CN102868970A - 车辆之间主动识别通信的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了车辆之间主动识别通信的系统及方法，其中车载智能终端向远程服务器发送信息和接收远程服务器发送的信息，且将作为自身标识的设备唯一识别码连同所在车辆的车辆信息通过无线的方式传至远程服务器，实现设备与车辆的绑定；其上的GPS定位系统实时获取GPS定位信息，并将定位信息连同设备唯一识别码上传到远程服务器；服务器收到所有车载智能终端上传的设备唯一识别码，车辆信息以及位置信息后，以每个设备唯一识别码为一个条目将数据存储到数据库中；所述远程服务器接收并处理车载智能终端发送的信息，并将处理结果发送至相应的车载智能终端。本发明能够实现近距离车辆之间的识别，车辆间点对点的信息交流。

Description

车辆之间主动识别通信的系统及方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种车辆间的无线通信技术。

背景技术

随着社会的发展，汽车已经成为人们生活中必不可少的代步工具，由于车辆的急剧增多，使得交通问题相应的大大增加。由于交通问题的大量出现，如何避免这些交通问题是安全出行的必须解决的问题。如果行使过程中的车辆能够实时获取当前周围的交通状况，让驾驶员提早做好相应的准备或者能够及时获得提醒，这样才能够有效的避免交通问题的出现，做到真正的安全出行。

例如车辆在行驶过程中，在下列几种场景下有与附近车辆进行直接交流的需求：

1，提醒：发现前方车辆车门未关好或者卡车上货物泄露等异常情况，进行提醒。

2，询问：道路堵车严重时，向前方车辆询问堵车原因及严重程度；

3，求助：车辆出现故障或者对到达目的地的路线不熟悉等，向附近的车辆求助。

针对上述的情况，如何附近行使中的车辆能够进行直接通信交流，将能够有效避免一些交通问题的出现：如，由其他车辆对有安全问题车辆进行及时提醒能够有效避免交通事故的发生；由其他车辆告知道路交通拥堵状况，能够避免堵车，进一步缓解交通压力等等。

由于现有车辆没有对外进行通信的能力，车辆中的人员对外进行通信主要利用以下两种方式：

（1）利用移动设备，由于移动设备进行通信的特殊性，其只能够实现已知双方号码的移动设备之间通信，利用其实现车辆间的通信，需要知道对方车辆中移动设备的号码，根本无法实现对附近陌生车辆进行主动通信的目的。

（2）利用近距离公共广播对讲机，虽然利用近距离公共广播对讲机能够使近距离行驶的陌生车辆间顺利进行语音沟通，但是公共广播对讲机是通过同一频率的无线电讯号进行信息的传递，这种方法不能识别附近需要进行交流的车辆，只能进行消息的广播，附近的对讲机都能收到，不能进行点对点的交流。

由此可见，如何实现附近行使车辆之间的识别以及车辆间点对点的信息交流是本领域亟需解决问题。

发明内容

本发明针对现有行使车辆之间无法进行识别以及进行点对点通信的问题，而提供一种车辆之间主动识别通信的系统。该系统利用3G网络作为信息传输媒介，并结合定位技术、云计算，能够实现近距离车辆之间的识别，车辆间点对点的信息交流。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

车辆之间主动识别通信的系统，该系统包括：

车载智能终端，所述车载智能终端用于向远程服务器发送信息和接收远程服务器发送的信息；所述车载智能终端中设置有GPS定位系统，所述车载智能终端将作为自身标识的设备唯一识别码连同所在车辆的车辆信息通过无线的方式传至远程服务器，实现设备与车辆的绑定；所述车载智能终端中的GPS定位系统实时获取GPS定位信息，并将定位信息连同设备唯一识别码上传到远程服务器，以实时更新设备的位置信息；

远程服务器，所述服务器收到所有车载智能终端上传的设备唯一识别码，车辆信息以及位置信息后，以每个设备唯一识别码为一个条目将数据存储到数据库中；所述远程服务器接收并处理车载智能终端发送的信息，并将处理结果发送至相应的车载智能终端。

在系统的优选实例中，所述车载智能终端具有相应的MAC地址，并对自身的MAC地址进行MD5码转换提取出智能终端的设备唯一识别码作为自身的标识。

基于上述方案，本发明还提供一种车辆之间主动识别通信的方法，该方法包括如下步骤：

（1）请求通信的发送车载智能终端首先向远程服务器发出获取周围车辆信息的请求，该请求信息中包含有发送车载智能终端自身最新的位置信息以及需要获取到车辆信息的最大距离；

（2）远程服务器根据请求信息中发送车载智能终端自身最新的位置信息、需要获取到车辆信息的最大距离以及远程服务器中所存储的其它所有车载智能终端的最新位置信息进行识别计算，获得符合要求的所有车载智能终端的信息，并将该信息传至发送车载智能终端；

（3）发送车载智能终端在获得信息后，选择需要进行通信的接收车载智能终端，生成用于通信的消息数据，并连同所选择的接收车载智能终端和发送车载智能终端的设备唯一识别码发送至远程服务器；

（4）远程服务器接收并存储发送车载智能终端发送的信息，并根据信息中接收车载智能终端的设备唯一识别码，将该消息发送至接收车载智能终端；

（5）接收车载智能终端接收并显示消息内容，完成一次通信。

在通信方法的优选方案中，所述步骤（1）前所有车载智能终端向远程服务器发送所在车辆的车辆信息以及设备唯一识别码，远程服务器将设备唯一识别码与车辆信息对应存储，完成车载智能终端与所在车辆的绑定。

进一步的，所述方法中还包括车载智能终端实时向远程服务器发送包含有设备唯一识别码的位置信息的步骤，以及远程服务器根据设备唯一识别码实时更新对应位置信息的步骤。

进一步的，所述步骤（2）的实现过程如下：

（21）远程服务器提取请求信息中的发送车载智能终端的位置信息以及需要获取到车辆信息的最大距离Max；

（22）读取数据库中所有在线车载智能终端的位置信息，并分别与发送车载智能终端对应的位置信息进行计算，得出距离小于获取信息最大距离Max的车载智能终端对应的车辆信息。

再进一步的，所述步骤（22）计算过程如下：

（221）首先计算出两车载智能终端对应位置在经度上相差的距离，若相差的距离已经超过了最大距离Max，则跳过；

（222）若小于Max，则再由经纬度进行精确地距离计算，计算公式为 $\left|\mathrm{AB}\right|=R\·\sqrt{{({\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\α}}_2)}^2+{\left(\cos ({\mathrm{\α}}_2/180)({\mathrm{\β}}_1-{\mathrm{\β}}_2)\right)}^2}/180$

其中(α₁,β₁),(α₂,β₂)分别为两车载智能终端对应位置的经纬度坐标，α₁，α₂是经度坐标，α₁，α₂∈[-π,π]，β₁，β₂是纬度坐标，β₁，β₂∈[-π/2,π/2]；

（223）读取经步骤（222）计算后距离小于最大距离Max的车载智能终端对应的车辆信息以及设备唯一识别码。

进一步的，所述步骤（4）的实现过程如下：

（41）远程服务器提取信息中发送车载智能终端的设备唯一识别码、接收车载智能终端的设备唯一识别码以及用于通信的消息内容，并暂时存储消息内容；

（42）根据发送车载智能终端的设备唯一识别码从数据库中读取其对应车辆的车辆信息，并与接收车载智能终端的设备唯一识别码和消息内容存入数据库中的消息表中，并且以接收车载智能终端的设备唯一识别码为消息目的地址字段；

（43）远程服务器在根据所有车载智能终端实时上传的设备唯一识别码和位置信息进行更新对应车载智能终端位置信息时，远程服务器在读取到位置信息后会保持与该车载智能终端的TCP连接，并根据其对应的设备唯一识别码不断查询数据库消息表中的消息目的地址字段是否有接收车载智能终端的设备唯一识别码；

（44）若有，远程服务器读取消息内容并连同数据库消息表中该条目中存储的车辆信息一起根据接收车载智能终端的设备唯一识别码推送过去，并断开连接；若没有，当执行时间超过一定时间后断开与车载智能终端连接。

进一步的，所述方法还包括接收车载智能终端回复信息的步骤，该步骤采用步骤（4）-（5）的方法来实现。

本发明利用车内智能终端作为车辆之间信息交流的平台，高速3G网络作为信息传输媒介，并结合定位技术、云计算，有效地保证车辆之间信息交互的准确性、实时性，为车辆之间近距离交流提供了可行的途径。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.能够对目标车辆进行识别，确保与该车辆进行交流；

2.能够进行点对点的交流，保证信息只在通信双方之间传递；

3.车辆的位置信息能够随时更新，以确保交流双方在地理位置上相近；

4.在车辆高速行驶环境下，通信质量得到保证；

5.发送与接收信息具有非常便捷的操作及友好的人机交互模式，如语音控制，能够保证驾驶员精力集中在车辆前方。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明中的系统框图；

图2为本发明中系统运行原理图；

图3为本发明进行车辆交流的流程图；

图4为本发明中远程服务器推送消息的原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明提供的车辆之间主动识别通信的系统100，其主要包括车载智能终端101以及远程服务器102两部分。

车载智能终端101，该终端101安置在相应的车辆上，通过无线的方式向远程服务器发送信息和接收远程服务器发送相关的信息，如车辆的注册信息（车辆的型号、车牌号等）、车辆的位置信息、终端的设备唯一识别码(UDID，Unique Device Identifier)等等。

在具体实施时，该车载智能终端101包括无线通信模块101a、中央处理模块101b、信息输入模块101c、显示模块101d、GPS定位系统101e等等。

无线通信模块101a，用于发送和接收处理好的信息数据，其具有唯一的MAC地址。

GPS定位系统101e，用于实施获取车载智能终端101所在车辆的位置信息。

信息输入模块101c用于输入相关的信息，如待发送的字信息、语音信息或者用于注册的车辆的注册信息（车辆的型号、车牌号等）等。

中央处理模块101b为整个终端的信息处理中心，其对本终端的MAC地址进行MD5码转换提取出智能终端的设备唯一识别码(UDID，Unique DeviceIdentifier)作为对每一部设备的标识。该模块对信息输入模块101c输入的信息进行处理，对输入的信息号与UDID进行编码形成相应的待发送数据，并通过无线通信模块101a发送至远程服务器102；再者中央处理模块101b对无线通信模块101a接收的数据进行解码，并将解码处理的信息通过显示模块101d进行实现；还有中央处理模块101b从GPS定位系统101e获取的GPS定位信息，从GPS报文中提取出经度纬度字段，使其与UDID一起形成车载智能终端101（即车辆）的位置报文信息，并使其通过无线通信模块101a发送至远程服务器102，以实时更新自己的位置。

显示模块101d，用于显示车载智能终端101中的相关信息。

远程服务器102，用于存储和处理车载智能终端101所发送的信息。该远程服务器102主要包括无线通信模块102a、中央处理模块102b、数据库102c等模块。

无线通信模块102a用于接收车载智能终端101发送的信息和对车载智能终端101发送相应的信息。

数据库102c用于存储远程服务器102运行和处理所需的数据，其具有用于存储进行信息交流的消息的消息表。

中央处理模块102b为远程服务器102的数据处理核心，其通过无线通信模块102a所有车载智能终端101上传的设备唯一识别码，车辆信息以及位置信息后，以每个设备唯一识别码为一个条目将数据存储到数据库中；同时接收并处理车载智能终端101发送的信息，并将处理结果发送至相应的车载智能终端。

通过上述的车辆之间主动识别通信的系统100进行车辆之间进行近距离的交流之前，首先需要进行车辆信息绑定，上传，处理与存储的过程（如图2所示）。

1、在车辆上设置相应的车载智能终端，开启车载智能终端，车载智能终端运行将其的MAC地址进行MD5码转换提取出智能终端的设备唯一识别码(UDID，Unique Device Identifier)作为对每一部设备的标识，然后由用户输入智能终端所在车辆的型号以及车牌号信息，与UDID一起通过3G网络上传到远程服务器，实现设备与车辆的绑定。

2、打开车载智能终端的GPS定位系统，获取GPS定位信息，并每隔一段很短的时间（如2s）就将GPS定位信息对应的经纬度信息与车载智能终端的UDID一同上传到远程服务器，保证远程服务器上的车辆位置信息都是实时更新的，同时实现设备，车辆与位置的一一对应。

3、远程服务器收到所有车辆上传的UDID，车辆信息以及位置信息后，以每个UDID为一个条目将数据存储到数据库中。对于同一个UDID上传不同的车辆信息或者位置信息时，对原有条目进行更新，保证每个设备对应的车辆以及车辆的位置信息都是最新的。

通过上述步骤完成实现车辆间近距离交流的前提条件后，车辆之间进行交流的过程如下（参见图3）。为便于叙述，设定车辆A为主动请求交流通信的车辆；车辆B为接收交流通信的车辆（即待通信的车辆）。

1、车辆A通过其上的车载智能终端首先向远程服务器发出获取周围车辆信息的请求，该请求信息中包含车辆A自身最新的位置信息以及需要获取到车辆信息的最大距离Max。

2、远程服务器根据请求信息中发送车载智能终端自身最新的位置信息、需要获取到车辆信息的最大距离以及远程服务器中所存储的其它所有车载智能终端的最新位置信息进行识别计算，获得符合要求的所有车载智能终端的信息，并将该信息传至发送车载智能终端。其具体实现过成如下：

1）远程服务器对接收到的请求信息进行解码，并从该请求信息中提出车辆A的位置信息（即经度、纬度值）以及最大距离Max；

2）读取数据库中最新所更新的所有在线车载智能终端所在车辆的经纬度值，并分别与车辆A的经纬度值进行计算，得出两者相距距离小于Max的车辆信息。计算步骤如下：

a.由于经度每一度对应的距离是固定的，先算出两辆车在经度上相差的距离，若该距离已经超过了最大距离Max，则跳过。

b.若小于Max，则再由经纬度进行精确地距离计算，计算公式为

$\left|\mathrm{AB}\right|=R\·\sqrt{{({\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\α}}_2)}^2+{\left(\cos ({\mathrm{\α}}_2/180)({\mathrm{\β}}_1-{\mathrm{\β}}_2)\right)}^2}/180$

其中(α₁,β₁),(α₂,β₂)分别为两车载智能终端所在车辆对应位置的经纬度坐标，α₁，α₂是经度坐标，α₁，α₂∈[-π,π]，β₁，β₂是纬度坐标，β₁，β₂∈[-π/2,π/2]。

3）读取数据库中与车辆A相距距离小于Max的车辆的车型车牌号、UDID，并以每辆车为一个条目组成一个数组返回给车辆A上的车载智能终端。

3、车辆A上的车载智能终端在收到远程服务器返回信息后，提取信息中数组的内容并按列表的形式显示在车载智能终端上，如显示车型车牌号、该车辆车载智能终端的UDID、相距距离等等。用户手动选择需要进行信息交流的车辆B，在弹出的对话框中输入文字或者语音消息。其中语音消息的输入是通过智能终端的麦克风对用户进行录音，并对录音文件临时存储，转化为二进制的数据格式，文字消息则直接以文本形式存储。用户完成消息的输入或录制后，添加车辆B所对应车载智能终端以及自身车载智能终端的UDID，形成相应的发送信息一同发送到服务器。

4、远程服务器接收并存储车辆A上的车载智能终端发送的信息，并根据信息中车辆B对应车载智能终端的UDID，将该消息发送至车辆B对应车载智能终端。其具体执行过程如下：

1）远程服务器提取接收到信息中发送信息车辆A对应的UDID、接收信息车辆B对应的UDID以及消息内容，若消息内容为语音消息，将其二进制数据转化为文件形式暂时存储在远程服务器中，并形成相应的URL。

2）根据提出的发送信息车辆A对应的UDID从数据库中读取其车型车牌号信息（发送信息车辆的车辆信息），并与从信息中提取出的接收信息车辆B对应的UDID以及语音消息存储的URL或者文字消息内容，作为一个条目存入数据库中的消息表中，其中车辆B对应的UDID为消息目的地址字段。

3）远程服务器在根据车辆B对应车载智能终端实时上传的设备唯一识别码和位置信息进行更新对应车辆位置信息（即车载智能终端的位置信息）时，远程服务器在读取到位置信息后会保持与该车载智能终端的TCP连接，并根据车辆B对应的UDID不断查询数据库消息表中的消息目的地址字段是否有接收车载智能终端的设备唯一识别码，若查询到，则读取所在条目的文本消息或者语音消息URL，若为语音消息，则根据URL读取语音信息转化为二进制数据格式，连同该条目中的车辆A的车辆信息一起推送到车辆B的车载智能终端上。

在本发明中远程服务器进行消息推送原理过程如下（参见图4）：

1）由于所远程服务器需要不断的更新所有车辆位置信息（即车载智能终端的位置信息），以便保持其数据库中存在的车辆位置信息为最新的位置信息。所以所有车载智能终端在运行时，将会与远程服务器建立连接，并不断的向远程服务器上传自己UDID和所在车辆（即自身）的位置信息；

2）远程服务器读取到位置信息后会保持与该智能终端的TCP连接，并根据UDID不断查询数据库消息表中的消息目的地址字段是否有该UDID；

3）若有，远程服务器读取消息内容并连同数据库消息表中该条目中存储的车辆信息一起根据接收车载智能终端的设备唯一识别码推送过去，并断开连接；若没有，当执行时间超过T后也会断开与车载智能终端的连接。同时，车载智能终端收到数据或者请求失败时，会立即重新建立与服务器的连接，并开始下一个循环。这样，就可以保证当服务器发现有消息需要传给智能终端时，能够实时地推送过去。

5、车辆B对应的车载智能终端在收到推送消息后，读取消息内容以及车辆信息。若为文字消息，则直接在屏幕上显示消息内容以及发送信息车辆的车辆信息；若为语音消息，在屏幕上显示发送信息车辆的车辆信息，语音消息直接播放出来。

车辆B上人员在获知相关的信息后，可通过车载智能终端进行回复，具体可采用上述步骤（3）至步骤（5）来实现消息的回复，其运行过程与上述相同，此处不加以赘述。

由此，本发明通过上述技术能够实现近距离车辆之间的主动识别以及进行车辆间点对点的信息交流。通过实时的点对点交流，可在其他车辆对有安全问题车辆进行及时提醒能够有效避免交通事故的发生；同时可由其他车辆告知道路交通拥堵状况，能够避免堵车，进一步缓解交通压力等等。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.车辆之间主动识别通信的系统，其特征在于，所述系统包括：

车载智能终端，所述车载智能终端用于向远程服务器发送信息和接收远程服务器发送的信息；所述车载智能终端中设置有GPS定位系统，所述车载智能终端将作为自身标识的设备唯一识别码连同所在车辆的车辆信息通过无线的方式传至远程服务器，实现设备与车辆的绑定；所述车载智能终端中的GPS定位系统实时获取GPS定位信息，并将定位信息连同设备唯一识别码上传到远程服务器，以实时更新设备的位置信息；

远程服务器，所述服务器收到所有车载智能终端上传的设备唯一识别码，车辆信息以及位置信息后，以每个设备唯一识别码为一个条目将数据存储到数据库中；所述远程服务器接收并处理车载智能终端发送的信息，并将处理结果发送至相应的车载智能终端。

2.根据权利要求1所述的车辆之间主动识别通信的系统，其特征在于，所述车载智能终端具有相应的MAC地址，并对自身的MAC地址进行MD5码转换提取出智能终端的设备唯一识别码作为自身的标识。

3.车辆之间主动识别通信的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）请求通信的发送车载智能终端首先向远程服务器发出获取周围车辆信息的请求，该请求信息中包含有发送车载智能终端自身最新的位置信息以及需要获取到车辆信息的最大距离；

（2）远程服务器根据请求信息中发送车载智能终端自身最新的位置信息、需要获取到车辆信息的最大距离以及远程服务器中所存储的其它所有车载智能终端的最新位置信息进行识别计算，获得符合要求的所有车载智能终端的信息，并将该信息传至发送车载智能终端；

（3）发送车载智能终端在获得信息后，选择需要进行通信的接收车载智能终端，生成用于通信的消息数据，并连同所选择的接收车载智能终端和发送车载智能终端的设备唯一识别码发送至远程服务器；

（4）远程服务器接收并存储发送车载智能终端发送的信息，并根据信息中接收车载智能终端的设备唯一识别码，将该消息发送至接收车载智能终端；

（5）接收车载智能终端接收并显示消息内容，完成一次通信。

4.根据权利要求3所述的车辆之间主动识别通信的方法，其特征在于，所述步骤（1）前所有车载智能终端向远程服务器发送所在车辆的车辆信息以及设备唯一识别码，远程服务器将设备唯一识别码与车辆信息对应存储，完成车载智能终端与所在车辆的绑定。

5.根据权利要求3所述的车辆之间主动识别通信的方法，其特征在于，所述方法中还包括车载智能终端实时向远程服务器发送包含有设备唯一识别码的位置信息的步骤，以及远程服务器根据设备唯一识别码实时更新对应位置信息的步骤。

6.根据权利要求3所述的车辆之间主动识别通信的方法，其特征在于，所述步骤（2）的实现过程如下：

（21）远程服务器提取请求信息中的发送车载智能终端的位置信息以及需要获取到车辆信息的最大距离Max；

（22）读取数据库中所有在线车载智能终端的位置信息，并分别与发送车载智能终端对应的位置信息进行计算，得出距离小于获取信息最大距离Max的车载智能终端对应的车辆信息。

7.根据权利要求6所述的车辆之间主动识别通信的方法，其特征在于，所述步骤（22）计算过程如下：

（221）首先计算出两车载智能终端对应位置在经度上相差的距离，若相差的距离已经超过了最大距离Max，则跳过；

（222）若小于Max，则再由经纬度进行精确地距离计算，计算公式为

$\left|\mathrm{AB}\right|=R\·\sqrt{{({\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\α}}_2)}^2+{\left(\cos ({\mathrm{\α}}_2/180)({\mathrm{\β}}_1-{\mathrm{\β}}_2)\right)}^2}/180$

其中(α₁,β₁)，(α₂,β₂)分别为两车载智能终端对应位置的经纬度坐标，α₁，α₂是经度坐标，α₁，α₂∈[-π,π]，β₁，β₂是纬度坐标，β₁，β₂∈[-π/2,π/2]；

（223）读取经步骤（222）计算后距离小于最大距离Max的车载智能终端对应的车辆信息以及设备唯一识别码。

8.根据权利要求3所述的车辆之间主动识别通信的方法，其特征在于，所述步骤（4）的实现过程如下：

（41）远程服务器提取信息中发送车载智能终端的设备唯一识别码、接收车载智能终端的设备唯一识别码以及用于通信的消息内容，并暂时存储消息内容；

（42）根据发送车载智能终端的设备唯一识别码从数据库中读取其对应车辆的车辆信息，并与接收车载智能终端的设备唯一识别码和消息内容存入数据库中的消息表中，并且以接收车载智能终端的设备唯一识别码为消息目的地址字段；

（43）远程服务器在根据所有车载智能终端实时上传的设备唯一识别码和位置信息进行更新对应车载智能终端位置信息时，远程服务器在读取到位置信息后会保持与该车载智能终端的TCP连接，并根据其对应的设备唯一识别码不断查询数据库消息表中的消息目的地址字段是否有接收车载智能终端的设备唯一识别码；

（44）若有，远程服务器读取消息内容并连同数据库消息表中该条目中存储的车辆信息一起根据接收车载智能终端的设备唯一识别码推送过去，并断开连接；若没有，当执行时间超过一定时间后断开与车载智能终端连接。

9.根据权利要求3所述的车辆之间主动识别通信的方法，其特征在于，所述方法还包括接收车载智能终端回复信息的步骤，该步骤采用步骤（4）-（5）的方法来实现。

Images