车联网的寻址技术及应用的研究

张砚雪

摘 要：物联网，是一种近年来提出的新兴科技，它越来越被世界各国所关注，其应用技术也得到了飞速发展。由于当前交通系统将况越来越复杂，基于经验模式的传统交通管理已经不能适应当代交通的快速发展。车联网作为物联网技术的一种在智能交通的重要应用也越来越得到了社会的重视。该文通过介绍车联网的基本构架，讨论网络中寻址技术及车联网在智能交通中的应用。并探讨基于竞争机制的CBF-TREBOL路由协议协议对比TREBOL协议的优势。

关键字：车联网 IPV6 路由协议

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（a）-0012-02

随着信息技术的高速发展，网络通信的界限也在不断扩张，1999年提出了物联网概念，其主要核心是每一个物件都可以寻址，每个物件都可以控制，每一个物件都可以通信。车联网技术作为物联网技术应用于智能交通领域的一种具体体现，同时也是一个物联网大有可为的重点领域之一。它的技术组成一般包括车辆之间的网络链路、车辆与路边通信结点之间的网络链路、路边结点之间的相互网络链路、以及上述通信节点的集合等等网络要素。

1 车联网的特点和研究内容

1.1 车联网的特点

随着国内车辆和各地公路的智能化的发展，更多的车辆和公路边的基础设施都开始安装各种数据通信设备。车联網是自组织网络的一个新的研究和应用领域，已逐渐成为无线网络以及智能交通领域热门的研究课题。车联网是一种特殊的自组织移动网络，除了具备普通物联网的特点与问题，也有着自己的特点和问题：

（1）高动态特性：车联网当中的网络结点以车辆为主，车辆位置变化较快，导致拓扑变化更频繁、链路存活的周期更短。

（2）网络管理：由于网络管理面较广，需要适当的路由算法来解决节点定位和地址自动分配等问题。

（3）噪声：车联网环境中的车辆之间的通信受到的干扰因素很多，其中包括天气状况、马路边各种构造的建筑物、道路情况、车辆移动速度等。

（4）不可靠的网络链路和间歇的网络连接： 由于车辆高速运动原因，AdHoc网络中的链路连接也是动态多变的。

1.2 研究内容

该论文研究主要内容分以下三部分：

（1）介绍车联网技术的基本架构原理，对其基于移动互联的工作流程、动态车辆寻址定位等技术进行了分析，分析讨论该论文的关健技术。

（2）探讨车联网环境中的结点问题，提出了基于车载终端识别和地图匹配的简单交通状态判别算法。

（3）讨论车联网技术的广泛应用，车联网是一种全新的概念，目前还在继续研究还探讨 ，其具有广阔的应用前景和商业价值，会为社会的进步做出很大贡献。

2 车联网的关健技术

2.1 车联网技术的寻址

IP协议是当今因特网的核心协议，随着Internet技术的飞速发展，IPv4技术已日渐成熟，然而IPv4协议技术也在随着网络应用的多样化而面临着许多难以解决的问题：IPv4地址空间即将耗尽、移动性差和配置复杂等特性。IPv6技术的提出能很好的解决上述问题。移动IPv6技术随着IPv6技术的不断研究而得到快速发展，移动互联网已成为未来互联网络的发展方向之一。

由于车联网是高速动态的移动网络，在研究的过程中必然要用到移动IP协议技术。移动IP是一种网络层的移动解决方案，具有可扩展性、可靠性和安全性并能使节点在切换链路时仍能保持正在进行中的通信。移动IP提供了一种路由机制，使移动节点可以一个永久的IP地址连接到任何变化的链路上。

2.2 车联网中存在的结点

首先给大家介绍一种系统—网络化物理系统（CPS），其在国际上是一种利用计算技术监测和控制物理设备行为的深入嵌入式系统。CPS目前是当今国内外研究的一种热点技术，涉及网络技术、通信技术、和单片机等等各种学科，CPS结点就是物联网中必要的一部分 。根据车联网技术的具体使用环境和服务的需求，需要在车联网当中主要通信设备主要选取有源CPS结点， 固定通信设施当中的主要设备采用互联网CPS结点。其中由于有源CPS结点的计算能力、存储能力和联网能力等方面均优于无源CPS结点。另外，有源CPS结点能够更好的支持快速移动性，具备主动感知等各种性能。互联网CPS结点除了具备有源CPS结点的基本性能外，还有网络控制和网络管理接入等功能，安全性比较高，稳定性强于有源CPS结点，所以在车联网中一般作为固定基础设施，例如电子警察、路灯等。

2.3 车联网下的交通判别算法

车联网技术所采集到的大量网络中的车辆定位数据，通过车辆终端识别技术可以对采集到的车辆各种信息进行数据的分类统计，并记录大量车辆的平均速度和速度峰值。通过地图匹配算法，对道路路网下的各个路段的交通情况分别进行判断和监控。其中地图匹配技术与车载终端识别分别保证了数据来源的针对性和正确性，是大规模路网交通状态判别实现的基础。路网中不同区域所在路段存在的差异决定要使用不同的判别方法对整个路网的交通状态进行判别。因此为了得出路网中的车辆速度峰值、车辆平均速度以及路口排队数量与当前交通状态中存在的离散型关系，利用应用最广泛的解决离散型性问题的分类预测方法——决策树学习ID3算法，对整个路网的交通状态进行判别。

ID3算法是一种贪心算法，用来构造决策树。主要解决的问题是为树的每个结点选取要测试的实例属性，D3算法起源于概念学习系统（CLS），以信息熵的下降速度为选取测试属性的标准，即在每个节点选取还尚未被用来划分的具有最高信息增益的属性作为划分标准，然后继续这个过程，直到生成的决策树能完美分类训练样例。

3 车联网的应用

在国际上，日本的VICS和美国的IVHS等系统通过道路和车辆之间建立有效的网络通信，基本已经实现了车联网。而RFID和Wi-Fi等无线技术近年来也在交通运输领域智能化管理中越来越得到了广泛应用。在未来的车联网时代，无线通信技术和传感技术是是实现车联网的关键，并且之间会是一种互补的关系，比如当车辆处在转角等传感器不能识别的盲区时，无线通信技术就会发挥作用；而当无线通信的信号丢失时，传感器又派上了用场。作为众多无线应用的典型代表，车联网时代的到来必将推动更多无线技术的应用和普及，也会再一次看到了移动宽带需求的迅猛增长。

4 结语

该文浅要探讨了车联网的概念、车联网的体系结构、车联网环境下的关键技术以及车联网能够提供的各项服务等内容，以期能够为将来车联网技术的进一步深入研究提供一些思路。与此同时也应该意识到，车联网涉及的技术学科众多，车联网的普及应用还任重道远，需要相关领域的专家学者们开展更深的研究工作，为车联网的美好将来付出更多的努力。

参考文献

[1] 王建强，吴辰文，李晓军.车联网架构与关键技术研究[J].微计算机信息，2011，27（4）：156-158.

[2] 关婷婷.车联网地址分配与路由协议研究[D].沈阳：沈阳航空航天大学，2014.

[3] 翟苗.车联网安全寻址与通信技术研究[D].沈阳：沈阳航空航天大学，2013.