[发明专利]一种基于车载云的网络数据通信方法

摘要

本发明提供了一种基于车载云的网络数据通信方法，所述车载云建立在车载网之上，所述车载网包括接入节点和车辆节点两种节点；车辆节点通过距离自己最近的接入节点实现通信，一个接入节点以及通过该接入节点实现通信的所有车辆节点构成一个子网；一个车辆节点既能够作为数据的提供者，也能够作为数据的消费者。车辆节点通过本发明所提供的车载云实现方法能够从距离最近的云成员以单播方式获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种基于车载云的网络数据通信方法，其特征在于，所述车载云建立在车载网之上，所述车载网包括接入节点和车辆节点两种节点；车辆节点通过距离自己最近的接入节点实现通信，一个接入节点以及通过该接入节点实现通信的所有车辆节点构成一个子网；一个车辆节点既能够作为数据的提供者，也能够作为数据的消费者；一种类型的数据由一个数据名称来定义，一种数据类型的数据被划分为两个以上的数据块，每个数据块由一个数据块ID唯一标识；一个子网内能提供一种类型数据的所有车辆节点构建成一个簇，该簇由定义该类数据的数据名称唯一标识；车辆节点使用数据地址获取数据，数据地址由数据名称和数据块ID集合构成；车辆节点或者接入节点由定位地址唯一标识，一个定位地址由定位横坐标，定位纵坐标和车辆节点ID构成，接入节点的定位地址的车辆节点ID为0；车辆节点或者接入节点发送的消息格式由4个部分构成：源地址、目的地址、消息类型和负载；消息类型如下表所示：消息类型 消息类型域值 数据创建消息 1 数据创建响应消息 2 数据共享 3 注册消息 4 数据请求消息 5 数据响应消息 6 在一个簇中，所有簇成员保存一个数据表，该数据表的表名称为该簇的簇名称；一个数据表表项由三个域构成，数据块ID域，数据块域和数据生命周期域；一个数据表中所有表项的数据生命周期都相同；如果一个数据表中的表项的数据生命周期衰减为0，则将该数据表项从该数据表中删除；如果数据表为空，则删除该数据表；数据消费者采用数据索引表和数据请求表获取数据；数据索引表用于保存簇成员的信息，数据请求表用于实现数据请求的聚合；数据索引表中，一个数据索引表项包括数据名称域、数据块ID集合域值、定位地址域值、数据生命周期和簇成员生命周期域；数据请求表中，一个数据请求表项包括数据地址域、定位地址域和接口域；在数据C1由数据名称N1定义，数据C1由N个数据块构成，每个数据块由数据块ID c_i标识，i取值1～N，接入节点AP1位于子网S1中的条件下；车辆节点V1的地理坐标为(x1,y1)，车辆节点V1创建数据C1的过程包括如下步骤：步骤101：开始；步骤102：车辆节点V1创建一个数据地址和一个定位地址，数据地址中数据名称域值为N1，数据块ID集合有N个数据块ID c_i构成；定位地址中的定位横坐标为x1，定位纵坐标为y1，车辆节点ID为车辆节点V1的车辆节点ID；车辆节点V1发送数据创建消息，该数据创建消息的源地址为构建的定位地址，目的地址为构建的数据地址，消息类型为1，负载为距离参数，其值为初始值；步骤103：如果接收到数据创建消息的车辆节点位于子网S1中，则执行步骤105，否则执行步骤104；步骤104：车辆节点丢弃该数据创建消息，执行步骤108；步骤105：接收到数据创建消息的车辆节点将数据创建消息的距离参数递减1，如果距离参数值大于0，则转发该数据创建消息；步骤106：如果接收到数据创建消息的车辆节点能够提供数据C1的部分数据块，则执行步骤107，否则执行步骤108；步骤107：车辆节点构建数据创建响应消息，该数据创建响应消息的源地址为自己的定位地址，目的地址为数据创建消息中的源地址，消息类型域值为2，负载为能够提供的部分数据块，然后车辆节点将该数据创建响应消息发送到距离该数据创建响应消息的目的地址中的坐标距离最近的邻居节点；步骤108：如果与车辆节点V1距离大于一跳的车辆节点接收到数据创建响应消息，则执行步骤109，否则执行步骤110；步骤109：接收到数据创建响应消息的车辆节点将该数据创建响应消息转发给距离该数据创建响应消息的目的地址中的坐标距离最近的邻居节点，执行步骤108；步骤110：如果与车辆节点V1距离一跳的车辆节点接收到数据创建响应消息，则执行步骤111，否则执行步骤112；步骤111：接收到数据创建响应消息的车辆节点在一跳范围内广播该数据创建响应消息，执行步骤108；步骤112：车辆节点V1判断所有接收到的数据创建响应消息中的数据块是否能构建成C1，如果能，则执行步骤114，否则执行步骤113；步骤113：车辆节点V1将距离参数的初始值递增1，然后执行步骤102；步骤114：车辆节点V1创建一个数据表，表名为N1，该数据表包括N个数据表项，每个数据表项中，数据块ID为c_i，数据块域值为数据创建响应消息中的数据块域值，数据生命周期为预先设置的生命周期；N个数据表项的数据生命周期值都相同；车辆节点V1转换为簇首节点，对于每个返回数据创建响应消息的车辆节点，车辆节点V1发送一个数据共享消息，数据共享消息源地址为车辆节点V1的定位地址，目的地址为返回数据创建响应消息的车辆节点的定位地址，数据类型为3，负载为创建的数据表；步骤115：车辆节点V1向接入节点AP1发送注册消息，该注册消息的源地址为车辆节点V1的定位地址，目的地址为接入节点AP1的定位地址，消息类型为4，负载为返回数据创建响应消息的所有车辆节点的定位地址，数据名称N1和数据生存时间；步骤116：车辆节点收到数据共享消息后，变成簇成员同时保存数据共享消息中的数据表；接入节点AP1收到注册消息后，对于注册消息负载中的每个定位地址，接入节点AP1创建一个数据索引表项，该数据索引表项的数据名称域值为N1，数据块ID集合为c_i，定位地址域值为消息负载中的定位地址域值，数据生命周期域值为消息负载中数据生命周期域值，簇成员生命周期域值设置为最大初始值，该初始值大于两个信标帧的时间间隔；步骤117：接入节点AP1广播注册消息，该注册消息的源地址为接入节点AP1自己的定位地址，目的地址为广播地址，即定位地址中的横坐标、纵坐标和车辆节点ID的比特值均为1，消息类型为4，负载为数据名称N1，数据块ID集合c_i和数据生命周期值；步骤118：车辆节点收到注册消息后，丢弃该注册消息，接入节点收到该注册消息后，创建一个数据索引表项，该数据索引表项的数据名称域值为N1，数据块ID集合域值为注册消息负载中的数据块ID集合域值，数据生命周期域值为注册消息负载中的数据生命周期域值，定位地址域值为注册消息中的源地址，簇成员生命周期域值设置为最大初始值，该初始值大于两个信标帧的时间间隔；步骤119：结束。