ОБЗОР БЕСПРОВОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ V2V

Деталі
Категорія: Шістнадцята всеукраїнська практично-пiзнавальна iнтернет-конференцiя

Сыромятников Станислав Сергеевич 

Студент 5 курса, специальность «Телекоммуникации»

Харьковский национальный университет радиоэлектроники

Харьковская обл., г.Чугуев

 

  Аннотация: в статье представлено конкретное применение автомобильной беспроводной связи, также называемой связью между транспортными средствами. В статье сначала дается введение в автомобильную беспроводную связь. Оно объясняет технологию используемую для автомобильной коммуникации вместе с различными автомобильными приложениями основанных на беспроводном общении. Автомобильная беспроводная связь дает водителям шестое чувство, чтобы знать, что происходит вокруг них, чтобы помочь избежать аварий и улучшить поток трафика. В документе также описываются VANETS (автомобильные специальные сети) и реализация тестовых сетей в реальном мире.

  Ключевые слова: V2V, датчик, безопасность, VANET, транспортное средство.

 

  Постановка проблемы. Есть несколько открытых вопросов. Во-первых, какие беспроводные автомобильные приложения полагаются на системы реального времени и как существующие исследования беспроводной связи в режиме реального времени могут обеспечить поддержку этих приложений. Другие важные моменты связаны с интеграцией беспроводных сетевых технологий и проблемами совместимости, которые можно ожидать в автомобильной области. 

  Изложение основного материала. Система радиосвязи V2V (vehicle 2 vehicle) получена из стандарта IEEE 802.11, также известного как беспроводной LAN. Как только два или больше транспортных средства находятся в диапазоне радиосвязи, они соединяются автоматически и устанавливают одноранговую сеть. Поскольку диапазон единой беспроводной связи LAN ограничен несколькими сотнями метров, каждое транспортное средство - это маршрутизатор и позволяет посылать сообщения к более далеким транспортным средствам. Алгоритм направления основан на положении транспортных средств и в состоянии обращаться с быстрыми изменениями топологии одноранговой сети. Например, масло разлито на автостраде и, транспортное средство занесло из-за него, это движение поймано системой, посылаются предупреждающие сигналы об опасности на другие транспортные средства, этим управляя скоростью транспортного средства, чтобы избежать несчастного случая [1].

  Имеется три стандарта Personal Area Network (PAN) для коммуникаций в транспортном средстве: Bluetooth, ZigBee и Широкая полоса, а также, одна Wireless Local Area Network (WLAN) для коммуникаций между транспортом - Wi-Fi.

  Bluetooth (IEEE 802.15.1). Средства, которые осуществляют спецификацию Bluetooth, могут облегчить автоматическое установление связи между системой “свободные руки” у автомобиля и мобильным телефоном.

  ZigBee (IEEE 802.15.4). Это – новый недорогой, беспроводной стандарт PAN, предназначенный, чтобы удовлетворить потребности датчиков и управляющих устройств [2].

  UWB (IEEE 802.15.3a), или Широкая полоса. UWB использует очень малые мощности, коротковолновые радиосигналы, чтобы передать данные по широкому спектру частот, который делает его терпимым ко всем типам помех [3].

  Wi-Fi. Это – общий термин для любого типа сети IEEE 802.11. Примеры 802,11 сетей 802.11a (до 54 Мбит/с), 802.11b (до 11 Мбит/с), и 802.11g (до 54 Мбит/с). Эти сети используются в качестве WLANs. 

  Автомобильные специальные сети (VANETs). Автомобильные Специальные Сети (VANETs). VANETs - специальный вид Мобильных Специальных Сетей (MANETs). Платформа VANET, скорее всего, будет включать бортовые датчики, такие как GPS, которые будут использоваться сетевыми протоколами, например, маршрутизацией на основе положения. Известные многоуровневые архитектуры протоколов, такие как OSI или интернет, оказались очень полезными для традиционных (проводных) сетей. Предположение о многослойности протокола соответствующей абстракции приводит к попытке адаптировать традиционный стек протоколов для нужд VANETs. В этом подходе остается основное назначение функциональности к слоям протокола, т.е., охват почти всех слоев эталонной модели OSI. Существующие слои должны быть расширены за счет дополнительных функциональных возможностей, характерных для VANETs. Приложения VANET, скорее всего, оценят информацию, содержащуюся в пакете, объединят ее со своим собственным состоянием, а затем решат, как передать эту обновленную информацию. 

  Информационный соединитель: Все протоколы могут подключаться к "информационному соединителю", т.е. к общему интерфейсу, который эффективно обменивается информацией об обновлении датчиков, данными, извлеченными из пакетов, и информацией о состоянии (и их изменении) уровней и устройств протокола. 

  Внешняя плоскость управления. Внешняя плоскость управления символизирует интерфейс конфигурации для установки долгосрочных системных настроек. По смыслу этого предложения он не участвует в динамичной самоорганизации, мотивированной различными сетевыми условиями. 

  Слой с одним переходом включает всю функциональность, имеющую дело с коммуникацией радио-соседей. 

  Слой с несколькими переходами содержит элементы протокола для пересылки пакетов на несвязанные узлы с использованием соседей в качестве пересылки.

  Уровень обслуживания данных представляет остальную часть между многоадресной переадресацией пакетов и приложением.

  Навигация и транспортные информационные системы требуют положения и подобных Интернету коммуникаций, предоставляющих информацию о движении и направлении. У приложений голоса есть немного более высокие требования, например, голосовая обработка в реальном времени и идентификация. У некоторых  систем безопасности действительно есть требования в реальном времени, например, связи между транспортным средством и другими транспортными средствами или придорожными объектами, внедрение систем обнаружение/предотвращения столкновений или активные системы подвески, которые отвечают дорожным условиям [4]. 

  GPS, отслеживающий V2V, является мощной, с высокой степенью безопасности и высокоэффективной системой слежения GPS от транспортного средства к транспортному средству. Она использует планшетный ПК, ноутбук  или модем GSM/GPRS, чтобы послать, получить и показать данные о местоположении транспортных средств небольшой группе. Это разработано для специальных применений, таких как полицейский автомобиль для слежения за  группой и т. д.

  Применения и преимущества:

  • Навигационные и транспортные информационные системы-транспортное средство, оснащенное телематическим блоком, может направлять водителя в нужное место, обеспечивая при этом информацию о дорожном движении в режиме реального времени.
  • Распознавание голоса и беспроводное подключение к интернету – водители и их пассажиры могут получать и отправлять голосовые сообщения электронной почты в дороге.
  • Система безопасности - системы предотвращения столкновения, небезопасное профилирование вождения, интеллектуальные системы развертывания подушки безопасности, связь между транспортным средством и придорожными объектами. Автоматическое уведомление о развертывании подушки безопасности. Помощь в ДТП и на дорогах. 
  • Системы безопасности - противоугонные и услуги по отслеживанию украденных транспортных средств. 
  • Диагностика и техническое обслуживание – удаленная диагностика и / или системы технического обслуживания, мониторинг транспортных средств и водителей [4]. 

  Выводы. Используя технологию V2V (vehicle-to-vehicle), транспортное средство может обнаружить положение и движение других транспортных средств на расстоянии приблизительно до четверти километра. В реальном мире, где транспортные средства оборудованы простой антенной, компьютерной микросхемой и GPS (Система глобального позиционирования) технологией, Ваш автомобиль будет знать, где другие транспортные средства, а также другие транспортные средства будут знать где Вы, находитесь ли  в “мертвой зоне”, стоите на шоссе, но скрыты от взгляда, стоите возле непросматривающегося поворота, или заблокированы другими транспортными средствами. Транспортные средства могут ожидать и реагировать на изменение ведущих ситуаций и затем немедленно предупредить водителей  чрезвычайными предупреждающими сообщениями. Если водитель не отвечает на сообщение, транспортное средство может самостоятельно привести себя к безопасной остановке, избежав столкновения.

 

Литература:

1. IEEE 802.11, The Working Group Setting the Standards for Wireless LANs. 

http://www.ieee802.org/11/.

2. ZigBee Alliance. 

http://www.zigbee.org/.

3. Ultra wide band planet. com.

http://www.ultrawidebandplanet.com/.

4. Car2Car Communication Consortium. 

http://www.car-2-car.org/.