一种车联网的数据通信方法   0    0

本发明提供了一种车联网的数据通信方法，所述车联网包括接入节点和车辆节点两种节点，任意一个接入节点的地理坐标具有唯一性；一个接入节点与一组车辆节点构建成一个子网，其中，该组中的车辆节点在所有的接入节点中距离该接入节点最近，车辆节点通过所在子网的接入节点与其他子网的车辆节点进行通信；车联网被划分为两个以上的子网，车联网通过本发明所提供的数据通信方法，可保持移动过程中数据通信的连续性，降低数据包丢失率，从而提高了车联网的服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。

1.一种车联网的数据通信方法，其特征在于，所述车联网由接入节点和车辆节点两种节点构成，任意一个接入节点的地理坐标具有唯一性；一个接入节点与一组车辆节点构建成一个子网，其中，该组中的车辆节点在所有的接入节点中距离该接入节点最近，车辆节点通过所在子网的接入节点与其他子网的车辆节点进行通信；车联网被划分为两个以上的子网；每个接入节点或者车辆节点具有一个地理地址，该地址具有全球唯一性；地理地址包括三部分，第一部分为接入节点或者车辆节点的地理横坐标，第二部分为接入节点或者车辆节点的地理纵坐标，第三部分为接入节点或者车辆节点的节点ID；接入节点的节点ID为0，车辆节点的节点ID为自己的硬件ID，车辆节点的节点ID在其生命周期内不变，唯一标识该车辆节点；
一种与地理位置相关的数据由一个名称唯一标识，该名称由名称ID和地理坐标构成，其中名称ID表示数据的类型，地理坐标表示与该数据有关的地理位置；
车辆节点能够作为数据消费者或者数据提供者；
一个数据消费者采用名称地址来获取数据，名称地址包括两个部分，第一部分为名称域，用于表示一种与地理位置相关的数据，第二部分为地理地址域，用于表示目的节点的地理地址；
每个接入节点保存一个转发表，每个表项包括名称域，地理坐标域和节点ID域，名称域用于表示一种与地理位置相关的数据，地理坐标域和节点ID域表示能够提供该种数据的数据提供者的当前地理坐标和节点ID，地理坐标域包括地理横坐标和地理纵坐标；
每个节点保存一个请求表，每个表项包括名称域和地理地址域，名称域用于表示一种与地理位置相关的数据，地理地址域用于表示请求该种数据的数据消费者的地理地址；
在车辆节点V1在子网S1中行使，子网S1中的接入节点为AP1，地理坐标为(x1,y1)的情况下，如果车辆节点V1产生了由名称N1定义的数据C1，其中名称N1的名称ID为NID1，地理位置为车辆节点V1当前的地理坐标(xv1,yv1)，那么执行下述过程：
步骤101：开始；
步骤102：车辆节点V1为自己构建一个地理地址GV1，为接入节点AP1构建一个地理地址GAP1，同时构建一个名称地址N-AddrV1，在地理地址GV1中，地理横坐标为xv1,地理纵坐标为yv1，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1，在地理地址GAP1,地理横坐标为x1，地理纵坐标为y1，节点ID为零，在名称地址N-AddrV1中，名称域值为N1，地理地值域值为GAP1；
步骤103：车辆节点V1发送一条发布消息，消息源地址为GV1，目的地址为N-addrV1，根据目的地址中的地理横坐标x1和地理纵坐标y1，发布消息路由到接入节点AP1；
步骤104：接入节点AP1收到发布消息后，在转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理坐标域值为(xv1,yv1)，节点ID域值为IV1；
步骤105：结束；
车辆节点V1发布数据C1之后，定期向接入节点AP1发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V1当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1；接入节点AP1收到更新消息后，在转发表中查找节点ID域为IV1的表项，并用地理地址中的横坐标和纵坐标更新该表项中的地理坐标域值，由此接入节点AP1获取车辆节点V1的实时地理坐标；
在车辆节点V3在子网S2中行使，子网S2中的接入节点为AP2，地理坐标为(x2,y2)的情况下，如果车辆节点V3需要获取名称N1定义的数据C1，其中名称N1的名称ID为NID1，地理坐标域值为(xv1,yv1)，车辆节点V3当前的地理坐标为(xv3,yv3)，那么执行下述过程：
步骤201：开始；
步骤202：车辆节点V3为自己构建一个地理地址GV3，车辆节点V3为接入节点AP2构建一个地理地址GAP2，同时构建一个名称地址N-Addr2，在地理地址GV3中，地理横坐标为xv3，地理纵坐标为yv3，节点ID为车辆节点V3的节点ID IV3，在地理地址GAP2中，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址N-Addr2中，名称域值为N1，地理地址域值为GAP2，车辆节点V3发送数据请求消息，该数据请求消息的目的地址为N-Addr2，源地址为GV3，该数据请求消息向着接入节点AP2进行路由；
步骤203：如果路由过程中接收到该数据请求消息的中间车辆节点能够提供数据C1，那么执行步骤204，否则执行步骤205；
步骤204：中间车辆节点返回一个数据响应消息，该数据响应消息的目的地址为地理地址GV3，源地址为名称地址N-Addr2，负载为数据C1，执行步骤210；
步骤205：接收到数据请求消息的接入节点在请求表中创建一个表项，名称域值为N1，地理地址域值为数据请求消息的源地址，接收到数据请求消息的接入节点为自己创建一个地理地址GAP，地理地址GAP的地理横坐标和地理纵坐标为接收到数据请求消息的接入节点的地理横坐标和地理纵坐标，节点ID为零；
步骤206：接收到数据请求消息的接入节点判断在请求表中是否只有一项名称域值为N1的表项，如果是，执行步骤207，否则执行步骤210；
步骤207：接收到数据请求消息的接入节点判断在转发表中是否有名称域值为N1的表项，如果是，进行步骤209，否则执行步骤208；
步骤208：接收到数据请求消息的接入节点查看邻居接入节点的地理坐标，将距离地理坐标域值为(xv1,yv1)最近的接入节点设置为下一跳接入节点，然后创建一个地理地址GN，该地理地址GN的地理横坐标和地理纵坐标为下一跳接入节点的地理横坐标和地理纵坐标，节点ID为零；接收到数据请求消息的接入节点创建一个名称地址N-Addr3，在名称地址N-Addr3中，名称域值为N1，地理地址域值为GN；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为N-Addr3，源地址更新为地理地址GAP，发送该数据请求消息，执行步骤205；
步骤209：接收到数据请求消息的接入节点在转发表中选择一项名称域值为N1的表项，然后创建一个地理地址GD，该地理地址GD的地理横坐标和地理纵坐标等于该表项中地理坐标域的地理横坐标和地理纵坐标，节点ID为该表项的节点ID域值，接收到数据请求消息的接入节点创建一个名称地址N-Addr4，在名称地址N-Addr4中，名称域值为N1，地理地址域值为GD；接收到数据请求消息的接入节点将数据请求消息的目的地址更新为N-Addr4，源地址更新为地理地址GAP，并发送该数据请求消息；地理地址为GD的数据提供者收到数据请求消息后，返回数据响应消息，该数据响应消息的目的地址为地理地址GAP，源地址为名称地址N-Addr4，负载为数据C1；
步骤210：如果接入节点接收到数据响应消息，则执行步骤211，否则执行步骤212；
步骤211：接入节点查看请求表中所有名称域值为N1的表项，针对每个表项进行如下操作：将数据响应消息中的目的地址更新为该表项中的地理地址域值，然后发送数据响应消息，同时删除该表项，执行步骤210；
步骤212：接收到数据响应消息的车辆节点V3保存数据C1；
步骤213：结束；
在车辆节点V3发送数据请求消息后，定期向接入节点AP2发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V3当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V3当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V3当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V3的节点ID IV3；接入节点AP2收到更新消息后，在请求表中查找地理地址域值中的节点ID值等于节点ID为IV3的表项，接入节点AP2用更新消息中的源地址更新该表项中的地理地址域值，由此接入节点AP2获取车辆节点V3的实时地理坐标；
当车辆节点V1在子网S1中行驶，子网S1中的接入节点为AP1，地理坐标为(x1,y1)，车辆节点V1是数据C1的数据提供者，数据C1由名称N1定义，其中名称N1的名称ID为NID1，地理位置为地理坐标(xv1,yv1)的情况下，如果车辆节点V1检测到自己进入子网S2，子网S2中接入节点为AP2，接入节点AP2的地理坐标为(x2,y2)，那么执行下述切换操作：
步骤301：开始；
步骤302：车辆节点V1为自己构建一个地理地址GV1-T，为接入节点AP2构建一个地理地址GAP2，同时构建一个名称地址N-Addr5，在地理地址GV1-T中，地理横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标xv1-T，地理纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标yv1-T，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1，在地理地址GAP2中，地理横坐标为x2，地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址N-Addr5中，名称域值为N1，地理地值域值为GAP2；
步骤303：车辆节点V1发送一条数据提供者切换消息，数据提供者切换消息源地址为GV1-T，目的地址为N-addr5，根据目的地址中的地理横坐标x2和地理纵坐标y2，数据提供者切换消息路由到接入节点AP2；
步骤304：接入节点AP2收到数据提供者切换消息后，在转发表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理坐标域值为(xv1-T,yv1-T)，节点ID域值为IV1；
步骤305：结束；
车辆节点V1执行切换后，定期向接入节点AP2发送更新消息，该更新消息的源地址为车辆节点V1当前的地理地址，该地理地址的横坐标为车辆节点V1当前的地理横坐标，纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标，节点ID为车辆节点V1的节点ID IV1；接入节点AP2收到更新消息后，在转发表中查找节点ID域为IV1的表项，并用地理地址中的横坐标和纵坐标更新该表项中的地理坐标域值，由此接入节点AP1获取车辆节点V1的实时地理坐标；
当车辆节点V3在子网S2中行使过程中请求获取数据C1，数据C1由名称N1定义，其中名称N1的名称ID为NID1，地理位置为地理坐标(xv1,yv1)的情况下，如果在车辆节点V3获取数据响应消息之前检测到自己移动到子网S3，那么车辆节点V3进行切换操作，其中子网S2中的接入节点为AP2，地理坐标为(x2,y2)，子网S3中的接入节点为AP3，地理坐标为(x3,y3)，车辆节点V3的切换操作如下所示：
步骤401：开始；
步骤402：车辆节点V3为自己构建一个地理地址GV3-T，为接入节点AP3构建一个地理地址GAP3，同时构建一个名称地址N-Addr6，在地理地址GV3-T中，地理横坐标为车辆节点V3当前的地理横坐标xv3-T,地理纵坐标为车辆节点V1当前的地理纵坐标yv3-T，节点ID为车辆节点V3的节点ID IV3，在地理地址GAP3中，地理横坐标为x3,地理纵坐标为y3，节点ID为零，在名称地址N-Addr6中，名称域值为N1，地理地值域值为GAP3；
步骤403：车辆节点V3发送一条数据消费者切换消息，消息源地址为GV3-T，目的地址为N-addr6，负载为地理坐标(x2,y2)，根据目的地址中的地理横坐标x3和地理纵坐标y3，数据消费者切换消息路由到接入节点AP3；
步骤404：接入节点AP3收到数据消费者切换消息后，在请求表中创建一个表项，该表项的名称域值为N1，地理地址域值为GV3-T，然后接入节点AP3为接入节点AP2构建一个地理地址GAP2，同时构建一个名称地址N-Addr7，在地理地址GAP2，地理横坐标为x2,地理纵坐标为y2，节点ID为零，在名称地址N-Addr7中，名称域值为N1，地理地址域值为GAP2；接入节点AP3将数据消费者切换消息中的目的地址更新为N-Addr7，源地址更新为地理地址GAP3，负载更新为车辆节点V3的节点ID IV3，转发数据消费者切换消息；
步骤405：接入节点AP2收到数据消费者切换消息后，查找申请表中地理地址域值中的节点ID为节点ID IV3的所有表项，然后将这些表项中的地理地址域值更新为地理地址GAP3；
步骤406：结束。