Car2X a Car2Car komunikace

Rok / Year: 2012

Svazek / Volume: 14

Číslo / Issue: 1

Car2X a Car2Car komunikace Car2X a Car2Car communication Milan Štohanzl, Jan Prokopec [email protected], [email protected] Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně.

Abstrakt: Tento článek obsahuje popis architektury připravovaného systému C2X (Car2X) a výsledky experimentálních simulací vlastností komunikačního protokolu. C2X definuje možnosti komunikace mezi vozidlem a infrastrukturou nebo přímou komunikaci mezi dvěma vozidly (Car2Car, C2C). Komunikační systém bude umožňovat navyšování bezpečnosti a zvyšování efektivity provozu na pozemních komunikacích. Systém je vyvíjený s ohledem na širokou škálu použití po celé Evropě. Cílem článku je uvést souhrnný přehled služeb a požadavků, které jsou na C2X systém kladeny. Pro ověření základních vlastností komunikačního standardu C2X bylo realizováno experimentální pracoviště s využitím standardu 802.11a pro bezdrátovou komunikaci.

Abstract: This article describes the architecture of the prepared System C2X (Car2X) and the results of experimental simulation characteristics of the communication protocol. C2X defines possibilities for communication between vehicles and infrastructure or direct communication between two vehicles (Car2Car, C2C). The communication system will allow increasing safety and improving the efficiency of road.

2012/1 – 2. 1. 2012

Car2X a Car2Car komunikace Milan Štohanz1 , Jan Prokopec

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně Email: [email protected]

Abstrakt – Tento článek obsahuje popis architektury připravovaného systému C2X (Car2X) a výsledky experimentálních simulací vlastností komunikačního protokolu. C2X definuje možnosti komunikace mezi vozidlem a infrastrukturou nebo přímou komunikaci mezi dvěma vozidly (Car2Car, C2C). Komunikační systém bude umožňovat navyšování bezpečnosti a zvyšování efektivity provozu na pozemních komunikacích. Systém je vyvíjený s ohledem na širokou škálu použití po celé Evropě. Cílem článku je uvést souhrnný přehled služeb a požadavků, které jsou na C2X systém kladeny. Pro ověření základních vlastností komunikačního standardu C2X bylo realizováno experimentální pracoviště s využitím standardu 802.11a pro bezdrátovou komunikaci.

1 Úvod Bezpečnost provozu na pozemních komunikacích je téma, které se dlouhodobě řeší na různých úrovních. Novinkou v oblasti technického řešení by měl být systém, který rozpoznává rizika na základě informací, které mezi sebou sdílí jednotlivá vozidla pomocí rádiového rozhranní. Evropská nezisková průmyslová organizace, která je podporovaná evropskými výrobci automobilů CAR 2 CAR Communication Consortium (C2C-CC) si klade za cíl další zvyšování bezpečnosti a efektivity provozu na pozemních komunikacích pomocí systémů podporujících Vehicle-2-Roadside Communications. C2C-CC podporuje vytvoření evropské normy stanovující pravidla pro komunikaci mezi vozidly všech značek.[1] Bezdrátová komunikační technologie pro spolupráci vozidel a inteligentních dopravních systémů (ITS Inteligent transportation services) je vyvíjena v rámci standardu IEEE 802.11, konkrétně pod označením 802.11p. Frekvenční pásmo přidělené pro C2C aplikace je v pásmu 5.9 GHz. Toto pásmo je dále rozděleno na dílčí pásma pro bezpečnostní aplikace a volitelné služby zábavy ve vozidle (Infotainment). Standardizace a alokace spektra nebyla doposud dokončena. Z tohoto důvodu se experimentální pracoviště, které je popsáno v tomto článku níže, omezuje na simulaci infotainment aplikací, které nesouvisí s bezpečnostními aplikacemi. Pro komunikaci jsou využity bezdrátové komunikační moduly WLAN standardu 802.11a, který používá principiálně stejnou přenosovou technologii a pracuje na frekvenci 5,3 GHz.

2 Architektura systému Pro komunikační systém Car2X je definováno několik typů komunikačních protokolů, pro některé typy služeb lze použít

stavající komunikační sítě, např. GPRS nebo UMTS. U služeb, které jsou označeny jako kritické pro bezpečnost provozu, jsou definovány nové techniky přístupové sítě a přenosu informace. Blokový diagram pro bezpečnostní aplikace je na Obr. 1.. Jsou zde vidět tři základní oblasti provozu (domény). Ad-hoc doména představuje komunikaci mezi vozidly (Car2Car) a mezi vozidlem a jednotkou RSU (Road Side Unit – silniční jednotka), tedy branou k páteřní síti (doména infrastruktury). Ta zajišťuje přenos dat mezi vozidly a serverem (servery) shromažďujícím informace o provozu. Fyzická vrstava pro přenos dat naznačená modrými šipkami bude realizována pomocí standardu IEEE 802.11p.[1] Komunikace uvnitř vozidla (in-vehicle domain) slouží k připojení jednotlivých systémů ve vozidle k systému pro Car2Car komunikaci (AU – Aplication Unit – aplikační jednotka a OBU – On Board Unit – palubní jednotka). Zde je potřeba zmínit, že každé vozidlo, které bude začleněno do systému Car2Car, bude muset obsahovat sadu poviných senzorů, které budou poskytovat informace o:  pozici (přijímač GNSS),  rychlosti vozidla,  směru jízdy,  zapnutí výstražných světel,  brzdovém výkonu (zpomalení vozidla),  stavu ABS, ESP a ASR.

Obrázek 1: Architektura systému – bezpečnostní aplikace [1] První tři údaje jsou vyžadovány systémem C2C, aby mohl fungovat, a dále mohou být použity pro celou další řadu aplikací. Ostatní informace mohou být použity pro připravované aplikace, přičemž není s konečnou platností stanoveno, zda budou povinné, či nikoliv. Naopak je možné, že s dalšími aplikacemi C2C systému poroste požadavek na rozšíření o nové senzory. [1]

1–1

VOL.14, NO.1, FEBRUARY 2012

2012/1 – 2. 1. 2012

3 Základní komunikační principy Komunikace Car2Car je založena na dvou hlavních komunikačních principech. Prvním principem je prostorové a časové šíření zpráv mezi vozidly, sloužící hlavně pro bezpečnostní aplikace a aplikace týkající se efektivity provozu na pozemních komunikacích. Druhým principem je šíření zpráv konkrétním uzlům jako v sítích s přepínanými pakety. Jednotlivé uzly jsou mobilní a nabízí podobné typy komunikace jako unicast, multicast, anycast a broadcast. Zatímco konvenční komunikace jsou typicky sendercentric (centrální vysílač), Car2Car komunikační systém rozlišuje mezi sender-centric a receiver-centric (centrální příjemce). V systému sender-centric definuje zdrojový uzel zeměpisné oblasti, do kterých mohou být informace předávány. Příjemci informace sloučí s údajem o vlastní poloze a rozhodnou, zda je předají dále nebo ne. V systému receiver-centric zdrojový uzel vysílá informace do svého okolí a příjemci tyto informace slučují s vlastními údaji. Prostorové a časové šíření je definováno příjemcem, který slouží jako forwarder. Na vstupu určuje důležitost informací pro své sousedy a rozhoduje o jejich předání dále. [1] 3.1 Vrstvy architektury a související protokoly Na obr. 2 je zobrazena architektura C2C komunikačních vrstev. Nejvyšší bloky představují protokoly aplikační vrstvy pro daný typ služeb. Blok C2C přenos reprezentuje transportní vrstvu a blok C2C síť představuje síťovou vrstvu.

kaci se systémem Car2Car vně vozidla. AU mohou být zabudovány uvnitř vozidla (bezpečnostní aplikace), nebo mohou být vyjímatelné (PDA,…). Přenosné AU musí být schopny automatické konfigurace s OBU. V jiném případě může být AU a OBU realizováno jako jediné zařízení. C2C-CC předpokládá pro síťovou vrstvu využití IPv6 protokolu, ale z důvodu zpětné kompatibility se počítá i s implementací IPv4 protokolu. [1] 3.3 OBU – palubní jednotky OBU jednotky slouží ke komunikaci mezi vozidly (C2C) a mezi vozidlem a silniční jednotkou RSU (C2X). Každé vozidlo, které bude začleněno do systému Car2Car bude muset obsahovat jednotku OBU, ke které bude možné připojit jednotku AU a její informace předávat prostřednictvím rádiového rozhranní systému Car2Car. Přenos informací v ad-hoc doméně je primárně určen pro aplikace souvisejicí s bezpečností provozu. Vzhledem ke specifickým podmínkám v rádiovém kanálu mezi dvěma pohyblivými vozidly bude komunikace založena na standardu IEEE 802.11p a bude sloužit k přenosu bezpečnostních a navigačních zpráv. Pro síťovou a transportní vrstvu jsou definovány protokoly konsorciem C2C. Palubní jednotky mohou být vybaveny i rádiovým rozhranním pro infotainment aplikace (standardy IEEE 802.11a/b/g/n) s využitím normálních TCP/IP protokolů, viz obr. 2. [1] 3.4 RSU – silniční jednotky Jedná se o stacionární jednotky rozmístěné podél pozemních komunikací. Budou vybaveny rádiovým rozhranním pro komunikaci v ad-hoc doméně (IEEE 802.11p). Úkolem RSU je spojení mezi vozidly a infrastrukturou. RSU, které budou obsahovat rádiové rozhranní pro infotainment aplikace, budou zřejmě rozmístěny pouze v místech, kde vozidla stojí (parkoviště, odpočívadla, čerpací stanice,…). [1] Hlavní funkce RSU:  Rozšíření komunikace řady v ad-hoc doméně prostřednictvím re-distribuce dat mezi OBU. Modré a žluté vozidlo nejsou ve vzájemném rádiovém dosahu, ale jsou v radiovém dosahu jedné RSU.

Obrázek 3: RSU jako rozšíření komunikační řady [1] Obrázek 2: Architektura C2C komunikační vrstvy [1]



3.2 AU – aplikační jednotky AU jsou zařízení umístěná uvnitř vozidla, mohou být realizována separátně pro bezpečnostní aplikace, navigační aplikace a infotainment aplikace (aplikace zahrnující přístup k informacím a zábavě ve vozidle, viz kap. 5). Aplikační jednotky musí být spojeny s OBU jednotkami, které zajišťují komuni-

1–2

Komunikace C2X, RSU tvoří bod infrastruktury a předává bezpečnostní informace k dostupným OBU jednotkám.

Obrázek 4: RSU jako bod infrastruktury [1] VOL.14, NO.1, FEBRUARY 2012

2012/1 – 2. 1. 2012



Kluzkou či poškozenou vozovku může vyhodnotit systém ESP na vozidle a tyto informace mohou být sdíleny systémem C2C ostatním vozidlům. [1]

Brána k internetu (HS).

4.4 Navádění a navigace na vyšší úrovni

Obrázek 5: RSU jako brána k internetu [1]

4 Bezpečnostní aplikace Zprávy přenášené mezi vozidly (ad-hoc doména) slouží pro přenos informací týkajících se bezpečnosti a efektivity provozu na pozemních komunikacích. Na rádiovém rozhraní budou přenášeny pomocí standardu IEEE 802.11p. [2] 4.1 Dopředné upozornění na nebezpečí kolize V současném provozu na pozemních komunikacích dochází často k nehodám s velmi podobným scénářem. Systém C2C je navrhován tak, aby tyto scénáře vyhodnocoval a řidiče upozornil v případě, že hrozí kolize. Jako příklad může být uvedena situace, kdy vozidlo odbočující vlevo nedá přednost protijedoucímu vozidlu, nebo kdy dojde k rozptýlení řidiče a vozidlo před ním začne náhle brzdit. Při běžném provozu budou jednotlivá vozidla vybavená systémem C2C anonymně sdílet informace o pozici, rychlosti a směru pohybu. Aby bylo možné předpovědět kolizi vozidel, musí systém sledovat chování svého řidiče a chování všech vozidel v okolí. V případě, že systém vyhodnotí situaci jako nebezpečnou (hrozí kolize) upozorní řidiče vizuálním, akustickým nebo hmatovým signálem. Předpokládá se, že to v mnoha případech poskytne řidiči dostatek času, aby stihl hrozící kolizi zabránit. Je zřejmé, že aby tento systém efektivně pracoval, musí jednotlivá vozidla sdílet informace na 20 až 200 metrů, polohy vozidel musejí být přesné, předávané informace důvěryhodné a systém musí proniknout na celý trh (být instalován ve všech vozidlech). [1] 4.2 Dopředné upozornění před kolizí Celý systém pracuje stejně jako v předchozím případě, ale vyhodnotí-li kolizi jako neodvratitelnou (i při maximální brzdné síle nelze bezpečně zastavit vozidlo), využije přijaté informace (pozice, velikost a typ vozidla) k efektivnímu nastavení bezpečnostních prvků, jako například nastavení airbagů, bezpečnostních pásů, hlavových opěrek apod. [1]

Informace o hustotě provozu či dopravním kolapsu vytváří jednotlivá vozidla a poskytují je vlastníkovi infrastruktury. Ten přijatá data vyhodnotí a poskytuje zpět vozidlům v okolí problematických míst. Takovéto informace může systém C2C ve vozidle použít pro změnu plánované trasy a prostřednictvím navigačního systému přimět řidiče, aby se těmto místům vyhnul. [1] 4.5 Zprávy o optimální rychlosti jízdy na zelenou Distribucí informací o umístění křižovatky a o časování signálů mohou vozidla vypočítat optimální rychlost tak, aby projela příslušnou křižovatku na zelenou a to s ohledem i na případnou změnu směru. [1] 4.6 C2C pro vozidla integrovaného záchranného systému Vozidla integrovaného záchranného systému jsou v současné době vybavena optickými a akustickými signalizačními systémy. I přesto se často stává, že je mnozí řidiči přehlédnou, nebo mnoho řidičů reaguje nesprávně a komplikují průjezd těmto vozidlům. Doplněním vozidel integrovaného záchranného systému o C2C systém umožní ostatní řidiče nejen upozornit na průjezd takového vozidla, ale mohou být rovnou navigováni tak, aby uvolnili určitý jízdní pruh a tak umožnili snadný průjezd potřebným vozidlům. Hlavním cílem této funkce systému je zajistit plynulou jízdu vozidlům integrovaného záchranného systému bez vážnějšího dopadu na vlastní provoz. [1]

5 Infotainment Kategorie služeb v oblasti infotainment slouží k zachycení případu použití systému C2C, které nesouvisí s bezpečností nebo efektivitou provozu na pozemních komunikacích. Na obr. 6 je architektura systému doplněna o infotainment aplikace. Komunikace bude probíhat pomocí standardu IEEE 802.11a/b/g/n. [1]

4.3 Upozornění na nebezpečné místo Nebezpečným místem může být například zúžená vozovka, kluzká nebo poškozená vozovka. V případě, že dojde k zúžení vozovky kvůli stavebním pracím apod., může být toto místo doplněno o vysílač C2C informací, který na toto místo upozorňuje. Vozidla, která tímto místem projedou jsou informována systémem o případném nebezpečí a dále mohou s předstihem informovat o tomto nebezpečí protijedoucí vozidla.

1–3

Obrázek 6: Architektura systému - infotainment VOL.14, NO.1, FEBRUARY 2012

2012/1 – 2. 1. 2012

Typickým příkladem využití infotainment aplikace je zprostředkování multimediálního obsahu do vozidla během tankování na čerpací stanici.

nebo jiná osoba. Už samotné prokazování chyby systému nebo řidiče nebude snadné. Takže i za chybné zprávy, které způsobí dopravní nehodu, mohou být trestáni řidiči. Situace se může zkomplikovat ještě více v případě, že se na trhu objeví více zařízení Car2Car. [1]

5.1 Přístup k internetu ve vozidle Přístup k internetu ve vozidle slouží k použití všech běžných druhů služeb založených na IP. Poskytování internetu může být specializováno pouze na konkrétní RSU (HS). 5.2 Upozornění na místní zajímavosti

6.2 Efektivní ochrana frekvenčního pásma Aby bylo možné zajistit, že bezpečnostní aplikace nebudou omezovány připojením blízkých účastníků systému C2C k internetu pomocí WLAN stanovilo C2C-CC rozdělení přiděleného frekvenčního pásma, které je zobrazeno na obr. 7.

Tato část systému umožňuje místním firmám, turistickým atrakcím apod. inzerovat jejich dostupnost a další informace do vozidel v okolí. Velké množství informací bude adaptivně filtrováno podle hustoty provozu, vozidla budou vybírat informace, které předají řidiči. Například při nízké hodnotě pohonných hmot budou řidiči prezentovány místní čerpací stanice a ceny pohonných hmot. [1] 5.3 Vzdálená diagnostika Vzdálená diagnostika umožňuje připojit vozidlo u autoservisu pomocí bezdrátového spoje a přenést relevantní údaje o stavu vozidla. Obrázek 7: Požadované frekvence v Evropě [1]

6 Systémové předpoklady a meze Car2X komunikační systém je navržen jako sebeorganizující se síť (self-organizing network), která musí být schopna vyrovnat se s přerušovaným přístupem k infrastruktuře. Standardizace komunikačních protokolů, stejně jako u konvenčních komunikačních systémů, musí zajišťovat interoperabilitu na úrovni sítě. Specifickým aspektem Car2X je požadavek na standardizaci i aktivní bezpečnost aplikací. Car2X standard musí zahrnovat metody pro detekci a klasifikaci rizik v datech, která si vozidla navzájem vyměňují. [1] 6.1 Anonymita a bezpečnost Jednotlivá vozidla v systému C2C si vyměňují zprávy, nebo slouží jako retranslační body. Každé vozidlo je uzlem sítě, který musí být identifikován pomocí identifikátoru. Na druhé straně musí být zachována dostatečná anonymita jeho řidiče alespoň na srovnatelné úrovni jako u uživatelů mobilních telefonů. Jednou z možných technik, jak dosáhnout anonymity, je používání dočasných identifikátorů. Protože je systém Car2Car určený pro celou Evropu musí být připravený tak, aby vyhovoval místním právním předpisům na ochranu soukromí v jednotlivých zemích. V některých zemích je soukromí na přání zákazníka povinné nebo je stanoveno zákonem, v jiných zemích zákony vyžadují možnost identifikovat řidiče za každé situace. Z toho vyplývá, že systém Car2Car musí vyhovovat různým požadavkům po celé Evropě. Důležitou roli hrají i právní otázky. V případě, že správná zpráva vyvolá změnu v provozu, která povede k dopravní nehodě, není jasné, zda za nehodu nese odpovědnost řidič

Frekvenční pásmo přidělené pro bezpečnostní aplikace se nachází v pásmu mezi 5,885 a 5,905 GHz. Proces alokace frekvenčního pásma pro evropský systém však stále probíhá. [1] 6.3 Dynamika systému Car2Car systém musí být schopný pracovat v provozu s velmi malou hustotou ale i v provozu s velkou hustotou. V případě provozu s malou hustotou se mohou dostat vozidla mimo dosah a nebudou moct navazovat komunikaci. V hustém provozu může dojít k přetížení systému vlivem omezené šířky frekvenčního pásma. Stejně tak se dá předpokládat, že systém Car2Car bude na trh pronikat postupně. Vozidla, která budou tímto systémem vybavená, mohou být v provozu několik desítek let, a proto musí být systém schopný již od začátku vypořádat se s jakoukoliv situací. V případě budoucí úpravy systému musí být zachována jeho kompatibilita s původní verzí. [1]

7 Zařízení pro Car2Car nebo Car2X S ohledem na to, že standardizace IEEE 802.11p pro Evropu stále probíhá a neexistují žádné komunikační moduly pro tento standard, byl pro simulaci zvolen standard IEEE 802.11a. Oba standardy používají frekvence v okolí 5 GHz a používají OFDM pro hlavičky i data. Používají 64 subnosných, z toho je 52 určených pro přenos dat a 4 slouží jako pilotní nosné. Ostatní subnosné data neobsahují. [3] Rozdíly mezi IEEE 802.11p a 802.11a: IEEE 802.11p obsahuje některé úpravy vrstev MAC a PHY, aby spojení mohlo být

1–4

VOL.14, NO.1, FEBRUARY 2012

2012/1 – 2. 1. 2012

sestaveno rychleji a bylo stabilnější pro pohybující se vozidla. Tabulka 1. obsahuje přehled základních parametrů obou standardů a jejich srovnání. Tabulka 1: Parametry standardů IEEE 802.11a a p [2] Parametr: Přenosová rychlost: [Mbit/s] Použité modulace: Kódový poměr: Počet subnosných: Doba trvání symbolu: Ochranný interval: Perioda FFT: Doba trvání preambule: Vzdálenost mezi subnosnými: Zabraná šířka pásma:

IEEE 802.11a 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM

IEEE 802.11p 3, 4.5, 6, 9, 12, 18, 24, 27 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM

1/2, 2/3, 3/4

1/2, 2/3, 3/4

žádný

52

52

žádný

4 µs

8 µs

dvojnásobný

0,8 µs

1,6 µs

dvojnásobný

3,2 µs

6,4 µs

dvojnásobný

16 µs

32 µs

dvojnásobný

312,5 kHz

156,25 kHz

poloviční

20 MHz

10 MHz

poloviční

Rozdíl:

7.1 Realizovaná komunikace Pro realizaci komunikace bylo zvoleno následující schéma: OBU tvořeno pomocí embedded aplikace s WiFi modulem podporující standard IEEE 802.11a, RSU jednotka nahrazena přístupovým bodem AP (Access Point), server systému C2C realizován na PC.

poloviční žádný

Obrázek 8: Schéma pro realizaci

Z tabulky 1. je patrné, že IEEE 802.11p bude používat kanály s poloviční šířkou pásma (sníží se pravděpodobnost výskytu selektivně rušeného kanálu) a bude dosahovat poloviční přenosové rychlosti oproti IEEE 802.11a při stejné modulaci na subnosnou a stejném kódovém poměru (FEC). Touto technikou se dosáhne odolnějšího přenosu na rádiovém rozhraní.

Plnohodnotné WiFi rozhraní podporující zvolený standard (IEEE802.11a) představuje modul označený jako OWL221a (vyrábí connBlue), který se připojuje prostřednictvím SPI sběrnice k hostitelské aplikaci s OS jako například Win CE 5, Win CE 6, Linux 2.6, atp. [4]. Hostitelská aplikace s operačním systémem byla s ohledem na cenovou dostupnost vybrána v podobě vývojového kitu Friendly ARM Mini 2440. Tento kit (výrobcem označený jako Single-Board Computer) založený na procesoru ARM9 je dodáván s připraveným operačním systémem Linux 2.6 a obsahuje potřebné periferie. Další výhodou tohoto řešení je fakt, že komunikace je programována pomocí standardních funkcí pro komunikaci (vytvoření soketu, zápis dat do soketu, čtení dat ze soketu) stejně jako na stolním počítači s operačním systémem Linux. Z tohoto důvodu je i strana serveru realizována na PC s OS Linux. [2]

Obrázek 9: Realizované spojení [2]

1–5

VOL.14, NO.1, FEBRUARY 2012

2012/1 – 2. 1. 2012

Z finančních důvodů nebylo možné WiFi modul OWL221a použít. Jako náhrada byl vybrán WiFi modul OWS451. Zásadním rozdílem mezi oběma moduly je to, že tento modul obsahuje celý firmware ve své vnitřní paměti a nevyžaduje hostitelskou aplikaci s OS, připojuje se prostřednictvím sběrnice UART. Obstarává celou bezdrátovou komunikaci a konfigurace se provádí pomocí AT příkazů. Modul lze nakonfigurovat tak, aby byl aktivní v režimu standardu IEEE 802.11a a automaticky se asocioval s přístupovým bodem dle zadaného identifikátoru sítě (SSID). Modul bylo možné nakonfigurovat tak, aby po připojení se k AP otevřel spojení na TCP server dle zadané IP adresy a čísla portu. Dále bylo možné modul nakonfigurovat jako UDP server, tedy příjemce UDP datagramů na konkrétním portu. [2][6] Data, která byla zapsána na sběrnici UART ze strany aplikace, byla zaslána pomocí TCP spojení na server. Naopak data přijatá prostřednictvím TCP spojení nebo UDP datagramem zapisoval WiFi modul na sběrnici UART. V tomto případě nerozlišoval od koho data jsou a jakou technikou byla přijata. Identifikace dat musela být provedena na aplikační úrovni a to zvyšovalo objem dat přenášený přes rádiové rozhranní. [2][5] V případě více současně aktivních TCP spojení nebylo možné WiFI modulu říct, do kterého spojení data odesílat (byla odesílána do nejdéle otevřeného spojení). Další významnou nevýhodou bulo to, že WiFi modul neumožňoval odesílat UDP datagramy. [2] Pořízený WiFI modul OWS451 byl pouze před produkčním vzorkem (engineering sample) a původní verze firmware neumožňovala přepnutí modulu do režimu IEEE 802.11a (došlo vždy k zablokování modulu). To umožnila až verze 2.6.0 ze dne 24.1.2011. I tato verze firmware obsahovala některé chyby, které komplikovaly asociaci modulu s přístupovým bodem apod. Přesto se po několikanásobném přeinstalování firmware a rekonfiguraci modulu podařilo spojení uskutečnit a bezpečně zopakovat. [2] Obrázek 9. interpretuje některé výsledky sestavené komunikace. Je zde vidět část pro vozidlo (AU a OBU) realizovaná jako embedded aplikace a část infrastruktury (RSU a SERVER).

8 Závěr Systém Car2Car je vyvíjen za účelem zvyšování bezpečnosti a efektivity provozu na pozemních komunikacích. Data týkající se této části systému budou přenášena pomocí standardu IEEE 802.11p, který bude používat vlastní frekvenční pásmo v rozsahu 5,885 až 5,905 GHz a budou podléhat nejvyššímu zabezpečení. Důležitým bodem, který je dodnes nedořešený, je otázka právní odpovědnosti za vzniklé škody v případě, kdy chyba systému povede k dopravní nehodě. Už samotné prokazování viny systému či osoby, která systém používá (správně či nesprávně) nebude snadné. C2C bude dále umožňovat přenos dat v kategorii infotainment pomocí standardů IEEE 802.11a/b/g/n a to nejen za účelem distribuce reklamy či poskytnutí internetového připojení ve vozidle. Experimentální pracoviště sestavené za účelem některých simulací systému C2C bylo vybaveno rádiovým rozhranním standardu IEEE 802.11a, protože je standardu IEEE 802.11p nejpodobnější.

První směr realizace plánoval použití WiFi modulu OWL221a, který je určen pro systémy s operačním systémem Linux 2.6 apod. Takováto realizace by na straně OBU jednotky umožnila použití stejných zdrojových kódů pro realizaci TCP nebo UDP klient resp. server aplikace jako na straně infrastruktury, zkompilovaných pro příslušnou architekturu (ARM procesor). Z finančních důvodů nešlo vybraný WiFi modul použít. Jednotka OBU byla realizována s modulem OWS451. Tento modul je dostupný od ledna 2011 jako engineering sample a hlavní rozdíl oproti OWL221a je v tom, že modul sám o sobě obsahuje kompletní firmware a připojení k hostitelské aplikaci se provádí pomocí sběrnice UART. WiFi modul se chová jako AT modem se specifickou sadou AT příkazů. Vývojový kit pro OBU jednotku byl volen s ohledem na požadavky WiFi modulu OWL221a. S ohledem na cenovou dostupnost byl vybrán vývojový kit FriendlyARM Mini 2440. Tento vývojový kit umožňuje i připojení druhého WiFi modulu OWS451 bez jakékoli úpravy. Na základě zkušeností s WiFi modulem OWS451 lze říct, že pro simulaci systému Car2Car není tento WiFi modul příliš vhodný. WiFi modul OWS451 navíc nepodporuje IPv6, se kterým systém C2C počítá. WiFi modul sice sám o sobě obstarává veškerou komunikaci na rádiovém rozhraní, na druhou stranu neumožňuje takové možnosti, jako plné síťové rozhraní. To by mohl umožnit původně plánovaný WiFi modul OWL221. Na druhou stranu modul OWS451 je možné připojit i k jednoduchému mikrokontroleru, který je vybaven sběrnicí UART. Zde je pak jednoduchost komunikace výhodou.

9 Literatura [1]

C2C-CC. CAR 2 CAR Communication Consortium Manifesto: Overview of the C2C-CC System. 1st edition. [s.n.], 2007. 94 stran. Dostupné z WWW: .

[2]

ŠTOHAZL M. Realizace zařízení pro komunikaci Car2X a Car2Car. Diplomová práce, 2011. 48 stran.

[3]

MÜLLER, Martin. WLAN 80211p Measurements for V2V DSRC. 09.2009, [cit. 2010-12-29]. Dostupné z WWW: .

[4]

CB-OWL22X ELECTRICAL AND MECHANICAL DATA SHEET. Malmö Sweden, 12.2. 2009. 34 s.

[5]

CB-OWS451 ELECTRICAL AND MECHANICAL DATA SHEET. ver. 3, 25.11. 2010. 41 s.

[6]

WIRELESS LAN SERIAL PORT ADAPTER AT COMMANDS. ver. 3, 20.1. 2010. 47 s.

1–6

VOL.14, NO.1, FEBRUARY 2012