Mạng VANET( Vehicular Ad Hoc Network) là một công nghệ sử dụng các xe di chuyển như các nút trong một mạng để tạo nên một mạng di động. VANET biến mỗi xe tham gia giao thông thành một Router( Bộ định tuyến) hay một nút không dây, cho phép các xe này có thể kết nối với các xe khác trong phạm vi bán kính từ 100m tới 300m, từ đó tạo nên một mạng với vùng phủ sóng rộng.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG KHOA CÔNG NGHỆ SỐ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN CÔNG NGHỆ MẠNG KHƠNG DÂY Đề tài: TÌM HIỂU CÁC CẢI TIẾN MỚI VỀ ĐỊNH TUYẾN TRÊN MẠNG VANET Giảng viên hướng dẫn Nhóm Sinh viên thực : ThS Lê Vũ : Nhóm 16 : Bùi Thanh Tường lớp 20T3 Nguyễn Đình Trà lớp 20T3 Lớp học phần Phạm Văn Bảo lớp 21T3 : 222CNMKD03 Đà Nẵng, tháng 03/2023 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: Tổng quan mạng VANET 1.Giới thiệu mạng VANET 1.1.Mạng VANET gì? 1.2.Lịch sử phát triển .7 2.Đặc điểm 3.Mục đích 4.Cấu trúc hệ thống mạng VANET 10 CHƯƠNG 2: Định tuyến mạng VANET 13 Những loại định tuyến 13 Các loại giao thức định tuyến 13 Giao thức định tuyến DSR: 14 2 Giao thức định tuyến AODV 14 Giao thức định tuyến OLSR 14 Giao thức định tuyến GPSR (Greedy Perimeter Stateless Routing): 14 Giao thức định tuyến GeoTORA (Geographic Temporally Ordered Routing Algorithm): 15 CHƯƠNG 3: Thiết kế phát triển thiết bị VANET để đảm bảo an toàn tránh tai nạn 16 Triển khai 16 1.1 Sơ đồ khối VANETS 16 1.2 Hoạt động VANETS 17 1.3 Phương pháp VANETS 18 Kết luận 21 CHƯƠNG 4: Cải thiện giao thức định tuyến có hỗ trợ vị trí Mạng lưới xe cộ Ad Hoc đường cao tốc 22 Giới thiệu 22 Cơng việc có liên quan 22 Định vị có hỗ trợ định vị .23 Kết luận 32 CHƯƠNG 5: Phát triển giao thức định tuyến hỗn hợp VANET xe buýt ô tô 33 Giới thiệu 33 Cơng việc có liên quan 33 Hybrid Vanet 34 3.1 Phương pháp định tuyến 35 3.2 Phương pháp chuyển tiếp 36 Mất gói 36 Đánh giá thực nghiệm 37 5.1 Mơ hình mô 37 5.2 Kết thử nghiệm 38 Kết luận 42 CHƯƠNG : Kết luận 43 1.Ưu điểm 43 2.Hạn chế 43 3.Hướng phát triển 44 NGUỒN TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮC VANET Vehicular ad hoc network DSR Dynamic Source Routing AODV Ad-hoc On-Demand Distance Vector OLSR Optimized Link State Routing Protocol RSU Roadside unit OBU On-Board Unit HS Hot Spot Hình Hình Hình Hình Hình Hình DANH MỤC HÌNH ẢNH Ví dụ cụ thể xảy va chạm phương tiện đường .7 Cảnh báo nguy hiểm cho phương tiện giao thông với Cấu trúc hệ thống mạng VANET 10 RSU mở rộng khoảng giao tiếp 12 RSU nguồn thông tin 12 RSU cung cấp dịch vụ Internet để OBU truy 13 Hình Phân loại giao thức định tuyến mạng Adhoc 15 Hình Hình Hình Hình Hình 2 Gửi trả lại tuyến đường cho nút nguồn 17 Quá trình tìm kiếm đường DSR 17 Quá trình truyền RREP 19 Đường gói tin RREP trở nguồn 19 OLSR ngăn chặn vòng lặp việc sử dụng MPR để chuyển gói tin 21 Hình Sơ đồ khối VANET Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 22 Kịch VANET .23 Quy trình làm việc VANET 25 Cảm biến hồng ngoại cảm nhận lưu lượng gửi Tín hiệu tới ITL 26 Cảm biến hồng ngoại xe cảm nhận tác động xe khác 26 Màn hình LCD hiển thị tin nhắn 26 Cảm biến rung xe 26 Nút nguồn bên Vùng dự kiến Nút nguồn Vùng dự kiến Mơ hình đường cao tốc hai chiều Tuổi thọ tuyến đường trung bình so với mật độ phương tiện PDR hàm mật độ phương tiện Thơng lượng trung bình so với mật độ phương tiện NRL so với mật độ phương tiện Tổng số gói bị tỷ lệ bus thay đổi Độ trễ trung bình gói truyền thành công tỷ lệ bus Số lần gói thời gian chờ tỷ lệ bus thay đổi Số lần gói thời gian giữ tỷ lệ bus thay đổi Số gói tin bị non-holding loss tỷ lệ bus thay đổi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng THƠNG SỐ MƠ HÌNH DI ĐỘNG 34 Bảng THÔNG SỐ MÔ PHỎNG 34 Bảng THÔNG SỐ MÔ PHỎNG CHƯƠNG 1: Tổng quan mạng VANET Giới thiệu mạng VANET 1.1 Mạng VANET gì? - Mạng VANET( Vehicular Ad- Hoc Network) công nghệ sử dụng xe di chuyển nút mạng để tạo nên mạng di động VANET biến xe tham gia giao thông thành Router( Bộ định tuyến) hay nút khơng dây, cho phép xe kết nối với xe khác phạm vi bán kính từ 100m tới 300m, từ tạo nên mạng với vùng phủ sóng rộng Do xe khỏi vùng phủ sóng khỏi mạng, xe khác tham gia, kết nối với phương tiện khác nên mạng Internet di động tạo nên - Bài báo tập trung vào việc Thiết kế Phát triển Thiết bị Mới sử dụng VANET để đảm bảo an toàn Phịng tránh Tai nạn Xe cộ Hình 1 Ví dụ cụ thể xảy va chạm phương tiện đường 1.2 Lịch sử phát triển - Với phát triển không ngừng công nghệ, mạng VANET trải qua nhiều giai đoạn phát triển sau: + Giai đoạn hình thành (2000 - 2005): Trong giai đoạn này, mạng VANET nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thuật toán Các giải pháp liên quan đến loại dịch vụ phát triển thử nghiệm mô mạng + Giai đoạn chuẩn hóa (2006 - 2008): Các chuẩn kỹ thuật cần thiết cho mạng VANET phát triển để thúc đẩy phát triển mạng, Liên minh Châu Âu phát triển chuẩn khoảng cách tay lái (DSRC) chuẩn Internet Protocol (IPv6) để tạo điều kiện cho việc triển khai ứng dụng cho mạng + Giai đoạn phát triển sản phẩm (2009 - nay): Các sản phẩm VANET tạo phát triển nhanh chóng, đặc biệt khu vực châu Âu Bắc Mỹ Các hãng sản xuất ô tô BMW, Ford, Toyota, General Motors Mercedes-Benz giới thiệu sản phẩm liên quan đến mạng VANET Việc xây dựng hạ tầng cho hạng mục kiến trúc mạng VANET quan tâm đầu tư + Giai đoạn khai thác (từ 2020 trở đi): Mạng Vehicular Ad Hoc Network ứng dụng tích cực việc cải thiện an tồn giao thơng, tăng cường trải nghiệm tiện ích cho người dùng Các ứng dụng mạng phát triển kiểm tra để đáp ứng nhu cầu người dùng yêu cầu ngành công nghiệp ô tô Đặc điểm - Các đặc điểm mạng VANET: + Các node mạng di chuyển với tốc độ cao: Nếu hai xe di chuyển ngược chiều với tốc độ 25m/s (90km/h) phạm vi truyền dẫn khoảng 250m kết nối hai xe kéo dài khoảng 5s + Thường xuyên ngắt kết nối mạng: Như giả thiết nêu sau 5s hai xe ngắt kết nối với nhau, để đảm bảo kết nối thơng suốt phải thiết lập liên kết khác với xe gần Trong trường hợp ngắt kết nối vậy, đặc biệt khu vực mật độ xe thấp thường xuyên xảy việc ngắt kết nối mạng, giải pháp phải có node mạng chuyển tiếp + Mơ hình chuyển động dự đốn: Chúng ta cần thơng tin vị trí node chuyển động chúng, khó để đốn chuyển động xe Để kiến trúc mạng hoạt động hiệu cần phải nghiên cứu mơ hình chuyển động dự đốn chuyển động từ trước + Môi trường truyền thông tin: Mơ hình node (xe) chuyển động hệ thống đường cao tốc, chuyển động chiều điều dễ dự đoán cấu trúc đường phố, mật độ xe, tòa nhà, cối lại gây cản trở q trình truyền thơng tin + Hạn chế trễ cứng: Các vấn đề an toàn (tai nạn, phanh xe,…) node mạng phải thông báo đến node mạng liên quan Điều đơn giản thỏa hiệp với trễ liệu cứng vấn đề Do tốc độ liệu cao khơng vấn đề quan trọng cho VANET việc khắc phục vấn đề hạn chế chậm trễ cứng + Tương tác với onboard cảm biến: Cảm biến giúp cung cấp vị trí nút chuyển động node để sử dụng cho liên kết truyền thơng hiệu mục đích định tuyến Mục đích - Mạng Vehicular Ad-hoc Network (VANET) phát triển với mục đích cải thiện tính an tồn, hiệu kết nối thơng tin phương tiện giao thơng đường Các mục đích mạng VANET bao gồm: + Tăng cường tính an toàn: Mạng VANET thiết kế để phát giảm thiểu va chạm, tai nạn giao thông Bằng cách chia sẻ thông tin liên tục phương tiện, hệ thống đưa cảnh báo sớm mối nguy hiểm tiềm tàng đường + Tối ưu hóa kết nối: Mạng VANET giúp tối ưu hóa kết nối phương tiện giúp tạo lối tối ưu để giảm thiểu thời gian di chuyển, tính tốn tuyến đường ngắn tránh ùn tắc giao thông + Cải thiện hiệu suất: Mạng VANET giúp cải thiện hiệu suất thông qua tương tác thông tin phương tiện, giúp kiểm sốt tốc độ, phịng tránh tắc nghẽn, giảm thiểu lãng phí lượng tăng khả sử dụng đường + Cải thiện liên lạc: Mạng VANET giúp cải thiện liên lạc phương tiện, giúp kết nối người điều khiển với nơi đến, dịch vụ điện tử, giúp chia sẻ thông tin giải trí - Vì vậy, mạng VANET cải thiện tính an tồn, tối ưu hóa kết nối, cải thiện hiệu suất cải thiện liên lạc Các mục đích giúp tăng cường tính giảm thiểu nguy mạng giao thông đường 10