本文關(guān)鍵詞：車載自組織網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：車載自組網(wǎng)(VehicularAd Hoc Network，VANET)是智能交通中實現(xiàn)車輛多媒體傳輸、遠程交通事故預(yù)警、實時道路交通信息查詢、高速公路自動繳費等應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)，在實際道路環(huán)境下，由于快速行駛會導(dǎo)致拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化，同時無線信號還面臨地形地物影響導(dǎo)致通信質(zhì)量降低甚至中斷，因此高效視頻傳輸一直是難點問題。本文研究基于嵌入式技術(shù)的車載自組網(wǎng)實時視頻傳輸演示驗證系統(tǒng)，旨在為車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用研究提供參考。 本文設(shè)計并實現(xiàn)了基于車載自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的視頻傳輸演示驗證系統(tǒng)，硬件平臺選擇以DM3730為主控芯片的Devkit8500開發(fā)板，并驅(qū)動配置了DWA125無線網(wǎng)卡，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的物理層使用802.11g協(xié)議，傳輸層使用UDP協(xié)議。重點工作是在網(wǎng)絡(luò)層改進了AODV協(xié)議，在應(yīng)用層設(shè)計并實現(xiàn)了基于LinuxV4L2接口的視頻采集與傳輸程序、網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議模塊、開發(fā)板自啟動程序，以及無線網(wǎng)卡驅(qū)動模塊等，并將驗證系統(tǒng)在室外進行了模擬測試。 本文的主要內(nèi)容及貢獻如下： （1）設(shè)計演示驗證系統(tǒng)的總體方案，建立嵌入式系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)平臺。硬件平臺以嵌入式Devkit8500D開發(fā)板和USB攝像頭8100-U為主要組件，并配置了DWA125無線網(wǎng)卡。以DM3730為主控芯片，配置了USB驅(qū)動程序的引導(dǎo)文件，完成硬件平臺驅(qū)動工作；軟件平臺以Linux2.6.32版本內(nèi)核的Fedora12系統(tǒng)為核心，整體分為：Bootloader、 linux內(nèi)核、linux根文件與應(yīng)用層四部分，通過交叉編譯將系統(tǒng)燒寫入開發(fā)板的NAND FLASH中。以此為基礎(chǔ)，編譯安裝gcc、glibc等程序與庫函數(shù)，建立一套完整的交叉編譯工具鏈，為應(yīng)用層的交叉編譯做鋪墊； （2）改進并實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層的AODV路由協(xié)議。研究了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議�？傮w結(jié)構(gòu)，指出了AODV網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議對鏈路的中斷危險性考慮不足，分析了AODV協(xié)議中函數(shù)工作流程與路由表的建立和維護方式，對AODV協(xié)議維護路由過程進行優(yōu)化。主要方法為：通過在hello報文中增加幾個控制函數(shù)，廣播檢測相鄰節(jié)點的能耗與信號強度，引入能耗與信號強度的閾值公式，用以控制路由表的維護（主動斷開不合理的路由鏈路，搜尋更合理的鏈路）。最后用NS2仿真軟件對改進協(xié)議進行仿真并分析性能，結(jié)果表明：優(yōu)化后的AODV協(xié)議在端到端平均時延和系統(tǒng)丟包率上都有了一定的改善； （3）設(shè)計并實現(xiàn)了演示驗證系統(tǒng)上的重要模塊與應(yīng)用程序，包括：采集與傳輸程序、無線傳輸模塊、網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議模塊等。采集程序設(shè)計基于Linux下V4L2接口函數(shù)，，使用UDP傳輸協(xié)議，將采集到的較大數(shù)據(jù)流分段標記，存儲到buffer流中傳輸，接收端通過標記函數(shù)對接收到的數(shù)據(jù)還原播放；無線傳輸模塊編譯分為兩步：首先對基于RT3070芯片的DWA125網(wǎng)卡源代碼的內(nèi)核參數(shù)進行修改，然后交叉編譯修改后的源碼，將生成的STA驅(qū)動和SoftAP驅(qū)動文件編譯到內(nèi)核中；網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議模塊編譯步驟：對改進后的路由協(xié)議源碼參數(shù)進行修改，之后交叉編譯生成aodv模塊與aodv執(zhí)行程序，將aodv模塊編譯到內(nèi)核中，程序移植到開發(fā)板存儲設(shè)備中。最后，將編譯的應(yīng)用層模塊和程序?qū)懭胂到y(tǒng)并加載外置電源后，系統(tǒng)成功啟動，模塊與程序工作正常； （4）在室外對演示驗證系統(tǒng)進行測試，由于成本原因，使用三個開發(fā)板來模擬車載自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實時視頻傳輸，測試系統(tǒng)主要指標如下：最大視頻通信半徑93m、最大路由通信半徑61m，可傳輸視頻節(jié)點最大速度5m/s。
【關(guān)鍵詞】：無線通信 視頻傳輸 嵌入式 移動自組織網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U463.6;TN919.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.3 論文內(nèi)容及安排16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第2章 VANET 技術(shù)概述與車載視頻傳輸18-24
• 2.1 VANET 的網(wǎng)絡(luò)定義18-19
• 2.2 VANET 的特點19-20
• 2.3 VANET 的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)20
• 2.4 VANET 的應(yīng)用20-22
• 2.5 車載視頻傳輸22-23
• 2.5.1 車載視頻傳輸特點22-23
• 2.5.2 車載環(huán)境下的特點23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 演示驗證系統(tǒng)的硬件及底層系統(tǒng)設(shè)計24-34
• 3.1 演示驗證系統(tǒng)的底層硬件結(jié)構(gòu)24-25
• 3.2 演示驗證系統(tǒng)的總體設(shè)計25-26
• 3.3 嵌入式系統(tǒng)平臺與處理器26-27
• 3.4 USB 攝像頭安裝與測試27-31
• 3.5 外置電源的選擇31-32
• 3.6 本章小結(jié)32-34
• 第4章 演示驗證系統(tǒng)軟件平臺設(shè)計34-44
• 4.1 Linux 的 Bootloader 的移植35-36
• 4.2 Linux 內(nèi)核的開發(fā)36-39
• 4.3 構(gòu)建 Linux 根文件系統(tǒng)39-41
• 4.4 Linux 開發(fā)環(huán)境的建立41-42
• 4.5 本章小結(jié)42-44
• 第5章 自組織網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析與改進44-70
• 5.1 演示驗證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧44-49
• 5.1.1 物理層44-46
• 5.1.2 網(wǎng)絡(luò)層46-47
• 5.1.3 傳輸層47-49
• 5.1.4 應(yīng)用層49
• 5.2 AODV 路由協(xié)議49-57
• 5.2.1 AODV 協(xié)議介紹49-50
• 5.2.2 AODV 中主要函數(shù)的工作流程50-53
• 5.2.3 AODV 路由表的建立與維護53-57
• 5.3 AODV 協(xié)議的缺陷與改進57-61
• 5.3.1 AODV 協(xié)議的缺陷57-59
• 5.3.2 AODV 協(xié)議的改進59-61
• 5.4 仿真軟件介紹61-62
• 5.5 指標性能分析62-63
• 5.6 改進 AODV 協(xié)議的實現(xiàn)63-65
• 5.7 改進協(xié)議仿真分析65-68
• 5.8 本章小結(jié)68-70
• 第6章 演示驗證系統(tǒng)應(yīng)用層的實現(xiàn)70-86
• 6.1 攝像頭采集與傳輸程序的設(shè)計與實現(xiàn)70-73
• 6.2 無線傳輸模塊的驅(qū)動與移植73-78
• 6.3 開發(fā)板自啟動設(shè)置78-79
• 6.4 自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議模塊的編譯與測試79-83
• 6.4.1 自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議模塊的編譯79-81
• 6.4.2 自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議模塊的測試81-83
• 6.5 演示系統(tǒng)測試83-84
• 6.6 本章小結(jié)84-86
• 第7章 總結(jié)與展望86-88
• 7.1 工作總結(jié)86-87
• 7.2 工作展望87-88
• 參考文獻88-92
• 作者簡介92-94
• 致謝94

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：車載自組織網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：410425