DSRC

本文介绍了专用短程通信(DSRC)技术的基本原理及其在车辆主动安全领域的应用。DSRC是一种高效的无线通信技术,支持图像、语音和数据的实时双向传输。文章详细阐述了DSRC的两种信息传输形式——主动式和被动式,以及系统的三个组成部分:车载单元(OBU)、路侧单元(RSU)和专用短程通信协议。此外,还探讨了DSRC在车-路(V2R)和车-车(V2V)通信中的应用场景。

 DSRC
      专用短程通信(Dedicated ShortRange Communication,简称DSRC)是一种高效的无线通信技术,它可以实现小范围内图像、语音和数据的实时,准确和可靠的双向传输,将车辆和道路有机连接。

      DSRC是基于长距离RFID射频识别的微波无线传输技术。国际标准化组织智能运输系统委员会简称ISO/TC204负责DSRC国际标准的制定工作。DSRC迄今为止还没有形成统一的国际标堆, 国际上DSRC标准主要有欧美、 日三大阵营:欧洲的ENV系列,美国的900MHz和日本的ARIBSTD-T75标准。鉴于DSRC的国际标准发展趋势和应用,1998年,我国交通部ITS中心向交通部无线电管理委员会提出将5.8GHz频段(5.795~5.815GHz:下行链路500Kbps,上行链路250Kbps)分配给DSRC技术领域。
      我国在"十五"科技攻关项目中,把发展DSRC列为重大攻关项目。目前,“交通专用短程通信基于5.8GHz频段的微波物理层”、“交通专用短程通信的应用”、“交通专用短程通信数据链路层”三项DSRC国家标准已完成送审稿并进入全面审查阶段。
    DSRC有两种信息传输形式:主动式和被动式。
    主动式:这种系统中RSU和OBU均有振荡器,都可以发射电磁波。当RSU向OBU发射询问信号后,OBU利用自身电池能量发射数据给RSU,主动式DSRC技术中OBU必须配置电池。
    被动式:RSU发射电磁信号,OBU被激活后进入通信状态,并以一种切换频率反向发送给RSU,被动式DSRC技术中OBU电潦配置可有可无。

    DSRC系统主要由三部分组成:车载单元(On-Board Unit,简称OBU),路侧单元(Road-side Unit,简称RSU)以及专用短程通信协议。

(1)车载单元
目前国际上使用OBU种类很多,主要差异集中通信方式和通信频段不同。主要应用电子自动收费系统,OBU从最初单片式电子标签,发展到了目前双片式IC卡加CPU单元,IC卡存储帐号、余额、交易记录和出入口编号等信息,CPU单元存储车主、车型等有关车辆物理参数并为OBU和RSU之间高速数据交换提供保障。

(2)路侧单元
RSU指安装车道旁边或车道上方通信及计算机设备,其功能是与OBU完成实时高速通信,实施车辆自动识别、特定目标拴检测及图像抓拍等,它通常由设备控制器、天线、抓拍系统、计算机系统及其他辅助设备等组成。


(3)专用通信链路
下行链路:从RSU到OBU,采用ASK调制,NRZI编码方式.数据通信速率50OKbit/s。
上行链路:从OBU到RSU,RSU天线不断向OBU发射5.8GHz连续波,其中一部分作为OBU载波,将数据进行BPSK调制后叉反射回RSU。上行数据本身也是BPSK调制 ,载频为2~10MHz.

 

应用之一
基于DSRC的车辆主动安全技术
专用短程通信(DSRC)技术是ITS的基础之一。DSRC系统包括车-路(V2R)通信和车-车(V2V)通信两种形式:车-路通信是车辆与路边基础设施的通信,属于移动节点与固定节点的通信,采用基于一跳的Ad Hoc网络模型;车-车通信是车辆间通信,采用基于多跳的Ad Hoc网络模型。两种通信方式被应用于不同领域
1 车-路通信
车-路通信主要面向非安全性应用,以ETC系统为代表。车辆经过特定的ETC车道,通过车载OBU与路边RSU的通信,不需停车和收费人员采取任何操作的情况下,能自动完成收费过程。除此之外,基于车-路通信的DSRC应用还可以用在电子地图的下载和交通调度等。路边的RSU接入后备网络与当地的交通信息网或因特网相连,通过OBU与RSU的通信来获得电子地图和路况信息等,从而可以选择最优路线,能够缓解交通拥堵等。
2 车-车通信
车-车通信方式主要用于车辆的公共安全方面。将DSRC技术应用于交通安全领域,能够提高交通的安全系数,作用是减少交通事故,降低直接和非直接的经济损失,以及减少地面交通网络的拥塞。例如,当前面车辆检测到障碍物或车祸等情况时,它将向后发送碰撞警告信息,提醒后面的车辆潜在的危险。

参考资料:基于DSRC的车载通信平台设计时间:2009-09-10 10:58:57 来源:今日电子/21ic 作者:同济大学 刘富强 孙斌 王新红

### DSRC USB 技术原理 DSRC(Dedicated Short-Range Communication)是一种专为车辆通信设计的短距离无线通信技术工作在5.9 GHz频段,主要用于车联网(V2X)中的V2V(Vehicle-to-Vehicle)和V2I(Vehicle-to-Infrastructure)通信[^1]。DSRC USB 设备通常是指集成DSRC通信模块并通过USB接口与主机设备(如车载终端、OBU车载单元)连接的硬件设备。 其技术原理主要包括以下几个方面: - **物理层(PHY)**:采用OFDM调制技术,支持多种数据速率,适应不同的信道条件。 - **数据链路层(MAC)**:基于IEEE 802.11p标准,支持高移动性环境下的低延迟通信[^1]。 - **安全机制**:采用基于公钥基础设施(PKI)的加密和身份认证机制,确保通信数据的完整性和安全性。 - **USB接口通信**:通过USB接口实现与主机设备的数据交互,通常使用USB CDC(Communication Device Class)类或专用驱动实现数据透传。 ```c // 伪代码示例:DSRC USB接口初始化 void dsrc_usb_init() { usb_device_init(); dsrc_module_power_on(); configure_usb_endpoint(DSRC_USB_ENDPOINT_IN); configure_usb_endpoint(DSRC_USB_ENDPOINT_OUT); register_usb_callback(dsrc_usb_data_received); } ``` ### DSRC USB 应用场景 DSRC USB设备广泛应用于智能交通系统(ITS)中,主要场景包括: - **智能交通管理**:交通信号灯控制、电子收费(ETC)、交通流监测等。 - **车辆安全通信**:前向碰撞预警、盲区检测、交叉路口通信等。 - **车队管理**:物流公司、公交系统中的车辆调度与通信。 - **车载终端设备**:OBU(On-Board Unit)通过DSRC USB模块与RSU(Roadside Unit)通信,实现车辆与基础设施的信息交互。 这些应用依赖于DSRC技术的低延迟、高可靠性和高移动性支持[^1]。 ### DSRC USB 开发指南 开发DSRC USB设备通常涉及硬件设计、驱动开发、协议栈集成和应用层开发等多个环节。 - **硬件设计**:选择支持DSRC标准的芯片组(如Qualcomm Atheros AR958x、NXP MR2001等),并设计USB接口电路。 - **驱动开发**:为操作系统(如Linux、Windows)开发USB设备驱动,确保设备识别和数据通信正常[^1]。 - **协议栈集成**:集成IEEE 802.11p和IEEE 1609协议栈,支持MAC层通信、信道管理、安全认证等功能。 - **应用层开发**:开发用户空间应用程序,实现数据收发、通信控制、状态监控等功能。 ```python # 示例:DSRC USB数据接收处理(Python伪代码) import usb.core import usb.util def handle_dsrc_data(data): # 解析DSRC数据包 message_type = data[0] payload = data[1:] if message_type == 0x01: process_bsm_message(payload) # 处理BSM消息 elif message_type == 0x02: process_map_message(payload) # 处理MAP消息 def main(): dev = usb.core.find(idVendor=0x1234, idProduct=0x5678) if dev is None: raise ValueError('Device not found') dev.set_configuration() cfg = dev.get_active_configuration() intf = cfg[(0,0)] ep = usb.util.find_descriptor(intf, custom_match=lambda e: usb.util.endpoint_direction(e.bEndpointAddress) == usb.util.ENDPOINT_IN) while True: data = ep.read(64) handle_dsrc_data(data) ```
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