述主控机由核心控制模块、存贮模块、GPS模块、移动通信模块、无线通信模块、电源处理单元构成；所述核心控制模块用于事务管理、数据处理，具有全双エ通信接ロ ；所述存贮模块用于程序、算法和数据的存贮；所述GPS模块用于宿主车辆的定位，具有全双エ通信接ロ ；所述移动通信模块包括SM卡和读卡器，用于数据编码、远程通信信道建立和远程数据收发，具有全双エ通信接ロ ；所述无线通信模块用于数据编码、近程通信信道建立和近程数据收发，具有全双エ通信接ロ；所述电源处理单元用于提供不同电子元件所需要的适合电压范围，并提供极性反接保护；所述探测器由单片机、无线通信模块、电源处理单元、传感器模块构成；所述单片机用于数据处理，具有全双エ通信接ロ ；所述传感器模块用于感知系统预先设计的车辆异常状态并触发信号；所述遥控器由单片机、无线通信模块、电源处理单元、按键和LED指示灯构成；所述按键和LED指示灯用于主控机功能状态设置和显示；所述监控中心上位机系统包括服务器、浏览器、移动通信调制解调器和车辆管理软件平台；所述服务器为普通WEB服务器和数据库服务器，用于提供网络端ロ、接收远程数据、存贮数据、数据计算和事务处理，具有全双エ通信接ロ ；所述浏览器为B/S架构模式下客户机所安装的浏览器，用于处理后的数据显示和指令和信息输入；所述移动通信调制解调器包括SM卡和读卡器，为连接在服务器通信端口上用于移动通信服务的调制解调器，至少具有SMS功能，通过API与车辆管理软件平台建立数据通信，用于指令编码、SMS通信信道建立和指令发送，具有全双エ通信接ロ ；所述车辆管理软件平台为安装在服务器硬盘上用于监控中心对远程车辆进行实时地图监控、远程指挥和数据分析的软件系统；所述特定移动电话是系统指定并记录的紧急联系移动电话；所述远程通信协议包括4层协议栈，即物理层、数据链路层、网络层和传输层。所述物理层是由移动通信模块建立的符合协议标准的物理通道；所述数据链路层是用数据链路控制协议将原始的物理通道连接改造成无差错的数据链路，系统将远程登录互联网，并得到移动通信网关分配的地址； 所述网络层是使用网络层协议将接入互联网的具有不同地址的终端都联系起来。经过路由选择，可以实现系统与连在互联网上的任一终端进行数据交互；所述传输层是使用网络传输协议，为数据传输提供服务；所述分布式车载终端主控机、探測器和遥控器通过近程无线通信技术构成车载移动无线传感网；所述车载移动无线传感网、监控中心上位机系统、特定移动电话通过远程通信协议和SMS构成ー个异构的汽车移动物联网系统；所述的移动异构全双エ通信车联网系统的通信方法，其特征在于所述分布式车载终端探測器向主控机的数据传输和分布式车载终端向监控中心上位机系统和特定移动电话的数据传输为上行；所述的监控中心上位机系统向分布式车载终端的数据传输和分布式车载终端主控机向探測器的数据传输为下行；1)GPS定位数据上行(I)分布式车载终端上电，主控机核心控制模块主程序启动，探測器与遥控器进入待机状态，全双エ通信接ロ初始化；(2)分布式车载终端主控机GPS模块寻找卫星，获取定位数据；(3)GPS模块获取到定位数据，系统自检通过，数据存入存贮模块；(4)核心控制模块利用AT指令通过移动通信模块拨号，主控机移动通信模块经移动通信基站与当地的移动通信业务节点进行无线通信，并通过该移动通信网关进入该移动互联网，一条物理通道就在主控机中的移动通信模块和移动互联网之间建立起来；(5)数据链路控制协议将原始的物理通道连接改造成无差错的数据链路，通过移动互联网网关支持节点远程登录互联网，并得到移动互联网网关分配的地址；(6)网络层协议将接入互联网的具有不同地址的终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种移动异构全双エ通信车联网系统，其特征在于包括分布式车载终端、监控中心上位机系统、特定移动电话和远程通信协议 所述分布式车载终端包括主控机、探測器和遥控器，其中主控机和探測器分布安装在车辆适合的位置，遥控器可置于车辆驾驶室中或由驾驶员随身携帯； 所述主控机由核心控制模块、存贮模块、GPS模块、移动通信模块、无线通信模块、电源处理单元构成； 所述核心控制模块用于事务管理、数据处理，具有全双エ通信接ロ ； 所述存贮模块用于程序、算法和数据的存贮； 所述GPS模块用于宿主车辆的定位，具有全双エ通信接ロ ； 所述移动通信模块包括SIM卡和读卡器，用于数据编码、远程通信信道建立和远程数据收发，具有全双エ通信接ロ ； 所述无线通信模块用于数据编码、近程通信信道建立和近程数据收发，具有全双エ通信接ロ ； 所述电源处理单元用于提供不同电子元件所需要的适合电压范围，并提供极性反接保护； 所述探测器由单片机、无线通信模块、电源处理单元、传感器模块构成； 所述单片机用于数据处理，具有全双エ通信接ロ ； 所述传感器模块用于感知系统预先设计的车辆异常状态并触发信号； 所述遥控器由单片机、无线通信模块、电源处理单元、按键和LED指示灯构成； 所述按键和LED指示灯用于主控机功能状态设置和显示； 所述监控中心上位机系统包括服务器、浏览器、移动通信调制解调器和车辆管理软件平台； 所述服务器为普通WEB服务器和数据库服务器，用于提供网络端ロ、接收远程数据、存贮数据、数据计算和事务处理，具有全双エ通信接ロ ； 所述浏览器为B/S架构模式下客户机所安装的浏览器，用于处理后的数据显示和指令和信息输入； 所述移动通信调制解调器包括SIM卡和读卡器，为连接在服务器通信端口上用于移动通信服务的调制解调器，至少具有SMS功能，通过API与车辆管理软件、平台建立数据通信，用于指令编码、SMS通信信道建立和指令发送，具有全双エ通信接ロ ； 所述车辆管理软件平台为安装在服务器硬盘上用于监控中心对远程车辆进行实时地图监控、远程指挥和数据分析的软件系统； 所述特定移动电话是系统指定并记录的紧急联系移动电话； 所述远程通信协议包括4层协议栈，即物理层、数据链路层、网络层和传输层。所述物理层是由移动通信模块建立的符合协议标准的物理通道； 所述数据链路层是用数据链路控制协议将原始的物理通道连接改造成无差错的数据链路，系统将远程登录互联网，并得到移动通信网关分配的地址； 所述网络层是使用网络层协议将接入互联网的具有不同地址的终端都联系起来。经过路由选择，可以实现系统与连在互联网上的任一终端进行数据交互； 所述传输层是使用网络传输协议，为数据传输提供服务；所述分布式车载终端主控机、探測器和遥控器通过近程无线通信技术构成车载移动无线传感网； 所述车载移动无线传感网、监控中心上位机系统、特定移动电话通过远程通信协议和SMS构成ー个异构的汽车移动物联网系统。2.根据权利要求I所述的移动异构全双エ通信车联网系统的通信方法，其特征在于 所述分布式车载终端探測器向主控机的数据传输和分布式车载终端向监控中心上位机系统和特定移动电话的数据传输为上行； 所述的监控中心上位机系统向分布式车载终端的数据传输和分布式车载终端主控机向探測器的数据传输为下行； 1)GPS定位数据上行 (1)分布式车载终端上电，主控机核心控制模块主程序启动，探測器与遥控器进入待机状态，全双エ通信接ロ初始化； (2)分布式车载终端主控机GPS模块寻找卫星，获取定位数据； (3)GPS模块获取到定位数据，系统自检通过，数据存入存贮模块； (4)核心控制模块利用AT指令通过移动通信模块拨号，主控机移动通信模块经移动通信基站与当地的移动通信业务节点进行无线通信，并通过该移动通信网关进入该移动互联网，条物理通道就在主控机中的移动通信模块和移动互联网之间建立起来； (5)数据链路控制协议将原始的物理通道连接改造成无差错的数据链路，通过移动互联网网关支持节点远程登录互联网，并得到移动互联网网关分配的地址； (6)网络层协议将接入互联网的具有不同地址的终端都联系起来。经过路由选择，可以实现连在互联网上的任一終端之间进行数据交互； (7)主控机清空接收/发送缓冲区并开启中断； (8)核心控制模块将已经获取的GPS定位数据从存贮模块中取出，通过全双エ通信接ロ传输给移动通信模块； (9)移动通信模块将GPS定位数据进行编码调制生...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立颖，路军，
申请(专利权)人：常熟路车智能电子有限公司，
类型：发明
国别省市：