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近年来,随着汽车保有率的上升,交通拥堵现象与交通安全事故频发。同时,随着移动互联网技术和电子信息技术的飞速发展,人们希望借助先进的通信技术、计算机技术和传感器技术提高交通运输效率、减少交通安全事故、改善驾驶体验。为了解决这一问题,智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)和车联网(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)技术应运而生。同时,车辆间使用的无线通信技术需能够适应复杂的道路环境和车辆的快速移动性。但是传统的通信技术在接入速度、传输时延和通信距离等方面均无法满足车载环境下的无线通信需求。IEEE于2013年正式完成了WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment)协议栈的制定工作。WAVE协议栈专门用于车辆间通信,其由IEEE 802.11p协议、IEEE 1609系列协议和SAE J2735标准组成。目前,虽然有公司推出了基于WAVE协议栈PHY层、链路层和网络层的无线通信模块,但是目前市场上并没有成熟的系统级产品。然而基于WAVE协议栈设计一款成熟的应用层程序是实现安全高效车载通信的重要环节。本文在充分分析与理解WAVE协议栈的基础上,完成了车联网应用层程序的设计,并实现了“路口碰撞预警”和“紧急制动预警”安全子应用。主要工作如下:1.详细阐述了WAVE设备建立通信连接的过程和各类消息在WAVE协议栈中的传输流程。2.提出了一套系统设计方案。包括系统的总体拓扑结构,路边单元(Road Side Unit,RSU)的部署,信道分配方案和“小区”间的信道切换等内容。3.在理解WAVE协议栈如何建立通信连接与传输消息的基础上,设计了WAVE设备的应用层程序。包括时间同步模块、子应用、任务管理器等内容。4.基于WAVE协议栈中的SAE J2735标准设计了两种安全子应用。并编写了PC端的仿真程序。5.对编写的应用层程序和安全子应用进行了仿真试验和道路实测。结果表明,安全子应用在仿真环境下正常运行,并且所设计的应用层程序在传输距离和时延误差上可以满足车联网应用的需求。