生智能交通实验修正版

车路协同在欧洲CVIS(Cooperative

Vehicle-Infrastructure

Systems)E-FRAME

(Extend

FRAMEwork

architecture

for

cooperative

systems）eSafety

(Communications

for

eSafety)

PReVENT(Preventive

Safety

Applications)CARTALK

2000SAFESPOTCOOPERS(Co-operative

Systems

for

In ligent

Road

Safety)HIDENETS

(Highly

dependable

ip-based

Networks

and

services)PRECIOSA

(Privacy

enabled

capability

in

co-operative

systems

and

safety

applications)SIM-TD

(SafeIn ligent

Mobility

–

Test

Area

Germany)C2C-CC

(Car2Car

Communication

Consortium)(Secure

Vehicular

Communication)NoW

(Network

on

Wheels)C

&

D

(Connect

&

Drive)FleetNet

–

Internet

on

the

roadPRE-DRIVE

C2X

(Preparation

for

driving

implementation

and

evaluation

of

C2X

communicationtechnology)I2010

(The

In ligent

Car

Initiative)AKTIV

(Adaptive

and

Cooperative

Technologies

for

In ligent

Traffic)I-WAY

(In ligent

co-operative

system

in

cars

for

road

safety)V2X

(SP

Technical

Research

Institute

of

Sweden)IVSS

(In ligent

Vehicle

Safety

Systems)VAS

(Vehicle

Alert

System)TRACKSS

(Technologies

for

Road

Advanced

Cooperative

Knowledge

Sharing

Sensors)SPITS

(Strategic

Platform

for

In ligent

Traffic

Systems)DSRC地位DSRC相关机构ASTM

(American

Society

for

Testing

and

Materials,

材料试验学会)CEN

(European

Committee

for

Standardization,

欧洲标准化

)IEEE

(Institute

of

Electrical

and

Electronics

Engineers,

电气和电子工程师

)CENELEC

(European

Committee

for

Electrotechnical

Standardization,欧洲电子技术标准

)CEN

(European

Committee

for

Standardization,

欧洲标准化

)ETSI(European munications

Standards

Institute,欧洲电信标准化

)ISO/TC204

(国际标准化组织智能

系统技术

)MIIT

(Ministry

of

industry

and

Information

Technology

of

the

People’s,中

民

工业和信息化部)DSRC频段China

5725--5850MHz

5.8GHzISM(Industrial

Scientific

Medical)

Band，2.4GHz频段为各国共同的ISM频段。因此无线局域网，蓝牙，ZigBee等无线网络，均可工作在2.4GHz频段上。WAVE特点针对交通安全应用做特定的优化：预留专门信道给公共安全相关应用；WAVE设备间可以进行通信，通信距离一般在1000米范围内，据国外研究

实际测量，有效通信距离一般在300米；数据速率高，可以达到3～27

Mbps；低延时，100ms左右；支持高速移动车辆（120

km/h）；能够与传统Internet轻松融合，其网络层采用了IP协议。通信方式比较无线通信技术传输距离（典型值）速率（最大值）适用特性优点缺点HiperLAN50m54Mbps用于高速的局域网络网络协议栈具有灵活的体系结构,很容易适配并扩展不同的固定网络HiperLAN/2频谱资源不

，其背后的最大功臣爱立信也改为着重802.11a的开发IrDA1m16Mbps用于两台（非多台）设备之间的连接体积小，简单易用且实现成本较低速率可达16Mbps高耗能只支持单向点对点控制不适合传输 较多的地方蓝牙10m25Mbps主要应用于

、便携式电脑、PDA和其它袖珍型设备的自动连接组网蓝牙技术在物理层、链路层、业务层3个层次上提供安全措施，充分保证通信的

性条件较复杂的情况下，蓝牙的通信距离大约为10米左右功耗大，传输距离近ZigBee10～75m250kbps用于自动控制和控制领域，可以嵌入各种设备低耗电、低成本、支持大量网络节

点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全低速，20～250

kbps的较低速率在10米的距离内可达250kbps的传输速率，若将传输距离拉长至20米，则速度只剩

30kbps[11]性不好， 物厚度等严重影响通信距离WiMAX50km108Mbps提供“最后一英里”的宽带无线连接方案可实现更远的传输距离，出色的移动性、高吞吐率，传输距离长、涵盖范围广、传输速率快，只要少数建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展可能需要 额外的 或硬件宽带性能和结果受不同的环境因素和其它变量影响较大WiMAX技术不能支持用户在移动过程中的无缝切换通信方式比较(续)无线通信技术传输距离（典型值）速率（最大值）适用特性优点缺点IEEE802.11a10～100m54Mbps、家庭、宾馆、机场无线接入采用5GHz的频带让802.11a具有更少 的优点几乎被限制在直线范围内使用，成本较高；信号容易被 物阻隔IEEE802.11b100～300m11Mbps适用于小型办公环境和家庭网络成本低；信号辐射较好，不容易被阻隔带宽速率较低；信号容易受到干扰IEEE802.11g100～300m56Mbps兼容802.11a和802.11b较高的网络速率；信号质量好，不容易被阻隔成本比802.11b高；电器设备可能会影响到2.4GHz频段信号IEEE802.11n100～300m600Mbps用于高带宽、高质量的WLAN服务从实际使用和测试来看，在正常环境中大多数11n产品的传输速度都在百兆左右处于一种“标准滞后、产品早产”的尴尬境地，客户端可支持11n的设备少、价格高IEEE802.11p1m～1000m27Mbps高速移动的车车、车路通信基于802.11的改进协议，在MAC层和物理层上做出了一系列的规定和改进，使其更适用于车载环境以及ITS应用低延时（100us～50ms）传输距离范围1m～1000m支持近200km/h的高移动车辆成熟产品较少实验目的通过车路协同系统实验，进一步了解车路协同系统基础架构，了解车路协同系统信息 、处理和通信原理，掌握车路协同实验平台基本操作方法；基于现有车路协同实验平台，锻炼学生动手能力，加深对车路协同系统的理解。实验设备序号名称型号与规格数量备注1实验车1或用手推车代替2GPS模块GPS182实现单点定位，精度为5-15米35.8GHZ无线天线Q5158F12T2用于传递电磁波信息，增大传输距离及强度4触摸显示器TFT-LCD2用于显示数据信息5逆变器DC

12V-AC100V1用于在实验车内提供220V的交流电6WAVE无线通信设备DENSO

WSU2用于无线通信实验原理通过车路协同系统能够全面的掌握车辆、道路、交通等信息，从而为交通控制和管理提供充足的信息支持。车路协同系统主要的设备包括：无线传输设备、信息 和处理设备、显示设备、电源等，信息的处理和显示用笔记本电脑代替车载显示终端。实验内容DSRC通信性能实验（1）DSRC通信距离测试（2）DSRC误码率PER测试数据传输可靠性实验条件下数据传输可靠性实验车辆匀速运动时的数据传输实验实验前准备1认识实验设备触摸显示器GPSWSU（Wireless

Safety

Unit）逆变器无线天线实验前准备2认识WSU数据记录界面实验前准备2认识WSU数据记录界面实验前准备2认识WSU数据记录界面实验前准备3DSRCDedicated

Short

Range

Communications（ 短程通信技术），是一种高效的无线通信技术，它可以实现在特定小区域内（通常为数十米）对高速运动下的移动目标的识别和双向通信。我国采用的频段为5.8GHZ。误码率PERPacketError

Rate(PER)。误码的产生是由于在信号传输中由于噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致传输信号发生错误，比如传送的信号是1，而接收到的是0；反之亦然。计算公式：PER=接收到错误数据包大小/(接收到正确数据包大小+接收到错误数据包大小)，单位：%。数据包数据包(Data

Packet)在包交换网络里，单个消息被划分为多个数据块，这些数据块称为包，它包含发送者和接收者的地址信息。这些包然后沿着不同的路径在一个或多个网络中传输，并且在目的地重新组合。单位：byte。接收信号强度RSSReceived

Signal

Strength接收的信号强度，无线发送层的可选部分，用来判定质量，以及是否增大广播发送强度。计算公式：RSS=10lg(功率/1mw)，单位：dBm。当功率值小于1mw时，RSS就是负值。DSRC通信性能实验—通信距离测试通信距离测试示意图实验步骤：将一个WSU固定于A点；将另一个WSU固定于一个可移动的小推车或实验车上；连接WSU

设备，包括电源，天线，显示器等；3.启动WSU，设置WSU通信参数（可设通信信道为165（即5825MHZ）,数据包大

500byte,传输速率为6Mbps,发射功率为20dBm），开启无线功能；4.将小推车或实验车以一定的速度缓慢远离A点，实时观察显示器上的通信距离和通信状况，直至两个WSU推动通信，记录此时通信距离。DSRC通信性能实验—DSRC误码率测试选择较为空旷的校园道路进行实验实验步骤：1.将一个WSU固定于实验路段某一点；将另一个WSU固定于实验路段另一点，距离A点100~800m（任选一点）处；连接WSU

设备，包括电源，天线，显示器等；启动WSU，设置WSU通信参数（可设通信信道为165,数据包大500

byte,

传输速率为6Mbps,

为20dBm），开启无线功能；观察并记录显示器中显示的各项相关数据。合并DSRC通信