智能车载终端DSRC协议的研究与实现

论文摘要

随着物流业的发展和私家车的增多,交通拥堵等问题随之而来,传统的停车收费成了公路交通的瓶颈。作为智能交通系统重要组成部分的电子不停车收费系统明显的缩短车辆通过收费站的时间,有效缓解交通压力,因此成为解决这一问题的有效方案。国家为了统一ETC系统标准,提高系统兼容性,实现区域不停车收费,于2007年5月制订了电子收费专用短程通信国家标准。虽然国内一部分地区已经开通了遵循国家标准的ETC系统,但是由于车载单元成本较高以及功能单一,致使ETC系统并没有得到大规模的应用。为降低成本,论文在一般的智能车载终端实现了不停车收费功能,由于其功能多样,将有助于ETC系统的普及。论文围绕智能车载终端DSRC协议的研究与实现这一课题展开,在针对现有ETC系统和DSRC协议深入研究的基础上,设计并实现了智能车载终端DSRC协议的数据链路层。论文首先讨论了ITS和ETC系统的研究目的和意义,概括介绍了ETC系统的构成、原理、用到的技术和国内外发展情况。其次详细论述了智能车载终端软硬件平台选型、开发环境的建立以及其他应用软件的集成。接着重点研究了DSRC协议,与欧洲标准进行了对比,基于SDL形式化地描述了DSRC协议,并画出了数据链路层的状态机。最后基于Freescale公司的ADS512101评估板和嵌入式Linux系统实现了满足国标的DSRC协议的数据链路层功能,经测试验证了该方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 背景概述
• 1.1.1 智能交通系统和电子不停车收费系统
• 1.1.2 ETC系统研究目的和意义
• 1.2 ETC系统国内外发展情况
• 1.2.1 国外发展情况
• 1.2.2 国内发展情况
• 1.3 ETC系统简介
• 1.3.1 ETC系统构成和原理
• 1.3.2 ETC系统所用到的技术
• 1.4 论文研究内容及结构
• 第二章 智能车载终端
• 2.1 软硬件平台的选择
• 2.1.1 ADS512101硬件平台
• 2.1.2 DSRC物理层芯片
• 2.1.3 系统软件环境
• 2.2 开发环境的建立
• 2.2.1 交叉编译调试环境
• 2.2.2 Bootloader和Linux移植
• 2.2.3 DirectFB和GTK+的移植
• 2.3 其他应用软件及智能车载终端体系架构
• 2.3.1 Java虚拟机和音视频播放器的移植
• 2.3.2 智能车载终端体系架构
• 第三章 DSRC协议
• 3.1 国外DSRC协议标准
• 3.2 DSRC国家标准
• 3.2.1 DSRC国家标准概述
• 3.2.2 物理层
• 3.2.3 数据链路层
• 3.2.4 MAC子层
• 3.2.5 LLC子层
• 3.2.6 应用层
• 3.2.7 设备应用
• 3.3 国标与欧标的比较
• 3.3.1 物理层比较分析
• 3.3.2 数据链路层比较分析
• 3.3.3 应用层比较分析
• 3.3.4 应用规范比较分析
• 第四章 DSRC协议设计与实现
• 4.1 DSRC协议SDL描述
• 4.1.1 系统级描述
• 4.1.2 模块级描述
• 4.1.3 进程级描述
• 4.2 DSRC数据链路层状态转移
• 4.2.1 MAC子层状态转移
• 4.2.2 LLC子层类型1操作状态转移
• 4.2.3 LLC子层类型3操作状态转移
• 4.3 DSRC数据链路层的实现
• 4.3.1 系统概述
• 4.3.2 MAC子层的实现
• 4.3.3 LLC子层的实现
• 第五章 测试与验证
• 5.1 概述
• 5.2 测试环境和方法
• 5.3 测试内容
• 5.3.1 MAC子层测试
• 5.3.2 LLC子层测试
• 5.4 测试结果及分析
• 5.4.1 MAC子层测试结果及分析
• 5.4.2 LLC子层测试结果及分析
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录