4g的v2x车载信息通讯系统【字数：13030】
本文为了弥补单车智能的一些不足，如交通灯识别难度较大，交通灯通行时间无法显示等问题，设计了基于4G蜂窝网络的V2X车载信息通讯系统。该系统主要由车载客户端、交通灯客户端以及云服务器三大部分构成。其核心思想是将交通灯的实时情况通过云服务端反馈给需要通过该交通灯的车辆；车辆通过获取到的信息及时针对车辆情况进行适当的处理，使车辆能够快速安全的通过交通灯。本项目使用Qt进行项目开发，同时加入MySQL数据库实现数据暂存、STM32单片机实现4G蜂窝网络通信以及python实现云端服务器搭建。本论文在已给出的整体框架基础上，详细介绍了环境搭建、系统设计、实现部分的内容，同时对课题研究背景意义、国内外发展已经调试优化等进行介绍。
目录
1.引言 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 1
1.2 国内外研究及发展现状 1
1.2.1 国外的研究和发展现状 1
1.2.2 国内的研究和发展现状 2
1.3 主要工作与架构 3
1.3.1 主要工作 3
1.3.2 论文架构 3
2.环境搭建 5
2.1 硬件环境概要 5
2.1.1 路侧单元硬件条件 5
2.1.2 车载单元硬件条件 7
2.1.3 云端硬件条件 10
2.2 软件环境概要 10
2.2.1 Qt 与 C++ 10
2.2.2 PyCharm 与 Python 10
2.2.3 keil 与 C 11
2.3 主要技术介绍 11
2.3.1 MySQL数据库介绍 11
2.3.2 TCP/IP 通信技术 11
2.3.3 串口通信技术 12
3.系统方案设计 13
3.1 开发环境 13
3.2 系统框架结构 13
3.3 系统模块设计 14
3.3.1 路侧单元模块 14
3.3.2 车载单元模块 14
3.3.3 云端服务器模块 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
3.4 系统工作流程 16
3.4.1 路侧单元工作流程 16
3.4.2 车载单元工作流程 17
3.4.3 4G模块工作流程 18
3.4.4 云端服务器工作流程 19
4. 系统实现 20
4.1 路侧单元模块实现 20
4.1.1 客户端实现 20
4.1.2 继电器控制实现 26
4.1.3 数据帧构成实现 28
4.1.4 GPS信息读取 29
4.2 车载单元模块实现 32
4.2.1 车载单元客户端实现 32
4.2.2 车载单元数据帧 35
4.2.3 CAN口控制车辆的实现 35
4.3 云端服务器模块实现 37
4.3.1 TCP协议的创建与连接， 37
4.3.2 数据处理 38
4.3.3 GPS经纬度计算 39
4.3.4 数据库操作 41
5. 性能测试 42
5.1 测试方案 42
5.2 系统通信测试 42
5.2.1 云端与路侧单元的TCP连接测试 42
5.2.2 云端与车载单元的TCP连接测试 43
5.3 系统硬件测试 46
5.3.1 路侧硬件测试 46
5.3.2 车载硬件测试 47
5.4 系统软件测试 48
5.4.1 路侧软件测试 48
5.4.2 车载软件测试 49
6. 对社会的影响 50
7. 总结与展望 51
7.1 论文总结 51
7.2 未来展望 51
参考文献 52
致谢 53
1.引言
1.1 课题研究的背景及意义
1.1.1 研究背景
根据市场结果分析，车辆将继电脑之后，成为第二大终端移动设备。截至2018年末，全国民用汽车保有量根据《2018年国民经济和社会发展统计公报》发布的数据显示，已经超过两亿四千万辆。同时伴随经济的飞速发展，道路交通问题也日益成为人们的焦点，各类交通事故层出不穷，因交通事故死亡的人数也是高居不下。如今，交通问题已经是全球共同关注的安全问题，为了避免更多的交通事故及其所带来的巨大损失，V2X车联网技术逐渐进入进门的视野并成为研究的焦点。随着通信技术的飞快发展，车与车、车与云、车与道路设备之间通信问题也可以通过V2X技术加以实现，帮助车辆避开拥堵路段，实现车速引导、合理安全的通过交通设施。
并且，如今世界各大主流公司都陆陆续续进入自动驾驶这一重要研究领域，国内华为、百度以及数家车企都也取得了比较显著的成绩。但在自动驾驶技术的依旧无法广泛应用，V2X车用无线通用技术在智能交通系统中的应用也逐渐成为手动驾驶和自动驾驶实现兼容的产物。
1.1.2 研究意义
本课题研究在简单环境下基于4G的V2X车载通信系统，也是手动驾驶与自动驾驶兼容的重要环节。通过车载通信，实现对道路设施的及时了解，弥补视觉感知方面的不足，实时提醒车辆进行车辆行驶操作，以实现与视觉感知相融合，快速安全的通过道路设施，提高道路通行的安全性，保障人们的生命财产安全。
1.2 国内外研究及发展现状
1.2.1 国外的研究和发展现状
在智能交通的发展中，专用短程通信（DeDICated Short Range CommunICation，简称DSRC）技术是ITS的基础之一。随着智能交通的发展而不断发展，相关技术在90年代开始取得了突破性进展。2001年，ASTM的相关标准委员会选定IEEE802.11a作为DSRC底层无线通信协议。在2004年，IEEE修订了IEEE802.11p协议规范，并成立工作组启动了车辆无线接入（WAVE，Wireless Access in the Vehicles Environment）的标准制定工作，为进一步开展车路协同的技术研究，启动VII/IntelliDrive项目。
目录
1.引言 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 1
1.2 国内外研究及发展现状 1
1.2.1 国外的研究和发展现状 1
1.2.2 国内的研究和发展现状 2
1.3 主要工作与架构 3
1.3.1 主要工作 3
1.3.2 论文架构 3
2.环境搭建 5
2.1 硬件环境概要 5
2.1.1 路侧单元硬件条件 5
2.1.2 车载单元硬件条件 7
2.1.3 云端硬件条件 10
2.2 软件环境概要 10
2.2.1 Qt 与 C++ 10
2.2.2 PyCharm 与 Python 10
2.2.3 keil 与 C 11
2.3 主要技术介绍 11
2.3.1 MySQL数据库介绍 11
2.3.2 TCP/IP 通信技术 11
2.3.3 串口通信技术 12
3.系统方案设计 13
3.1 开发环境 13
3.2 系统框架结构 13
3.3 系统模块设计 14
3.3.1 路侧单元模块 14
3.3.2 车载单元模块 14
3.3.3 云端服务器模块 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
3.4 系统工作流程 16
3.4.1 路侧单元工作流程 16
3.4.2 车载单元工作流程 17
3.4.3 4G模块工作流程 18
3.4.4 云端服务器工作流程 19
4. 系统实现 20
4.1 路侧单元模块实现 20
4.1.1 客户端实现 20
4.1.2 继电器控制实现 26
4.1.3 数据帧构成实现 28
4.1.4 GPS信息读取 29
4.2 车载单元模块实现 32
4.2.1 车载单元客户端实现 32
4.2.2 车载单元数据帧 35
4.2.3 CAN口控制车辆的实现 35
4.3 云端服务器模块实现 37
4.3.1 TCP协议的创建与连接， 37
4.3.2 数据处理 38
4.3.3 GPS经纬度计算 39
4.3.4 数据库操作 41
5. 性能测试 42
5.1 测试方案 42
5.2 系统通信测试 42
5.2.1 云端与路侧单元的TCP连接测试 42
5.2.2 云端与车载单元的TCP连接测试 43
5.3 系统硬件测试 46
5.3.1 路侧硬件测试 46
5.3.2 车载硬件测试 47
5.4 系统软件测试 48
5.4.1 路侧软件测试 48
5.4.2 车载软件测试 49
6. 对社会的影响 50
7. 总结与展望 51
7.1 论文总结 51
7.2 未来展望 51
参考文献 52
致谢 53
1.引言
1.1 课题研究的背景及意义
1.1.1 研究背景
根据市场结果分析，车辆将继电脑之后，成为第二大终端移动设备。截至2018年末，全国民用汽车保有量根据《2018年国民经济和社会发展统计公报》发布的数据显示，已经超过两亿四千万辆。同时伴随经济的飞速发展，道路交通问题也日益成为人们的焦点，各类交通事故层出不穷，因交通事故死亡的人数也是高居不下。如今，交通问题已经是全球共同关注的安全问题，为了避免更多的交通事故及其所带来的巨大损失，V2X车联网技术逐渐进入进门的视野并成为研究的焦点。随着通信技术的飞快发展，车与车、车与云、车与道路设备之间通信问题也可以通过V2X技术加以实现，帮助车辆避开拥堵路段，实现车速引导、合理安全的通过交通设施。
并且，如今世界各大主流公司都陆陆续续进入自动驾驶这一重要研究领域，国内华为、百度以及数家车企都也取得了比较显著的成绩。但在自动驾驶技术的依旧无法广泛应用，V2X车用无线通用技术在智能交通系统中的应用也逐渐成为手动驾驶和自动驾驶实现兼容的产物。
1.1.2 研究意义
本课题研究在简单环境下基于4G的V2X车载通信系统，也是手动驾驶与自动驾驶兼容的重要环节。通过车载通信，实现对道路设施的及时了解，弥补视觉感知方面的不足，实时提醒车辆进行车辆行驶操作，以实现与视觉感知相融合，快速安全的通过道路设施，提高道路通行的安全性，保障人们的生命财产安全。
1.2 国内外研究及发展现状
1.2.1 国外的研究和发展现状
在智能交通的发展中，专用短程通信（DeDICated Short Range CommunICation，简称DSRC）技术是ITS的基础之一。随着智能交通的发展而不断发展，相关技术在90年代开始取得了突破性进展。2001年，ASTM的相关标准委员会选定IEEE802.11a作为DSRC底层无线通信协议。在2004年，IEEE修订了IEEE802.11p协议规范，并成立工作组启动了车辆无线接入（WAVE，Wireless Access in the Vehicles Environment）的标准制定工作，为进一步开展车路协同的技术研究，启动VII/IntelliDrive项目。
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