专利名称：一种车载网络的构建方法
技术领域：
本发明涉及一种网络的构建方法，尤其涉及的是一种车载网络的构建方法。
背景技术：
车载自组网由于其实用性已经受到广泛关注，成为研究的热点。随着车载网的不断成熟和发展，它已成为未来发展的必然趋势。实现车载网络首先需要解决的关键问题就是如何构建车载网络体系结构，使路由功耗更少，延迟更短。目前现有的移动自组网构建方法应用到车载网络中还存在一些问题，主要原因为如下
1)现有构建方法的通信代价加大，随着节点数量成正比增长，因此可能使车载网陷入瘫痪；
2)现有构建方法的控制信息数据包开销较大，因为车载网络移动节点速度较快，因此数据包数量较大时，可能导致大量的数据包丢失，从而因此通信中断。因此需要提出一种开销低，稳定性好的车载网络构建方法。
发明内容
发明目的本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种车载网络的构建方法。技术方案本发明公开了一种车载网络的构建方法，在所述车载网络中设置三种类型的节点簇首节点、簇内节点及孤立节点，所有节点具有唯一性的ID ；
所述孤立节点为既没有标记为簇首节点也没有标记为簇内节点的节点； 所述簇内节点包括簇关联节点和普通簇内节点，所述簇关联节点连接两个簇首节点， 实现路由转发功能；簇关联节点只接收簇首节点转发的数据，不接收普通簇内节点发送的信息；普通簇内节点用于数据采集、数据处理以及数据监测，不进行路由转发；
所述簇首节点和簇关联节点的拓扑结构为线性结构，所述车载网络的路由通过所述线性结构实现；
所述车载网络包括一个以上子网，一个子网由多个簇组成；一个子网对应多个簇、簇首节点以及簇关联节点构成的一个线性结构；
所述簇首节点用于实现路由转发，普通簇内节点发送的数据首先发送到本簇簇首节点，簇首节点再将数据路由转发到目的节点；
在同一条道路且同一个方向行驶的车辆标记为一个簇内的簇首节点和簇内节点，其拓扑结构为星型，簇首节点与簇内节点为一跳可达；
簇首节点、簇内节点以及孤立节点定期广播消息，消息负载为节点的类型以及邻居簇首节点或者簇关联节点的个数；节点根据接收到的广播消息计算其它节点与自己的相对位置，即判断是否在同一条道路且同一方向行驶。
通过上述车载网络构建方法，可以有效地减小车载网络构建过程中的通信开销， 因为是在同一条道路且同一个方向行驶的车辆构建为簇和线性结构，因此车载网络的体系结构更稳定。本发明所述方法中，当节点进入车载网时，其初始状态设置为孤立节点，如果在设定时间内所述孤立节点没有收到任何簇首节点或簇关联节点的广播消息且其ID值比所有邻居孤立节点的ID值都小，则所述孤立节点根据以下步骤建立簇
步骤301 开始；
步骤302 孤立节点将自己标识为簇首节点以及线性结构的开始节点； 步骤303 与簇首节点在同一条道路且同一个方向行驶的孤立节点收到簇首节点广播消息后，将自己标识为簇内节点；
步骤304 簇首节点根据本簇簇内节点广播消息选择与自己相对角度最大(即汽车节点行驶方向为0度，左右各为负正180度)且距离最远的簇内节点做为簇关联节点，并向所述簇内节点发送建立簇关联节点消息，同时将所述簇内节点标记为自己的后继节点； 其中，相对角度以行驶方向为基准，行驶方向代表0度，左右各为负正180度。步骤305 簇内节点收到建立簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，并将簇首节点标记为自己的前驱节点，同时选择与自己在同一条道路且同一个方向行驶以及相对角度最大且距离最远的孤立节点作为新的簇首节点，并向此孤立节点发送建立簇首节点消息，同时将其标记为自己的后继节点；
其中，相对角度以行驶方向为基准，行驶方向代表0度，左右各为负正180度。步骤306 孤立节点收到建立簇首节点消息后，将自己标识为簇首节点，将簇关联节点标识为自己的前驱节点；
步骤307 簇首节点判断是否有邻居孤立节点，如果是，进行步骤303，否则进行步骤
308 ；
步骤308 结束。通过上述簇和线性结构的构建方法，实现了簇首节点的最小化，也实现了线性结构中节点的最小化，从而降低了车载网通信代价，也提高了车载网络的稳定性，降低了车载网路由代价，确保了路由的正确性和连续性。本发明所述方法中，如果簇内节点在设定时间内没有收到簇首节点以及其他邻居节点的广播消息，它则判定脱离所在簇，并将自己标记为孤立节点重新加入其他簇或者建立簇。上述过程中，簇内节点脱离所在簇后及时加入其他簇或者建立簇可以确保通信的连续性和稳定性。本发明所述方法中，如果簇关联节点在设定时间内没有收到所在线性结构中前驱节点或者其他邻居节点的广播消息，它则判定脱离所在簇，将自己标记为孤立节点重新加入其他簇或者建立簇；
如果簇关联节点在设定时间内没有收到所在线性结构中后继节点的广播消息但是仍能收到前驱节点的广播消息，则它将自己标记为簇内节点；
如果簇首节点Hl在设定时间内没有收到所在线性结构中后继节点Al的广播消息或者后继节点Al已经转变为簇内节点，则它选择新的簇关联节点形成新的线性结构，步骤如下
7所示
步骤401 开始
步骤402 簇首节点Hl选择在后继节点Al的后继节点H2通信范围内且与自己的相对角度最大并且距离最远的簇内节点A3作为新的簇关联节点，并向簇内节点A3发送新簇关联节点消息，消息负载为后继节点Al的ID值以及后继节点H2的ID值，同时将簇内节点A3 标记为自己的后继节点；
步骤403 簇内节点A3收到新簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，并将簇首节点Hl标记为自己的前驱节点，将后继节点H2标识为自己的后继节点，同时将新簇关联节点消息转发给后继节点H2 ；
步骤404 后继节点H2收到新簇关联节点消息后，将簇内节点A3作为自己的前驱节占.
步骤405 结束。通过上述过程，即使簇关联节点失效仍然能确保车载网络线性结构拓扑结构的稳定性，通信的连续性，路由的正确性和高效性。本发明所述方法中，如果簇内节点在设定时间内没有收到簇首节点的广播消息但是仍然能收到邻居节点的广播消息，那么簇内节点判定簇首节点脱离所在簇；
如果簇内节点X检测到簇首节点H脱离所在簇且它同时能够接收到簇首节点H所在线性结构中前驱节点和后继节点的广播消息，则簇内节点X执行如下步骤 步骤501 开始;
步骤502 簇内节点X在一跳范围内广播新簇首节点消息，消息负载为簇首节点H的ID 值以及自己的ID值；
步骤503 在设定时间后，簇内节点X判断是否收到本簇内其他簇内节点广播的新簇首节点消息，如果是，进行步骤504，否则进行步骤505 ；
步骤504 簇内节点X判断收到的新簇首节点消息中的簇内节点ID值是否均小于自己的ID值，如果是，进行步骤505，否则进行步骤510 ； 步骤505 簇内节点X则将自己标记为簇首节点；
步骤506 判断簇首节点H是否为线性结构的开始节点，如果是，进行步骤507，否则进行步骤508 ；
步骤507 簇内节点X将自己标识为簇链的开始节点；
步骤508 在设定时间后，簇首节点H的前驱节点或后继节点查看收到的新簇首节点消息的源节点ID值，将ID值最小的簇内节点作为新的后继节点或者前驱节点；
步骤509 在设定时间后，与簇首节点H在同一个簇的簇内节点查看收到的新簇首消息的源节点ID值，将ID值最小的簇内节点作为新的簇首节点； 步骤510 结束。通过上述过程，即使簇首节点失效仍然能确保簇的稳定性，从而保证了车载网络线性结构拓扑结构的稳定性，提高了通信的连续性，路由的正确性和高效性。本发明所述方法中，如果簇首节点H4的后继节点为簇关联节点A2，簇关联节点A2 的后继节点为簇首节点H3，簇首节点H4和簇首节点H3能够直接通信，簇首节点H3则执行如下操作实现簇合并步骤601:开始；
步骤602 簇首节点H3向簇关联节点A2发送新簇内节点消息，向簇首节点H4发送新簇关联节点消息，新簇关联节点消息负载为簇关联节点A2的ID值以及自己的ID值，同时将簇首节点H4标记为自己的前驱节点；
步骤603 簇关联节点A2收到新簇内节点消息后，将自己标识为簇内节点； 步骤604 簇首节点H4收到新簇关联节点消息后，将簇首节点H3标记为自己的后继节点，并将自己标识为簇关联节点，同时向其前驱节点发送新簇首节点消息；
步骤605 前驱节点收到新簇首节点消息后，将自己标识为簇首节点，同时向其前驱节点发送新簇关联节点消息；
步骤606 前驱节点收到新簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，同时向其前驱节点发送新簇首节点消息；
步骤607 前驱节点判断是否为线性结构的开始节点，如果是，进行步骤608，否则进行步骤605 ；
步骤608 结束。上述过程可以确保簇首节点数量的最小化，从而降低了通信开销和路由开销。在簇合并过程中，相应的线性结构拓扑结构并不发生变化，因此增加了线性结构的稳定性，提高了通信的连续性，路由的正确性和高效性。本发明所述方法中，初始状态下，如果簇首节点H6与簇首节点H5属于不同的线性结构，且簇首节点H6的后继节点A5为所在线性结构的结束节点，且簇首节点H5所在线性结构的开始节点，且两个线性结构之间没有孤立节点；
如果在两个线性结构之间出现了一些孤立节点，则执行下述操作以合并两个线性结构，步骤如下所示 步骤701:开始；
步骤702 后继节点A5选择与自己在同一条道路且同一个方向行驶的以及相对角度最大且距离最远的孤立节点作为新的簇首节点，并向孤立节点发送建立簇首节点消息，同时将其标记为自己的后继节点；
步骤703 孤立节点收到建立簇首节点消息后，将自己标识为簇首节点，将发送建立簇首节点消息的簇关联节点标识为自己的前驱节点；与新的簇首节点在同一条道路且同一个方向行驶的孤立节点收到其广播消息后，将自己标识为簇内节点；
步骤704 簇内节点收到建立簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，并将发送建立簇关联节点的簇首节点标记为自己的前驱节点；
步骤705 簇关联节点判断是否收到簇首节点H5的广播消息，如果是，进行步骤707，否则进行步骤706 ；
步骤706 簇关联节点选择与自己在同一条道路且同一个方向行驶的以及相对角度最大且距离最远的孤立节点作为新的簇首节点，并向孤立节点发送建立簇首节点消息，同时将其标记为自己的后继节点，进行步骤703 ；
步骤707 簇关联节点将簇首节点H5标记为自己的后继节点，簇首节点H5收到簇关联节点的广播消息后，将簇关联节点标记为自己的前驱节点； 步骤708 结束。
上述过程可以确保线性结构中节点数量的最小化，从而降低了通信开销和路由开销。在线性结构合并过程中，原来的线性结构拓扑结构并不发生变化，因此增加了线性结构的稳定性，提高了通信的连续性，路由的正确性和高效性。有益效果本发明提供了一种车载网络的构建方法，在车载网络构建之后，车载网络中的车辆可以进行通信从而获取相应的信息，比如获取交通路况信息从而避免道路拥
O
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和 /或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为本发明所述的车载网络拓扑结构示意图。图2为本发明所述的孤立节点建立簇的流程示意图。图3为本发明所述的选择新簇关联节点的流程示意图。图4为本发明所述的选择新簇首节点的流程示意图。图5为本发明所述的簇合并流程示意图。图6为本发明所述的线性结构合并流程示意图。
具体实施例方式
本发明提供了一种车载网络的构建方法，所述车载网络采用线性拓扑结构，缩短了地址配置延迟，降低了地址配置功耗，同时，通过线性结构实现路由，降低了路由功耗，缩短了路由延迟。如图1所示，在所述车载网络中设置三种类型的节点簇首节点1、簇内节点及孤立节点3，所有节点具有唯一性的ID。所述孤立节3点为既没有标记为簇首节点1也没有标记为簇内节点的节点。所述簇内节点包括簇关联节点6和普通簇内节点2，所述簇关联节点连接两个簇首节点，实现路由转发功能。簇关联节点6只接收簇首节点1转发的数据，不接收普通簇内节点发送的信息；普通簇内节点2用于数据采集、数据处理以及数据监测，不进行路由转发。所述簇首节点1和簇关联节点6的拓扑结构为线性结构7，所述车载网络的路由通过所述线性结构7实现；所述车载网络包括一个以上子网5，一个子网5由多个簇4组成；一个子网5包括多个簇4、簇首节点1以及簇关联节点6构成的一个线性结构7。所述簇首节点1用于实现路由转发，普通簇内节点发送的数据首先发送到本簇簇首节点1，簇首节点1再将数据路由转发到目的节点；在同一条道路且同一个方向行驶的车辆标记为一个簇内的簇首节点1和簇内节点，其拓扑结构为星型，簇首节点1与簇内节点为一跳可达；簇首节点1、簇内节点以及孤立节点3定期广播消息，消息负载为节点的类型以及邻居簇首节点或者簇关联节点的个数；节点根据接收到的广播消息计算其它节点与自己的相对位置， 即判断是否在同一条道路且同一方向行驶。如图2所示，当节点进入车载网时，其初始状态设置为孤立节点，如果在设定时间内所述孤立节点没有收到任何簇首节点或簇关联节点的广播消息且其ID值比所有邻居孤立节点的ID值都小，则所述孤立节点根据以下步骤建立簇
步骤301:开始；
步骤302 孤立节点将自己标识为簇首节点以及线性结构的开始节点；步骤303 与簇首节点在同一条道路且同一个方向行驶的孤立节点收到簇首节点广播消息后，将自己标识为簇内节点；
步骤304 簇首节点根据本簇簇内节点广播消息选择与自己相对角度最大且距离最远的簇内节点做为簇关联节点，并向所述簇内节点发送建立簇关联节点消息，同时将所述簇内节点标记为自己的后继节点；
步骤305 簇内节点收到建立簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，并将簇首节点标记为自己的前驱节点，同时选择与自己在同一条道路且同一个方向行驶以及相对角度最大且距离最远的孤立节点作为新的簇首节点，并向此孤立节点发送建立簇首节点消息，同时将其标记为自己的后继节点；
步骤306 孤立节点收到建立簇首节点消息后，将自己标识为簇首节点，将簇关联节点标识为自己的前驱节点；
步骤307 簇首节点判断是否有邻居孤立节点，如果是，进行步骤303，否则进行步骤
308 ；
步骤308 结束。图3为本发明所述的选择新簇关联节点的流程示意图。如果簇关联节点在设定时间内没有收到所在线性结构中前驱节点或者其他邻居节点的广播消息，它则判定脱离所在簇，将自己标记为孤立节点重新加入其他簇或者建立簇；
如果簇关联节点在设定时间内没有收到所在线性结构中后继节点的广播消息但是仍能收到前驱节点的广播消息，则它将自己标记为簇内节点；
如果簇首节点Hl在设定时间内没有收到所在线性结构中后继节点Al的广播消息或者后继节点Al已经转变为簇内节点，则它选择新的簇关联节点形成新的线性结构，步骤如下所示
步骤401 开始
步骤402 簇首节点Hl选择在后继节点Al的后继节点H2通信范围内且与自己的相对角度最大并且距离最远的簇内节点A3作为新的簇关联节点，并向簇内节点A3发送新簇关联节点消息，消息负载为后继节点Al的ID值以及后继节点H2的ID值，同时将簇内节点A3 标记为自己的后继节点；
步骤403 簇内节点A3收到新簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，并将簇首节点Hl标记为自己的前驱节点，将后继节点H2标识为自己的后继节点，同时将新簇关联节点消息转发给后继节点H2 ；
步骤404 后继节点H2收到新簇关联节点消息后，将簇内节点A3作为自己的前驱节占.
步骤405 结束。图4为本发明所述的选择新簇首节点的流程示意图。如果簇内节点在设定时间内没有收到簇首节点的广播消息但是仍然能收到邻居节点的广播消息，那么簇内节点判定簇首节点脱离所在簇；
如果簇内节点X检测到簇首节点H脱离所在簇且它同时能够接收到簇首节点H所在线性结构中前驱节点和后继节点的广播消息，则簇内节点X执行如下步骤 步骤501 开始；步骤502 簇内节点X在一跳范围内广播新簇首节点消息，消息负载为簇首节点H的ID 值以及自己的ID值；
步骤503 在设定时间后，簇内节点X判断是否收到本簇内其他簇内节点广播的新簇首节点消息，如果是，进行步骤504，否则进行步骤505 ；
步骤504 簇内节点X判断收到的新簇首节点消息中的簇内节点ID值是否均小于自己的ID值，如果是，进行步骤505，否则进行步骤510 ； 步骤505 簇内节点X则将自己标记为簇首节点；
步骤506 判断簇首节点H是否为线性结构的开始节点，如果是，进行步骤507，否则进行步骤508 ；
步骤507 簇内节点X将自己标识为簇链的开始节点；
步骤508 在设定时间后，簇首节点H的前驱节点或后继节点查看收到的新簇首节点消息的源节点ID值，将ID值最小的簇内节点作为新的后继节点或者前驱节点；
步骤509 在设定时间后，与簇首节点H在同一个簇的簇内节点查看收到的新簇首消息的源节点ID值，将ID值最小的簇内节点作为新的簇首节点； 步骤510 结束。图5为本发明所述的簇合并流程示意图。如果簇首节点H4的后继节点为簇关联节点A2，簇关联节点A2的后继节点为簇首节点H3，簇首节点H4和簇首节点H3能够直接通信，簇首节点H3则执行如下操作实现簇合并
步骤601:开始；
步骤602 簇首节点H3向簇关联节点A2发送新簇内节点消息，向簇首节点H4发送新簇关联节点消息，新簇关联节点消息负载为簇关联节点A2的ID值以及自己的ID值，同时将簇首节点H4标记为自己的前驱节点；
步骤603 簇关联节点A2收到新簇内节点消息后，将自己标识为簇内节点； 步骤604 簇首节点H4收到新簇关联节点消息后，将簇首节点H3标记为自己的后继节点，并将自己标识为簇关联节点，同时向其前驱节点发送新簇首节点消息；
步骤605 前驱节点收到新簇首节点消息后，将自己标识为簇首节点，同时向其前驱节点发送新簇关联节点消息；
步骤606 前驱节点收到新簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，同时向其前驱节点发送新簇首节点消息；
步骤607 前驱节点判断是否为线性结构的开始节点，如果是，进行步骤608，否则进行步骤605 ；
步骤608 结束。图6为本发明所述的线性结构合并流程示意图。初始状态下，如果簇首节点H6与簇首节点H5属于不同的线性结构，且簇首节点H6的后继节点A5为所在线性结构的结束节点，且簇首节点H5所在线性结构的开始节点，且两个线性结构之间没有孤立节点；
如果在两个线性结构之间出现了一些孤立节点，则执行下述操作以合并两个线性结构，步骤如下所示 步骤701:开始；
步骤702 后继节点A5选择与自己在同一条道路且同一个方向行驶的以及相对角度最大且距离最远的孤立节点作为新的簇首节点，并向孤立节点发送建立簇首节点消息，同时将其标记为自己的后继节点；
步骤703 孤立节点收到建立簇首节点消息后，将自己标识为簇首节点，将发送建立簇首节点消息的簇关联节点标识为自己的前驱节点；与新的簇首节点在同一条道路且同一个方向行驶的孤立节点收到其广播消息后，将自己标识为簇内节点；
步骤704 簇内节点收到建立簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，并将发送建立簇关联节点的簇首节点标记为自己的前驱节点；
步骤705 簇关联节点判断是否收到簇首节点H5的广播消息，如果是，进行步骤707，否则进行步骤706 ；
步骤706 簇关联节点选择与自己在同一条道路且同一个方向行驶的以及相对角度最大且距离最远的孤立节点作为新的簇首节点，并向孤立节点发送建立簇首节点消息，同时将其标记为自己的后继节点，进行步骤703 ；
步骤707 簇关联节点将簇首节点H5标记为自己的后继节点，簇首节点H5收到簇关联节点的广播消息后，将簇关联节点标记为自己的前驱节点； 步骤708 结束。综上所述，本发明提供了一种车载网络的构建方法，通过此项技术构建车载网络之后，车载网络中的车辆可以进行通信从而获取相应的信息，比如获取交通路况信息从而避免道路拥塞，因此，本技术具有很高的推广价值。本发明提供了一种车载网络的构建方法的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种车载网络的构建方法，其特征在于，在所述车载网络中设置三种类型的节点 簇首节点、簇内节点及孤立节点，所有节点具有唯一性的ID ；所述孤立节点为既没有标记为簇首节点也没有标记为簇内节点的节点； 所述簇内节点包括簇关联节点和普通簇内节点，所述簇关联节点连接两个簇首节点， 实现路由转发功能；簇关联节点只接收簇首节点转发的数据，不接收普通簇内节点发送的信息；普通簇内节点用于数据采集、数据处理以及数据监测，不进行路由转发；所述簇首节点和簇关联节点的拓扑结构为线性结构，所述车载网络的路由通过所述线性结构实现；所述车载网络包括一个以上子网，一个子网由多个簇组成；一个子网对应多个簇、簇首节点以及簇关联节点构成的一个线性结构；所述簇首节点用于实现路由转发，普通簇内节点发送的数据首先发送到本簇簇首节点，簇首节点再将数据路由转发到目的节点；在同一条道路且同一个方向行驶的车辆标记为一个簇内的簇首节点和簇内节点，其拓扑结构为星型，簇首节点与簇内节点为一跳可达；簇首节点、簇内节点以及孤立节点定期广播消息，消息负载为节点的类型以及邻居簇首节点或者簇关联节点的个数；节点根据接收到的广播消息计算其它节点与自己的相对位置，即判断是否在同一条道路且同一方向行驶。
2.根据权利要求1所述的一种车载网络的构建方法，其特征在于，当节点进入车载网时，其初始状态设置为孤立节点，如果在设定时间内所述孤立节点没有收到任何簇首节点或簇关联节点的广播消息且其ID值比所有邻居孤立节点的ID值都小，则所述孤立节点根据以下步骤建立簇步骤301 开始；步骤302 孤立节点将自己标识为簇首节点以及线性结构的开始节点； 步骤303 与簇首节点在同一条道路且同一个方向行驶的孤立节点收到簇首节点广播消息后，将自己标识为簇内节点；步骤304 簇首节点根据本簇簇内节点广播消息选择与自己相对角度最大且距离最远的簇内节点做为簇关联节点，并向所述簇内节点发送建立簇关联节点消息，同时将所述簇内节点标记为自己的后继节点；步骤305 簇内节点收到建立簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，并将簇首节点标记为自己的前驱节点，同时选择与自己在同一条道路且同一个方向行驶以及相对角度最大且距离最远的孤立节点作为新的簇首节点，并向此孤立节点发送建立簇首节点消息，同时将其标记为自己的后继节点；步骤306 孤立节点收到建立簇首节点消息后，将自己标识为簇首节点，将簇关联节点标识为自己的前驱节点；步骤307 簇首节点判断是否有邻居孤立节点，如果是，进行步骤303，否则进行步骤308 ；步骤308 结束。
3.根据权利要求1或2所述的一种车载网络的构建方法，其特征在于，如果簇内节点在设定时间内没有收到簇首节点以及其他邻居节点的广播消息，它则判定脱离所在簇，并将自己标记为孤立节点重新加入其他簇或者建立簇。
4.根据权利要求2所述的一种车载网络的构建方法，其特征在于，如果簇关联节点在设定时间内没有收到所在线性结构中前驱节点或者其他邻居节点的广播消息，它则判定脱离所在簇，将自己标记为孤立节点重新加入其他簇或者建立簇；如果簇关联节点在设定时间内没有收到所在线性结构中后继节点的广播消息但是仍能收到前驱节点的广播消息，则它将自己标记为簇内节点；如果簇首节点Hl在设定时间内没有收到所在线性结构中后继节点Al的广播消息或者后继节点Al已经转变为簇内节点，则它选择新的簇关联节点形成新的线性结构，步骤如下所示步骤401 开始步骤402 簇首节点Hl选择在后继节点Al的后继节点H2通信范围内且与自己的相对角度最大并且距离最远的簇内节点A3作为新的簇关联节点，并向簇内节点A3发送新簇关联节点消息，消息负载为后继节点Al的ID值以及后继节点H2的ID值，同时将簇内节点A3 标记为自己的后继节点；步骤403 簇内节点A3收到新簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，并将簇首节点Hl标记为自己的前驱节点，将后继节点H2标识为自己的后继节点，同时将新簇关联节点消息转发给后继节点H2 ；步骤404 后继节点H2收到新簇关联节点消息后，将簇内节点A3作为自己的前驱节占.步骤405 结束。
5.根据权利要求2所述的一种车载网络的构建方法，其特征在于，如果簇内节点在设定时间内没有收到簇首节点的广播消息但是仍然能收到邻居节点的广播消息，那么簇内节点判定簇首节点脱离所在簇；如果簇内节点X检测到簇首节点H脱离所在簇且它同时能够接收到簇首节点H所在线性结构中前驱节点和后继节点的广播消息，则簇内节点X执行如下步骤 步骤501 开始；步骤502 簇内节点X在一跳范围内广播新簇首节点消息，消息负载为簇首节点H的ID 值以及自己的ID值；步骤503:在设定时间后，簇内节点X判断是否收到本簇内其他簇内节点广播的新簇首节点消息，如果是，进行步骤504，否则进行步骤505 ；步骤504 簇内节点X判断收到的新簇首节点消息中的簇内节点ID值是否均小于自己的ID值，如果是，进行步骤505，否则进行步骤510 ； 步骤505 簇内节点X则将自己标记为簇首节点；步骤506 判断簇首节点H是否为线性结构的开始节点，如果是，进行步骤507，否则进行步骤508 ；步骤507 簇内节点X将自己标识为簇链的开始节点；步骤508 在设定时间后，簇首节点H的前驱节点或后继节点查看收到的新簇首节点消息的源节点ID值，将ID值最小的簇内节点作为新的后继节点或者前驱节点；步骤509 在设定时间后，与簇首节点H在同一个簇的簇内节点查看收到的新簇首消息的源节点ID值，将ID值最小的簇内节点作为新的簇首节点； 步骤510 结束。
6.根据权利2要所述的一种车载网络的构建方法，其特征在于，如果簇首节点H4的后继节点为簇关联节点A2，簇关联节点A2的后继节点为簇首节点H3，簇首节点H4和簇首节点H3能够直接通信，簇首节点H3则执行如下操作实现簇合并步骤601 开始；步骤602 簇首节点H3向簇关联节点A2发送新簇内节点消息，向簇首节点H4发送新簇关联节点消息，新簇关联节点消息负载为簇关联节点A2的ID值以及自己的ID值，同时将簇首节点H4标记为自己的前驱节点；步骤603 簇关联节点A2收到新簇内节点消息后，将自己标识为簇内节点； 步骤604 簇首节点H4收到新簇关联节点消息后，将簇首节点H3标记为自己的后继节点，并将自己标识为簇关联节点，同时向其前驱节点发送新簇首节点消息；步骤605 前驱节点收到新簇首节点消息后，将自己标识为簇首节点，同时向其前驱节点发送新簇关联节点消息；步骤606 前驱节点收到新簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，同时向其前驱节点发送新簇首节点消息；步骤607 前驱节点判断是否为线性结构的开始节点，如果是，进行步骤608，否则进行步骤605 ；步骤608 结束。
7.根据权利要求2所述的一种车载网络的构建方法，其特征在于，初始状态下，如果簇首节点H6与簇首节点H5属于不同的线性结构，且簇首节点H6的后继节点A5为所在线性结构的结束节点，且簇首节点H5所在线性结构的开始节点，且两个线性结构之间没有孤立节占. 如果在两个线性结构之间出现了一些孤立节点，则执行下述操作以合并两个线性结构，步骤如下所示 步骤701:开始；步骤702 后继节点A5选择与自己在同一条道路且同一个方向行驶的以及相对角度最大且距离最远的孤立节点作为新的簇首节点，并向孤立节点发送建立簇首节点消息，同时将其标记为自己的后继节点；步骤703 孤立节点收到建立簇首节点消息后，将自己标识为簇首节点，将发送建立簇首节点消息的簇关联节点标识为自己的前驱节点；与新的簇首节点在同一条道路且同一个方向行驶的孤立节点收到其广播消息后，将自己标识为簇内节点；步骤704 簇内节点收到建立簇关联节点消息后，将自己标识为簇关联节点，并将发送建立簇关联节点的簇首节点标记为自己的前驱节点；步骤705 簇关联节点判断是否收到簇首节点H5的广播消息，如果是，进行步骤707，否则进行步骤706 ；步骤706 簇关联节点选择与自己在同一条道路且同一个方向行驶的以及相对角度最大且距离最远的孤立节点作为新的簇首节点，并向孤立节点发送建立簇首节点消息，同时将其标记为自己的后继节点，进行步骤703 ；步骤707 簇关联节点将簇首节点H5标记为自己的后继节点，簇首节点H5收到簇关联节点的广播消息后，将簇关联节点标记为自己的前驱节点； 步骤708 结束。
全文摘要
本发明提供了一种车载网络的构建方法，所述车载网络中设置三种类型的节点簇首节点、簇内节点及孤立节点。所述簇内节点包括簇关联节点和普通簇内节点，簇关联节点连接两个簇首节点，实现路由转发功能；普通簇内节点用于数据采集、数据处理以及数据监测，不进行路由转发；在同一条道路且同一个方向行驶的车辆标记为一个簇内的簇首节点和簇内节点，其拓扑结构为星型，簇首节点与簇内节点为一跳可达；所述簇首节点和簇关联节点的拓扑结构为线性结构，所述车载网络的路由通过所述线性结构实现。本发明在车载网络构建之后，车载网络中的车辆可以进行通信从而获取相应的信息，比如获取交通路况信息从而避免道路拥塞。
文档编号H04L29/08GK102347991SQ20111037501
公开日2012年2月8日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者王晓喃 申请人:常熟理工学院