معرفی شبکه بین خودرویی – vanet چیست؟ چه ویژگی و کاربردی دارد؟

مقدمه شبکه بین خودرویی

دلیل نیاز به شبکه‌های بین خودرویی این است که امروزه با افزایش تعداد خودروها و ترافیک جاده‌ای، میزان تصادفات افزایش پیدا کرده است. علت عمده تصادفات هم، وجود خطاهای اطلاعاتی است. حالا این یعنی چی؟ یعنی اینکه راننده به علت اینکه اطلاعات ضروری را دریافت نکرده و یا دیر دریافت کرده، نمی‌تواند عکس العمل مناسبی برای جلوگیری از تصادف انجام دهد.

اگر بتوان سطح اطلاعات راننده از محیط اطراف را گسترش داد تحول شگرفی در ایمنی حمل و نقل به وجود می‌آید. این کار از طریق مبادله اطلاعات با استفاده از تجهیزات خاصی امکان دارد که اطلاعات را بسیار سریعتر به راننده می‌رساند و راننده می‌تواند عکس العمل مناسب را در زمان مناسب نشان ‌دهد. برای اینکار نیازمند شبکه‌ی بین خودرویی با الگوریتم‌های مسیریابی مناسب هستیم تا این اطلاعات را ردوبدل کنند.

شبکه‌های بین خودرویی، شبکه‌هایی هستند که بطور خودکار سازماندهی می‌شوند و قادر به برقراری ارتباط بدون ساختار را دارند. در ادامه به ساختار این شبکه و معماری و اجزای آن خواهیم پرداخت پس تا آخر مقاله با ما همراه باشید. در لینک زیر می توانید انتشار اطلاعات با معماری ستون فقرات شهری در شبکه‌های خودرویی را مطالعه کنید.

• انتشار اطلاعات با معماری ستون فقرات شهری در شبکه های خودرویی- کلیک کنید.

معماری شبکه های بین خودرویی‌ vanet

در شبکه بین خودرویی از یک سری تجهیزات استفاده شده است. اجزای اصلی سیستم شامل AU، OBU،RSU می‌باشد:

• RSU: میزبان برنامه کاربردی هست که مسئول فراهم سازی سرویس ها بوده و بر روی دکل های کنار جاده ای قرار داده می‌شود.
• OBU: وسیله ای است که بر روی خودرو نصب می‌شود و برای تبادل اطلاعات با RSUها و یا دیگر OBUها استفاده می‌شود.
• AU : وسیله‌ای است که در خودرو جاسازی شده از برنامه‌های ارائه شده با استفاده از قابلیت‌های ارتباطی OBU استفاده می‌کند. از طریق OBU می‌تواند با اینترنت در ارتباط باشد. تفاوت بین AU و OBU یک تفاوت منطقی است.

البته توجه داشته باشید که ارتباطات بین خودروها و ارتباط بین خودرو و ساختار از طریق یه میانجی به نام WAVE صورت می‌گیرد و اطلاعات در دست رانندگان قرار می‌گیرد.

در شبکه بین خودرویی vanet ارتباطات به چه نحوی است؟

ارتباطات بین خودروها و RSU ها و ساختار زیربنا‌ها در ۳ محدوده انجام می‌گیرد:

• محدوده داخل خودرویی: شامل OBU و AU . ارتباط بی سیم یا سیمی که AU وOBU می‌توانند در یک وسیله واحد باشند.
• محدوده Ad-hoc: شامل خودروهای مجهز به OBU و ایستگاه‌های RSU کنار جاده‌ای است.
• محدوده زیر بنایی : که یک دکل می‌تواند به شبکه‌های زیر بنایی یا اینترنت وصل شود و اجازه دهد که OBU بدین وسیله بتواند با شبکه زیر بنایی در ارتباط باشد و به مثابه آن AU هم میتواند با هر میزبان اینترنتی در ارتباط باشد.

در شبکه‌های بین خودرویی، خودروها می‌توانند به دو صورت باهم ارتباط داشته باشند: ارتباط بین خودرو با خودرو (V2V) و همچنین ارتباط بین خودرو و RSU کنار جاده‌ای (V2I) داریم.

ویژگی های شبکه بین خودرویی vanet

• پویایی قابل پیش‌بینی: گره‌ها در جهات مختلف و به دلیل تبعیت از قوانین جاده و توپولوژی‌های جاده‌ای به صورت تصادفی حرکت می‌کنند.
• فراهم کردن رانندگی امن: این امر با بالا بردن راحتی مسافرین و ترافیک موثر حاصل می‌شود.
• نداشتن محدودیت انرژی: چون خودرو‌ها از باطری‌هایی با عمرطولانی استفاده می‌کنند. محدودیت انرژی در شبکه VANET مطرح نیست.
• داشتن تغییرات سریع در توپولوژی شبکه: سرعت زیاد درحرکت گره‌ها موجب تغییر در توپولوژی آنها می‌شود و همچنین رانندگان براساس پیغام‌های دریافتی تغیییر مسیر می‌دهند که این امر موجب تغییر در توپولوژی می‌شود.
• داشتن شبکه با مقیاس بالا: این مقیاس می‌تواند در مناطق بخصوصی از شهر مثلا مرکز شهر زیاد شود.
• قابلیت محاسباتی بالا : خودرو‌ها می‌توانند مجهز به حسگر‌ها یا دستگاه‌های محاسبه‌گر باشند، از قبیل GPS که باعث افزایش قابلیت محاسباتی گره شده و داشتن یک ارتباط بی‌سیم قابل اطمینانی را فراهم می‌کند.

انواع مسیر یابی در شبکه های بین خودرویی

در vanet برای برقراری ارتباط بین خودروها و تشکیل شبکه بین خودرویی نیاز به استفاده از پروتکل‌های مسیریابی وجود دارد که البته این پروتکل‌ها به دلیل ماهیت متحرک شبکه‌های خودرویی لازم است که پروتکل‌‌های مبتنی بر موقعیت باشند، همچنین دارای ویژگی‌هایی باشند که بسته‌های داده را به موقع به مقصد برسانند.

ارتباط موجود در شبکه‌های بین خودرویی شامل دو نوع ارتباط است. بین خودرویی و بین خودرو وساختار. تعدادی از این پروتکل‌های مسیریابی شامل AODV ،DSR ،GSR ، GyTAR،E-GyTAR، GPSR و… می‌باشند. که از این بین، برای پروتکل AODV یک پاورپوینت جامع تهیه و تدوین شده است که از طریق لینک زیر می‌توانید این پاورپوینت را تهیه کنید.

کاربردهای شبکه بین خودرویی vanet

• چراغ‌های ترمز الکترونیکی :که به یک راننده (یا یک ماشین یا کامیون) اجازه می‌دهد تا به ترمز خودروها واکنش نشان دهد، حتی اگر شفاف نباشد.
• platooning:که به وسایل نقلیه اجازه می‌دهد تا از نزدیک (تا چند اینچ) با دریافت اطلاعات شتاب و فرمان به صورت بی سیم، یک وسیله نقلیه پیشرو را دنبال کنند.
• سیستم های اطلاعات ترافیک: که از ارتباطات VANET برای ارائه گزارش‌های لحظه‌ای موانع به سیستم ناوبری ماهواره‌ای خودرو استفاده می‌کنند.
• خدمات اضطراری حمل و نقل جاده‌ای: که در آن از ارتباطات VANET برای هشدار ایمنی جاده و انتشار اطلاعات وضعیت برای کاهش تأخیرها و تسریع عملیات نجات اضطراری برای نجات جان مجروحان استفاده می‌شود.

سخن آخر شبکه بین خودرویی vanet

شبکه‌های بین خودرویی در واقع کاربردی ازشبکه‌های موردی متحرک هستند که پتانسیل ایجاد امنیت در جاده‌ها و راحتی مسافرین را دارا بوده و از لحاظ معماری ساخت، خصوصیات و کاربرد‌ها متفاوت از شبکه‌های موردی می‌باشند.

یکی از چالش‌های مهم مطرح شده در مورد شبکه‌های نقلیه موضوع مسیریابی به همراه داشتن بیشترین زمان اتصال بین خودرو‌ها در این شبکه‌ها است. پروتکل‌های مسیریابی مبتنی بر موقعیت که بیشتر بر پایه مسیریابی حریصانه استوار هستند از بین بقیه پروتکل‌ها برای شبکه‌های متحرک مناسبتر می‌باشند.

با این حال همانطور که بالاتر نیز به ویژگی‌ها و کاربردهای این شبکه اشاره شد قابل درک هست که امروزه در دنیای مدرن شبکه‌های بین خودرویی  نقش به سزایی دارند.

سمینار شبکه های بین خودرویی vanet (پروتکل های مسیریابی)

سمینار شبکه های بین خودرویی vanet (پروتکل های مسیریابی)

کلیک کنید