基于无线多跳自组网的高速公路智能车辆感知与路灯控制方法

摘要

本发明公开了一种基于无线多跳自组网的高速公路智能车辆感知与路灯控制方法，包括：网络的建立和维护，车辆感知信息的多跳传输和路灯通断控制。网络的建立和维护包括，路边单元（RSU）周期性发送自身标识，各RSU根据收到的RSU标识的信号阈值，加入RSU标识列表，启动或重启动计时器，从而生成和维护邻居路边单元列表。车辆感知信息的多跳传输和路灯通断控制包括，车上单元（OBU）周期性广播自身标识，RSU接收并按照规则转发/丢弃OBU标识，生成和维护OBU标识列表，并依据接收内容和列表内容接通或断开路灯。本发明结合相应的硬件平台，满足高速公路运营者对车辆智能感知、对路灯进行实时、鲁棒的智能控制的需求。

主权项

一种基于无线多跳自组网的高速公路智能车辆感知与路灯控制方法，其特征在于：包括以下步骤：1)每台车辆上设置有一个OBU：集成双向低功耗无线通信系统；2)每根高速公路路灯杆上架设有RSU：集成两路双向低功耗无线通信系统，与路灯通断控制口直接连接；RSU可接收OBU发送的标识数据，可与邻居RSU双向通信；具备数据融合处理功能；可对所连接路灯进行通断控制；3)网络的建立与维护；(a)RSU周期性以设定的功率发送自身标识，使用CSMA/CA方式争用预先设定频率的无线信道；(b)当本RSU发现另外某RSU的信号强度超过阈值，而该RSU不在本RSU的邻居列表中，则在本RSU的邻居列表中加入该路边单元RSU为新的表项，并为该表项创建和启动更新计时器；(c)当本RSU发现另外某RSU的信号强度超过阈值，而该RSU已在本RSU的邻居列表中，则恢复邻居列表中该RSU对应表项所对应的更新计时器初值，并重新启动；(d)当本RSU邻居列表中的某表项节点更新计时器计时结束，将该表项从本RSU邻居列表中删除；4)车辆感知信息传输和路灯控制实现步骤：(a)在高速公路上，OBU以设定的周期广播自身标识，使用无反馈的简单CSMA方式与其他可能存在的OBU争用预先设定频率的无线信道，并且OBU的发射功率受到限制，1～2个距离较近的RSU会收到OBU的发送数据；所广播的标识附加序号0；在两次发送之间OBU可休眠以降低功耗；(b)RSU接收到OBU或邻居RSU发送的OBU标识，查询本节点“当前OBU标识列表”，如附加序号小于某设定阈值，且“当前OBU标识列表”中无该标识，或者已存该标识但附加序号大于所收到的附加序号，则RSU将该标识及当前附加序号更新至“当前OBU标识列表”；(c)任意RSU收到OBU或邻居RSU发来的OBU标识，在以下3个条件中，①在“当前OBU标识列表”中查询到该标识，②所收到的OBU标识的附加序号大于等于某设定阈值，③所收到OBU标识的附加序号比列表中该标识的附加序号大某设定阈值；(c1)如不能同时满足①②③，且当附加序号小于等于某设定的阈值时，控制路灯处于“通”状态，并将其附加序号加1后向邻居RSU转发；转发时使用CSMA/CA方式争用预先设定频率的无线信道，并且使用RLC协议确保数据的收发；RSU之间的通信使用与OBU广播传输不同的信道；(c2)如不能同时满足①②③，且当附加序号大于某设定的阈值时，丢弃该OBU标识；(c3)如同时满足①②③，则不再直接转发该标识信息，而是向另一侧的邻居RSU发送“单一标识删除指令”，发送方法同c1步骤；收到“单一标识删除指令”的RSU删除对应标识，并在无其它条件控制路灯处于“通”状态的情况下，直接控制路灯处于“断”状态；(d)RSU的“当前OBU标识列表”中，任一表项对应标识若在设定时间内，未重新从OBU或邻居RSU收到，则清除该OBU标识；(e)RSU如在设定时间内，未从OBU或邻居RSU收到任何OBU标识，则控制路灯处于“断”状态。