基于C-V2X的车路协同平台和交互实现系统和控制方法与流程

本发明涉及一种基于c-v2x的车路协同平台和交互实现系统和控制方法。

背景技术：

随着科技的发展和车辆用户群的扩大，现如今有许多大学生使用电动汽车进行代步，大学生使用电动汽车代步大大的为其提供交通便利，但同时也带来了很多隐患，例如，为许多大学生放学后去诸如网吧、ktv等娱乐场提供了极大的便利。

技术实现要素：

为了解决现有技术中电动汽车给学生前往娱乐场所带来极大便利的问题，本发明实施例提供了一种基于c-v2x的车路协同平台和交互实现系统和控制方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种基于c-v2x的车路协同平台和交互实现系统，所述系统包括：电动汽车和电子设备，其中：

所述电子设备获取合法行驶范围，向所述电动汽车发送携带有所述合法行驶范围的控制指令；

所述电动汽车接收到所述控制指令后，利用定位技术获取其位置信息，以及利用所述位置信息确定所述电动汽车是否超出所述合法行驶范围；

所述电动汽车在其超出所述合法行驶范围时，向所述电子设备发送第一提醒消息；

所述电子设备接收并展示所述第一提醒消息，所述第一提醒消息用于提示所述电动汽车已超出所述合法行驶范围；所述电子设备在检测到断电确认信号时，向所述电动汽车发送断电指令；所述电动汽车根据所述断电指令控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路；

所述电子设备接收并展示所述第一提醒消息，所述第一提醒消息用于提示所述电动汽车已超出所述合法行驶范围且已切断所述电动汽车的电源；

所述电子设备在检测到供电确认信号时，向所述电动汽车发送供电指令；

所述电动汽车根据所述供电指令控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为通路；

所述供电指令中还携带有供电时长，

所述电动汽车接收到供电指令时开始计时；

所述电动汽车在计时时长低于所述供电时长时，控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为通路；

所述电动汽车在所述计时时长达到或超出所述供电时长时，根据所述电动汽车的位置信息确定所述电动汽车是否超出所述合法行驶范围；

如果所述电动汽车超出所述合法行驶范围，则控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向所述电子设备发送第二提醒消息；

所述供电指令中还携带有所述电动汽车的行驶速度，

所述电动汽车接收到供电指令时开始计算所述电动汽车的行驶速度；

所述电动汽车的行驶速度小于预设行驶速度时，控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为通路；

所述电动汽车的行驶速度大于所述预设行驶速度时，控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，或者，控制所述电动汽车的行驶速度为所述预设行驶速度；

所述电子设备包括外部数据接收模块、opnet数据交换模块、数据信息显示模块以及和车路协同信息交互网络仿真模块，所述外部数据接收模块通过hla/rti实现，提供与外部车路协同交通仿真数据接口，实现实时车路协同交通仿真数据采集；所述opnet数据交换模块通过opnet自带的hla_interface接口实现，完成用户仿真数据包产生、车路协同信息交互网络仿真模块控制数据产生与传输；所述数据信息显示模块实现外部数据接收及opnet仿真控制信息的可视化显示；车路协同信息交互网络仿真模块实现车辆网络与路侧设备的信息传输与共享，包括数据转换子模块、网络及协议配置模块以及仿真结果分析模块，所述数据转换子模块作为仿真数据适配器，将所述电子设备数据转换为opnet可识别的数据；所述网络及协议配置模块实现车路协同仿真路网中移动车辆节点网络拓扑结构配置，同时通过修改manet_station节点模型实现车路协同信息交互协议配置；所述仿真结果分析模块实现车路协同信息交互协议性能指标的评价。

可选的，所述系统还包括服务器，

所述电动汽车开机后实时的向所述服务器发送其位置信息；

所述服务器根据所述位置信息获取所述电动汽车所在位置附近的电子地图的地图数据，将所述地图数据以及所述位置信息发送至所述电子设备；

所述电子设备利用所述地图数据展示所述电子地图，以及根据所述位置信息在所述电子地图中标记所述电动汽车所在位置。

可选的，所述供电指令中还包括临时合法行驶范围以及所述临时合法行驶范围的有效时长，

所述电动汽车接收到所述供电指令时开始计时；

所述电动汽车在计时时长低于所述有效时长时，根据所述电动汽车的位置信息确定所述电动汽车是否超出所述临时合法行驶范围；如果所述电动汽车超出所述临时合法行驶范围，则控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向所述电子设备发送第二提醒消息；

所述电动汽车在计时时长达到或超出有所述有效时长时，根据所述电动汽车的位置信息确定所述电动汽车是否超出所述合法行驶范围；如果所述电动汽车超出所述合法行驶范围，则控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向所述电子设备发送第二提醒消息。

可选的，所述电动汽车在其超出所述合法行驶范围时，所述电动汽车进行蜂鸣器报警，所述蜂鸣器报警的频率与所述电动汽车超出所述合法行驶范围的距离呈正比。

可选的，所述系统包括服务器，

所述电动汽车在其超出所述合法行驶范围时，利用所述电动汽车上的摄像头进行录制生成视频数据信号；

将所述视频数据信号发送至所述服务器，由所述服务器将所述视频数据信号转发至所述电子设备。

可选的，所述用户仿真数据包包括车辆运行状态信息、路侧设备广播信息。

可选的，所述车路协同信息交互网络仿真模块控制数据包括仿真时间推进信息和仿真网络拓扑配置信息。

可选的，所述车路协同信息交互网络仿真模块基于opnetmodeler构建。

第二方面，提供了一种电动汽车的控制方法，所述方法包括：

接收电子设备发送的控制指令，所述控制指令携带有合法行驶范围；

利用定位技术获取电动汽车的位置信息，以及根据所述位置信息确定所述电动汽车是否超出所述合法行驶范围；

在超出所述合法行驶范围时，控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向所述电子设备发送第一提醒消息。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过电子设备获取合法行驶范围，向电动汽车发送携带有合法行驶范围的控制指令；电动汽车接收到该控制指令后，利用定位技术获取其位置信息，以及利用该位置信息确定电动汽车是否超出合法行驶范围；电动汽车在其超出合法行驶范围时，控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向电子设备发送第一提醒消息。解决了现有技术中电动汽车给学生前往娱乐场所带来极大便利的问题，达到了电子设备用户有效管理电动汽车的使用范围的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例中提供的一种基于c-v2x的车路协同平台和交互实现系统的结构示意图；

图2是本发明一个实施例提供的电动汽车的控制方法的方法流程图；

图3本发明另一个实施例提供的电动汽车的控制方法的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。文中所讲的“电子设备”可以包括智能手机、平板电脑、智能电视、电子书阅读器、mp3播放器（movingpictureexpertsgroupaudiolayeriii，动态影像专家压缩标准音频层面3）、mp4（movingpictureexpertsgroupaudiolayeriv，动态影像专家压缩标准音频层面4）播放器、膝上型便携计算机和台式计算机等等。

图1是本发明一示例性实施例示出的一种基于c-v2x的车路协同平台和交互实现系统的结构示意图，该控制系统包括电动汽车110、电子设备120和服务器130。

电子设备120上安装有管理应用程序，该管理应用程序用于提供电动汽车的产品服务器和/或电动汽车的管理服务。

服务器130为用于向管理应用程序提供后台服务的服务器。该服务器130可以为一台服务器，也可以为由多台服务器组成的服务器集群。

电子设备120与电动汽车110可通过以下两种方式进行通信：

第一种，在电动汽车110位于电子设备120的无线通信范围内时，电动汽车110可利用诸如蓝牙、nfc(nearfieldcommunication，近距离无线通信技术)等等的无线通信技术与电子设备120进行通信。

第二种，电动汽车110可以通过无线网络与服务器130相连接，电子设备120可以通过有线或者无线网络与服务器130连接。由服务器130将电子设备120需要发送给电动汽车110的信息或数据转发给电动汽车110，由服务器130将电动汽车110需要发送给电子设备120的信息或数据转发给电子设备120。

请参考图2，其示出了本发明一个实施例提供的电动汽车的控制方法的方法流程图，本实施例以该电动汽车的控制方法用于图1所示的控制系统中来举例说明。如图2所示，该电动汽车的控制方法可以包括：

步骤210，电子设备获取合法行驶范围，向电动汽车发送携带有该合法行驶范围的控制指令。

用户可利用电子设备上管理应用程序，将电动汽车与电子设备或管理应用程序中登录的用户账号进行绑定。具体可通过以下几种方式实现：

第一种，电子设备扫描通信范围内的电动汽车，从扫描到的电动汽车中获取设备信息，这里所讲的设备信息可以包括出厂公司、能够唯一标识该电动汽车的设备标识等等；展示扫描到的电动汽车的设备信息，从中获取用户选中的电动汽车，将用户选中的电动汽车与电子设备或管理应用程序中登录的用户账号进行绑定。

第二种，电子设备可展示用于输入电动汽车的设备信息的输入框；电子设备利用输入框中的设备信息，将电动汽车与电子设备或管理应用程序中登录的用户账号进行绑定。

在电动汽车与电子设备或用户账号绑定后，管理应用程序可提供该电动汽车的合法行驶范围的设置功能。这里所讲的合法行驶范围可以为用户选中的区域，也可以为用户设定的行驶路线，本实施例对此不作具体限定。

步骤210可通过以下几种方式实现：

第一种，获取用户输入的第一目的地和第二目的地；获取第一目的地与第二目的地之间的多个候选行驶路线，展示该多个候选行驶路线供用户选择；将用户选中的行驶路线确定为合法行驶范围；向电动汽车发送携带有该合法行驶范围的控制指令。

第二种，获取用户输入的中心位置以及半径距离，将以该中心位置为圆心与该半径距离为半径的圆形区域确定为合法行驶范围；向电动汽车发送携带有该合法行驶范围的控制指令。

第三种，展示电子地图，获取该电子地图中被选中的区域，将该区域确定为合法行驶范围；向电动汽车发送携带有该合法行驶范围的控制指令。

需要说明的一点是，本步骤中电子设备向电动汽车发送控制指令可通过以下两种方式实现：第一种，利用诸如蓝牙、nfc等无线通信技术向电动汽车发送该控制指令；第二种，向服务器发送该控制指令，由服务器将该控制指令转发给与该电子设备绑定的电动汽车。

步骤220，电动汽车接收到该控制指令后，利用定位技术获取其位置信息，以及利用该位置信息确定电动汽车是否超出合法行驶范围。

电动汽车在接收到该控制指令后，实时利用诸如gps（globalpositioningsystem，全球定位系统）、北斗定位技术进行定位得到电动汽车的位置信息；根据该位置信息确定电动汽车是否超出合法行驶范围。

可选的，根据该位置信息计算电动汽车与合法行驶范围之间的最小距离；如果该最小距离小于预设距离，则确定电动汽车未超出合法行驶范围，否则确定电动汽车超出合法行驶范围。

在实际实现时，电动汽车可将其位置信息实时上传至服务器，由服务器根据电动汽车的位置信息确定电动汽车是否超出合法行驶范围；在电动汽车超出合法行驶范围时，向电动汽车发送用于指示电动汽车超出合法行驶范围的消息。

可选的，服务器同时还可向与该电动汽车绑定的电子设备发送第一提醒消息，该第一提醒消息用于提示用户电动汽车已超出合法行驶范围。

步骤230，电动汽车在其超出合法行驶范围时，控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向电子设备发送第一提醒消息。

控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路的具体实现可以为：在该电源与电动汽车电机之间的电路中设置一个电子开关，该电子开关的控制端与电动汽车内的处理器相连接；该处理器在电动汽车超出合法行驶范围时，控制该电子开关打开使电源与电动汽车电机之间的电路成为开路，使电动汽车中电源停止为电动汽车电机供电。

电动汽车向电子设备发送第一提醒消息的实现可以为：电动汽车向服务器发送该第一提醒消息，服务器将该第一提醒消息转发给电子设备。

综上所述，本发明实施例提供的方法，通过电子设备获取合法行驶范围，向电动汽车发送携带有合法行驶范围的控制指令；电动汽车接收到该控制指令后，利用定位技术获取其位置信息，以及利用该位置信息确定电动汽车是否超出合法行驶范围；电动汽车在其超出合法行驶范围时，控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向电子设备发送第一提醒消息。解决了现有技术中电动汽车给学生前往娱乐场所带来极大便利的问题，达到了电子设备用户有效管理电动汽车的使用范围的效果。

在一个示例中，电子设备展示用于提示用户电动汽车已超出合法行驶范围的第一提醒消息，由用户确定是否切断电动汽车电机的电源，可通过以下方式实现：电子设备接收并展示该第一提醒消息，该第一提醒消息用于提示电动汽车已超出合法行驶范围；电子设备在检测到断电确认信号时，向电动汽车发送断电指令；电动汽车根据该断电指令控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路。

具体实现可以为：电子设备展示第一提醒消息的同时，还展示确认按钮和否认按钮；在检测到确认按钮被触发时，确认接收到断电确认信号，向电动汽车发送断电指令；在检测到否认按钮被触发时，停止第一提醒消息、确认按钮以及否认按钮的展示。

在一个示例中，在电动汽车超出合法行驶范围时，电动汽车直接切断电动汽车电机的电源，向电子设备发送用于提示电动汽车已超出合法行驶范围且已切断电动汽车的电源的第一提醒消息。可通过以下方式实现：电子设备接收并展示第一提醒消息，该第一提醒消息用于提示电动汽车已超出合法行驶范围且已切断电动汽车的电源；电子设备在检测到供电确认信号时，向电动汽车发送供电指令；电动汽车根据供电指令控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为通路。

具体实现可以为：电子设备展示第一提醒消息的同时，还展示确认供电按钮和否认供电按钮；在检测到确认供电按钮被触发时，确认接收到供电确认信号，向电动汽车发送供电指令；在检测到否认供电按钮被触发时，停止第一提醒消息、确认供电按钮以及否认供电按钮的展示。

在一个示例中，使用电动汽车的用户可与电子设备的用户协商，在一定时间内可超出安全行驶范围使用电动汽车，可通过以下方式实现：供电指令中还携带有供电时长，电动汽车接收到供电指令时开始计时；电动汽车在计时时长低于供电时长时，控制电源与电动汽车电机之间的电路为通路。

举例来讲，电子设备在展示第一提醒消息时，同时还展示确认供电按钮和否认供电按钮；在检测到确认供电按钮被触发时，展示用于填写供电时长的输入框和确认按钮；在检测到该确认按钮被触发时，将输入框中输入的供电时长添加至供电指令，向电动汽车发送该供电指令。

可选的，电动汽车在计时时长达到或超出供电时长时，根据电动汽车的位置信息确定电动汽车是否超出合法行驶范围；如果电动汽车超出合法行驶范围，则控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向电子设备发送第二提醒消息，所述第二提醒消息用于提示电动汽车已超出合法行驶范围。

其中，电动汽车向电子设备发送第二提醒消息的实现可参照电动汽车向电子设备发送第一提醒消息的实现。

在一个示例中，使用电动汽车的用户可与电子设备的用户协商，设定临时合法行驶范围和临时合法行驶范围的有效时长。具体实现可以为：电动汽车接收到供电指令时开始计时，该供电指令中还包括临时合法行驶范围以及临时合法行驶范围的有效时长；电动汽车在计时时长低于有效时长时，根据电动汽车的位置信息确定电动汽车是否超出临时合法行驶范围；如果电动汽车超出临时合法行驶范围，则控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向电子设备发送第二提醒消息；

电动汽车在计时时长达到或超出有效时长时，根据电动汽车的位置信息确定电动汽车是否超出合法行驶范围；如果电动汽车超出合法行驶范围，则控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向电子设备发送第二提醒消息。

其中，用户在电子设备中设定临时合法行驶范围的实现可参见设定合法行驶范围的实现，此处不再赘述。

在一个示例中，电动汽车在其超出合法行驶范围时，电动汽车进行蜂鸣器报警，蜂鸣器报警的频率与电动汽车超出合法行驶范围的距离呈正比。

在一个示例中，电动汽车在其超出合法行驶范围时，利用电动汽车上的摄像头进行录制生成视频数据信号；将视频数据信号发送至服务器，由服务器将视频数据信号转发至电子设备，使电子设备的用户可实时监控电动汽车附近的行驶环境。

在一个示例中，所述供电指令中还携带有所述电动汽车的行驶速度，

所述电动汽车接收到供电指令时开始计算所述电动汽车的行驶速度；

所述电动汽车的行驶速度小于预设行驶速度时，控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为通路；

所述电动汽车的行驶速度大于所述预设行驶速度时，控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，或者，控制所述电动汽车的行驶速度为所述预设行驶速度。

例如，所述预设行驶速度为80km/h，当所述电动汽车的行驶速度大于80km/h时，控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，或者，当所述电动汽车的行驶速度大于80km/h时，控制所述电动汽车的行驶速度恒定为80km/h。

可以理解地，该预设行驶速度可以是厂家预先存储在所述电子设备内的，也可以是用户根据自己的实际使用经验输入到所述电子设备内的。可以理解的，在另一个实施方式中，预设行驶速度还可以是用户输入的期望行驶速度或者是厂家预先存储在所述电子设备内的推荐行驶速度。

综上所述，本发明提供的基于c-v2x的车路协同平台和交互实现系统，所述电动汽车的行驶速度大于所述预设行驶速度时，控制所述电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，或者，控制所述电动汽车的行驶速度为所述预设行驶速度。可防止电动汽车在合法行驶范围内，因行驶速度过快，而发生安全隐患，有效保障了电动汽车的安全运行。

在一个示例中，所述电子设备包括外部数据接收模块、opnet数据交换模块、数据信息显示模块以及和车路协同信息交互网络仿真模块，

其中，所述外部数据接收模块通过hla/rti实现，提供与外部车路协同交通仿真数据接口，实现实时车路协同交通仿真数据采集；

所述opnet数据交换模块通过opnet自带的hla_interface接口实现，完成用户仿真数据包产生、车路协同信息交互网络仿真模块控制数据产生与传输；

所述数据信息显示模块实现外部数据接收及opnet仿真控制信息的可视化显示；

车路协同信息交互网络仿真模块实现车辆网络与路侧设备的信息传输与共享，包括数据转换子模块、网络及协议配置模块以及仿真结果分析模块，

其中，所述数据转换子模块作为仿真数据适配器，将所述电子设备数据转换为opnet可识别的数据；

所述网络及协议配置模块实现车路协同仿真路网中移动车辆节点网络拓扑结构配置，同时通过修改manet_station节点模型实现车路协同信息交互协议配置；

所述仿真结果分析模块实现车路协同信息交互协议性能指标的评价。

可选的，所述用户仿真数据包包括车辆运行状态信息、路侧设备广播信息。

可选的，所述车路协同信息交互网络仿真模块控制数据包括仿真时间推进信息和仿真网络拓扑配置信息。

可选的，所述车路协同信息交互网络仿真模块基于opnetmodeler构建。

综上所述，车辆节点的实时状态信息和路侧设备的广播信息，由所述电子设备通过hla直接发送给无线仿真模块中的各个车辆节点和路侧设备节点，仿真模块仿真无线信息在网络中的传播过程，并把电动汽车每个时刻的状态信息和收到路侧设备的广播信息再通过hla回传给所述电子设备部分。根据这些变化后的信息，外部仿真系统中的各个车辆能够根据其收到的信息，制定控制策略，改变车辆的速度和方向。

在一个示例中，电动汽车开机后实时的向服务器发送其位置信息；服务器根据该位置信息获取电动汽车所在位置附近的电子地图的地图数据，将该地图数据以及该位置信息发送至电子设备；电子设备利用该地图数据展示该电子地图，以及根据该位置信息在电子地图中标记电动汽车所在位置。

请参考图3，其示出了本发明另一个实施例提供的电动汽车的控制方法的方法流程图，本实施例以该电动汽车的控制方法用于图1所示的电动汽车中来举例说明。如图3所示，该电动汽车的控制方法可以包括：

步骤310，接收电子设备发送的控制指令，该控制指令携带有合法行驶范围。

步骤320，利用定位技术获取其位置信息，以及利用该位置信息确定电动汽车是否超出合法行驶范围。

步骤330，在超出合法行驶范围时，控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向电子设备发送第一提醒消息。

综上所述，本发明实施例提供的方法，通过电子设备获取合法行驶范围，向电动汽车发送携带有合法行驶范围的控制指令；电动汽车接收到该控制指令后，利用定位技术获取其位置信息，以及利用该位置信息确定电动汽车是否超出合法行驶范围；电动汽车在其超出合法行驶范围时，控制电动汽车的电源与电动汽车电机之间的电路为开路，和/或，向电子设备发送第一提醒消息。解决了现有技术中电动汽车给学生前往娱乐场所带来极大便利的问题，达到了电子设备用户有效管理电动汽车的使用范围的效果。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。