《智能交通系统》实验项目_实验项目指导书V2.1

实验指导书 孙剑 吴志周编写

1. 背景

随着电子信息和无线通信技术的迅速发展与应用，以车为节点的信息系统——车联网成为智能交通拓展的新方向。“车联网”指的是通过车辆收集、处理并共享大量信息，使车与车、车与路侧设备、车与路上的行人和自行车以及车与城市网络能互相联结，从而实现更智能、更安全的驾驶。车联网是战略性新兴产业中物联网和智能化汽车两大领域的重要交集。对于不同的车联网环境下的应用，通信需求及目前的通信技术如下图所示。因此若使车联网系统在交通机动性及主动安全方面完全发挥作用，交通系统与通信系统无缝衔接是其中的关键，本实验围绕测试车联网环境下信息采集、传输可靠性、传输频率、有效性等方面开展。

主动安全需求(secs) 违反交通信号警告 过弯速度警告 紧急刹车灯 碰撞前感知 协同避撞 左转辅助 换道警告 两难区辅助 0.1 1.0 0.1 0.02 0.1 0.1 0.1 0.1

2. 实验目的

通过车路协同系统实验，使学生深入了解车路协同系统基础架构，了解车路协同系统信息采集、处理和通信原理，掌握车路协同实验平台基本操作方法；基于现有车路协同实验平台，设计并实现部分功能应用，锻炼学生动手能力，加深对车路协同系统的理解。 3. 实验类型

综合设计类

4. 实验设备

序号 1 2 实验车 GPS模块 名 称 型号与规格 福特福克斯 GPS18 数量 1 2 备 注 或用手推车替代。 实现单点定位，精度为5-15米。 用于传递电磁波信息，增大传输距离3 5.8 GHZ无线天线 Q5158F12T 4 及强度。 4 5 6 车载显示器 对讲机 皮尺 ELM327 OBD-RS2327 转接线 DC 8 逆变器 100V 9 WAVE无线通信设备 DENSO WSU 2 用于无线通信。 12V-AC 1 用于在实验车内提供220V的交流电。 定制 1 机。 TFT-LCD 摩托罗拉 1 2 1 用于与驾驶员实现信息交互 用于车车、车路通信双方口头联系。 对相关距离进行标定 用于将车内CAN总线信息导出至PC5. 实验原理

通过车路协同系统能够全面的掌握车辆、道路、交通等信息，从而为交通控制和管理提供充足的信息支持。车路协同系统主要的设备包括：无线传输设备、信息采集和处理设备、显示设备、电源等，信息的处理和显示用笔记本电脑代替车载显示终端。 6. 实验内容

 DSRC通信性能实验  数据传输可靠性实验 6. 实验步骤

1. DSRC通信性能实验

无线通信系统的可靠性是车路协同系统的关键基础，因此需要测试DSRC设备通信的可靠性。本实验将验证WSU在车路协同系统中的适应性。主要测试内容包括：1）DSRC通信距离测试；2）DSRC丢包率测试。

1）通信距离测试

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v2≥0, a2≥0AV1=0, a1=0B 图 1 通信距离测试示意图

实验步骤：

1. 将一个WSU固定于A点； 2. 将另一个WSU固定于实验车上；

3. 连接WSU外围设备，包括电源，天线，显示器等；

4. 启动WSU，设置WSU通信参数（初始可设通信信道为172, 数据包大小为500 byte,

传输速率为6 Mbps, 发射功率为20dBm），开启无线功能；

5. 将小推车或实验车以一定的速度缓慢远离A点，实时观察显示器上的通信距离和通

信状况，直至两个WSU停止通信，记录此时通信距离。

6. 分别调整第4步的参数重复实验过程10次。测试内容记录如表1所示

表 1 测试内容记录样表

日 期 实 验 员 通信信道 传输速率 实验次数 1 2 3 …

实验地点 发射功率（DBM） 通信距离（单位：m） 3

数据大小 2）DSRC丢包率测试：

实验拟在交通运输工程学院南侧的校园东西向道路进行。如图2所示

A

B

图2 实验道路示意图

具体实验步骤：

1. 将一个WSU固定于实验路段某一点，如图2中的A点；

2. 将另一个WSU固定于实验路段B点，距离A点100~800m（任选一点）处； 3. 连接WSU外围设备，包括电源，天线，显示器等；

4. 启动WSU，设置WSU通信参数（可设通信信道为172, 数据包大小为500 byte, 传

输速率为6 Mbps, 发射功率为20dBm），开启无线功能； 5. 观察并记录显示器中显示的各项相关数据。

6. 分别调整第4步的参数重复实验过程。测试内容记录如表2所示

4

表 2 测试内容记录样表

日 期 实 验 员 通信信道 传输速率 实验次数 1 2 3 … 发射功率 数据包大小

2. 数据传输可靠性实验

（1）车车通信环境下数据传输实验

在交通状况良好的情况下，车辆的速度较为稳定，可以近似认为车辆匀速运动。在此条件下分析车辆以均匀速度行驶通过路边设施覆盖有效区域时数据传输误码率、延时等，车辆均匀速度行驶时车载设备间的数据传输误码率、延时等。

1) 车载设备与路边设施通信实验。智能实验车从路边设施处驶出，以a中确定的速度行驶1km，然后原路返回。实验数据记录于表4 中。

2) 车车通信实验。车辆在道路上运动示意图如图3所示，当车A或B静止时，相当于车路通信，因此不再做车路通信实验。

误码率（单位：%） 实验地点 A、B距离 A0v2 , a2 B

(a)

5

Av1 , a1 v2 , a2 B

(b)

Av1 , a1 v2 , a2 B

(c)

图 3 车车相对运动示意图

表 4测试内容记录样表

A速度（v1）、方向 (A)IP (B)IP 序号 1 2 3 。。。 距离 数据大小 传输速率 误码率 发送时间 接收时间 延时 B速度（v2） 方向 天气 注：发送时间、接收时间由系统提供，无须记录。

7. 实验注意事项

1. 实验室听从指导老师安排，户外实验时注意安全； 2. 注意保管实验设备，避免阳光直射和雨水淋湿。

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8. 实验报告内容与要求

1. 实验背景

2．写出实验的基本原理； 3. 写出具体的实验步骤；

4. 对实验数据进行分析和评价，提出对车路协同系统的看法； 5.须包含系统设计的相关图表，并附必要的文字说明。

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