一种车联网系统、通信方法及车载终端与流程

本申请涉及智能交通领域，特别涉及一种车联网系统、通信方法及车载终端。

背景技术：

在智能交通领域，车联网技术的产生使车与车、车与人和车与基础设施通信成为可能。

其中，目前车联网技术主要集中在对交通灯信号和车辆行驶安全信息的交互应用研究，对车与车、车与人和车与路侧基础设施的语音通信等其他通信类型却鲜有涉及，然而车与车、车与人和车与路侧基础设施的语音通信等其他通信类型也逐渐变得更加重要，例如道路交通指挥管理人员希望将语音指令及时下达到过往的每一辆车，管理交通拥堵保持道路畅行；路上邻近行驶的车辆希望进行语音通话，甚至与路侧智能基础设施进行语音交流，以便及时了解前方路况，提升道路驾驶体验；路上行驶的车队希望随时进行语音交流，听候指挥车的统一管理及时报告行车状况，并且要求建立专有的通讯链路保证信息安全。

由上可见，针对车与车、车与人和车与路侧基础设施的语音通信等其他通信类型的需求，亟需一种通信方法。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种车联网系统、通信方法及车载终端，以达到实现车与车语音通信等通信方案，提升道路驾驶体验以及便于交通部门对道路行驶车辆的指挥管理的目的，技术方案如下：

一种通信方法，应用于车联网系统，所述车联网系统包括多个车载终端，各个所述车载终端通过无线网络进行通信，所述方法包括：

所述车联网系统中某一个所述车载终端以广播的方式将广播消息报文发送至所述无线网络；

所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文；

若是，丢弃所述接收到的广播消息报文；

若否，转发所述接收到的广播消息报文，并对所述接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据。

优选的，所述车联网系统中某一个所述车载终端以广播的方式将广播消息报文发送至所述无线网络的过程，包括：

获取用户输入的语音信号；

对所述用户输入的语音信号进行编码，得到待发送声音数据；

对所述待发送声音数据进行封装，得到所述广播消息报文；

用广播的方式将所述广播消息报文发送至所述无线网络；

对接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据的过程，包括；

对接收到的广播消息报文进行解析，得到接收声音数据；

对所述接收声音数据进行解码，得到接收语音信号，并播放所述接收语音信号。

优选的，所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文的过程，包括：

所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端判断所述无线网络中的消息报文的目的地址是否为多播地址；

若是，将所述无线网络中的消息报文作为广播消息报文进行接收；

判断接收到的广播消息报文中的源地址是否和其本身的本地链路地址相同，所述本地链路地址为对所述车载终端的MAC地址进行映射所得到的地址。

优选的，转发所述接收到的广播消息报文的过程，包括：

判断所述接收到的广播消息报文的传输跳限是否大于零；

若是，则执行传输跳限减1的操作，将所述传输跳限减1之后的值赋值给所述传输跳限，并转发所述接收到的广播信息报文；

若否，丢弃所述接收到的广播消息报文。

优选的，在所述接收到的广播消息报文的传输跳限大于零时，转发所述接收到的广播消息报文的过程，包括：

根据所述接收到的广播消息报文中的报文标识号判断其本身是否已转发过所述接收到的广播消息报文；

若是，丢弃所述接收到的广播消息报文；

若否，转发所述接收到的广播消息报文。

优选的，所述报文标识号为广播消息报文发送者的本地链路地址和所述广播消息报文发送者生成广播消息报文的序列号组成的标识号。

一种通信方法，应用于车联网系统中的某一个车载终端，所述方法包括：

某一个所述车载终端在作为发送端时，以广播的方式将广播消息报文发送至所述无线网络，以使所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端从所述无线网络中接收广播消息报文；

某一个所述车载终端在作为接收端时，从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文；

若是，丢弃所述接收到的广播消息报文；

若否，并对所述接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据；

某一个所述车载终端在作为转发端时，从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文；

若是，丢弃所述接收到的广播消息报文；

若否，转发所述接收到的广播消息报文。

一种车载终端，包括：

发送模块，用于以广播的方式将广播消息报文发送至所述无线网络，以使所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端从所述无线网络中接收广播消息报文；

接收模块，用于从所述无线网络中接收广播消息报文；

第一判断模块，用于判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文，若是，执行丢弃模块丢弃所述接收到的广播消息报文，若否，执行转发模块转发所述接收到的广播消息报文，并执行解析模块对所述接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据。

一种车联网系统，包括：多个如上述所述的车载终端，各个所述车载终端通过无线网络进行通信，其中：

所述车联网系统中某一个所述车载终端，用于以广播的方式将广播消息报文发送至所述无线网络；

所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端，用于从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文；若是，丢弃所述接收到的广播消息报文；若否，转发所述接收到的广播消息报文，并对所述接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据。

优选的，某一个所述车载终端包括：

第一获取单元，用于获取用户输入的语音信号；

编码单元，用于对所述用户输入的语音信号进行编码，得到待发送声音数据；

封装单元，用于对所述待发送声音数据进行封装，得到所述广播消息报文；

解析单元，用于对接收到的广播消息报文进行解析，得到接收声音数据；

解码单元，用于对所述接收声音数据进行解码，得到接收语音信号；

播放单元，用于播放所述接收语音信号。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请中，多个车辆上安装车载终端组成的车联网系统，通过所述车联网系统中某一个所述车载终端以广播的方式将广播消息报文发送至连接该车联网系统的无线网络，车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文；若是，丢弃所述接收到的广播消息报文；若否，转发所述接收到的广播消息报文，并对所述接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据，可以实现车与车的语音通信等通信方案，提升了道路驾驶体验以及便于交通部门对道路行驶车辆的指挥管理。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的通信方法的一种流程图；

图2是是本申请提供的通信方法的一种子流程图；

图3是本申请提供的通信方法的另一种子流程图；

图4是本申请提供的通信方法的再一种子流程图；

图5是本申请提供的车载终端的一种逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

在本实施例中，提供了一种通信方法，应用于车联网系统，所述车联网系统包括多个车载终端，各个所述车载终端通过无线网络进行通信。其中，各个车载终端通信功能相同即各个车载终端均具备发送功能、接收功能和转发功能。

由于各个车载终端的通信功能相同，因此在本实施例中仅对车联网系统中的任意一个车载终端的通信方法进行说明，具体如下：

某一个所述车载终端在作为发送端时，以广播的方式将广播消息报文发送至所述无线网络，以使所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他车载终端接收并转发所述广播消息报文，并对所述广播消息报文进行解析，得到待发送数据。

某一个所述车载终端在作为接收端时，从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文；

若是，丢弃所述接收到的广播消息报文；

若否，并对所述接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据。

某一个所述车载终端在作为转发端时，从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文；

若是，丢弃所述接收到的广播消息报文；

若否，转发所述接收到的广播消息报文。

在某一个所述车载终端具备上述发送功能、接收功能和转发功能的通信基础上，该某一个所述车载终端在与车联网系统中的其他车载终端进行通信的过程请参见图1，其示出了本申请提供的通信方法的一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S11：所述车联网系统中某一个所述车载终端以广播的方式将广播消息报文发送至所述无线网络。

步骤S12：所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文。

若接收到的广播消息报文为其生成的广播消息报文，则执行步骤S13，若收到的广播消息报文不为其生成的广播消息报文，则执行步骤S14。

步骤S13：丢弃所述接收到的广播消息报文。

步骤S14：转发所述接收到的广播消息报文，并对所述接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据。

在本实施例中，转发所述接收到的广播消息报文即以广播的方式将接收到的广播消息报文发送至无线网络，实现转发。可以理解的，这里的转发至无线网络具体是指转发至与其直接相连的车载终端。

在本申请中，多个车辆上安装车载终端组成的车联网系统，通过所述车联网系统中某一个所述车载终端以广播的方式将广播消息报文发送至连接该车联网系统的无线网络，车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文；若是，丢弃所述接收到的广播消息报文；若否，转发所述接收到的广播消息报文，并对所述接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据，可以实现车与车的语音通信等通信方案，提升了道路驾驶体验以及便于交通部门对道路行驶车辆的指挥管理。进一步的，由于采用车载终端进行通信，相比于手机通信的方式不会产生费用。且车载终端可以由车载电源供电，不受电池电量使用限制。

在本实施例中，参见上述步骤S11至步骤S14，可知，无线网络中的车载终端间通信采用广播消息的方式，保证无线网络中的所有车载终端均可接收到相应的广播消息报文，并在接收到相应的广播消息报文后，将其转发出去，使得广播消息报文可以多跳传播，提高广播通信的网络效率。

在本实施例中，车载终端通过执行通信应用程序，实现对外广播数据的功能和接收其他车载终端发送的数据的功能。车载终端采用时间片轮转调度算法的处理机制，使得每个线程轮流获取CPU的时间片，进而保证多线程的并发处理。通信应用程序采用多线程设计，其中一个线程进行对外广播数据，一个线程进行广播消息报文的接收处理，两个并发的线程保证了通信的实时性和连贯性。

在本实施例中，在将车载终端之间的通信方式限定为语音通信时，上述车联网系统中某一个所述车载终端以广播的方式将广播消息报文发送至所述无线网络的过程，具体可以为：

步骤A11：获取用户输入的语音信号。

在本实施例中，由车载终端包括的手咪获取用户输入的语音信号，其中，用户可以通过控制手咪的按键开关控制语音的输入。

步骤A12：对所述用户输入的语音信号进行编码，得到待发送声音数据。

上述手咪在获取到用户输入的语音信号后，将语音信号发送至车载终端包括的音频编解码器。音频编解码器则对语音信号进行编码，得到待发送声音数据。

步骤A13：对所述待发送声音数据进行封装，得到所述广播消息报文。

车载终端包括的主控模块在检测到手咪的按键开关为导通状态，且音频编解码器对语音信号进行编码，得到待发送声音数据时，从音频编解码器中获取待发送声音数据，并对待发送声音数据进行规定格式的封装，得到广播消息报文。

步骤A14：用广播的方式将所述广播消息报文发送至所述无线网络；

相应的，上述对接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据的过程，具体可以为；

步骤B11：对接收到的广播消息报文进行解析，得到接收声音数据。

在本实施例中，车载终端中的通信模块可以从所述无线网络中接收其他车载终端发送的广播消息报文。

上述主控模块从上述通信模块中读取接收到的广播消息报文，经数据协议解析接收到的广播消息报文，得到接收声音数据，并将接收声音数据发送至上述音频编解码器。

步骤B12：对所述接收声音数据进行解码，得到接收语音信号，并播放所述接收语音信号。

在本实施例中，由上述音频编解码器对接收声音数据进行解码，得到接收语音信号，并输出接收语音信号至扬声器，由扬声器播放接收语音信号。

在本实施例中，上述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文的具体过程，可以参见图2，可以包括以下步骤：

步骤S21：所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端判断所述无线网络中的消息报文的目的地址是否为多播地址。

若是，执行步骤S22。

步骤S22：将所述无线网络中的消息报文作为广播消息报文进行接收。

步骤S23：判断接收到的广播消息报文中的源地址是否和其本身的本地链路地址相同，所述本地链路地址为对所述车载终端的MAC地址进行映射所得到的地址。

本地链路地址为对该车载终端的MAC地址进行映射所得到的地址。由于车载终端的MAC地址是唯一的，因此由车载终端的MAC地址映射而来的本地链路地址也是唯一的，从而确定车载终端在无线网络中的唯一地址。广播消息报文中的源地址为该广播信息报文产生的车载终端的地址。

在本实施例中，判断接收到的广播消息报文中的源地址是否和其本身的本地链路地址相同，是为了判断接收到的广播消息报文是否为本车载终端发出去的广播消息报文。

若接收到的广播消息报文中的源地址和其本身的本地链路地址相同，则说明接收到的广播消息报文是该车载终端生成的；若接收到的广播消息报文中的源地址和其本身的本地链路地址不相同，则说明接收到的广播消息报文不是该车载终端生成。

在本实施例中，步骤S14中直接转发接收到的广播消息报文(即直接以广播的方式发送接收到的广播消息报文至所述无线网络)能够扩大广播消息的扩散范围，提升车辆在无线环境中的通信距离。但是，采用直接转发接收到的广播消息报文的方式，会导致同一个广播消息报文会在全部节点间多次重复转发。例如，若无线网络中有n个车载终端则产生n个广播消息报文，且最坏的情况下其它n-1个车载终端都会参与转发，其在无线网络中将至少存在n-1个副本，整个网络的通信负担将极大增加，通信效率将极大降低。

为了解决直接转发接收到的广播消息报文，而导致整个网络的通信负担将极大增加，通信效率将极大降低的问题，在本实施例中，对步骤S14中转发所述接收到的广播消息报文的过程进行限定，具体可以参见图3，可以包括以下步骤：

步骤S31：判断所述接收到的广播消息报文的传输跳限是否大于零。

若是，执行步骤S32，若否，执行步骤S33。

在本实施例中，通过限定广播消息报文的传输跳限(hop_limit)，来限制广播消息报文在无线网络中的生存时间。传输跳限在广播消息报文生成时被赋予一预设值，且为大于0的正整数。

在接收到的广播消息报文的传输跳限大于零时，说明接收到的广播消息报文的转发次数未达到传输跳限的上限值，则执行步骤S32；在接收到的广播消息报文的传输跳限不大于零时，说明接收到的广播消息报文的转发次数已达到传输跳限的上限值，则执行步骤S33。

步骤S32：执行所述传输跳限减1的操作，将所述传输跳限减1之后的值赋值给所述传输跳限，并转发所述接收到的广播信息报文。

步骤S33：丢弃所述接收到的广播消息报文。在本实施例中，接收到的广播消息报文的转发次数可以由传输跳限控制，每个接收到的广播消息报文最多被转发的次数为传输跳限的上限值，避免在全部节点间多次重复转发，减轻了整个网络的通信负担，提高了通信效率。

虽然传输跳限能够控制广播消息报文在网络中的生存时间，但却无法避免因某一车载终端对该广播消息报文的重复转发而影响广播消息报文的传输范围。因此，对步骤S32所述的转发所述接收到的广播消息报文的过程进行进一步的限定，具体可以参见图4，可以包括以下步骤：

步骤S41：根据所述接收到的广播消息报文中的报文标识号判断其本身是否已转发过所述接收到的广播消息报文。

其中，报文标识号为广播消息报文发送者的本地链路地址和所述广播消息报文发送者生成广播消息报文的序列号组成的标识号。

其中，广播消息报文发送者生成广播消息报文的序列号是车载终端在产生新广播消息报文时附上的不同号码，以标识该车载终端在网络中的唯一广播语音消息报文。生成序列号的方式可以使用环形线性递增的方式，以控制序列号的产生范围，防止序列号无限增长溢出。例如设定序列号的产生范围是1～n，则第1个广播消息报文的序列号为1、第2个广播消息报文的序列号为2，以此类推第n个广播消息报文的序列号为n，然后下一个广播消息报文的序列号又开始从1开始循环递增。

在本实施例中，某一个所述车载终端每次接收到最新的广播消息报文，则将最新的广播消息报文中的报文标识号更新记录在协议栈路由维护列表中。

某一个所述车载终端在接收到一个广播消息报文时，通过在协议栈路由维护列表中查找是否存在与接收到的广播消息报文中的报文标识号相同的报文标识号，若存在，则说明本车载终端已经转发过该接收到的广播消息报文，若不存在，则说明本车载终端未转发过该接收到的广播消息报文，并将该接收到的广播消息报文中的报文标识号更新记录在协议栈路由维护表中。

若是，执行步骤S42，若否，执行步骤S43。

步骤S42：丢弃所述接收到的广播消息报文。

步骤S43：转发所述接收到的广播消息报文。

在本实施例中，某一个所述车载终端在判断出已经转发过该接收到的广播消息报文时，就丢弃该接收到的广播消息报文；在判断出未转发过该接收到的广播消息报文时，则转发所述接收到的广播消息报文。相比于图4示出的转发所述接收到的广播消息报文的过程，进一步的减轻了整个网络的通信负担，提高了通信效率。

实施例二

在本实施例中，与上述方法实施例相对应，提供了一种车载终端，请参见图5，车载终端包括发送模块51、接收模块52、第一判断模块53、丢弃模块54、转发模块55和解析模块56。

发送模块51，用于以广播的方式将广播消息报文发送至所述无线网络，以使所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端从所述无线网络中接收广播消息报文。

接收模块52，用于从所述无线网络中接收广播消息报文。

第一判断模块53，用于判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文，若是，执行丢弃模块54丢弃所述接收到的广播消息报文，若否，执行转发模块55转发所述接收到的广播消息报文，并执行解析模块56对所述接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据。其中转发模块55和发送模块51可以为同一模块。

在本实施例中，发送模块51具体可以包括：第一获取单元、编码单元和封装单元。相应的，解析模块56具体可以包括：解析单元、解码单元和播放单元。其中：

第一获取单元，用于获取用户输入的语音信号。

编码单元，用于对所述用户输入的语音信号进行编码，得到待发送声音数据。

封装单元，用于对所述待发送声音数据进行封装，得到所述广播消息报文。

解析单元，用于对接收到的广播消息报文进行解析，得到接收声音数据；

解码单元，用于对所述接收声音数据进行解码，得到接收语音信号。

播放单元，用于播放所述接收语音信号。

在上述车载终端中，接收模块52具体可以包括：第一判断单元和第一接收单元。相应的，第一判断模块53可以包括：第二判断单元。其中：

第一判断单元，用于判断所述无线网络中的消息报文的目的地址是否为多播地址，若是，执行第一接收单元将所述无线网络中的消息报文作为广播消息报文进行接收。

第二判断单元，用于判断接收到的广播消息报文中的源地址是否和某一个所述车载终端的本地链路地址相同，所述本地链路地址为对某一个所述车载终端的MAC地址进行映射所得到的地址。

在上述车载终端中，转发模块55具体可以包括：第三判断单元、第一转发单元、第一处理单元和第一丢弃单元。其中：

第三判断单元，用于判断所述接收到的广播消息报文的传输跳限是否大于零，若是，执行第一转发单元，若否，执行第一丢弃单元。

所述第一转发单元，用于执行所述传输跳限减1的操作，将所述传输跳限减1之后的值赋值给所述传输跳限，并转发所述接收到的广播消息报文。

所述第一丢弃单元，用于丢弃所述接收到的广播消息报文。

上述第一转发单元具体可以包括：第一判断子单元、第一丢弃子单元和第一转发子单元。

第一判断子单元，用于根据所述接收到的广播消息报文中的报文标识号判断某一个所述车载终端是否已转发过所述接收到的广播消息报文，若是，执行第一丢弃子单元，若否，执行第一转发子单元。

所述第一丢弃子单元，用于丢弃所述接收到的广播消息报文。

所述第一转发子单元，用于转发所述接收到的广播消息报文。

其中，接收到的广播消息报文中的报文标识号为广播消息报文发送者的本地链路地址和所述广播消息报文发送者生成广播消息报文的序列号组成的标识号。

在本实施例中，提供了一种车联网系统，包括多个车载终端，各个所述车载终端通过无线网络进行通信，其中各个车载终端的具体结构和上一实施例相同，具体结构请参见图5，在此不再赘述。

所述车联网系统中某一个所述车载终端，用于以广播的方式将广播消息报文发送至所述无线网络。

所述车联网系统中除某一个所述车载终端之外的其他各个车载终端，用于从所述无线网络中接收广播消息报文，并判断接收到的广播消息报文是否为其生成的广播消息报文；若是，丢弃所述接收到的广播消息报文；若否，转发所述接收到的广播消息报文，并对所述接收到的广播消息报文进行解析，得到接收数据。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种车联网系统、通信方法及车载终端进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。