CN110381449A - 一种基于5g技术车联网的车辆通信管理平台及方法 - Google Patents

一种基于5g技术车联网的车辆通信管理平台及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于车辆通信技术领域，具体涉及一种基于5G技术车联网的车辆通信管理平台及方法。所述平台包括：车间通信单元、远程通信单元和人车通信单元；所述车间通信单元，用于实现车辆间通信；所述远程通信单元，用于实现车辆与云端后台的通信；所述人车通信单元，用于实现人与车的通信。具有安全性高、准确性高和效率高的优点。

Description

一种基于5G技术车联网的车辆通信管理平台及方法
技术领域
本发明属于车辆通信技术领域，具体涉及海洋水质测试***、方法及装置。
背景技术
车联网的概念源于物联网，即车辆物联网，是以行驶中的车辆为信息感知对象，借助新一代信息通信技术，实现车与X（即车与车、人、路、服务平台）之间的网络连接，提升车辆整体的智能驾驶水平，为用户提供安全、舒适、智能、高效的驾驶感受与交通服务，同时提高交通运行效率，提升社会交通服务的智能化水平。
车联网通过新一代信息通信技术，实现车与云平台、车与车、车与路、车与人、车内等全方位网络链接，主要实现了“三网融合”，即将车内网、车际网和车载移动互联网进行融合。车联网是利用传感技术感知车辆的状态信息，并借助无线通信网络与现代智能信息处理技术实现交通的智能化管理，以及交通信息服务的智能决策和车辆的智能化控制。
1、车与云平台间的通信是指车辆通过卫星无线通信或移动蜂窝等无线通信技术实现与车联网服务平台的信息传输，接受平台下达的控制指令，实时共享车辆数据。
2、车与车间的通信是指车辆与车辆之间实现信息交流与信息共享，包括车辆位置、行驶速度等车辆状态信息，可用于判断道路车流状况。
3、车与路间的通信是指借助地面道路固定通信设施实现车辆与道路间的信息交流，用于监测道路路面状况，引导车辆选择最佳行驶路径。
4、车与人间的通信是指用户可以通过Wi-Fi、蓝牙、蜂窝等无线通信手段与车辆进行信息沟通，使用户能通过对应的移动终端设备监测并控制车辆。
现有技术中，由于车联网通信对通信的实时性和可靠性要求较高，而目前基本采用普通的3G网络或者4G网络实现后台通信，采用普通的频段实现车间通信，导致其实时性较差且传递的信息的可靠性也较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于5G技术车联网的车辆通信管理平台及方法，具有安全性高、准确性高和效率高的优点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于5G技术车联网的车辆通信管理平台，所述平台包括：车间通信单元、远程通信单元和人车通信单元；所述车间通信单元，用于实现车辆间通信；所述远程通信单元，用于实现车辆与云端后台的通信；所述人车通信单元，用于实现人与车的通信；所述车间通信单元包括：车辆信息采集单元、处理器和车间通信单元；所述车辆信息采集单元，用于采集车辆的自身信息；所述车间通信单元，用于接收其他车辆发送过来的车辆的自身信息和将自身的车辆的自身信息发送至其他车辆；所述处理器，用于根据其他车辆发送过来的车辆的自身信息，进行计算处理，根据计算处理的结果，得到路况信息，将该路况信息反馈给驾驶员；所述远程通信单元包括：5G通信单元和加密单元；所述5G通信单元，用于实现云端和车辆的通信；所述加密单元，用于对车辆发送至云端的数据信息进行加密；所述人车通信单元包括：手持终端、无线通信单元和数据存储单元；所述无线通信单元，用于通过WIFI和/或蓝牙实现车辆与手持终端的通信；所述数据存储单元，用于存储手机终端发送过来的数据信息和/或指令信息；所述手持终端，用于提供给用户发送数据信息和/或指令信息至车辆。
进一步的，所述车辆的自身信息包括：车辆行驶的路段与方向、车辆的行驶距离、车辆的行驶时间和车辆标识信息。
进一步的，所述加密单元包括：密钥生成单元和数据加密单元；所述密钥生成单元，用于生成加密用的密钥；所述数据加密单元，用于根据生成的加密用的密钥对数据进行加密。
进一步的，所述云端包括：数据存储单元、数据解密单元和数据分析单元；所述数据解密单元，用于对接收到的来自车辆的信息进行解密；所述数据存储单元，用于对解密后的数据进行存储；所述数据分析单元，用于对存储的数据进行数据分析。
进一步的，所述处理器根据接收到的其他车辆发送过来的车辆的自身信息，进行计算处理，根据计算处理的结果，得到路况信息的方法执行以下步骤：
步骤1：在某路段车辆共有N个车辆运行，在t时刻是，某车辆i接收到了N1辆车的路况信息，此时处理后的路况信息用如下公式进行计算：
其中，Si，Ti为车辆i驶过该路段的距离及所用时间；
步骤2：在经过一段时间后，在t’时刻该车辆又获得了N2辆车的信息，此时路况信息使用如下公式进计算：
若假设路段起点及路段末端的偏差相同，即每个车辆行驶的距离都为S，则t’时刻接收到的信息采集车辆(M辆)与该路段总的信息采集车辆(N辆)所采集的路况信息统计误差率为：，接收且统计的信息来源车辆数M越接近该路段信息采集的车辆总数N，采集的路况信息越接近实际。
一种基于5G技术车联网的车辆通信管理方法，所述方法执行以下步骤：
步骤1：采集车辆的自身信息；接收其他车辆发送过来的车辆的自身信息和将自身的车辆的自身信息发送至其他车辆；根据其他车辆发送过来的车辆的自身信息，进行计算处理，根据计算处理的结果，得到路况信息，将该路况信息反馈给驾驶员
步骤2：车辆和云端进行数据通信，对车辆发送至云端的数据信息进行加密；云端接收到数据信息后，解密后，对数据进行存储，并对存储的数据进行数据分析；
步骤3：手持终端和车辆进行数据通信，发送数据信息和/或指令信息到车辆，手持终端通过WIFI和/或蓝牙实现车辆与手持终端的通信；车辆存储手机终端发送过来的数据信息和/或指令信息。
进一步的，所述步骤2中：车辆和云端进行数据通信，对车辆发送至云端的数据信息进行加密的方法执行以下步骤：
步骤2.1：生成一个随机数作为密钥，将数据信息和该密钥进行逻辑运算；
步骤2.2：将逻辑运算后生成的数据信息的二进制数据的每四位数据视为一个单元数据，将每一个单元依次数据放入一个长和宽均为256单元的数据空间中；
步骤2.3：将数据空间中的每一个单元的数据映射为像素值；
步骤2.4：根据映射的像素值，生成图片，将该图片进行发送。
进一步的，所述步骤1中：接收其他车辆发送过来的车辆的自身信息和将自身的车辆的自身信息发送至其他车辆的方法为：采用广播通信的方法接收和发送车辆的自身信息。
进一步的，所述手持终端为手机；所述手机上安装有APP，通过该APP，手机能够实现和车辆的通信。
进一步的，所述云端接收到车辆发送的数据信息后，采用加密的逆过程，对接收到的数据信息进行解密。
本发明的一种基于5G技术车联网的车辆通信管理平台及方法，具有如下有益效果：
1.安全性高：本发明的数据在发送到云端时进行了加密，保证了车辆信息不轻易的被泄露，提升了数据通信的安全性。
2.效率高：本发明的车辆通信效率高，不同的通信采用不同的通信单元，使得信息的传输不阻塞，提升了通信的速度。
3.准确性高：本发明的路况信息计算方法，通过采用路段末端处发送广播信息可避免周期性的广播及减少信息量；采用行驶距离与行驶时间的速度计算可获得较准确的路况信息；同时，车辆信息的传递不局限于对向车，增强了计算的准确性。
附图说明
图1为本发明的一种基于5G技术车联网的车辆通信管理平台的平台结构示意图；
图2为本发明的一种基于5G技术车联网的车辆通信管理平台及方法的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，一种基于5G技术车联网的车辆通信管理平台，所述平台包括：车间通信单元、远程通信单元和人车通信单元；所述车间通信单元，用于实现车辆间通信；所述远程通信单元，用于实现车辆与云端后台的通信；所述人车通信单元，用于实现人与车的通信；所述车间通信单元包括：车辆信息采集单元、处理器和车间通信单元；所述车辆信息采集单元，用于采集车辆的自身信息；所述车间通信单元，用于接收其他车辆发送过来的车辆的自身信息和将自身的车辆的自身信息发送至其他车辆；所述处理器，用于根据其他车辆发送过来的车辆的自身信息，进行计算处理，根据计算处理的结果，得到路况信息，将该路况信息反馈给驾驶员；所述远程通信单元包括：5G通信单元和加密单元；所述5G通信单元，用于实现云端和车辆的通信；所述加密单元，用于对车辆发送至云端的数据信息进行加密；所述人车通信单元包括：手持终端、无线通信单元和数据存储单元；所述无线通信单元，用于通过WIFI和/或蓝牙实现车辆与手持终端的通信；所述数据存储单元，用于存储手机终端发送过来的数据信息和/或指令信息；所述手持终端，用于提供给用户发送数据信息和/或指令信息至车辆。
具体的，车联网技术是在交通基础设备日益完善和车辆管理难度不断加大的背景下被提出的，到目前为止仍处于初步的研究探索阶段，但经过多年的发展，当前已基本形成了一套比较稳定的车联网技术体系结构。在车联网体系结构中，主要由三大层次结构组成，按照其层次由高到低分别是应用层、网络层和采集层。
实施例2
在上一实施例的基础上，所述车辆的自身信息包括：车辆行驶的路段与方向、车辆的行驶距离、车辆的行驶时间和车辆标识信息。
具体的，大数据（Big Data）是指借助于计算机技术、互联网，捕捉到数量繁多、结构复杂的数据或信息的集合体。在计算机技术和网络技术的发展推动下，各种大数据处理方法已经开始得到广泛的应用。常见的大数据技术包括信息管理***、分布式数据库、数据挖掘、类聚分析等，成为不断推动大数据在车联网中应用的强大驱动力。
实施例3
在上一实施例的基础上，所述加密单元包括：密钥生成单元和数据加密单元；所述密钥生成单元，用于生成加密用的密钥；所述数据加密单元，用于根据生成的加密用的密钥对数据进行加密。
具体的，和防火墙配合使用的数据加密技术，是为提高信息***和数据的安全性和保密性，防止秘密数据被外部破译而采用的主要技术手段之一。在技术上分别从软件和硬件两方面采取措施。按照作用的不同，数据加密技术可分为数据传输加密技术、数据存储加密技术、数据完整性的鉴别技术和密钥管理技术。
数据传输加密技术的目的是对传输中的数据流加密，通常有线路加密与端—端加密两种。线路加密侧重在线路上而不考虑信源与信宿，是对保密信息通过各线路采用不同的加密密钥提供安全保护。端—端加密指信息由发送端自动加密，并且由TCP/IP进行数据包封装，然后作为不可阅读和不可识别的数据穿过互联网，当这些信息到达目的地，将被自动重组、解密，而成为可读的数据。
数据存储加密技术的目的是防止在存储环节上的数据失密，数据存储加密技术可分为密文存储和存取控制两种。前者一般是通过加密算法转换、附加密码、加密模块等方法实现；后者则是对用户资格、权限加以审查和限制，防止非法用户存取数据或合法用户越权存取数据。
实施例4
在上一实施例的基础上，所述云端包括：数据存储单元、数据解密单元和数据分析单元；所述数据解密单元，用于对接收到的来自车辆的信息进行解密；所述数据存储单元，用于对解密后的数据进行存储；所述数据分析单元，用于对存储的数据进行数据分析。
实施例5
在上一实施例的基础上，所述处理器根据接收到的其他车辆发送过来的车辆的自身信息，进行计算处理，根据计算处理的结果，得到路况信息的方法执行以下步骤：
步骤1：在某路段车辆共有N个车辆运行，在t时刻是，某车辆i接收到了N1辆车的路况信息，此时处理后的路况信息用如下公式进行计算：
；其中，Si，Ti为车辆i驶过该路段的距离及所用时间；
步骤2：在经过一段时间后，在t’时刻该车辆又获得了N2辆车的信息，此时路况信息使用如下公式进计算：
若假设路段起点及路段末端的偏差相同，即每个车辆行驶的距离都为S，则t’时刻接收到的信息采集车辆(M辆)与该路段总的信息采集车辆(N辆)所采集的路况信息统计误差率为：，接收且统计的信息来源车辆数M越接近该路段信息采集的车辆总数N，采集的路况信息越接近实际。
实施例6
如图2所示，一种基于5G技术车联网的车辆通信管理方法，所述方法执行以下步骤：
步骤1：采集车辆的自身信息；接收其他车辆发送过来的车辆的自身信息和将自身的车辆的自身信息发送至其他车辆；根据其他车辆发送过来的车辆的自身信息，进行计算处理，根据计算处理的结果，得到路况信息，将该路况信息反馈给驾驶员；
步骤2：车辆和云端进行数据通信，对车辆发送至云端的数据信息进行加密；云端接收到数据信息后，解密后，对数据进行存储，并对存储的数据进行数据分析；
步骤3：手持终端和车辆进行数据通信，发送数据信息和/或指令信息到车辆，手持终端通过WIFI和/或蓝牙实现车辆与手持终端的通信；车辆存储手机终端发送过来的数据信息和/或指令信息。
具体的，蓝牙作为一种小范围无线连接技术，能在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据通信和语音通信，因此它是目前实现无线个域网通信的主流技术之一。与其他网络相连接可以带来更广泛的应用。是一种尖端的开放式无线通信，能够让各种数码设备无线沟通，是无线网络传输技术的一种，原本用来取代红外。
实施例7
在上一实施例的基础上，所述步骤2中：车辆和云端进行数据通信，对车辆发送至云端的数据信息进行加密的方法执行以下步骤：
步骤2.1：生成一个随机数作为密钥，将数据信息和该密钥进行逻辑运算；
步骤2.2：将逻辑运算后生成的数据信息的二进制数据的每四位数据视为一个单元数据，将每一个单元依次数据放入一个长和宽均为256单元的数据空间中；
步骤2.3：将数据空间中的每一个单元的数据映射为像素值；
步骤2.4：根据映射的像素值，生成图片，将该图片进行发送。
实施例8
在上一实施例的基础上，所述步骤1中：接收其他车辆发送过来的车辆的自身信息和将自身的车辆的自身信息发送至其他车辆的方法为：采用广播通信的方法接收和发送车辆的自身信息。
实施例9
在上一实施例的基础上，所述手持终端为手机；所述手机上安装有APP，通过该APP，手机能够实现和车辆的通信。
实施例10
在上一实施例的基础上，所述云端接收到车辆发送的数据信息后，采用加密的逆过程，对接收到的数据信息进行解密。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例提供的***，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于5G技术车联网的车辆通信管理平台，其特征在于，所述平台包括：车间通信单元、远程通信单元和人车通信单元；所述车间通信单元，用于实现车辆间通信；所述远程通信单元，用于实现车辆与云端后台的通信；所述人车通信单元，用于实现人与车的通信；所述车间通信单元包括：车辆信息采集单元、处理器和车间通信单元；所述车辆信息采集单元，用于采集车辆的自身信息；所述车间通信单元，用于接收其他车辆发送过来的车辆的自身信息和将自身的车辆的自身信息发送至其他车辆；所述处理器，用于根据其他车辆发送过来的车辆的自身信息，进行计算处理，根据计算处理的结果，得到路况信息，将该路况信息反馈给驾驶员；所述远程通信单元包括：5G通信单元和加密单元；所述5G通信单元，用于实现云端和车辆的通信；所述加密单元，用于对车辆发送至云端的数据信息进行加密；所述人车通信单元包括：手持终端、无线通信单元和数据存储单元；所述无线通信单元，用于通过WIFI和/或蓝牙实现车辆与手持终端的通信；所述数据存储单元，用于存储手机终端发送过来的数据信息和/或指令信息；所述手持终端，用于提供给用户发送数据信息和/或指令信息至车辆。
2.如权利要求1所述的平台，其特征在于，所述车辆的自身信息包括：车辆行驶的路段与方向、车辆的行驶距离、车辆的行驶时间和车辆标识信息。
3.如权利要求1所述的平台，其特征在于，所述加密单元包括：密钥生成单元和数据加密单元；所述密钥生成单元，用于生成加密用的密钥；所述数据加密单元，用于根据生成的加密用的密钥对数据进行加密。
4.如权利要求3所述的平台，其特征在于，所述云端包括：数据存储单元、数据解密单元和数据分析单元；所述数据解密单元，用于对接收到的来自车辆的信息进行解密；所述数据存储单元，用于对解密后的数据进行存储；所述数据分析单元，用于对存储的数据进行数据分析。
5.如权利要求4所述的平台，其特征在于，所述处理器根据接收到的其他车辆发送过来的车辆的自身信息，进行计算处理，根据计算处理的结果，得到路况信息的方法执行以下步骤：
步骤1：在某路段车辆共有N个车辆运行，在t时刻是，某车辆i接收到了N1辆车的路况信息，此时处理后的路况信息用如下公式进行计算：
；其中，Si，Ti为车辆i驶过该路段的距离及所用时间；
步骤2：在经过一段时间后，在t’时刻该车辆又获得了N2辆车的信息，此时路况信息使用如下公式进计算：
若假设路段起点及路段末端的偏差相同，即每个车辆行驶的距离都为S，则t’时刻接收到的信息采集车辆(M辆)与该路段总的信息采集车辆(N辆)所采集的路况信息统计误差率为：，接收且统计的信息来源车辆数M越接近该路段信息采集的车辆总数N，采集的路况信息越接近实际。
6.一种基于权利要求至5之一所述***的方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤：
步骤1：采集车辆的自身信息；接收其他车辆发送过来的车辆的自身信息和将自身的车辆的自身信息发送至其他车辆；根据其他车辆发送过来的车辆的自身信息，进行计算处理，根据计算处理的结果，得到路况信息，将该路况信息反馈给驾驶员；
步骤2：车辆和云端进行数据通信，对车辆发送至云端的数据信息进行加密；云端接收到数据信息后，解密后，对数据进行存储，并对存储的数据进行数据分析；
步骤3：手持终端和车辆进行数据通信，发送数据信息和/或指令信息到车辆，手持终端通过WIFI和/或蓝牙实现车辆与手持终端的通信；车辆存储手机终端发送过来的数据信息和/或指令信息。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤2中：车辆和云端进行数据通信，对车辆发送至云端的数据信息进行加密的方法执行以下步骤：
步骤2.1：生成一个随机数作为密钥，将数据信息和该密钥进行逻辑运算；
步骤2.2：将逻辑运算后生成的数据信息的二进制数据的每四位数据视为一个单元数据，将每一个单元依次数据放入一个长和宽均为256单元的数据空间中；
步骤2.3：将数据空间中的每一个单元的数据映射为像素值；
步骤2.4：根据映射的像素值，生成图片，将该图片进行发送。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤1中：接收其他车辆发送过来的车辆的自身信息和将自身的车辆的自身信息发送至其他车辆的方法为：采用广播通信的方法接收和发送车辆的自身信息。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述手持终端为手机；所述手机上安装有APP，通过该APP，手机能够实现和车辆的通信。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述云端接收到车辆发送的数据信息后，采用加密的逆过程，对接收到的数据信息进行解密。
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