REINVENT : accessing vehicular networks in mobile application

Abstract

As redes veiculares têm sido alvo de grandes avanços tecnológicos, e a comunicação entre veículos é hoje uma realidade que tem despertado o interesse tanto ao nível da investigação como de alguns dos principais fabricantes de automóveis com o intuito de criar um conjunto de serviços para melhorar a experiência dos utilizadores deste tipo de redes. Por outro lado, os dispositivos móveirs como smartphones, tablets ou PDA’s também são uma área emergente no mundo das tecnologias devido ao enorme aumento de capacidade computacional que sofreram nos últimos anos. Embora as redes veiculares tenham sido alvo de grandes avanços tecnológicos continuam a encontrar obstáculos para a sua afirmação devido à indisponibilidade de dispositivos nos veículos que permitam usufruir das suas potencialidades. Esta falta de dispositivos pode ser ultrapassada aliando o mundo dos dispositivos móveis com as redes veiculares. Utilizando o potencial das redes veiculares e a capacidade computacional dos novos dispositivos móveis pode-se explorar um cenário de criação de serviços e aplicações de segurança, controlo e eficiência de tráfego e entretenimento. O presente trabalho propõe-se a estudar, criar e testar uma solução para a integração das duas áreas tecnológicas referidas anteriormente. Neste documento é descrita uma arquitectura de alto nível que permite a integração de aplicações móveis com as redes veiculares, abstraindo as camadas de transporte e de rede com um módulo de software que fornece os métodos necessários para as aplicações usufruírem dos serviços das redes veiculares. O resultado final deste trabalho é uma arquitectura de software para integração em aplicações Android que permite utilizar a rede veicular para comunicação entre as aplicações. Ao longo deste documento é descrito todo o processo de implementação desta arquitectura, e posteriormente é apresentada a implementação de aplicações exemplo para experimentação da arquitectura e avaliação do seu desempenho. No âmbito da Dissertação foram criados cenários para realização de testes de desempenho das aplicações em ambientes reais e simulados. Estes testes serviram para identificar a viabilidade da utilização do REINVENT em dispositivos com diferentes características de hardware, e também para identificar potenciais pontos de atraso na estrutura da arquitectura criada. Os resultados obtidos permitiram constatar que a utilização desta arquitectura não induz qualquer tipo de interferência nem atraso no normal funcionamento das aplicações, e que o REINVENT pode ser utilizado na criação de novas aplicações móveis no âmbito das redes veiculares.

Vehicular networks have been the subject of major technological progress, and the communication between vehicles is a reality that has been the subject of interest both in terms of research and of some of the major car manufacturers in order to create a set of services to enhance the user experience of such networks. On the other hand, mobile devices such as smartphones, tablets and PDA's are also an emerging technology in the world due to the enormous increase of computing power they got in recent years. Although vehicular networks have been the subject of great technological advances, they continue to encounter obstacles to their raising due to unavailability of devices in vehicles that allow the use of its potential. This lack of devices can be overcome by combining the world of mobile devices with vehicular networks. Using the potential of vehicular networks and computational capabilities of new mobile devices, a set of scenarios can be explored in order to create services and applications for security, control and efficiency of traffic and entertainment. This work proposes to study, create and test a solution for the integration of the two technology areas mentioned above, applications and vehicular networks. In this Dissertation we describe a high-level architecture that allows the integration of mobile applications with vehicular networks by abstracting transport and network layers with a software architecture that provides the methods needed for the applications to take advantage of vehicular networks services. The end result of this work is a software architecture for integration into Android applications that allows the use of vehicular network for relaying communication between applications. Throughout this document, the whole process of the architecture implementation is described as well as two example applications for proof of concept, testing purpose and performance evaluation. In order to test the performance of the REINVENT module in the applications, two test scenario environments were created, a simulated environment, integrating a VANET simulation framework with mobile devices, and a real environment using an on board unit for vehicle communication purposes. These tests served to identify the feasibility of using REINVENT in devices with different hardware characteristics, and also to identify potential sources of delay in the structure of the architecture created. The results revealed that the use of this module does not induce any interference or delay on the normal operation of applications, and REINVENT can be used in creating new mobile applications in the context of vehicular networks.