Proyecto Fin de Carrera Ingeniería de Telecomunicació · PDF fileProyecto Fin de...

Click here to load reader

  • date post

    17-Aug-2018
  • Category

    Documents

  • view

    217
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Proyecto Fin de Carrera Ingeniería de Telecomunicació · PDF fileProyecto Fin de...

  • Proyecto Fin de Carrera Ingeniera de Telecomunicacin

    Comunicacin cooperativa entre vehculos:

    Estudio e implantacin del protocolo ISO CALM

    en un sistema embebido usando OpenWrt

    Autor: Jos Manuel Sampedro Armenta

    Tutor: Federico Jos Barrero Garca

    Co-tutor: Jos Mara Len Coca

    UNIVERSIDAD DE SEVILLA ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA

  • 2

    ndice de contenido

    v Captulo I Introduccin y objetivos .....................................................................6

    1.1 Los sistemas de transporte inteligentes ...............................................................7

    1.2 Demostrador ITS ................................................................................................8

    1.3 Objetivos del Proyecto .......................................................................................8

    v Captulo II - Proyectos ITS ...................................................................................10

    2.1 Introduccin a los proyectos ITS europeos .........................................................11

    2.2 CVIS ................................................................................................................12

    2.2.1 Objetivos .................................................................................................12

    2.2.2 Tecnologa Desarrollada ............................................................................12

    2.3 COOPERS .........................................................................................................16

    2.3.1 Objetivos .................................................................................................16

    2.3.2 Tecnologa desarrollada ............................................................................17

    2.4 SAFESPOT ........................................................................................................21

    2.4.1 Objetivos .................................................................................................21

    2.4.2 Tecnologa desarrollada ............................................................................22

    2.5 GCDC...............................................................................................................26

    2.5.1 Estrategias de implementacin..................................................................28

    2.5.2 Control robusto a prueba de fallos en tiempo real ......................................28

    2.5.3 Estructura de la distribucin de informacin en tiempo real........................29

    2.5.4 La comunicacin inalmbrica en entornos de tiempo real ...........................29

    v Captulo III - Tecnologa ITS .................................................................................31

    3.1 Introduccin a las redes VANET.........................................................................32

    3.2 WAVE ..............................................................................................................33

    3.2.1 Capas PHY y MAC .....................................................................................35

    3.2.2 Capa de red ..............................................................................................37

    3.2.3 Seguridad en las comunicaciones...............................................................38

    3.3 CALM ..............................................................................................................39

    3.3.1 IEEE 802.16-WiMax...................................................................................40

    3.3.2 CALM 2G/3G ............................................................................................40

    3.3.3 CALM-IR ...................................................................................................40

    3.3.4 DSRC........................................................................................................41

    3.3.5 CALM M5 .................................................................................................41

  • 3

    3.4 Protocolo propuesto por GCDC .........................................................................42

    3.4.1 Inconvenientes de la solucin de CVIS........................................................42

    3.4.2 Alternativa propuesta por el GCDC ............................................................43

    3.4.3 Capas del modelo propuesto .....................................................................44

    v Captulo IV - Hardware y software utilizado ........................................................46

    4.1 Hardware ........................................................................................................47

    4.1.1 AlixBoard 3D2...........................................................................................47

    4.1.2 MikroTik R52H..........................................................................................49

    4.1.3 Elementos del entorno de desarrollo .........................................................50

    4.2 Software..........................................................................................................51

    4.2.1 Windows 7 ...............................................................................................51

    4.2.2 Linux ........................................................................................................53

    v Captulo V - Desarrollo del sistema .....................................................................57

    5.1 Generacin del firmware ..................................................................................58

    5.1.1 Instalacin de Openwrt Buildroot ..............................................................58

    5.1.2 Uso de OpenWrt Buildroot ........................................................................59

    5.1.3 Generacin del firmware CALM FAST .........................................................62

    5.1.4 Traspaso a la tarjeta Compact Flash ...........................................................64

    5.2 Inicializacin ....................................................................................................65

    5.2.1 Arranque del sistema ................................................................................65

    5.2.2 Paquetes Wireless ....................................................................................68

    5.3 Configuracin de las comunicaciones ................................................................70

    5.3.1 Modo infraestructura ...............................................................................71

    5.3.2 Modo ad-hoc............................................................................................75

    5.3.3 Modo CALM FAST .....................................................................................77

    v Captulo VI - Conclusiones ..................................................................................84

    6.1 Resumen conclusivo .........................................................................................84

    v Bibliografa ........................................................................................................86

    v Anexo I ..............................................................................................................88

    v Anexo II .............................................................................................................90

  • 4

    ndice de Figuras

    Figura 1 - Carreteras del futuro .......................................................................................7

    Figura 2 - Componentes del sistema. Proyecto CVIS........................................................14

    Figura 3 - Capas de la arquitectura del sistema. CVIS ......................................................15

    Figura 4 - Visin general de la comunicacin en Coopers ................................................18

    Figura 5 - Escenario inicial del proyecto Coopers ............................................................18

    Figura 6 - Escenario final que Coopers persigue a largo plazo ..........................................19

    Figura 7 - Implantacin de tecnologas en un vehculo de prueba ....................................20

    Figura 8 - Implantacin de tecnologas en un poste fijo de carretera ...............................20

    Figura 9 - Punto de vista del conductor del vehculo .......................................................21

    Figura 10 - Elementos comunicantes .............................................................................23

    Figura 11 - Caso de accidente en interseccin ................................................................25

    Figura 12 - Maniobra de cambio de carril .......................................................................25

    Figura 13 - Adelantamiento peligroso ............................................................................26

    Figura 14 - Escenario de ejemplo de GCDC .....................................................................27

    Figura 15 - Arquitectura de comunicacin de una VANET ................................................33

    Figura 16 - Banda de frecuencia de DSRC .......................................................................34

    Figura 17 - Capas y protocolos asociados de WAVE.........................................................34

    Figura 18 - Tabla comparativa entre 802.11p y 802.11 ....................................................35

    Figura 19 - Capas y protocolos propuestos por GCDC.