CN110933643B - 一种城市道路车联网络资源的共享方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市道路车联网络资源的共享方法，包括如下步骤：步骤1车辆结点工作流程；步骤2RSU工作流程；步骤3管理中心工作流程。本发明目的在于车联网络中任何一个车辆结点都可以通过本方法获取使用存放于网络中另一个车辆结点上的可被用于共享的娱乐资源。采用的娱乐资源共享方法，假设所有可共享资源均存储于网络中的车辆结点当中，无论是管理中心还是RSU中都不存放共享数据，并且本发明假设网络中结点数据通信可以可靠实现，即本方法不涉及结点间路由选择和底层物理通信方法。
Description
技术领域
本发明属于车联网络应用领域,本发明具体涉及一种在车联网络中各车辆结点共享娱乐资源的方法。
背景技术
车辆上的车载设备通过无线通信技术，可以相互通信组成网络。为了充分共享存储于车载设备上的数据资源，特别是安全级别和敏感程度较低的娱乐资源，提高驾乘人员的行车舒适度，本发明设计了一种适用于城市道路车联网络(结点密集场景)车载数据资源共享方法。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种城市道路车联网络资源的共享方法。
技术方案：一种城市道路车联网络资源的共享方法，包括如下步骤：
步骤1、车辆结点工作流程：
步骤1.1车辆结点发动，行驶上路，它首先需从发现到的RSU中选择一个作为本路段注册RSU，并完成注册工作；所述的RSU为Road Side Unit，指路边固定设施，在车联网或车载云中作为车辆结点接入数据云的无线接入点，主要用于为车辆结点和云中心之间进行数据转发，也可承担其他指定轻功能；
步骤1.2完成注册工作的车辆结点可以申请使用网络中的可共享娱乐资源；
步骤1.3完成注册工作的车辆结点可以响应资源使用者请求，并向其提供共享资源；
步骤1.4当车辆结点即将驶离当前注册RSU覆盖范围时，即将驶入下一个路段时，应重新选择一个新的RSU，并重新完成注册工作；新注册完成后，原注册RSU将删除该车辆结点注册信息，包括该结点提供的可共享资源列表；
步骤1.5车辆结点完成本次行驶，停车熄火前，通告当前注册RSU其即将下线，并由当前注册RSU完成相关注销工作；
步骤2、RSU工作流程：
步骤2.1RSU周期性广播自身心跳消息，告知行驶在其覆盖路段范围内的所有车辆结点其相关信息。心跳消息以广播方式传播，接收到此消息的车辆结点不转发此心跳消息。综合考虑车辆行驶速率和限制网络传输数据量，心跳消息广播周期可设置为不小于10s；
心跳消息格式为：
| RSU ID | 路段ID |
步骤2.2RSU接收到某车辆结点注册消息，在本地记录列表中添加相关记录，并通报给管理中心；
步骤2.3RSU接收到某车辆结点驶离消息或者车辆结点停驶注销消息，在本地记录列表中删除相关记录，并通报给管理中心；
步骤2.4RSU接收到其覆盖路段内某个车辆结点的资源请求消息，为其查找所请求资源，并予以响应；
步骤2.5RSU接收到来自邻居RSU的资源存储位置消息，若消息中请求者ID已在本RSU注册，转发此消息给请求者，否则忽视此消息；
步骤2.6RSU接收到来自其覆盖范围内资源供给者要求转发的资源数据，将数据转发给“请求者所在RSU ID”中指明的RSU；
步骤2.6RSU接收到来自其他RSU要求转发的资源数据，自己不是“请求者所在RSUID”指明的RSU，向指明的RSU转发；自己是“请求者所在RSU ID”指明的RSU，转发此数据给请求者；
步骤3、管理中心工作流程：
步骤3.1记录和更新全网可被共享的娱乐资源信息，列表记录格式如前文所述；
步骤3.2响应由RSU转发过来的资源请求，查找娱乐资源信息列表，并将查询结果反馈给请求RSU。
作为优化：所述的车辆结点工作流程中，在步骤1.1中，车辆结点选择注册RSU，具体方法如下：
步骤1.1.1车辆结点接收到多个RSU发布的心跳消息，从中选择一个在自己行进方向之前、且信号最强的RSU作为自己在此路段注册RSU；
步骤1.1.2车辆结点向此注册RSU发布本结点可供共享资源列表，列表项建议格式为：
| 娱乐资源编号(主键) | 资源名称 | 车辆结点ID |
作为优化：所述的车辆结点工作流程中，在步骤1.2中，车辆结点申请使用网络中可共享资源，具体方法如下：
步骤1.2.1车辆结点向注册RSU申请查看本路段内可供共享资源，路段内有感兴趣资源并欲使用，转向步骤1.2.3；
步骤1.2.2车辆结点未发现本路段内有其欲感兴趣资源，可直接将感兴趣资源名称发送给RSU，请求代为在全网内查询。若查询结果为有，则跨RSU使用该资源，转向步骤1.2.3；若查询结果为无，则放弃本次请求；
步骤1.2.3车辆结点在获得所请求资源相关信息后，若所请求资源在本路段内，向资源车辆结点发布使用请求，接收数据并使用；若所请求资源不在本路段内，将资源消息发送给本路段RSU，由其代为向资源车辆结点请求并转发数据；
步骤1.2.4若车辆结点在资源使用结束前，驶离当前注册RSU，可选择如下选项执行：
①终止本次资源使用，转入步骤1.2.1执行，查找新的可共享资源；
②继续使用此资源，在完成新的RSU注册后，向新注册RSU报告自己正在使用的资源，并由新RSU代为进行数据中转，报告资源使用消息格式为：
同时向资源提供者报告自己更新了RSU ID，报告消息格式为：
作为优化：所述的车辆结点工作流程中，在步骤1.3中，车辆结点响应申请提供可共享资源，具体方法如下：
步骤1.3.1请求者所申请资源于本结点存在，继续执行1.3.2，否则向请求者返回资源不存在错误提示信息；
步骤1.3.2将请求者所申请资源数据发送给请求者，资源数据可分割成若干消息进行传送，每条消息首部格式为：
若所发送消息为该资源的第一个消息，则需创建一个连接号，此连接号全网唯一，且在后续传送该资源的消息中保持不变；为保证全网唯一，连接号格式为：
请求者ID+供给者ID+供给者为此次连接的编号；
其中，“供给者为此次连接的编号”采用自增的方法，每新建一个连接，编号加1；
步骤1.3.3本结点即将驶离当前RSU覆盖范围，并进入下一个RSU覆盖范围，在完成新的RSU注册后，按步骤1.3.2所给消息格式，更改供给者所在RSU ID后，继续进行资源数据发送。
作为优化：所述的RSU工作流程中，在步骤2.4中，RSU响应其覆盖范围内车辆结点资源请求，具体方法如下：
步骤2.4.1查找本地资源列表，所请求资源存在于本RSU覆盖范围内，将资源存储位置(资源供给者ID)发布给请求者，发布消息格式为：
步骤2.4.2请求资源不在本地资源列表中，将请求转发给管理中心，在收到管理中心的返回结果后，若请求者仍在本RSU覆盖范围内，将结果转发给请求者；若请求者已驶离本RSU覆盖范围，将结果消息中“请求者所在RSU ID”置为空(NULL)，然后将其转发给相邻RSU(和本RSU有线缆直接连接的RSU)。
作为优化：所述。
有益效果：本发明目的在于车联网络中任何一个车辆结点都可以通过本方法获取使用存放于网络中另一个车辆结点上的可被用于共享的娱乐资源。采用的娱乐资源共享方法，假设所有可共享资源均存储于网络中的车辆结点当中，无论是管理中心还是RSU中都不存放共享数据，并且本发明假设网络中结点数据通信可以可靠实现，即本方法不涉及结点间路由选择和底层物理通信方法。
附图说明
图1是本发明的车联网体系结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一、本发明的体系结构如下：
本发明所使用的车联网体系结构如图1所示。体系结构中涉及到的主要实体对象有：管理中心，RSU(Road Side Unit，路边设施单元)，车辆结点。网内可供共享的娱乐资源也可视为一个实体。RSU为Road Side Unit，具体指路边固定设施，在车联网或车载云中作为车辆结点接入数据云的无线接入点，主要用于为车辆结点和云中心之间进行数据转发，也可承担其他指定轻功能。
1娱乐资源及其编号。
为了保护知识产权，每一项可以用于共享的娱乐资源都自带一个编号。该编号由该资源的版权所有者设置。资源编号格式为：版权人号-资源类型号-编号。由于不同版权所有人具有不同的版权人号，版权所有人在为其所拥有资源编号时可以确保不会重复。因此按此格式给出的资源编号全网唯一。为防止资源编号被伪造，版权所有人在发布可共享娱乐资源时，使用其私钥对资源编号进行加密处理，并将版权人号以及加密后的密文内置于可共享资源。验证者在验证时需使用版权人公钥对其解密取得并确认资源编号。无法被解开资源编号的娱乐资源不可以被共享。为叙述简单起见，在下文中略去此步骤，直接以资源编号代替加密后的资源编号。
2管理中心。
管理中心设有一个全网可共享娱乐资源列表，该列表是实时更新的。列表中每条记录的建议格式如下：
| 娱乐资源编号(主键) | 资源名称 | RSU<sub>1</sub> ID | ...... | RSU<sub>n</sub> ID |
记录中的RSUi表示，该记录娱乐资源编号所对应的娱乐资源在RSUi覆盖范围内的车辆结点。一条娱乐资源可能在多个车辆结点上都有复本，所以一条娱乐资源记录可能对应有多个RSU。随着带有指定娱乐资源的车辆结点驶入和驶离某个RSU的覆盖范围，记录中相应的RSU项也会被添加和删除。
3RSU(Road Side Unit)
假设各RSU之间以有线方式可以进行数据通信，RSU可以以无线方式和行驶在其覆盖路段内的车辆结点直接通信。RSU所承担的任务主要有如下几项：①周期性广播自身的心跳消息，接受车辆结点驶入和驶离登记；②中继车辆结点和管理中心、车辆结点和其他RSU的数据通信；③响应车辆结点的资源请求。
4车辆结点
车辆结点在道路中行驶，不停地进入一个RSU的覆盖范围，同时退出上一个RSU的覆盖范围，在一个时刻内，仅能归属于一个RSU。车辆结点是娱乐资源的提供者，同时也是资源的请求者和消费者。
二、本发明的方法工作流程如下：
本发明采用的娱乐资源共享方法，假设所有可共享资源均存储于网络中的车辆结点当中，无论是管理中心还是RSU中都不存放共享数据。并且本发明假设网络中结点数据通信可以可靠实现，即本方法不涉及结点间路由选择和底层物理通信方法。
1.本方法中车辆结点工作流程如下所述：
步骤1.1车辆结点发动，行驶上路，它首先需从发现到的RSU中选择一个作为本路段注册RSU，并完成注册工作。
步骤1.2完成注册工作的车辆结点可以申请使用网络中的可共享娱乐资源。
步骤1.3完成注册工作的车辆结点可以响应资源使用者请求，并向其提供共享资源。
步骤1.4当车辆结点即将驶离当前注册RSU覆盖范围时，即将驶入下一个路段时，应重新选择一个新的RSU，并重新完成注册工作；新注册完成后，原注册RSU将删除该车辆结点注册信息，包括该结点提供的可共享资源列表。
步骤1.5车辆结点完成本次行驶，停车熄火前，通告当前注册RSU其即将下线，并由当前注册RSU完成相关注销工作。
2.本方法中RSU工作流程如下所述：
步骤2.1RSU周期性广播自身心跳消息，告知行驶在其覆盖路段范围内的所有车辆结点其相关信息。心跳消息以广播方式传播，接收到此消息的车辆结点不转发此心跳消息。综合考虑车辆行驶速率和限制网络传输数据量，心跳消息广播周期可设置为不小于10s。
心跳消息建议格式为：
| RSU ID | 路段ID |
步骤2.2RSU接收到某车辆结点注册消息，在本地记录列表中添加相关记录，并通报给管理中心。
步骤2.3RSU接收到某车辆结点驶离消息或者车辆结点停驶注销消息，在本地记录列表中删除相关记录，并通报给管理中心。
步骤2.4RSU接收到其覆盖路段内某个车辆结点的资源请求消息，为其查找所请求资源，并予以响应。
步骤2.5RSU接收到来自邻居RSU的资源存储位置消息，若消息中请求者ID已在本RSU注册，转发此消息给请求者，否则忽视此消息。
步骤2.6RSU接收到来自其覆盖范围内资源供给者要求转发的资源数据，将数据转发给“请求者所在RSU ID”中指明的RSU。
步骤2.6RSU接收到来自其他RSU要求转发的资源数据，自己不是“请求者所在RSUID”指明的RSU，向指明的RSU转发；自己是“请求者所在RSU ID”指明的RSU，转发此数据给请求者。
3.本方法中管理中心工作流程如下所述：
步骤3.1记录和更新全网可被共享的娱乐资源信息，列表记录格式如前文所述；
步骤3.2响应由RSU转发过来的资源请求，查找娱乐资源信息列表，并将查询结果反馈给请求RSU。
步骤1.1中，车辆结点选择注册RSU，具体方法如下：
步骤1.1.1车辆结点接收到多个RSU发布的心跳消息，从中选择一个在自己行进方向之前、且信号最强的RSU作为自己在此路段注册RSU；
步骤1.1.2车辆结点向此注册RSU发布本结点可供共享资源列表，列表项建议格式为：
步骤1.2中，车辆结点申请使用网络中可共享资源，具体方法如下：
步骤1.2.1车辆结点向注册RSU申请查看本路段内可供共享资源，路段内有感兴趣资源并欲使用，转向步骤1.2.3；
步骤1.2.2车辆结点未发现本路段内有其欲感兴趣资源，可直接将感兴趣资源名称发送给RSU，请求代为在全网内查询。若查询结果为有，则跨RSU使用该资源，转向步骤1.2.3；若查询结果为无，则放弃本次请求；
步骤1.2.3车辆结点在获得所请求资源相关信息后，若所请求资源在本路段内，向资源车辆结点发布使用请求，接收数据并使用；若所请求资源不在本路段内，将资源消息发送给本路段RSU，由其代为向资源车辆结点请求并转发数据；
步骤1.2.4若车辆结点在资源使用结束前，驶离当前注册RSU，可选择如下选项执行：
①终止本次资源使用，转入步骤1.2.1执行，查找新的可共享资源；
②继续使用此资源，在完成新的RSU注册后，向新注册RSU报告自己正在使用的资源，并由新RSU代为进行数据中转，报告资源使用消息格式建议为：
同时向资源提供者报告自己更新了RSU ID，报告消息格式建议为：
步骤1.3中，车辆结点响应申请提供可共享资源，具体方法如下：
步骤1.3.1请求者所申请资源于本结点存在，继续执行1.3.2，否则向请求者返回资源不存在错误提示信息；
步骤1.3.2将请求者所申请资源数据发送给请求者，资源数据可分割成若干消息进行传送，每条消息首部格式建议为：
若所发送消息为该资源的第一个消息，则需创建一个连接号，此连接号全网唯一，且在后续传送该资源的消息中保持不变。为保证全网唯一，建议连接号格式为：
请求者ID+供给者ID+供给者为此次连接的编号
其中，“供给者为此次连接的编号”采用自增的方法，每新建一个连接，编号加1。
步骤1.3.3本结点即将驶离当前RSU覆盖范围，并进入下一个RSU覆盖范围，在完成新的RSU注册后，按步骤1.3.2所给消息格式，更改供给者所在RSU ID后，继续进行资源数据发送。
步骤2.4中，RSU响应其覆盖范围内车辆结点资源请求，具体方法如下：
步骤2.4.1查找本地资源列表，所请求资源存在于本RSU覆盖范围内，将资源存储位置(资源供给者ID)发布给请求者，发布消息格式建议为：
步骤2.4.2请求资源不在本地资源列表中，将请求转发给管理中心，在收到管理中心的返回结果后，若请求者仍在本RSU覆盖范围内，将结果转发给请求者；若请求者已驶离本RSU覆盖范围，将结果消息中“请求者所在RSU ID”置为空(NULL)，然后将其转发给相邻RSU(和本RSU有线缆直接连接的RSU)。
Claims (1)
1.一种城市道路车联网络资源的共享方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、车辆结点工作流程：
步骤1.1车辆结点发动，行驶上路，它首先需从发现到的RSU中选择一个作为本路段注册RSU，并完成注册工作；所述的RSU为Road Side Unit，指路边固定设施，在车联网或车载云中作为车辆结点接入数据云的无线接入点，用于为车辆结点和云中心之间进行数据转发；
步骤1.2完成注册工作的车辆结点可以申请使用网络中的可共享娱乐资源；
步骤1.3完成注册工作的车辆结点可以响应资源使用者请求，并向其提供共享资源；
步骤1.4当车辆结点即将驶离当前注册RSU覆盖范围时，即将驶入下一个路段时，应重新选择一个新的RSU，并重新完成注册工作；新注册完成后，原注册RSU将删除该车辆结点注册信息，包括该结点提供的可共享资源列表；
步骤1.5车辆结点完成本次行驶，停车熄火前，通告当前注册RSU其即将下线，并由当前注册RSU完成相关注销工作；
步骤2、RSU工作流程：
步骤2.1RSU周期性广播自身心跳消息，告知行驶在其覆盖路段范围内的所有车辆结点其相关信息，心跳消息以广播方式传播，接收到此消息的车辆结点不转发此心跳消息，综合考虑车辆行驶速率和限制网络传输数据量，心跳消息广播周期可设置为不小于10s；
心跳消息格式为：
步骤2.2RSU接收到某车辆结点注册消息，在本地记录列表中添加相关记录，并通报给管理中心；
步骤2.3RSU接收到某车辆结点驶离消息或者车辆结点停驶注销消息，在本地记录列表中删除相关记录，并通报给管理中心；
步骤2.4RSU接收到其覆盖路段内某个车辆结点的资源请求消息，为其查找所请求资源，并予以响应；
步骤2.5RSU接收到来自邻居RSU的资源存储位置消息，若消息中请求者ID已在本RSU注册，转发此消息给请求者，否则忽视此消息；
步骤2.6RSU接收到来自其覆盖范围内资源供给者要求转发的资源数据，将数据转发给“请求者所在RSU ID”中指明的RSU；
步骤2.6RSU接收到来自其他RSU要求转发的资源数据，自己不是“请求者所在RSU ID”指明的RSU，向指明的RSU转发；自己是“请求者所在RSU ID”指明的RSU，转发此数据给请求者；
步骤3、管理中心工作流程：
步骤3.1记录和更新全网可被共享的娱乐资源信息；
步骤3.2响应由RSU转发过来的资源请求，查找娱乐资源信息列表，并将查询结果反馈给请求RSU；
所述的车辆结点工作流程中，在步骤1.1中，车辆结点选择注册RSU，具体方法如下：
步骤1.1.1车辆结点接收到多个RSU发布的心跳消息，从中选择一个在自己行进方向之前、且信号最强的RSU作为自己在此路段注册RSU；
步骤1.1.2车辆结点向此注册RSU发布本结点可供共享资源列表，列表项建议格式为：
所述的车辆结点工作流程中，在步骤1.2中，车辆结点申请使用网络中可共享资源，具体方法如下：
步骤1.2.1车辆结点向注册RSU申请查看本路段内可供共享资源，路段内有感兴趣资源并欲使用，转向步骤1.2.3；
步骤1.2.2车辆结点未发现本路段内有其欲感兴趣资源，可直接将感兴趣资源名称发送给RSU，请求代为在全网内查询，若查询结果为有，则跨RSU使用该资源，转向步骤1.2.3；若查询结果为无，则放弃本次请求；
步骤1.2.3车辆结点在获得所请求资源相关信息后，若所请求资源在本路段内，向资源车辆结点发布使用请求，接收数据并使用；若所请求资源不在本路段内，将资源消息发送给本路段RSU，由其代为向资源车辆结点请求并转发数据；
步骤1.2.4若车辆结点在资源使用结束前，驶离当前注册RSU，可选择如下选项执行：
①终止本次资源使用，转入步骤1.2.1执行，查找新的可共享资源；
②继续使用此资源，在完成新的RSU注册后，向新注册RSU报告自己正在使用的资源，并由新RSU代为进行数据中转，报告资源使用消息格式为：
同时向资源提供者报告自己更新了RSU ID，报告消息格式为：
所述的车辆结点工作流程中，在步骤1.3中，车辆结点响应申请提供可共享资源，具体方法如下：
步骤1.3.1请求者所申请资源于本结点存在，继续执行1.3.2，否则向请求者返回资源不存在错误提示信息；
步骤1.3.2将请求者所申请资源数据发送给请求者，资源数据可分割成若干消息进行传送，每条消息首部格式为：
若所发送消息为该资源的第一个消息，则需创建一个连接号，此连接号全网唯一，且在后续传送该资源的消息中保持不变；为保证全网唯一，连接号格式为：
请求者ID+供给者ID+供给者为此次连接的编号；
其中，“供给者为此次连接的编号”采用自增的方法，每新建一个连接，编号加1；
步骤1.3.3本结点即将驶离当前RSU覆盖范围，并进入下一个RSU覆盖范围，在完成新的RSU注册后，按步骤1.3.2所给消息格式，更改供给者所在RSU ID后，继续进行资源数据发送；
所述的RSU工作流程中，在步骤2.4中，RSU响应其覆盖范围内车辆结点资源请求，具体方法如下：
步骤2.4.1查找本地资源列表，所请求资源存在于本RSU覆盖范围内，将资源存储位置发布给请求者，发布消息格式为：
步骤2.4.2请求资源不在本地资源列表中，将请求转发给管理中心，在收到管理中心的返回结果后，若请求者仍在本RSU覆盖范围内，将结果转发给请求者；若请求者已驶离本RSU覆盖范围，将结果消息中“请求者所在RSU ID”置为空，然后将其转发给相邻RSU。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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