Camada protocolar de aplicação para ITS-G5

Abstract

Os avanços nas comunicações sem fios permitiu que o conceito de comunicações veiculares (veículo-veículo e veículo-infraestrutura) surgisse como uma das principais soluções para reduzir a sinistralidade na estrada e aumentar o conforto das viagens. O interesse nesta área é crescente e levou a que estas comunicações fossem regulamentadas: nos EUA, pelo IEEE conjunto de standards WAVE e 802.11p e na Europa, pelo ETSI. Estas normas definem a função das várias camadas protocolares deste tipo de comunicações: desde a camada física até à de aplicação. São muitos os projetos em torno das comunicações veiculares e das suas normas, mas, ainda assim, existe muito a fazer nesta área. Com este trabalho, pretende-se desenvolver software que implemente essas camadas protocolares superiores da norma Europeia EN ETSI 302 665 para comunicações veiculares. Esta implementação envolverá a recolha de informação de sensores para construção e envio de mensagens na rede veicular e, por outro lado, a sua rede e processamento, interagindo também com o utilizador. Assim, desenvolveu-se a parte da camada de suporte à aplicação responsável pela recolha de informação de sensores e troca de mensagens com a camada de rede. Além disso, desenvolveu-se a comunicação com um smartphone de forma a que o utilizador se possa ligar ao equipamento e dele receber e enviar alertas sobre os perigos mais próximos. Esta dissertação resultou, então, num sistema que recolhe informação de vários sensores (do veículo, GPS e do smartphone), que gere as mensagens trocadas entre veículos de acordo com a norma Europeia do ETSI (TS ETSI. 102 637-2 v1.2.1 e TS ETSI. 102 637-3 v1.1.1, relacionadas com a norma EN ETSI 302 665) e que fornece a possibilidade de interface com o utilizador através de um smartphone Android. Devido à complexidade do software a este nível, optou-se por utilizar uma plataforma de hardware baseada num Single Board Computer a correr o SO Linux que dispõe de periféricos como recetor GPS e adaptador OBD-II (leituras dos sensores do veículo). O sistema implementado foi testado em ambiente de laboratório e cumpre, na sua maioria, as normas referidas em cima.

The global advances in wireless communications drove the concept of vehicular communications (vehicle-vehicle and vehicle-infrastructure) to become one of the main solutions to reduce road hazards and to make road trip more comfortable. The attention towards this field of technology is rising and lead to the standardization about this type of telecommunications: In EUA, by IEEE - WAVE 802.11p and in Europe by ETSI. These standards define the role of each protocol layer: from the physical layer up to the application layer. There are many projects around vehicular communications and around their standards, but still there is a lot to develop and accomplish in this area. With this work it is intended to develop software for this upper layers following the european standard about vehicular communications (EN ETSI 302 665). The development will include information gather from sensors with the objective of build and send messages on vehicular network, on the other way, it includes received message processing and also some kind of user interface. So, it was implemented the application support layer and a simple security application. The application support layer is responsible to gather information and exchange of messages in the network, it is also responsible for the communication with a smartphone that acts like a Human Machine Interface (HMI) from which the user sends and receives alerts about surrounding dangers. In the end, this thesis result in a system that gathers information from various sensors (from vehicle, GPS and smartphone) and then, according to the European standards (TS ETSI. 102 637-2 v1.2.1 e TS ETSI. 102 637- 3 v1.1.1, related to EN ETSI 302 665), builds and manage the exchange of messages between vehicles and offers the possibility of an HMI through an Android smartphone. With level of complexity the choice of a Single Board Computer (SBC) became natural. This SBC runs Linux and connects to various peripherals like GPS receiver and OBD-II reader (reads the sensors of the vehicle). Despite some limitations concerning the speed of data acquisition, this combination of hardware and software was tested on a laboratorial environment and is compliant, on it's vast majority, with the vehicular standards mentioned before.