一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)通信系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 物聯(lián)網(wǎng)作為繼計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信之后的世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，各國(guó) 對(duì)其投入的研宄與日俱增。由于當(dāng)前無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)、車輛技術(shù)的迅猛發(fā)展以及現(xiàn)實(shí)需要，物 聯(lián)網(wǎng)中最有可能率先實(shí)現(xiàn)的車聯(lián)網(wǎng)成為了物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)支持和推廣的領(lǐng)域。作為一種無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)，車聯(lián)網(wǎng)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題就是通信問(wèn)題，目前車聯(lián)網(wǎng)的通信質(zhì)量有較大的提升空間。
[0003] 在車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期，部署的不同上層應(yīng)用均有自己獨(dú)立的通信實(shí)現(xiàn)，因此制訂的 上層應(yīng)用協(xié)議也各不相同。重復(fù)的通信實(shí)現(xiàn)不僅造成了大量重復(fù)工作，而且相互隔絕的上 層應(yīng)用協(xié)議也不存在融合不同上層應(yīng)用的消息實(shí)現(xiàn)帶寬重用的可能。為了實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)中傳 遞消息的統(tǒng)一，在如圖1所示的車聯(lián)網(wǎng)專用協(xié)議棧的安全消息通信子層上，美國(guó)汽車工程 師協(xié)會(huì)制定了SAEJ2735標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)描述了目前車聯(lián)網(wǎng)中安全上層應(yīng)用可能傳遞的各種信 息的字段格式，在最近的2009版本中規(guī)定了 15個(gè)消息集合組成的DSRC(DedicatedShort RangeCommunications，專用短程通信技術(shù)）消息集字典。不同上層應(yīng)用（上層應(yīng)用是指 在以SAEJ2735為標(biāo)準(zhǔn)的車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下輔助交通系統(tǒng)的程序）在通信的過(guò)程中，以消息集 合為單位組織消息進(jìn)行傳輸。目前在以SAEJ2735標(biāo)準(zhǔn)為協(xié)議的通信領(lǐng)域存在的主要不足 有：
[0004] 1、缺乏統(tǒng)一的消息管理、調(diào)度機(jī)制，實(shí)時(shí)性受到嚴(yán)重影響
[0005] 盡管目前車聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)已經(jīng)基本滿足了對(duì)已部署和即將部署的上層應(yīng)用的消 息格式兼容性，但是由于SAEJ2735各類消息集的字段組成是固定的，不同上層應(yīng)用在使用 該協(xié)議時(shí)選取一種或者幾種消息集進(jìn)行通信，不能自由組合，傳遞的消息集可能會(huì)包含大 量冗余字段，因此會(huì)大大降低實(shí)時(shí)性。另外，目前的車聯(lián)網(wǎng)通信多是周期性（l〇ms- 100ms) 發(fā)送消息，對(duì)于不同上層應(yīng)用消息發(fā)送頻率并沒(méi)有自適應(yīng)調(diào)整機(jī)制，有可能會(huì)造成大量相 似冗余消息的發(fā)送。
[0006] 2、對(duì)服務(wù)質(zhì)量（QoS，QualityofService)支持不足
[0007] 由于目前車聯(lián)網(wǎng)處于起步階段，車聯(lián)網(wǎng)上層應(yīng)用部署較少，并未出現(xiàn)不同上層應(yīng) 用之間干擾、通信內(nèi)容遭竊取、服務(wù)沖突與共享等問(wèn)題，因此目前通信子層并沒(méi)有考慮通信 安全以及優(yōu)先服務(wù)等服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題。
[0008] 隨著車聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，大量上層應(yīng)用進(jìn)行部署，以上問(wèn)題將可能造成車聯(lián)網(wǎng)上 層應(yīng)用異常工作甚至導(dǎo)致整個(gè)車聯(lián)網(wǎng)崩潰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種解決了車聯(lián)網(wǎng)中通信服務(wù)頻率無(wú)法自適 應(yīng)調(diào)整、消息傳輸冗余、缺乏優(yōu)先服務(wù)機(jī)制的問(wèn)題的車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系統(tǒng)。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系 統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在每一通信終端的通信子層中，其特征在于：它包括消息發(fā)送頻率自適應(yīng)模 塊、消息壓縮組裝模塊、消息優(yōu)先權(quán)模塊和消息加/解密模塊；1)消息的發(fā)送階段：所述消 息發(fā)送頻率自適應(yīng)模塊根據(jù)接收的消息中存放的是否發(fā)送結(jié)果，判斷消息是否發(fā)送，若發(fā) 送則傳送給所述消息壓縮組裝模塊，否則，不處理；所述消息壓縮組裝模塊對(duì)消息中的各字 段進(jìn)行賦值，然后傳送給所述消息優(yōu)先權(quán)模塊；所述消息優(yōu)先權(quán)模塊根據(jù)上層應(yīng)用的優(yōu)先 級(jí)規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)一，并按照統(tǒng)一后的優(yōu)先級(jí)別計(jì)算該消息的優(yōu)先權(quán)值，然后傳送給所述消息 加/解密模塊；所述消息加/解密模塊將消息進(jìn)行加密，并按照該消息的優(yōu)先權(quán)值將該消息 添加到消息發(fā)送隊(duì)列；2)消息的接收階段：所述消息加/解密模塊接收消息并對(duì)其進(jìn)行解 密，然后傳送給所述消息優(yōu)先權(quán)模塊；所述消息優(yōu)先權(quán)模塊根據(jù)該消息的優(yōu)先權(quán)值進(jìn)行排 序，然后發(fā)送給所述消息壓縮組裝模塊；所述消息壓縮組裝模塊將消息中的字段進(jìn)行賦值， 并以鍵值對(duì)的形式發(fā)送給上層應(yīng)用，完成消息的接收。
[0011] 消息的格式如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在每一通信終端的通信子層中， 其特征在于：它包括消息發(fā)送頻率自適應(yīng)模塊、消息壓縮組裝模塊、消息優(yōu)先權(quán)模塊和消息 加/解密模塊； 1) 消息的發(fā)送階段： 所述消息發(fā)送頻率自適應(yīng)模塊根據(jù)接收的消息中存放的是否發(fā)送結(jié)果，判斷消息是否 發(fā)送，若發(fā)送則傳送給所述消息壓縮組裝模塊，否則，不處理； 所述消息壓縮組裝模塊對(duì)消息中的各字段進(jìn)行賦值，然后傳送給所述消息優(yōu)先權(quán)模 塊； 所述消息優(yōu)先權(quán)模塊根據(jù)上層應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)一，并按照統(tǒng)一后的優(yōu)先級(jí)別 計(jì)算該消息的優(yōu)先權(quán)值，然后傳送給所述消息加/解密模塊； 所述消息加/解密模塊將消息進(jìn)行加密，并按照該消息的優(yōu)先權(quán)值將該消息添加到消 息發(fā)送隊(duì)列； 2) 消息的接收階段： 所述消息加/解密模塊接收消息并對(duì)其進(jìn)行解密，然后傳送給所述消息優(yōu)先權(quán)模塊； 所述消息優(yōu)先權(quán)模塊根據(jù)該消息的優(yōu)先權(quán)值進(jìn)行排序，然后發(fā)送給所述消息壓縮組裝 模塊； 所述消息壓縮組裝模塊將消息中的字段進(jìn)行賦值，并以鍵值對(duì)的形式發(fā)送給上層應(yīng) 用，完成消息的接收。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系統(tǒng)，其特征在于：消息的格 式如下：
其中，該消息包括send、select、priority和消息體； send用于存放消息發(fā)送與否的結(jié)果； select用于存放上層應(yīng)用從消息集字典中選取所需的字段； priority用于存放上層應(yīng)用本身的優(yōu)先級(jí)規(guī)則和消息所對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)別； 消息體用于存放上層應(yīng)用根據(jù)自身需要從消息集字典中選取所需消息類型，及該類型 定義的所有字段對(duì)應(yīng)的值。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系統(tǒng)，其特征在于：上層應(yīng)用 在發(fā)送消息前的內(nèi)容如下： 首先，將是否發(fā)送消息的結(jié)果存放在send中，其中消息否發(fā)送結(jié)果分為發(fā)送true和不 發(fā)送false ; 其次，從消息集字典中選取所需消息類型，并將該類型定義的所有字段對(duì)應(yīng)的值存放 在消息體中； 最后，將上層應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)規(guī)則和消息的優(yōu)先權(quán)值放入到priority中。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系統(tǒng)，其特征在于：所述消息 發(fā)送頻率自適應(yīng)模塊根據(jù)接收來(lái)自上層應(yīng)用發(fā)送的消息，并針對(duì)消息的send進(jìn)行識(shí)別， 若所接收消息的send中存放的是true，則將該消息發(fā)送給所述消息壓縮組裝模塊；若為 false，則不對(duì)其進(jìn)行處理。
5. 如權(quán)利要求3所述的一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系統(tǒng)，其特征在于：所述消息 壓縮組裝模塊包括識(shí)別單元和消息字典開發(fā)庫(kù)； 在消息發(fā)送階段：所述識(shí)別單元從消息體中讀取各字段及其對(duì)應(yīng)值，并依次將各字段 存入select列表中，并按照字段列表中的字段從順序依次調(diào)取所述消息字典開發(fā)庫(kù)中對(duì) 應(yīng)的函數(shù)，對(duì)應(yīng)的函數(shù)將每一字段對(duì)應(yīng)的值存放在消息體內(nèi)，完成字段列表中每一字段的 賦值； 在消息接收階段： 所述識(shí)別單元從消息中的select中的字段列表中依次讀取字段，并按照字段列表的 順序依次調(diào)用所述消息字典開發(fā)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的函數(shù)，將消息體中對(duì)應(yīng)的賦值提取出來(lái)，以鍵 值對(duì)的形式發(fā)送給上層應(yīng)用，完成消息的接收。
6. 如權(quán)利要求3或4或5所述的一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系統(tǒng)，其特征在于：所 述消息優(yōu)先權(quán)模塊在信息發(fā)送階段：將消息的priority中上層應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)規(guī)則進(jìn)行統(tǒng) 一，并按照統(tǒng)一后的優(yōu)先級(jí)別計(jì)算該消息的優(yōu)先權(quán)值，然后傳送給所述消息加/解密模塊； 在信息接收階段：將該消息中priority的優(yōu)先權(quán)值由高到低進(jìn)行排序，然后發(fā)送給消 息壓縮組裝模塊。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系統(tǒng)，其特征在于：所述消息 加/解密模塊包括加/解密單元和發(fā)送/接收單元； 在消息發(fā)送階段：所述加/解密單元針對(duì)該消息進(jìn)行加密，加密完成后完成消息的構(gòu) 建，然后將其發(fā)送給所述發(fā)送/接收單元；所述發(fā)送/接收單元根據(jù)send和priority中的 內(nèi)容，按照優(yōu)先權(quán)值從高到低的插入消息發(fā)送隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)消息的發(fā)送； 在消息接收階段：所述發(fā)送/接收單元接收消息，并將其發(fā)送給所述加/解密單元進(jìn)行 解密，并將解密后的信息發(fā)送給所述消息優(yōu)先權(quán)模塊。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種車聯(lián)網(wǎng)安全信息自適應(yīng)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在每一通信終端的通信子層中，其特征在于：它包括消息發(fā)送頻率自適應(yīng)模塊、消息壓縮組裝模塊、消息優(yōu)先權(quán)模塊和消息加/解密模塊，采用以各模塊解決了車聯(lián)網(wǎng)中通信服務(wù)頻率無(wú)法自適應(yīng)調(diào)整、消息傳輸冗余、缺乏優(yōu)先服務(wù)機(jī)制的問(wèn)題。另外，還設(shè)置有消息加/解密模塊，該模塊針對(duì)形成的消息進(jìn)行加密，以解決通信安全的問(wèn)題。因此，本發(fā)明可以廣泛用于交通控制、物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域。
【IPC分類】H04L29-06, H04L29-08
【公開號(hào)】CN104683353
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510119602
【發(fā)明人】譚國(guó)真, 宋曉宇, 高振國(guó), 陳炳才
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日