摘要：“車聯(lián)網(wǎng)技術”的興起，大量傳感技術得到應用，受無線傳輸設備與傳感器體積限制，信息只能單向傳遞，缺少與被感知設備間交互。提出一種通過BOA技術遠程感知交通設備中部件訪問的雙向交互技術，配合虛擬獨立地址技術可以達到部件分組獨立控制。這樣BOA通過CAN總線集成可以對設備整體進行全部部件監(jiān)控和更多的優(yōu)化操作，達到更大范圍內(nèi)的遠程參數(shù)獲取與監(jiān)控。最后，通過具有BOA技術的實例證明，此種技術可行。
關鍵詞：智能交通；車聯(lián)網(wǎng)技術；BOA；遠程交互

    車輛感知是支持車聯(lián)網(wǎng)技術(Internet of Vehicle，IoV)的主要技術內(nèi)容之一，在文獻中車聯(lián)網(wǎng)技術被定義為：指利用先進傳感器技術、網(wǎng)絡技術、計算技術、控制技術、智能技術，對道路和交通進行全面感知，實現(xiàn)多個系統(tǒng)間大范圍、大容量數(shù)據(jù)的交互，對每一個車輛、每一個道路的狀態(tài)進行多方面、全時段的控制，以提供交通安全及交通效率。從定義中可以看出“車聯(lián)網(wǎng)”技術本質(zhì)就是無處不在的感知，這樣感知過程需要有效的傳感器及雙向信息交互。車聯(lián)網(wǎng)的研究關注的重點在于車-車、車-路的宏觀通訊技術，以及車輛自身的微觀狀態(tài)感知，大多數(shù)微小設備感知信息是單向傳遞，缺乏對部件的控制與操作回饋的雙向信息傳遞，故此需要完善，文中基于這個需求進行了研究。技術主要內(nèi)容把嵌入式的BOA技術引入到車聯(lián)網(wǎng)技術當中。此方法可以通過與CAN(Controller Area Network)總線、控制中心的智能程序集成，達到集中監(jiān)控與調(diào)整設備整體的關鍵部件參數(shù)，即智能部件感知的目的。甚至通過具有獨立的虛擬地址技術對關鍵部件設置獨有地址，達到遠程感知。對此，本文做了部分研究工作，首先，介紹了基于BOA的面向車聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架結(jié)構(gòu)，其次，對關鍵技術GoAhead的Web Server遷移到VxWorks做詳細的介紹，最后，給出一個對車聯(lián)網(wǎng)中的關鍵部件進行管理的簡單例程。

1 “車聯(lián)網(wǎng)”與BOA技術
    在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中需要感知具體的關鍵部件的健康狀態(tài)，運行信息等。車聯(lián)網(wǎng)技術感知模型如圖1所示，車輛感知信息通過(OBU)與路邊設備(RSU)建立無線通信，經(jīng)過網(wǎng)關接入互聯(lián)網(wǎng)。

 “車聯(lián)網(wǎng)”感知模型相比來說較為宏觀，如果微觀層面上需要在“車聯(lián)網(wǎng)”內(nèi)部具有感知車輛內(nèi)部設備的數(shù)據(jù)交互，達到被感知設備與管理系統(tǒng)或數(shù)據(jù)中心建立通信關系。借助BOA技術建立關系如圖2所示，達到雙向交互目的。

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2 具有虛擬地址的獨立控制
2．1 感知范圍分析
    對一些具體的儀器組件是通過傳感器的方式感知獲取數(shù)據(jù)，缺少對信息的交互能力。如果部件感知過細，可以看出對傳輸?shù)沫h(huán)境要求將有所提高。如圖3所示，(a)表示為感知的是目標的整體，而(b)感知的為目標的各個組成部分，(c)則是通過集中控制器與部件和控制中心聯(lián)系，通道數(shù)量減少，降低復雜程度與成本。目前，“車聯(lián)網(wǎng)”的信息交互是處于一個集中的層面上體現(xiàn)，如天氣情況、健康狀態(tài)、交通沖突與否。在本項研究中，建立一個BOA連接一個被感知部件與控制中心或數(shù)據(jù)中心的機制，達到感知更加細微，實現(xiàn)整體更多有效決策。

    實現(xiàn)“車聯(lián)感知”的計算模式，是依靠各類嵌入式BOA服務微系統(tǒng)的應用，集成各個部件異構(gòu)傳感數(shù)據(jù)的平臺，集收集傳感數(shù)據(jù)和指令發(fā)送于一體。目前嵌入式BOA服務器軟件中，GoAhead Web Server是一款可移植性強，免費的嵌入式WEB服務器，它是運行于嵌入式操作系統(tǒng)之上的應用層軟件。VxWorks操作系統(tǒng)是美國風河公司設計開發(fā)一種嵌入式實時操作系統(tǒng)(RTOS)，因其良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核、友好的開發(fā)環(huán)境、卓越的可靠性和實時性，被廣泛應用于通信、航空、航天等實時性要求極高的領域中。并結(jié)合安防監(jiān)控系統(tǒng)的視頻傳感器控制器給出了應用實例。
2．2 微部件與虛擬地址
    通過分析，具有局部控制器的部件感知降更具優(yōu)勢，故此需要建立虛擬地址與外圍控制的關系，達到控制中心與微部件的信息交互。如圖3中的(c)所示，c．1….c.4都集成了BOA的技術，這樣局部控制與部件見建立映射關系，如圖4所示。其中BOA0為與外界感知的總接口，而BOA1到BOA6……等分別為在BOA0下的虛擬端口地址控制的部件接口。通過這種虛擬獨立地址的技術完全可以避免由于IP地址不足帶來的弊端，并且可以便于整體管理感知微部件。當然BOA支持IPv6，那么地址分配可以采用實地址方式進行信息交互。

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3 嵌入式BOA技術
    BOA是單任務的HTTP服務器，與其他傳統(tǒng)的Web服務器不同的是當有連接請求到來時，它并不為每個連接單獨創(chuàng)建進程，也不通過復制自身進程來處理多鏈接，而是通過建立HTTP請求列表來處理多路HTTP連接請求，同時它只為CGI程序創(chuàng)建新的進程，這樣就在最大程度上節(jié)省了系統(tǒng)資源，這對嵌入式系統(tǒng)來說是關鍵。同時它還具有自動生成目錄、自動解壓文件等功能，因此，BOA具有很高的HTTP請求處理速度和效率，在嵌入式系統(tǒng)中具有很高的應用范圍。GoAhead就是這樣一類Web Server的工程應用軟件。目前有支持GoAhead的嵌入式操作系統(tǒng)包括Windows CE，pSOS，Embedded Linux，uCOS，VxWorks，QNX等。這種嵌入式BOA技術的Web Server支持ASP，嵌入式JavaScript，標準CGI，內(nèi)存中的CGI處理GoForms，擴展的API，每秒可處理大于50個請求。支持硬件構(gòu)架ARM7，ARM9等，并滿足VxWorks操作系統(tǒng)和GoAhead工程運行的需要。

3．1 面向車聯(lián)網(wǎng)BOA技術條件
    首先關鍵部件本身能夠ARM7／ARM9硬件構(gòu)架控制，這是一個基本條件，如圖5所示。在本例中采用ARM7作為主要控制硬件平臺部分。

    操作系統(tǒng)是應用軟件正常工作的平臺，BOA屬于應用軟件的類型，它具備Web Setver功能屬性。為了完成這個工作，需要借助能夠應用在VxWorks平臺上的GoAhead軟件。移植GoAhead關鍵是讓VxWorks在ARM7硬件平臺上具有很好的運行狀態(tài)，故此需要開發(fā)板級支持包(BSP)，用于建立操作系統(tǒng)與硬件之間的中間層。然后移植TFFS(Tme File Format System)文件系統(tǒng)，這樣VxWorks操作系統(tǒng)映像文件、GoAhead的工程映像文件及Web文檔就可以運行在嵌入式系統(tǒng)硬件平臺上。
    當目標板中需設計一個用于接受用戶指令的進程，加入到系統(tǒng)的多個正在運行的進程當中，系統(tǒng)采用稱為ROUND-ROBIN的調(diào)度方式進行輪轉(zhuǎn)調(diào)度。
3．2 GoAhead的移植方法
    為方便程序調(diào)試和系統(tǒng)集成，分別對EOS(Embedded Operation System)環(huán)境和應用程序進行配置。首先，進行移植準備。建立一個可下載的(downloadable)的VxWorks工程，調(diào)試成功后再將VxWorks映像和GoAhead．out文件一起上傳到tffsl中，在VxWorks的usrAppInit()函數(shù)中加載goahead．out文件，然后再啟動Web Server。
    UsrAppInit中的關鍵代碼如下：

    對于完成的正常能夠運行的項目，在瀏覽器中輸入地址http：／／192．168．1．1／controltree．html即可以訪問／tffs1／webs／con troltree．html文件。[!--empirenews.page--]
3．3 BSP的移植過程
    板級支持包BSP(Board Support Package)是介于嵌入式硬件和EOS之間的一層系統(tǒng)軟件，負責向VxWorks提供與硬件環(huán)境的基本接口，其移植的主要過程有：
    第一步配置嵌入式處理器的CPU型號，主頻等相關參數(shù)，為整個軟件系統(tǒng)提供底層硬件支持；
    第二步根據(jù)硬件模塊配置相關設備驅(qū)動和系統(tǒng)中斷服務程序；
    第三步定制總線及芯片引腳功能，配置存儲空間映射和存儲空間大?。?br />     第四步定制EOS功能，為軟件系統(tǒng)提供一個多任務工作環(huán)境。
    BSP的配置是系統(tǒng)重中之重，合理的配置能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

4 代碼工作
    選擇好的調(diào)試方法，可以提高學習和項目開發(fā)的效率。目前VxWorks程序開發(fā)中常用的調(diào)試方法有網(wǎng)絡和串口調(diào)試方法，在本應用系統(tǒng)中選擇網(wǎng)絡調(diào)試。正確的配置方法是在所建立的Bootable工程的VxWorks組件中選擇WDB連接和END驅(qū)動，所生成的VxWorks映像通過網(wǎng)絡加載到內(nèi)存運行。主機端還需要在Target Server配置和目標機相連，配置中BackEnd選擇wdbrpc，目標機的IP設置為192．168．1．11，核心文件指向主機FTTP下載目錄中的VxWorks映像，最選擇all symbol并選中Synchronize Target／Host Symbol Table。配置如果正確，即可啟動Tar get Server。
    此時可以在當前工作空間下建立一個可下載的應用程序模塊，在該模塊下新建一個程序文件Multitasks．c經(jīng)編譯生成Multitasks．o，下載到目標機，最后在主機的wShell中輸入Mutiltasks，在超級終端中即可以看到任務的執(zhí)行情況，其中代碼如下：

    在開發(fā)過程中使用應用程序模塊是非常方便的，如果要形成最終產(chǎn)品，需要將調(diào)試成功的模塊遷移到bootableVxWorks映像中，方法是將源程序加入bootable VxWorks項目，并在usrAppInit．C文件中的usrAppInit()函數(shù)下添加入口代碼Mutiltasks()，代碼如下所示。最后編譯成符合現(xiàn)場要求的VxWorks映像并完成遷移工作。
    void usrAppInit(void){
    #ifdefUSER_APPL_INIT
    USER_APPL_INIT；
    #endif
    Mutihasks()；}

5 結(jié)論
    本文針對車聯(lián)網(wǎng)的特點介紹了目標板上移植嵌入式BOA的方法和步驟，交叉編譯環(huán)境的建立方法及控制器的設計思路。可以看出，BOA技術支持車聯(lián)網(wǎng)，可以滿足細致部件的感知。
    此外，針對于系統(tǒng)的“車聯(lián)網(wǎng)”技術還需要深入的研究，BOA只是在此研究上的一個基本內(nèi)容。由于感知是通過虛擬地址映射得到每一個部件的ID，故此需要一個控制中心，在工程中需要控制中心與感知部件總體考慮，文中沒有在此內(nèi)容上有過多描述。在實際應用中采用IPv6地址，還是虛擬地址這取決于成本與技術條件，這些是以后需要深入研究的內(nèi)容。