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专利号: 2017107507631
申请人: 常熟理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于智能车联网的数据传输实现方法,其特征在于,所述车联网包括接入节点,数据服务器和车辆节点,一个车联网内的接入节点,数据服务器和车辆节点位于封闭区域内,接入节点的数量等于数据服务器的数量,一个数据服务器与一个接入节点集成在一起;

一个车联网内的所有车辆节点构成一个车载云,车辆节点称为云成员,车辆节点与所在车联网内的接入节点单跳或者多跳可达,车辆节点通过所在车联网内的接入节点连接到互联网;一个车联网内的接入节点由其地理坐标唯一标识;

用户设备做为互联网节点,一个车载云中的云成员通过共享资源来共同完成一项任务;

接入节点、数据服务器或者车辆节点通过单播地址实现数据通信,接入节点与数据服务器共用同一个单播地址;数据服务器的单播地址由路由前缀和链路地址构成,数据服务器的链路地址包含地址类型和地理坐标两个部分,数据服务器的单播地址的地址类型值为

1,地理坐标值为与数据服务器集成在一起的接入节点的地理坐标,路由前缀为数据服务器所在车联网的路由前缀,路由前缀预先设置;车辆节点的单播地址由路由前缀和链路地址构成,链路地址包含地址类型和车牌号两个部分,车辆节点的单播地址的地址类型值为0,车牌号为该车辆节点的车牌号;

在一个车联网中,一个数据服务器维护一个车载云表,每个车载云表项包含链路地址域、状态域和生命周期域;一项任务由一个任务ID唯一标识,一项任务包含两个以上的子任务,每个子任务由子任务ID唯一标识;一个车载云表项的状态域包含两个状态,空闲状态或者繁忙状态;一个车辆节点同一时刻只能执行一项子任务;如果一个车辆节点正在执行一项子任务,则设置为繁忙状态,如果一个车辆节点没有执行任何子任务,则设置为空闲状态;

一个车联网内的车辆节点定期发送信标消息,该信标消息的源地址为它的单播地址,该车辆节点的单播地址中,路由前缀为0,该信标消息的负载为当前状态值和一个随机数;

该车联网内的接入节点收到车辆节点的信标消息后,执行下述操作:

步骤101:开始;

步骤102:接入节点查看车载云表中是否存在链路地址域值等于接收到的信标消息的源地址的链路地址的车载云表项,如果存在,执行步骤103,否则执行步骤104;

步骤103:接入节点将该车载云表项的状态域值设置为接收到的信标消息负载中的状态值,将该车载云表项的生命周期设置为最大生命周期值,执行步骤105;

步骤104:接入节点创建一个车载云表项,该车载云表项的链路地址域值等于接收到的信标消息的源地址的链路地址,状态域值等于接收到的信标消息负载中的状态值,生命周期域值设置为最大生命周期值;

步骤105:结束;

一个数据服务器为每个执行的任务维护一个任务表,该任务表的表名为该任务的任务ID,每个任务表项包含链路地址域和子任务ID域;

如果一个接入节点检测到一个车载云表项E1的生命周期衰减为0,则执行下述操作:

步骤201:开始;

步骤202:接入节点查看任务表中是否存在链路地址等于车载云表项E1的链路地址的任务表项,如果存在,则执行步骤203,否则执行步骤204;

步骤203:接入节点删除链路地址等于车载云表项E1的链路地址的任务表项;

步骤204:接入节点删除车载云表项E1;

步骤205:结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能车联网的数据传输实现方法,其特征在于,在任务T1的任务ID为TID1,由M个子任务构成,M为大于0的整数,一个子任务在N个车辆节点运行,N为大于0的整数;数据服务器S1位于车联网VT1中,与接入节点AP1集成在一起,位于车联网VT1中的车辆节点构成车载云VC1的条件下;如果互联网用户设备U1需要数据服务器S1执行任务T1,则向数据服务器S1发送任务请求消息,该任务请求消息的源地址为互联网用户设备U1自己的IPv6地址,目的地址为数据服务器S1的单播地址,负载为任务ID TID1,其中,数据服务器S1的单播地址的路由前缀为车联网VT1的路由前缀,地理坐标为接入节点AP1的地理坐标;数据服务器S1收到用户设备U1发送的任务请求消息后,查看车载云表,如果车载云表中状态域值为空闲状态的车载云表项的个数不小于M×N,那么数据服务器S1根据下述过程执行任务T1:步骤301:开始;

步骤302:数据服务器S1创建一个任务表,该任务表的表名为TID1;

步骤303:对于任务T1的每一个子任务ST,数据服务器S1执行下述操作:从车载云表中选取N个状态域值为空闲状态的车载云表项,对于选取的N个车载云表项的中每一个车载云表项,数据服务器S1创建一个单播地址,该单播地址的路由前缀为0,链路地址等于该车载云表项的链路地址域值,发送一个子任务请求消息,该任务请求消息的源地址为数据服务器S1的单播地址,目的地址为创建的单播地址,负载为子任务ST的子任务ID,数据服务器S1将该车载云表项的状态域值设置为繁忙状态,创建一个任务表项,该任务表项的链路地址为该车载云表项的链路地址域值,子任务ID为子任务ST的子任务ID;

步骤304:车载云VC1中的目的车辆节点接收到子任务请求消息后,如果它在完成该消息的子任务ID所标识的子任务之前离开车载云VC1,则执行步骤313,否则执行步骤305;

步骤305:目的车辆节点返回一个子任务响应消息,该子任务响应消息的源地址为接收到的子任务请求消息的目的地址,该子任务响应消息的目的地址为接收到的子任务请求消息的源地址,负载为接收到的子任务请求消息中的子任务ID和子任务执行结果数据,然后目的车辆将自己的状态值设置为空闲状态;

步骤306:数据服务器S1接收到子任务响应消息后,保存子任务响应消息中的执行结果数据,然后执行下述操作:删除链路地址域值等于接收到的子任务响应消息的源地址的链路地址的任务表项,选择子任务ID域值等于接收到的子任务响应消息负载中的子任务ID的任务表项,对于每个选中的任务表项执行下述操作:数据服务器S1创建一个单播地址,该单播地址的路由前缀为0,链路地址等于该任务表项的链路地址域值,发送一个子任务取消消息,该任务取消消息的源地址为数据服务器S1的单播地址,目的地址为创建的单播地址,负载为该任务表项的子任务ID域值,数据服务器S1选择链路地址域值等于该任务表项的链路地址域值的车载云表项,将该车载云表项的状态设置为空闲状态,删除该任务表项;

步骤307:目的车辆节点收到子任务取消消息后,停止当前执行的子任务,将自己的状态值设置为空闲状态;

步骤308:数据服务器S1查看表名称为TID1的任务表,如果检测到子任务ID为STID1的任务表项的个数N1小于N,则执行步骤309,否则执行步骤311;

步骤309:数据服务器S1判断任务表中状态域值为空闲状态的任务表项的个数是否大于等于(N-N1),如果是,则执行步骤310,否则执行步骤315;

步骤310:数据服务器S1从车载云表中选取(N-N1)个状态域值为空闲状态的车载云表项;对于选取的(N-N1)个车载云表项的中每一个车载云表项,数据服务器S1创建一个单播地址,该单播地址的路由前缀为0,链路地址等于该车载云表项的链路地址域值,发送一个子任务请求消息,该任务请求消息的源地址为数据服务器S1的单播地址,目的地址为创建的单播地址,负载为子任务ID STID1;数据服务器S1将该车载云表项的状态域值设置为繁忙状态,创建一个任务表项,该任务表项的链路地址为该车载云表项的链路地址域值,子任务ID为子任务ID STID1,执行步骤304;

步骤311:数据服务器S1判断是否接收到M个子任务的执行结果数据,如果是,则执行步骤312,否则执行步骤304;

步骤312:数据服务器S1返回一个任务响应消息,该任务响应消息的源地址为接收到的任务请求消息的目的地址,目的地址为接收到的任务请求消息的源地址,负载为任务T1的M个子任务的执行结果数据,删除表名称为TID1的任务表,执行步骤314;

步骤313:离开车载云VC1的车辆节点放弃执行的子任务,执行步骤315;

步骤314:用户设备U1收到任务响应消息后,保存任务响应消息中的执行结果数据;

步骤315:结束。

3.根据权利要求2所述的一种基于智能车联网的数据传输实现方法,其特征在于,如果数据服务器S1执行步骤301~315之后检测到仍然有M1个子任务没有执行,M1为小于M且大于0的整数,则将N的值递增e,e为大于1的整数;如果数据服务器S1的车载云表中状态域值为空闲状态的车载云表项的个数远大于M1×N,那么数据服务器S1根据下述过程获取M1个子任务的执行结果:步骤401:开始;

步骤402:对于M1个子任务中的每一个子任务ST1,数据服务器S1执行下述操作:从车载云表中选取N个状态域值为空闲状态的车载云表项,对于选取的N个车载云表项的中每一个车载云表项,数据服务器S1创建一个单播地址,该单播地址的路由前缀为0,链路地址等于该车载云表项的链路地址域值,发送一个子任务请求消息,该子任务请求消息的源地址为数据服务器S1的单播地址,目的地址为创建的单播地址,负载为子任务ST1的子任务ID,数据服务器S1将该车载云表项的状态域值设置为繁忙状态,创建一个任务表项,该任务表项的链路地址为该车载云表项的链路地址域值,子任务ID为子任务ST1的子任务ID;

步骤403:车载云VC1中的目的车辆节点接收到子任务请求消息后,如果它在完成该消息的子任务ID所标识的子任务之前离开车载云VC1,则执行步骤411,否则执行步骤404;

步骤404:目的车辆节点返回一个子任务响应消息,该子任务响应消息的源地址为接收到的子任务请求消息的目的地址,该子任务响应消息的目的地址为接收到的子任务请求消息的源地址,负载为接收到的子任务请求消息中的子任务ID和子任务执行结果数据,然后将自己的状态值设置为空闲状态;

步骤405:数据服务器S1接收到子任务响应消息后,保存子任务响应消息中的执行结果数据,然后执行下述操作:删除链路地址域值等于接收到的子任务响应消息的源地址的链路地址的任务表项,选择子任务ID域值等于接收到的子任务响应消息负载的子任务ID的任务表项,对于每个选中的任务表项执行下述操作:数据服务器S1创建一个单播地址,该单播地址的路由前缀为0,链路地址等于该任务表项的链路地址域值,发送一个子任务取消消息,该子任务取消消息的源地址为数据服务器S1的单播地址,目的地址为创建的单播地址,负载为该任务表项的子任务ID域值,数据服务器S1选择链路地址域值等于该任务表项的链路地址域值的车载云表项,将该车载云表项的状态设置为空闲状态,删除该任务表项;

步骤406:目的车辆节点收到子任务取消消息后,停止当前执行的子任务,将自己的状态值设置为空闲状态;

步骤407:数据服务器S1查看表名称为TID1的任务表,如果检测到子任务ID为STID2的任务表项的个数N2小于N,那么它执行步骤408,否则执行步骤409;

步骤408:数据服务器S1从车载云表中选取(N-N2)个状态域值为空闲状态的车载云表项,对于选取的(N-N2)个车载云表项的中每一个车载云表项,数据服务器S1创建一个单播地址,该单播地址的路由前缀为0,链路地址等于该车载云表项的链路地址域值,发送一个子任务请求消息,该消息的源地址为数据服务器S1的单播地址,目的地址为创建的单播地址,负载为子任务ID STID2,数据服务器S1将该车载云表项的状态域值设置为繁忙状态,创建一个任务表项,该任务表项的链路地址为该车载云表项的链路地址域值,子任务ID为子任务ID STID2,执行步骤403;

步骤409:数据服务器S1判断是否接收到M1个子任务的执行结果数据,如果是,则执行步骤410,否则执行步骤403;

步骤410:数据服务器S1返回一个任务响应消息,该任务响应消息的源地址为接收到的任务请求消息的目的地址,目的地址为接收到的任务请求消息的源地址,负载为任务T1的M1个子任务的执行结果数据,删除表名称为TID1的任务表,执行步骤412;

步骤411:离开车载云VC1的车辆节点放弃执行的子任务,执行步骤413;

步骤412:用户设备U1收到任务响应消息后,保存任务响应消息中的执行结果数据;

步骤413:结束。

4.根据权利要求3所述的一种基于智能车联网的数据传输实现方法,其特征在于,在任务T2的任务ID为TID2,由M2个子任务构成,M2为大于0的整数;一个子任务在N个车辆节点运行,N为大于0的整数,数据服务器S1位于车联网VT1中,与接入节点AP1集成在一起,位于车联网VT1中的车辆节点构成车载云VC1的条件下,如果互联网用户设备U1需要数据服务器S1执行任务T2,则向数据服务器S1发送任务请求消息,该任务请求消息的源地址为自己的IPv6地址,目的地址为数据服务器S1的单播地址,负载为任务ID TID2,其中,数据服务器S1的单播地址的路由前缀为车联网VT1的路由前缀,地理坐标为接入节点AP1的地理坐标;数据服务器S1收到用户设备U1发送的任务请求消息后,查看车载云表,如果车载云表中状态域值为空闲状态的车载云表项的个数小于M2×N,那么数据服务器S1选择满足条件1的参数x,然后根据下述过程执行任务T2:条件1:车载云表中状态域值为空闲状态的车载云表项的个数大于M2/x×N;

步骤501:开始;

步骤502:数据服务器S1创建一个任务表,该任务表的表名为TID2,将M2个子任务的子任务ID划分为x个子任务组,任意两个子任务组中没有重复的子任务ID;数据服务器S1将参数g的值设置为0;

步骤503:数据服务器S1将参数g的值递增1,如果参数g的值大于参数x的值,则执行步骤512,否则执行步骤504;

步骤504:对于第g个子任务组中的每个子任务ID STID3,数据服务器S1执行下述操作:

从车载云表中选取N个状态域值为空闲状态的车载云表项;对于选取的N个车载云表项的中每一个车载云表项,数据服务器S1创建一个单播地址,该单播地址的路由前缀为0,链路地址等于该车载云表项的链路地址域值,发送一个子任务请求消息,该子任务请求消息的源地址为数据服务器S1的单播地址,目的地址为创建的单播地址,负载为子任务ID STID3;数据服务器S1将该车载云表项的状态域值设置为繁忙状态,创建一个任务表项,该任务表项的链路地址为该车载云表项的链路地址域值,子任务ID为子任务ID STID3;

步骤505:车载云VC1中的目的车辆节点接收到子任务请求消息后,如果它在完成该消息的子任务ID所标识的子任务之前离开车载云VC1,则执行步骤513,否则执行步骤506;

步骤506:目的车辆节点返回一个子任务响应消息,该子任务响应消息的源地址为接收到的子任务请求消息的目的地址,该子任务响应消息的目的地址为接收到的子任务请求消息的源地址,负载为接收到的子任务请求消息中的子任务ID和子任务执行结果数据,然后将自己的状态值设置为空闲状态;

步骤507:数据服务器S1接收到子任务响应消息后,保存子任务响应消息中的执行结果数据,然后执行下述操作:删除链路地址域值等于接收到的子任务响应消息的源地址的链路地址的任务表项,选择子任务ID域值等于接收到的子任务响应消息负载中的子任务ID的任务表项,对于每个选中的任务表项执行下述操作:数据服务器S1创建一个单播地址,该单播地址的路由前缀为0,链路地址等于该任务表项的链路地址域值,发送一个子任务取消消息,该子任务取消消息的源地址为数据服务器S1的单播地址,目的地址为创建的单播地址,负载为该任务表项的子任务ID域值,数据服务器S1选择链路地址域值等于该任务表项的链路地址域值的车载云表项,将该车载云表项的状态设置为空闲状态,删除该任务表项;

步骤508:目的车辆节点收到子任务取消消息后,停止当前执行的子任务,将自己的状态值设置为空闲状态;

步骤509:数据服务器S1查看表名称为TID2的任务表,如果检测到子任务ID为STID4的任务表项的个数N4小于N,那么它执行步骤510,否则执行步骤511;

步骤510:数据服务器S1从车载云表中选取(N-N4)个状态域值为空闲状态的车载云表项,对于选取的(N-N4)个车载云表项的中每一个车载云表项,数据服务器S1创建一个单播地址,该单播地址的路由前缀为0,链路地址等于该车载云表项的链路地址域值,发送一个子任务请求消息,该子任务请求消息的源地址为数据服务器S1的单播地址,目的地址为创建的单播地址,负载为子任务ID STID4,数据服务器S1将该车载云表项的状态域值设置为繁忙状态,创建一个任务表项,该任务表项的链路地址为该车载云表项的链路地址域值,子任务ID为子任务ID STID4,执行步骤505;

步骤511:数据服务器S1判断是否接收到第g个子任务组中所有子任务的执行结果数据,如果是,则执行步骤503,否则执行步骤505;

步骤512:数据服务器S1返回一个任务响应消息,该任务响应消息的源地址为接收到的任务请求消息的目的地址,目的地址为接收到的任务请求消息的源地址,负载为任务T2的M2个子任务的执行结果数据,删除表名称为TID2的任务表,执行步骤514;

步骤513:离开车载云VC1的车辆节点放弃执行的子任务,执行步骤515;

步骤514:用户设备U1收到任务响应消息后,保存任务响应消息中的执行结果数据;

步骤515:结束。