一种多通道车辆间组网网关系统及其通信方法

1.基于多通道车辆间组网网关系统的通信方法，所述多通道车辆间组网网关系统设置在车辆的车载平台上，包括主控模块以及分别与之连接的网络交换机、3G Modem、WLAN网桥和通用串口，所述网络交换机外接数个应用设备和通信设备，所述3G Modem 和WLAN网桥分别连接天线，所述通用串口连接传感网网关；所述传感网网关用于与外部传感设备进行通信，所述3G Modem用于连接公网3G信号，所述WLAN网桥通过天线发射无线信号实现不同车辆间的组网，其特征在于：
(1)不同车辆间通过WLAN网桥进行车间组网后，每辆车通过网关系统广播本车的通信设备以及这些通信设备的状态，并接收 来自其他车辆的广播；
(2)当某辆车上的应用设备需要使用其他车辆上的通信设备的资源时，该车的网关系统向配有所需通信设备的车辆发送申请，当被申请车辆的网关系统设置为自动处理申请模式，则被申请车辆的网关系统查询本车通信设备的状态，然后向申请车辆的网关系统反馈同意申请或拒绝申请，若被申请车辆的网关系统设置为非自动处理申请模式，则被申请车辆上的人员通过管理软件决定是否同意申请并反馈给申请车辆的网关系统；
(3)若被申请车辆同意了申请，则被申请车辆的网关系统建立该车提供的通信设备到车间网络的链路，申请车辆的网关系统接收到同意申请的反馈后，建立车间网络到本车应用设备的链路，从而建立起申请车辆的应用设备到被申请车辆的通信设备的链路。
2.根据权利要求1所述通信方法，其特征在于：在该通信方法中，采用数据包进行数据交互，该数据包包括包头和控制方法，所述包头包括依次排列的包类型、时间戳、源IP和目的IP以及源ID和目的ID，所述包类型用以表明控制方法的类型，时间戳用以表明控制方法在时间上的唯一性，源IP和目的IP为本车和其他车辆的通信地址，源ID和目的ID为本车和其他车辆的身份信息；所述控制方法包括本车操作、服务操作和广播操作，所述本车操作包括设备类型、操作码、操作数据和状态代码，所述设备类型表示需要进行控制操作的本车网关系统上连接的任意设备，操作码表示控制操作的具体操作类型，操作数据表示具体操作时交互的数据，状态代码表示具体操作的结果，所述服务操作包括资源类型、业务类型和状态代码，所述资源类型表示本车能够提供给其他车辆使用的通信设备，业务类型表示在提供给其他车辆使用的通信设备上运行的业务，状态代码表示业务运行的结果，所述广播操作包括本车标志和设备状态，所述本车标志表示广播信息是否为本车信息，设备状态表示网关系统上连接的通信设备及其占用情况。
3.根据权利要求1所述通信方法，其特征在于：所述主控模块采用ARM处理器，所述通用串口采用UART，所述网络交换机采用10M/100M交换机。
4.根据权利要求1所述通信方法，其特征在于：所述网络交换机与应用设备、通信设备之间采用RJ45连接；所述主控模块与3G Modem 采用USB连接，主控模块与WLAN网桥之间采用RJ45连接，3G Modem 和WLAN网桥均通过SMA接口与天线连接。
5.根据权利要求1所述通信方法，其特征在于：所述应用设备包括视频会议终端。
6.根据权利要求1所述通信方法，其特征在于：所述通信设备包括卫星通信机、MIWAVE终端和GPRS终端。

一种多通道车辆间组网网关系统及其通信方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于车载通信技术领域，特别涉及了一种多通道车辆间组网网关系统及其通信方法。\n背景技术\n[0002] 卫星通信由于具有带宽大、通信距离远、受地面影响小的特点，已广泛应用于应急通信、大容量广播以及各行业的专网组建等领域。卫星通信技术应用在应急通信场合下通常是通过安装集成在车载平台上或者便携通信平台上，当安装集成在车载平台上时可以形成车载卫星应急指挥平台，尤其在地震、消防、环保、政府应急等领域具有很好的应用空间。\n[0003] 一般来说，车载应急平台上除了安装集成卫星通信系统外，还会安装GPRS、CDMA、Wimax等通信系统构成多通道指挥平台，在投入应用时通常并非单独一辆车在使用，而是通过多辆车进行联合应急，车载平台的通信资源各有不同，车载平台的应用资源也各有不同，因此如果是一辆车只能使用本车的通信资源的话，就会造成有的应用需要等待使用通信资源，有的通信资源空着不用的情况，造成资源浪费。\n发明内容\n[0004] 为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种多通道车辆间组网网关系统及其通信方法，通过车辆间组网来实现各车辆间通信资源的互用，避免资源浪费。\n[0005] 为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：\n[0006] 一种多通道车辆间组网网关系统，该系统设置在车辆的车载平台上，包括主控模块以及分别与之连接的网络交换机、3G Modem、WLAN网桥和通用串口，所述网络交换机外接数个应用设备和通信设备，所述3G Modern和WLAN网桥分别连接天线，所述通用串口连接传感网网关；所述传感网网关用于与外部传感设备进行通信，所述3G Modem用于连接公网3G信号，所述WLAN网桥通过天线发射无线信号实现不同车辆间的组网。\n[0007] 其中，上述主控模块采用ARM处理器，上述通用串口采用UART，上述网络交换机采用10M/100M交换机。\n[0008] 其中，上述网络交换机与应用设备、通信设备之间采用RJ45连接；上述主控模块与\n3G Modern采用USB连接，主控模块与WLAN网桥之间采用RJ45连接，3G Modern和WLAN网桥均通过SMA接口与天线连接。\n[0009] 其中，上述应用设备包括视频会议终端。\n[0010] 其中，上述通信设备包括卫星通信机、MIWAVE终端和GPRS终端。\n[0011] 基于上述一种多通道车辆间组网网关系统的通信方法，包括以下步骤：\n[0012] （1）不同车辆间通过WLAN网桥进行车间组网后，每辆车通过网关系统广播本车的通信设备以及这些通信设备的状态，并接受来自其他车辆的广播；\n[0013] （2）当某辆车上的应用设备需要使用其他车辆上的通信设备的资源时，该车的网关系统向配有所需通信设备的车辆发送申请，当被申请车辆的网关系统设置为自动处理申请模式，则被申请车辆的网关系统查询本车通信设备的状态，然后向申请车辆的网关系统反馈同意申请或拒绝申请，若被申请车辆的网关系统设置为非自动处理申请模式，则被申请车辆上的人员通过管理软件决定是否同意申请并反馈给申请车辆的网关系统；\n[0014] （3）若被申请车辆同意了申请，则被申请车辆的网关系统建立该车提供的通信设备到车间网络的链路，申请车辆的网关系统接收到同意申请的反馈后，建立车间网络到本车应用设备的链路，从而建立起申请车辆的应用设备到被申请车辆的通信设备的链路。\n[0015] 一种应用于上述通信方法的数据包，该数据包包括包头、控制方法和对齐填充，所述包头包括依次排列的包类型、时间戳、源IP和目的IP以及源ID和目的ID，所述包类型用以表明控制方法的类型，时间戳用以表明控制方法在时间上的唯一性，源IP和目的IP为本车和其他车辆的通信地址，源ID和目的ID为本车和其他车辆的身份信息；所述控制方法包括本车操作、服务操作和广播操作，所述本车操作包括设备类型、操作码、操作数据和状态代码，所述设备类型表示需要进行控制操作的本车网关系统上连接的任意设备，操作码表示控制操作的具体操作类型，操作数据表示具体操作时交互的数据，状态代码表示具体操作的结果，所述服务操作包括资源类型、业务类型和状态代码，所述资源类型表示本车能够提供给其他车辆使用的通信设备，业务类型表示在提供给其他车辆使用的通信设备上运行的业务，状态代码表示业务运行的结果，所述广播操作包括本车标志和设备状态，所述本车标志表示广播信息是否为本车信息，设备状态表示网关系统上连接的通信设备及其占用情况；所述对齐填充是在数据包中预留空间，使数据包填充到固定长度。\n[0016] 采用上述技术方案带来的有益效果：\n[0017] （1）本发明比传统技术更适应于对卫星及无线通信融合系统的需求；\n[0018] （2）本发明基于网关系统的通信方法比传统技术具有更高效的应用模式；\n[0019] （3）本发明可通过网关对车辆间通信资源的申请和授权调用，明显提高应急保障能力。\n附图说明\n[0020] 图1是本发明的系统结构框图。\n[0021] 图2是本发明中数据包的结构示意图。\n具体实施方式\n[0022] 以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。\n[0023] 如图1所示本发明的系统结构框图，一种多通道车辆间组网网关系统，该系统设置在车辆的车载平台上，包括主控模块以及分别与之连接的网络交换机、3G Modem、WLAN网桥和通用串口，所述网络交换机外接数个应用设备和通信设备，所述3G Modern和WLAN网桥分别连接天线，所述通用串口连接传感网网关；所述WLAN网桥通过天线发射无线信号实现不同车辆间的组网，所述3G Modern通过天线发射3G信号实现与公共网络的连接。车辆上除应用设备和通信设备外，还设置了其他传感设备，系统通过传感网网关实现与这些传感设备的通信。\n[0024] 在本实施例中，主控模块采用ARM处理器，通用串口采用UART，网络交换机采用\n10M/100M交换机。网络交换机与应用设备、通信设备之间采用RJ45连接，主控模块与3G Modern采用USB连接，主控模块与WLAN网桥之间采用RJ45连接，3G Modern和WLAN网桥均通过SMA接口与天线连接。应用设备包括视频会议终端。通信设备包括卫星通信机、MIWAVE终端和GPRS终端。\n[0025] 本发明还包括基于上述网关系统的通信方法，假设现有A、B两辆车已经进行了组网，若A车的视频会议终端需要使用B车的卫星通信机的资源，则步骤如下：\n[0026] （1）不同车辆间通过WLAN网桥进行车间组网后，每辆车通过网关系统广播本车的通信设备以及这些通信设备的状态，并接受来自其他车辆的广播；\n[0027] （2）A车的网关系统向B车发送申请，当B车的网关系统设置为自动处理申请模式，则B车的网关系统查询本车上卫星通信机的状态，然后向A车的网关系统反馈同意申请或拒绝申请，若B车的网关系统设置为非自动处理申请模式，则B车上的人员通过管理软件决定是否同意申请并反馈给A车的网关系统，同意申请的标准为B车上的卫星通信机的状态为已连接且未被正在使用；\n[0028] （3）若B车同意了申请，则B车的网关系统建立该车提供的卫星通信机到车间网络的链路，A车的网关系统接收到同意申请的反馈后，建立车间网络到本车视频会议终端的链路，从而建立起A车的视频会议终端到B车的卫星通信机的链路。\n[0029] 本发明还包括应用于上述通信方法的数据包，该数据包包括包头、控制方法和对齐填充，包头包括依次排列的包类型、时间戳、源IP和目的IP以及源ID和目的ID，所述包类型用以表明控制方法的类型，时间戳用以表明控制方法在时间上的唯一性，源IP和目的IP为本车和其他车辆的通信地址，源ID和目的ID为本车和其他车辆的身份信息。所述控制方法包括本车操作、服务操作和广播操作，所述本车操作包括设备类型、操作码、操作数据和状态代码，所述设备类型表示需要进行控制操作的本车网关系统上连接的任意设备，操作码表示控制操作的具体操作类型，操作数据表示具体操作时交互的数据，状态代码表示具体操作的结果，所述服务操作包括资源类型、业务类型和状态代码，所述资源类型表示本车能够提供给其他车辆使用的通信设备，业务类型表示在提供给其他车辆使用的通信设备上运行的业务，状态代码表示业务运行的结果，所述广播操作包括本车标志和设备状态，所述本车标志表示广播信息是否为本车信息，设备状态表示网关系统上连接的通信设备及其占用情况。对齐填充是在数据包中预留空间，使数据包填充到固定长度。随着此网关系统的深入研发，功能越来越多样，必将会对网关控制协议进行增删和修改，增加对齐填充将预留一些数据空间提供给后续开发之用。\n[0030] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。