車聯網的尋址技術及應用的研究

張硯雪

摘 要：物聯網，是一種近年來提出的新興科技，它越來越被世界各國所關注，其應用技術也得到了飛速發展。由于當前交通系統將況越來越復雜，基于經驗模式的傳統交通管理已經不能適應當代交通的快速發展。車聯網作為物聯網技術的一種在智能交通的重要應用也越來越得到了社會的重視。該文通過介紹車聯網的基本構架，討論網絡中尋址技術及車聯網在智能交通中的應用。并探討基于競爭機制的CBF-TREBOL路由協議協議對比TREBOL協議的優勢。

關鍵字：車聯網 IPV6 路由協議

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（a）-0012-02

隨著信息技術的高速發展，網絡通信的界限也在不斷擴張，1999年提出了物聯網概念，其主要核心是每一個物件都可以尋址，每個物件都可以控制，每一個物件都可以通信。車聯網技術作為物聯網技術應用于智能交通領域的一種具體體現，同時也是一個物聯網大有可為的重點領域之一。它的技術組成一般包括車輛之間的網絡鏈路、車輛與路邊通信結點之間的網絡鏈路、路邊結點之間的相互網絡鏈路、以及上述通信節點的集合等等網絡要素。

1 車聯網的特點和研究內容

1.1 車聯網的特點

隨著國內車輛和各地公路的智能化的發展，更多的車輛和公路邊的基礎設施都開始安裝各種數據通信設備。車聯網是自組織網絡的一個新的研究和應用領域，已逐漸成為無線網絡以及智能交通領域熱門的研究課題。車聯網是一種特殊的自組織移動網絡，除了具備普通物聯網的特點與問題，也有著自己的特點和問題：

（1）高動態特性：車聯網當中的網絡結點以車輛為主，車輛位置變化較快，導致拓撲變化更頻繁、鏈路存活的周期更短。

（2）網絡管理：由于網絡管理面較廣，需要適當的路由算法來解決節點定位和地址自動分配等問題。

（3）噪聲：車聯網環境中的車輛之間的通信受到的干擾因素很多，其中包括天氣狀況、馬路邊各種構造的建筑物、道路情況、車輛移動速度等。

（4）不可靠的網絡鏈路和間歇的網絡連接： 由于車輛高速運動原因，AdHoc網絡中的鏈路連接也是動態多變的。

1.2 研究內容

該論文研究主要內容分以下三部分：

（1）介紹車聯網技術的基本架構原理，對其基于移動互聯的工作流程、動態車輛尋址定位等技術進行了分析，分析討論該論文的關健技術。

（2）探討車聯網環境中的結點問題，提出了基于車載終端識別和地圖匹配的簡單交通狀態判別算法。

（3）討論車聯網技術的廣泛應用，車聯網是一種全新的概念，目前還在繼續研究還探討 ，其具有廣闊的應用前景和商業價值，會為社會的進步做出很大貢獻。

2 車聯網的關健技術

2.1 車聯網技術的尋址

IP協議是當今因特網的核心協議，隨著Internet技術的飛速發展，IPv4技術已日漸成熟，然而IPv4協議技術也在隨著網絡應用的多樣化而面臨著許多難以解決的問題：IPv4地址空間即將耗盡、移動性差和配置復雜等特性。IPv6技術的提出能很好的解決上述問題。移動IPv6技術隨著IPv6技術的不斷研究而得到快速發展，移動互聯網已成為未來互聯網絡的發展方向之一。

由于車聯網是高速動態的移動網絡，在研究的過程中必然要用到移動IP協議技術。移動IP是一種網絡層的移動解決方案，具有可擴展性、可靠性和安全性并能使節點在切換鏈路時仍能保持正在進行中的通信。移動IP提供了一種路由機制，使移動節點可以一個永久的IP地址連接到任何變化的鏈路上。

2.2 車聯網中存在的結點

首先給大家介紹一種系統—網絡化物理系統（CPS），其在國際上是一種利用計算技術監測和控制物理設備行為的深入嵌入式系統。CPS目前是當今國內外研究的一種熱點技術，涉及網絡技術、通信技術、和單片機等等各種學科，CPS結點就是物聯網中必要的一部分 。根據車聯網技術的具體使用環境和服務的需求，需要在車聯網當中主要通信設備主要選取有源CPS結點， 固定通信設施當中的主要設備采用互聯網CPS結點。其中由于有源CPS結點的計算能力、存儲能力和聯網能力等方面均優于無源CPS結點。另外，有源CPS結點能夠更好的支持快速移動性，具備主動感知等各種性能。互聯網CPS結點除了具備有源CPS結點的基本性能外，還有網絡控制和網絡管理接入等功能，安全性比較高，穩定性強于有源CPS結點，所以在車聯網中一般作為固定基礎設施，例如電子警察、路燈等。

2.3 車聯網下的交通判別算法

車聯網技術所采集到的大量網絡中的車輛定位數據，通過車輛終端識別技術可以對采集到的車輛各種信息進行數據的分類統計，并記錄大量車輛的平均速度和速度峰值。通過地圖匹配算法，對道路路網下的各個路段的交通情況分別進行判斷和監控。其中地圖匹配技術與車載終端識別分別保證了數據來源的針對性和正確性，是大規模路網交通狀態判別實現的基礎。路網中不同區域所在路段存在的差異決定要使用不同的判別方法對整個路網的交通狀態進行判別。因此為了得出路網中的車輛速度峰值、車輛平均速度以及路口排隊數量與當前交通狀態中存在的離散型關系，利用應用最廣泛的解決離散型性問題的分類預測方法——決策樹學習ID3算法，對整個路網的交通狀態進行判別。

ID3算法是一種貪心算法，用來構造決策樹。主要解決的問題是為樹的每個結點選取要測試的實例屬性，D3算法起源于概念學習系統（CLS），以信息熵的下降速度為選取測試屬性的標準，即在每個節點選取還尚未被用來劃分的具有最高信息增益的屬性作為劃分標準，然后繼續這個過程，直到生成的決策樹能完美分類訓練樣例。

3 車聯網的應用

在國際上，日本的VICS和美國的IVHS等系統通過道路和車輛之間建立有效的網絡通信，基本已經實現了車聯網。而RFID和Wi-Fi等無線技術近年來也在交通運輸領域智能化管理中越來越得到了廣泛應用。在未來的車聯網時代，無線通信技術和傳感技術是是實現車聯網的關鍵，并且之間會是一種互補的關系，比如當車輛處在轉角等傳感器不能識別的盲區時，無線通信技術就會發揮作用；而當無線通信的信號丟失時，傳感器又派上了用場。作為眾多無線應用的典型代表，車聯網時代的到來必將推動更多無線技術的應用和普及，也會再一次看到了移動寬帶需求的迅猛增長。

4 結語

該文淺要探討了車聯網的概念、車聯網的體系結構、車聯網環境下的關鍵技術以及車聯網能夠提供的各項服務等內容，以期能夠為將來車聯網技術的進一步深入研究提供一些思路。與此同時也應該意識到，車聯網涉及的技術學科眾多，車聯網的普及應用還任重道遠，需要相關領域的專家學者們開展更深的研究工作，為車聯網的美好將來付出更多的努力。

參考文獻

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