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专利号: 2019111777882
申请人: 常熟理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-04-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于车联网的安全报警系统的实现方法,其特征在于,所述车联网由设备和接入节点构成;设备包括行人节点和车辆节点;行人节点为包含移动电话号码的能够进行数据通讯的智能设备;

每个车辆节点配置接口W1和接口W2,接口W1用于和行人节点通信,接口W2用于和其他车辆节点或者接入节点通信;

每个接入节点配置接口W3和接口W4,接口W3用于和行人节点通信,接口W4用于和车辆节点或者接入节点通信;

一个行人节点配置一个接口W0;

接口W0、接口W1、接口W2、接口W3和接口W4均为无线接口;

接口W0、接口W1和接口W3的通信半径为R1,接口W2和接口W4的通信半径为R2;

每个接入节点具有唯一的坐标;

每个行人节点、车辆节点以及接入节点各自具有唯一的地址,该地址由坐标和硬件ID构成;行人节点的硬件ID为该行人节点的电话号码,车辆节点的硬件ID为该车辆节点的车牌号;接入节点的硬件ID为该接入节点的媒体访问控制地址,即MAC地址;

一个设备通过电子地图获取每个接入节点的坐标;

一种消息由消息类型唯一标识,如下表所示:消息类型的值 消息名称

1 邻居消息

2 设备消息

3 本地预警消息

4 远程预警消息

一个行人节点、车辆节点和接入节点各自分别保存一个邻居表,每个邻居表项包含地址、接口和生命周期;

一个邻居消息包含消息类型、角色和地址;角色值为1表示车辆节点,角色值为0表示接入节点,角色值为2表示行人节点;

车辆节点V1定期执行下述操作:

步骤101:开始;

步骤102:车辆节点V1构建一个地址,该地址的坐标为车辆节点V1的当前坐标,硬件ID为车辆节点V1的车牌号;车辆节点V1分别从接口W1和接口W2发送一个邻居消息,该邻居消息的消息类型值为1,角色值为1,地址为构建的地址;

步骤103:如果行人节点从接口W0接收到该邻居消息,则执行步骤104,否则执行步骤

105;

步骤104:从接口W0接收到该邻居消息的行人节点查看邻居表,如果存在一个邻居表项,该邻居表项地址的硬件ID等于该邻居消息地址的硬件ID,则将该邻居表项的地址更新为该邻居消息的地址,将接口域值更新为接口W0,将生命周期设置为最大值;否则,该行人节点创建一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该邻居消息的地址,接口域值为接口W0,将生命周期设置为最大值,执行步骤108;

步骤105:接入节点从接口W4接收到该邻居消息或者车辆节点从接口W2接收到该邻居消息后,查看该邻居消息的角色值,如果角色值等于0或者1,则执行步骤106,否则执行步骤

107;

步骤106:从接口W4接收到该邻居消息的接入节点或者从接口W2接收到该邻居消息的车辆节点查看邻居表,如果存在一个邻居表项,该邻居表项地址的硬件ID等于该邻居消息地址的硬件ID,则将该邻居表项的地址更新为该邻居消息的地址,如果是接入节点从W4接收到该邻居消息,则将接口域值更新为接口W4,否则将接口域值更新为接口W2,将生命周期设置为最大值,如果不存在上述邻居表项,该接入节点或者车辆节点创建一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该邻居消息的地址,如果是接入节点从W4接收到该邻居消息,则将接口域值为接口W4,否则将接口域值设置为接口W2,将邻居表项生命周期设置为最大值;

步骤107:接入节点从接口W3接收到该邻居消息或者车辆节点从接口W1接收到该邻居消息后查看邻居表,如果存在一个邻居表项,该邻居表项地址的硬件ID等于该邻居消息地址的硬件ID,则将该邻居表项的地址更新为该邻居消息的地址,如果是接入节点从接口W3接收到该邻居消息,则将接口域值更新为接口W3,否则将接口域值更新为接口W1,将邻居表项生命周期设置为最大值;如果不存在上述邻居表项,该接入节点或者车辆节点创建一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该邻居消息的地址,如果是接入节点从接口W3接收到该邻居消息,则将接口域值设置为接口W3,否则将接口域值设置为接口W1,将邻居表项生命周期设置为最大值;

步骤108:结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于车联网的安全报警系统的实现方法,其特征在于,行人节点N1定期执行下述操作:

步骤201:开始;

步骤202:行人节点N1构建一个地址,该地址的坐标为行人节点N1的当前坐标,硬件ID为行人节点N1的电话号码,行人节点N1从接口W0发送一个邻居消息,该邻居消息的消息类型值为1,角色值为2,地址为构建的地址;

步骤203:如果行人节点从接口W0接收到该邻居消息,则执行步骤204,否则执行步骤

205;

步骤204:从接口W0接收到该邻居消息的行人节点查看邻居表,如果存在一个邻居表项,该邻居表项地址的硬件ID等于该邻居消息地址的硬件ID,则将该邻居表项的地址更新为该邻居消息的地址,将接口域值更新为接口W0,将生命周期设置为最大值,否则,该行人节点创建一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该邻居消息的地址,接口域值为接口W0,将生命周期设置为最大值;执行步骤208;

步骤205:接入节点从接口W3接收到该邻居消息或者车辆节点从接口W1接收到该邻居消息后,查看该邻居消息的角色值,如果角色值等于0或者1,则执行步骤207,否则执行步骤

206;

步骤206:从W3接收到该邻居消息的接入节点或者从接口W1接收到该邻居消息的车辆节点查看邻居表;如果存在一个邻居表项,该邻居表项地址的硬件ID等于该邻居消息地址的硬件ID,则将该邻居表项的地址更新为该邻居消息的地址,如果是接入节点从W3接收到该邻居消息,则将接口域值更新为接口W3,否则将接口域值更新为接口W1,将生命周期设置为最大值,如果不存在上述邻居表项,该接入节点或者车辆节点创建一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该邻居消息的地址,如果是接入节点从W3接收到该邻居消息,则将接口域值为接口W4,否则将接口域值设置为接口W1,将生命周期设置为最大值;

步骤207:接入节点从接口W4接收到该邻居消息或者车辆节点从接口W2接收到该邻居消息后查看邻居表,如果存在一个邻居表项,该邻居表项地址的硬件ID等于该邻居消息地址的硬件ID,则将该邻居表项的地址更新为该邻居消息的地址,如果是接入节点从接口W4接收到该邻居消息,则将接口域值更新为接口W4,否则将接口域值更新为接口W2,将生命周期设置为最大值;如果不存在上述邻居表项,该接入节点或者车辆节点创建一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该邻居消息的地址,如果是接入节点从接口W4接收到该邻居消息,则将接口域值设置为接口W4,否则将接口域值设置为接口W2,将生命周期设置为最大值;

步骤208:结束。

3.根据权利要求2所述的一种基于车联网的安全报警系统的实现方法,其特征在于,接入节点AP1定期执行下述操作:

步骤301:开始;

步骤302:接入节点AP1构建一个地址,该地址的坐标为接入节点AP1的当前坐标,硬件ID为接入节点AP1的MAC地址;接入节点AP1分别从接口W3和接口W4发送一个邻居消息,该邻居消息的消息类型值为1,角色值为0,地址为构建的地址;

步骤303:如果行人节点从接口W0接收到该邻居消息,则执行步骤304,否则执行步骤

305;

步骤304:从接口W0接收到该邻居消息的行人节点查看邻居表;如果存在一个邻居表项,该邻居表项地址的硬件ID等于该邻居消息地址的硬件ID,则将该邻居表项的地址更新为该邻居消息的地址,将接口域值更新为接口W0,将生命周期设置为最大值;否则,该行人节点创建一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该邻居消息的地址,接口域值为接口W0,将生命周期设置为最大值,执行步骤308;

步骤305:接入节点从接口W4接收到该邻居消息或者车辆节点从接口W2接收到该邻居消息后,查看该邻居消息的角色值,如果角色值等于0或者1,则执行步骤306,否则执行步骤

307;

步骤306:从接口W4接收到该邻居消息的接入节点或者从接口W2接收到该邻居消息的车辆节点查看邻居表;如果存在一个邻居表项,该邻居表项地址的硬件ID等于该邻居消息地址的硬件ID,则将该邻居表项的地址更新为该邻居消息的地址,如果是接入节点从W4接收到该邻居消息,则将接口域值更新为接口W4,否则将接口域值更新为接口W2,将生命周期设置为最大值,如果不存在上述邻居表项,该接入节点或者车辆节点创建一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该邻居消息的地址,如果是接入节点从W4接收到该邻居消息,则将接口域值为接口W4,否则将接口域值设置为接口W2,将生命周期设置为最大值;

步骤307:接入节点从接口W3接收到该邻居消息或者车辆节点从接口W1接收到该邻居消息后查看邻居表,如果存在一个邻居表项,该邻居表项地址的硬件ID等于该邻居消息地址的硬件ID,则将该邻居表项的地址更新为该邻居消息的地址,如果是接入节点从接口W3接收到该邻居消息,则将接口域值更新为接口W3,否则将接口域值更新为接口W1,将生命周期设置为最大值;如果不存在上述邻居表项,该接入节点或者车辆节点创建一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该邻居消息的地址,如果是接入节点从接口W3接收到该邻居消息,则将接口域值设置为接口W3,否则将接口域值设置为接口W1,将生命周期设置为最大值;

步骤308:结束。

4.根据权利要求3所述的一种基于车联网的安全报警系统的实现方法,其特征在于,每个接入节点保存一个设备表,每个设备表项包含地址和生命周期;

设备消息包含消息类型、最终地址、目的地址和源地址;

在所有的接入节点中,如果设备D1距离接入节点AP1最近,设备D1定期执行下述操作:步骤401:开始;

步骤402:设备D1构建地址A1和地址A2,如果设备D1为车辆节点,则地址A1的坐标为设备D1的当前坐标,硬件ID为设备D1的车牌号,如果设备D1不是车辆节点则地址A1的坐标为设备D1的当前坐标,硬件ID为设备D1的电话号;地址A2中,坐标为接入节点AP1的坐标,硬件ID为接入节点AP1的MAC地址;设备D1构建一个设备消息,该设备消息的消息类型值为2,源地址为地址A1,最终地址为地址A2;设备D1查看邻居表,如果存在一个邻居表项,该邻居表项的地址等于地址A2,则执行步骤403,否则执行步骤404;

步骤403:设备D1选择一个邻居表项,该邻居表项的地址等于地址A2,将该设备消息的目的地址设置为该邻居表项的地址,从该邻居表项的接口发送该设备消息,执行步骤405;

步骤404:设备D1选择一个邻居表项,该邻居表项地址的坐标与构建的设备消息的最终地址的坐标距离最近,将该设备消息的目的地址设置为该邻居表项的地址,从该邻居表项的接口发送该设备消息;

步骤405:如果接入节点AP1接收到设备消息,则执行步骤410,否则执行步骤406;

步骤406:接收到该设备消息的设备查看自己的硬件ID是否等于该设备消息目的地址的硬件ID,如果是,则执行步骤407,否则执行步骤410;

步骤407:接收到该设备消息的设备查看邻居表,如果存在一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该设备消息的最终地址,则执行步骤408,否则执行步骤409;

步骤408:接收到该设备消息的设备选择一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该设备消息的最终地址,将该设备消息的目的地址设置为该邻居表项的地址,从该邻居表项的接口发送该设备消息,执行步骤405;

步骤409:接收到该设备消息的设备选择一个邻居表项,该邻居表项地址的坐标与该设备消息的最终地址的坐标距离最近,将该设备消息的目的地址设置为该邻居表项的地址,从该邻居表项的接口发送该设备消息,执行步骤405;

步骤410:接入节点AP1接收到该设备消息后查看设备表;如果存在一个设备表项,该设备表项地址的硬件ID等于该设备消息源地址的硬件ID,则将该设备表项的地址更新为该设备消息的源地址,将生命周期设置为最大值;否则,接入节点AP1创建一个设备表项,该设备表项的地址等于该设备消息的源地址,生命周期设置为最大值;

步骤411:结束。

5.根据权利要求1所述的一种基于车联网的安全报警系统的实现方法,其特征在于,从接入节点到达一个设备的路径由地址集合表示,地址集合由该路径所包含的车辆节点或者行人节点的地址构成;

如果设备D1的硬件ID为HID1,在所有的接入节点中,设备D1距离接入节点AP1最近;则接入节点AP1执行下述操作获取到达设备D1的地址集合:步骤501:开始;

步骤502:接入节点AP1利用公式(1)获取通信半径R,设置一个地址集合参数as1,地址集合参数as1的初始值为空;接入节点AP1选择一个设备表项E1,设备表项E1地址的硬件ID等于HID1;如果接入节点AP1的坐标与设备表项E1地址的坐标之间的距离小于通信半径R,则执行步骤506,否则执行步骤503;

步骤503:接入节点AP1选择一个设备表项E2,设备表项E2地址的坐标与接入节点AP1的坐标之间的距离小于传输半径R且设备表项E2地址的坐标与设备表项E1地址的坐标之间的距离最小,将设备表项E2的地址加入到地址集合参数as1中并作为最后一个元素;

步骤504:接入节点AP1选择一个设备表项E3,设备表项E3的地址的硬件ID等于地址集合参数as1的最后一个元素;如果设备表项E3地址的坐标与设备表项E1地址的坐标之间的距离小于通信半径R,则执行步骤506,否则执行步骤505;

步骤505:接入节点AP1选择一个设备表项E4,设备表项E4地址的坐标与设备表项E3地址的坐标之间的距离小于传输半径R且设备表项E4地址的坐标与设备表项E1地址的坐标之间的距离最小,将设备表项E4的地址加入到地址集合参数as1中并作为最后一个元素;执行步骤504;

步骤506:接入节点AP1将设备表项E1的地址加入到地址集合参数as1中并作为最后一个元素;

步骤507:结束。

6.根据权利要求5所述的一种基于车联网的安全报警系统的实现方法,其特征在于,一个本地预警消息包含消息类型、目的地址和源地址;设备D1定期执行下述操作:步骤601:开始;

步骤602:设备D1查看邻居表,针对每个邻居表项,设备D1执行下述操作:设备D1查看自己当前坐标与该邻居表项地址的坐标之间的距离是否大于阈值TH1,如果是,设备D1则不执行任何操作,否则,设备D1构建一个地址,如果设备D1为车辆节点,则该地址的坐标为设备D1的当前坐标,硬件ID为设备D1的车牌号,如果设备D1为行人节点,则该地址的坐标为设备D1的当前坐标,硬件ID为设备D1的电话号码;设备D1通过该邻居表项的接口发送一个本地预警消息,该本地预警消息中,消息类型值为3,目的地址为该邻居表项的地址,源地址为创建的地址;

步骤603:如果接入节点接收到该本地预警消息,则执行步骤606,否则执行步骤604;

步骤604:设备接收到该本地预警消息后,判断自己的地址是否等于该本地预警消息的目的地址,如果是,则执行步骤605,否则执行步骤606;

步骤605:接收到该本地预警消息的设备保存该本地预警消息中的源地址;

步骤606:结束。

7.根据权利要求6所述的一种基于车联网的安全报警系统的实现方法,其特征在于,一个远程预警消息包含消息类型、地址集合和负载;接入节点AP1定期执行下述操作:步骤701:开始;

步骤702:接入节点AP1查看设备表,设置一个预警标识参数p1,预警标识参数p1的初始值为0;针对每个设备表项T1,接入节点AP1执行下述操作:接入节点AP1选择所有符合条件1的设备表项:如果符合条件1的设备表项的个数为0,则不执行任何操作,否则,接入节点AP1将预警标识参数p1设置为1,并执行步骤501‑507计算地址集合参数as1,地址集合参数as1表示接入节点AP1到达目标设备的路径,目标设备的硬件ID等于设备表项T1的地址的硬件ID;接入节点AP1构建一个远程预警消息,该远程预警消息的消息类型值为4,地址集合为参数as1,负载为符合条件1的设备表项;接入节点AP1选中一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该远程预警消息地址集合中的第一个元素,从该邻居表项的接口转发该远程预警消息;

条件1:该设备表项不等于设备表项T1,且设备表项T1的地址的坐标与该设备表项地址的坐标之间的距离小于阈值TH1;

步骤703:如果预警标识参数p1为0,则执行步骤708,否则执行步骤704;

步骤704:设备接收到该远程预警消息后,判断自己的地址是否等于该远程预警消息地址集合中的第一个元素,如果是,则执行步骤705,否则执行步骤708;

步骤705:接收到该远程预警消息的设备从该远程预警消息地址集合中删除第一个元素,如果该远程预警消息地址集合为空,则执行步骤707,否则执行步骤706;

步骤706:接收到该远程预警消息的设备选中一个邻居表项,该邻居表项的地址等于该远程预警消息地址集合中的第一个元素,从该邻居表项的接口转发该远程预警消息,执行步骤704;

步骤707:接收到该远程预警消息的设备保存该远程预警消息负载中的设备表项;

步骤708:结束。