【摘要】：由于車輛數(shù)量的增加而導(dǎo)致的交通安全以及交通擁堵問題越來越嚴(yán)重。車路協(xié)同概念的提出為解決這兩類問題提供了最有效的途徑,而V2X(Vehicle-toEverything)車載系統(tǒng)在車路協(xié)同技術(shù)中起到了關(guān)鍵性的作用。V2X車載系統(tǒng)的主要工作是實(shí)時(shí)的采集自身車輛的狀態(tài)信息并通過無線通信模塊將自身車輛狀態(tài)信息發(fā)送給周圍交通環(huán)境中的其他車輛、路邊單元等,同時(shí)也接收來自其他車輛、路邊單元等傳來的數(shù)據(jù)信息。該系統(tǒng)結(jié)合全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)技術(shù)以及控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network,CAN)技術(shù)實(shí)時(shí)獲取車輛位置以及狀態(tài)信息,通過專用短程通信(Dedicated Short Range Communication,DSRC)技術(shù)使車車和車路間形成高速雙向交互式通信并通過數(shù)據(jù)處理為道路安全、緩解交通擁塞等提供可靠的保障。本文主要工作如下:1)研究設(shè)計(jì)了V2X車載系統(tǒng)的總體方案。根據(jù)V2X車載系統(tǒng)的應(yīng)用背景和實(shí)際需求對(duì)其進(jìn)行了需求分析,主要完成車輛信息的采集、交互和處理等功能。通過幾種可用于V2X環(huán)境下協(xié)議的性能對(duì)比分析后,選取DSRC協(xié)議作為無線通信模塊的通信協(xié)議,并提出了V2X車載系統(tǒng)的軟硬件的設(shè)計(jì)方案。2)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了V2X車載系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。根據(jù)V2X車載系統(tǒng)的需求分析可將硬件平臺(tái)分為主控制模塊、DSRC無線通信模塊、GPS模塊、CAN總線模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、RS232串口電路、USB模塊和電源模塊。根據(jù)需求選取I.MX6DL為主控制模塊的微處理器以及對(duì)各個(gè)信息采集模塊的芯片進(jìn)行選型,根據(jù)DSRC協(xié)議選取無線通信模塊的協(xié)議處理器和收發(fā)器來設(shè)計(jì)電路。3)研究實(shí)現(xiàn)了V2X車載系統(tǒng)的軟件平臺(tái)。選取了移植性和穩(wěn)定性較好的嵌入式Linux作為操作系統(tǒng),搭建交叉編譯環(huán)境并通過移植引導(dǎo)程序uboot、裁剪移植內(nèi)核以及制作根文件系統(tǒng)為I.MX6DL微處理器構(gòu)建軟件平臺(tái)。然后對(duì)V2X車載系統(tǒng)的信息采集模塊及無線通信模塊的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)且移植進(jìn)Linux系統(tǒng)。4)V2X車載系統(tǒng)性能測(cè)試。主要測(cè)試了GPS定位數(shù)據(jù)采集模塊的接收功能、CAN總線模塊的通信功能、DSRC無線通信模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)功能以及整體性能。結(jié)果表明設(shè)計(jì)的V2X車載系統(tǒng)能夠達(dá)到需求。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.6
【圖文】：

圖 2-1 GPS 接收機(jī)結(jié)構(gòu)圖美國的國家海洋電子協(xié)會(huì)（National Marine ElectronicsAssociation，NMEA）專門給海用電子裝備制定了新的格式標(biāo)準(zhǔn) NMEA-0183，而且 NMEA-0183 現(xiàn)在已經(jīng)成為了 GPS 全球定位系統(tǒng)設(shè)備的統(tǒng)一的國際海運(yùn)事業(yè)無線電技術(shù)委員會(huì)（Radio Technical Commission for Maritime services，RTCM）標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議[45]。NMEA-0183 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議目前是通過 ASCII 碼的形式來發(fā)送 GPS 的各項(xiàng)定位數(shù)據(jù)的，也就是這種類型的幀形式：$aaccc,ddd,ddd,…,ddd*hh(CR)(LF)。其中“$”符號(hào)所表達(dá)的意思是幀命令的起始位；“aaccc”符號(hào)總體指的是地域位；“ddd…ddd”則表示的是 GPS 的數(shù)據(jù)信息；“*”符號(hào)既可以表示校驗(yàn)或者前綴，也可以當(dāng)作語句數(shù)據(jù)的結(jié)束符；“hh”表示的是$和*兩者間所有 ASCII 碼字符的校驗(yàn)和；最后的“（CR）（LF）”符號(hào)就是整個(gè)幀結(jié)束的標(biāo)志，回車或者換行符。如表 2-4 所示為GPS 接受到的 7 個(gè)幀的說明。表 2-4 GPS 接收幀說明

過設(shè)定掩碼的方式對(duì)某一特定 ID 的 CAN 報(bào)文進(jìn)行線不僅傳遞數(shù)據(jù)的速度非常的快，而且傳輸距離和抗如若使用雙絞線作為傳輸介質(zhì)的話，最遠(yuǎn)可傳輸 1于 CAN 總線上的一個(gè)或者多個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了不可預(yù)知關(guān)閉這些節(jié)點(diǎn)并且斷開與總線的連接，從而保證了常的工作。層協(xié)議一般有 CAN2.0A 規(guī)范以及 CAN2.0B 規(guī)范兩種.0A 規(guī)范中定義了 CAN 報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)幀格式；在 CA文的兩種不同的幀格式，通過標(biāo)識(shí)符的長度可以將幀兩種格式形式，其中標(biāo)識(shí)符長度為 29 位的是擴(kuò)展則是標(biāo)準(zhǔn)幀。CAN 總線報(bào)文在傳遞數(shù)據(jù)的過程中會(huì)以及超載幀四種不一樣的類型幀[48]。是通過幀起始、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域、CRC 域一樣的域而組成，如圖 2-2 所示。

的則是標(biāo)準(zhǔn)幀。CAN 總線報(bào)文在傳遞數(shù)據(jù)的過程中幀以及超載幀四種不一樣的類型幀[48]。要是通過幀起始、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域、CRC不一樣的域而組成，如圖 2-2 所示。圖 2-2 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)通過幀起始、仲裁域、控制域、CRC 域、應(yīng)答域以組成，如圖 2-3 所示。它是數(shù)據(jù)接收的接收節(jié)點(diǎn)，準(zhǔn)格式以及擴(kuò)展格式而與數(shù)據(jù)域不一樣的是遠(yuǎn)程幀

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本文編號(hào)：2804790