《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》是深圳市金溢科技股份有限公司於2014年12月26日申請的專利，該專利的申請號為2014108367856，公布號為CN104574541A，授權公布日為2015年4月29日，發明人是章佳欽、黃日文、周維、林樹亮。
《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》提供了一種RSU和多天線時序同步方法及系統，該發明能夠實現由同一個脈衝信號觸發所有RSU產生外部中斷，所以能夠實現多個RSU的時序同步。該發明為每個RSU設定各自的預設延時時間，各個RSU在接收外部中斷後，在各自的預設延時時間延時後再發射信號，保證相鄰發射信號所對應的兩個RSU之間的時間間隔至少相差預設時間間隔，預設時間間隔為兩個信號不產生重疊的最少時間間隔。所以該發明能夠解決多個RSU的同步問題，同時保證各個RSU之間發射信號有足夠時間間隔問題，以便達到OBU能夠成功解析RSU發射的信號，從而完成與RSU的正常交易的目的。
2018年12月20日，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種RSU和多天線時序同步方法及系統
- 公布號：CN104574541A
- 授權日：2015年4月29日
- 申請號：2014108367856
- 申請日：2014年12月26日
- 申請人：深圳市金溢科技股份有限公司
- 地址：廣東省深圳市南山區科苑路清華信息港研發樓A棟12層
- 發明人：章佳欽、黃日文、周維、林樹亮
- Int.Cl.：G07B15/06(2011.01)I
- 代理機構：深圳市深佳智慧財產權代理事務所（普通合夥）
- 代理人：王仲凱
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
在ETC（Electronic Toll Collection，電子不停車收費）自由流系統中，為了提高交易成功率和效率，往往安裝不只一台RSU（Road-SideUnits，路側單元）天線來同OBU（OnboardUnit，車載單元）完成交易，一般情況下每一條道路安裝一台甚至兩台RSU，在高速路上都三條以上的車道，所以RSU的數量一般都有三台以上。
如果每台RSU發射信號的時序沒有進行同步控制，那么便可能存在同一時刻有多台RSU同時發射信號或者各RSU發射信號的間隔不夠的情況，這將導致RSU發射的信號在空間疊加碰撞，OBU在接收到這種疊加信號後無法解析成功，從而無法完成與RSU的正常交易。
所以需要一種方法能夠解決多個RSU的同步問題且各個RSU之間發射信號有足夠時間間隔的問題，以便OBU能夠成功解析RSU發射的信號，從而完成與RSU的正常交易。
發明內容
專利目的
《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》提供了一種RSU和多天線時序同步方法及系統，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》能夠解決多個RSU的同步問題，進而保證各個RSU之間發射信號有足夠的時間間隔，以便OBU能夠成功解析RSU發射的信號，從而完成與RSU的正常交易。
技術方案
一種多天線時序同步方法，套用於多天線時序同步系統，所述系統包括彼此相連的多個RSU，與所述多個RSU相連的控制器，所述方法包括：
每個RSU分別接收所述控制器傳送的與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的工作模式、各自的中斷觸發方式，接收所述初始化信息後工作模式為主機的RSU作為主機RSU、其餘為從機RSU，至少主機RSU的初始化信息還包含同步時序周期；所述主機RSU通過其PWM接口向所有RSU傳送周期為所述同步時序周期的脈衝信號；每個RSU接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相同觸發方式的RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
優選的，所述每個RSU接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號包括：在所述脈衝信號的上升沿觸發外部中斷後，中斷觸發方式同為上升沿觸發的RSU按各自的預設延時時間發射信號；和/或在所述脈衝信號的下降沿觸發外部中斷後，中斷觸發方式同為下降沿觸發的RSU按各自的預設延時時間發射信號。
優選的，確定所述每個RSU的各自的預設延時時間的具體方法為：針對上升沿觸發方式和下降沿觸發方式，分別在相同觸發方式中確定一個RSU的預設延時時間為第一時間，其餘RSU的預設延時時間在所述第一時間的基礎上依次至少遞增所述預設時間間隔；或設定所有RSU的中斷觸發方式相同，在所有RSU中確定一個RSU的預設延時時間為第二時間，其餘RSU的預設延時時間在所述第二時間基礎上依次至少遞增所述預設時間間隔。
優選的，每個RSU接收所述脈衝信號按各自的中斷觸發方式產生外部中斷後還包括：每個RSU根據脈衝信號按預設規則改變自身的預設變數值；若自身的預設變數值在預設時間內未改變，則向所述控制器傳送報警信號。
優選的，還包括以下步驟：所述控制器接收報警RSU傳送的報警信號，並判斷發送報警信號的RSU的數量是否在預設數量內且是否包含主機RSU；判定傳送報警信號的RSU的數量在預設數量內且不包含主機RSU，則對各個報警RSU進行時序同步修復；判定傳送報警信號的RSU數量超過所述預設數量或包含主機RSU，則對所有RSU進行時序同步修復。
優選的，所述對各個報警RSU進行時序同步修復包括：重新向每個報警RSU傳送各自的初始化信息，在第一預設時間後判斷所述每個報警RSU的時序同步是否正常，若不正常則向不正常的RSU傳送復位指令，對不正常的RSU進行復位，在第二預設時間後，判斷不正常的RSU的時序同步是否正常，若不正常則進行告警，若時序同步正常則結束修復；所述對所有RSU進行時序同步修復包括：選擇下一台RSU作為主機RSU，所述控制器對所有RSU重新傳送初始化信息，在第一預設時間後判斷所有RSU的時序同步是否正常，若不正常，則判斷發送報警信號的RSU的數量是否在預設數量內且是否包含主機RSU，若傳送報警信號的RSU的數量在預設數量內且不包含主機RSU，則所述對各個報警RSU進行時序同步修復；若傳送報警信號的RSU數量超過所述預設數量或包含主機RSU，則向所有RSU傳送復位指令，對所有RSU進行復位；在第二預設時間後，判斷所有RSU的時序是否正常，若不正常則重新選擇再一台RSU作為主機RSU對所有RSU進行時序同步修復，直到所有RSU的時序正常，若在修復過程中所有RSU的時序正常則結束修復。
一種多天線時序同步方法，套用於多天線時序同步系統，所述系統包括多個RSU，與所述多個RSU相連的控制器，所述方法包括：每個RSU分別接收所述控制器傳送的與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的中斷觸發方式；每個RSU分別接收所述控制器傳送的周期為同步時序周期的脈衝信號；每個RSU接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相同觸發方式的RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
一種RSU，包括：接收模組，用於接收所述控制器傳送的初始化信息，所述初始化信息包括工作模式、中斷觸發方式；主從判斷模組，用於對工作模式進行判斷當所述工作模式為主機時所述RSU作為主機RSU，當所述工作模式為從機時，所述RSU作為從機RSU；工作模組，用於當所述RSU為主機RSU時，則通過其PWM接口向所有RSU傳送的周期為所述同步時序周期的脈衝信號，當所述RSU為從機RSU時，則接收主機RSU傳送的周期為所述同步時序周期的脈衝信號，接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相同觸發方式的RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
一種多天線時序同步系統，包括：彼此相連的多個如權利要求8所述的RSU，與所述多個RSU相連的控制器；所述控制器，用於分別生成與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的工作模式、各自的中斷觸發方式和同步時序周期，向每個RSU傳送一一對應的初始化信息。
一種多天線時序同步系統，包括：多個RSU，與所述多個RSU相連的控制器；所述控制器，用於分別生成與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的中斷觸發方式和同步時序周期；向每個RSU傳送一一對應的初始化信息；所述RSU包括第一接收模組和第一工作模組；第一接收模組用於接收所述控制器傳送的與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的中斷觸發方式，同時接收所述控制器傳送的周期為所述同步時序周期的脈衝信號；所述第一工作模組用於接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相同觸發方式的RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
改善效果
《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》提供了一種多天線時序同步方法及系統，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》各個RSU彼此相連且每個RSU均與控制器相連，控制器將同一個脈衝信號同時傳送至各個RSU，所以各個RSU能夠同時接收到脈衝信號，或者主機RSU將同一個脈衝信號傳送至各個從機RSU，各個RSU同時接收脈衝信號，兩種方式均能夠實現各個RSU由同一個脈衝信號觸發所有RSU產生外部中斷，所以能夠實現多個RSU的時序同步。
並且，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》為每個RSU設定各自的預設延時時間，各個RSU在接收外部中斷後，按各自的預設延時時間延時後再發射信號，保證相鄰發射信號所對應的兩個RSU的時間間隔至少相差預設時間間隔，預設時間間隔為兩個信號不產生重疊的最少時間間隔。所以《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》能夠解決多個RSU的同步問題，同時保證各個RSU之間發射信號有足夠時間間隔問題，以便達到OBU能夠成功解析RSU發射的信號，從而完成與RSU的正常交易的目的。
附圖說明
圖1為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的一種多天線時序同步系統的結構示意圖；
圖2為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的一種多天線時序同步方法的流程圖；
圖3a-3e為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的一種多天線時序同步方法中預設延時時間的示意圖；
圖4為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的又一種多天線時序同步方法的流程圖；
圖5為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的又一種多天線時序同步方法的流程圖；
圖6為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的又一種多天線時序同步方法的流程圖；
圖7為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的又一種多天線時序同步方法的流程圖；
圖8為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的又一種多天線時序同步方法的流程圖；
圖9為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的一種多天線時序同步方法的中斷觸發示意圖；
圖10為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的一種多天線時序同步方法的同步時序周期及預設延時時間的示意圖；
圖11為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的一種多天線時序同步方法的同步時序周期及預設延時時間的示意圖；
圖12為《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例公開的一種RSU的結構示意圖。
技術領域
《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》涉及智慧型交通領域，尤其涉及一種RSU和多天線時序同步方法及系統。
權利要求
1.一種多天線時序同步方法，其特徵在於，套用於多天線時序同步系統，所述系統包括彼此相連的多個RSU，與所述多個RSU相連的控制器，所述方法包括：每個RSU分別接收所述控制器傳送的與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的工作模式、各自的中斷觸發方式，接收所述初始化信息後工作模式為主機的RSU作為主機RSU、其餘為從機RSU，至少主機RSU的初始化信息還包含同步時序周期；所述主機RSU通過其PWM接口向所有RSU傳送周期為所述同步時序周期的脈衝信號；每個RSU接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相同觸發方式的RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述每個RSU接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號包括：在所述脈衝信號的上升沿觸發外部中斷後，中斷觸發方式同為上升沿觸發的RSU按各自的預設延時時間發射信號；和/或在所述脈衝信號的下降沿觸發外部中斷後，中斷觸發方式同為下降沿觸發的RSU按各自的預設延時時間發射信號。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，確定所述每個RSU的各自的預設延時時間的具體方法為：針對上升沿觸發方式和下降沿觸發方式，分別在相同觸發方式中確定一個RSU的預設延時時間為第一時間，其餘RSU的預設延時時間在所述第一時間的基礎上依次至少遞增所述預設時間間隔；或設定所有RSU的中斷觸發方式相同，在所有RSU中確定一個RSU的預設延時時間為第二時間，其餘RSU的預設延時時間在所述第二時間基礎上依次至少遞增所述預設時間間隔。
4.如權利要求1-3中任一項所述的方法，其特徵在於，每個RSU接收所述脈衝信號按各自的中斷觸發方式產生外部中斷後還包括：每個RSU根據脈衝信號按預設規則改變自身的預設變數值；若自身的預設變數值在預設時間內未改變，則向所述控制器傳送報警信號。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，還包括以下步驟：所述控制器接收報警RSU傳送的報警信號，並判斷發送報警信號的RSU的數量是否在預設數量內且是否包含主機RSU；判定傳送報警信號的RSU的數量在預設數量內且不包含主機RSU，則對各個報警RSU進行時序同步修復；判定傳送報警信號的RSU數量超過所述預設數量或包含主機RSU，則對所有RSU進行時序同步修復。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述對各個報警RSU進行時序同步修復包括：重新向每個報警RSU傳送各自的初始化信息，在第一預設時間後判斷所述每個報警RSU的時序同步是否正常，若不正常則向不正常的RSU傳送復位指令，對不正常的RSU進行復位，在第二預設時間後，判斷不正常的RSU的時序同步是否正常，若不正常則進行告警，若時序同步正常則結束修復；所述對所有RSU進行時序同步修復包括：選擇下一台RSU作為主機RSU，所述控制器對所有RSU重新傳送初始化信息，在第一預設時間後判斷所有RSU的時序同步是否正常，若不正常，則判斷發送報警信號的RSU的數量是否在預設數量內且是否包含主機RSU，若傳送報警信號的RSU的數量在預設數量內且不包含主機RSU，則所述對各個報警RSU進行時序同步修復；若傳送報警信號的RSU數量超過所述預設數量或包含主機RSU，則向所有RSU傳送復位指令，對所有RSU進行復位；在第二預設時間後，判斷所有RSU的時序是否正常，若不正常則重新選擇再一台RSU作為主機RSU對所有RSU進行時序同步修復，直到所有RSU的時序正常，若在修復過程中所有RSU的時序正常則結束修復。
7.一種多天線時序同步方法，其特徵在於，套用於多天線時序同步系統，所述系統包括多個RSU，與所述多個RSU相連的控制器，所述方法包括：每個RSU分別接收所述控制器傳送的與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的中斷觸發方式；每個RSU分別接收所述控制器傳送的周期為同步時序周期的脈衝信號；每個RSU接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相同觸發方式的RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
8.一種RSU，其特徵在於，包括：接收模組，用於接收控制器傳送的初始化信息，所述初始化信息包括工作模式、中斷觸發方式；主從判斷模組，用於對工作模式進行判斷當所述工作模式為主機時所述RSU作為主機RSU，當所述工作模式為從機時，所述RSU作為從機RSU；工作模組，用於當所述RSU為主機RSU時，則通過其PWM接口向所有RSU傳送周期為同步時序周期的脈衝信號，當所述RSU為從機RSU時，則接收主機RSU傳送的周期為所述同步時序周期的脈衝信號，接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相同觸發方式的RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
9.一種多天線時序同步系統，其特徵在於，包括：彼此相連的多個如權利要求8所述的RSU，與所述多個RSU相連的控制器；所述控制器，用於分別生成與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的工作模式、各自的中斷觸發方式和同步時序周期，向每個RSU傳送一一對應的初始化信息。
10.一種多天線時序同步系統，其特徵在於，包括：多個RSU，與所述多個RSU相連的控制器；所述控制器，用於分別生成與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的中斷觸發方式和同步時序周期；向每個RSU傳送一一對應的初始化信息；所述RSU包括第一接收模組和第一工作模組；第一接收模組用於接收所述控制器傳送的與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的中斷觸發方式，同時接收所述控制器傳送的周期為所述同步時序周期的脈衝信號；所述第一工作模組用於接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相同觸發方式的RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
實施方式
如圖1所示，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》提供了一種多天線時序同步系統，所述系統包括彼此相連的多個RSU100，與所述多個RSU100相連的控制器200。多個RSU採用RSU1、RSU2……RSUN表示，N為非零自然數。
該系統中各個RSU通過匯流排彼此相連，當匯流排上存在數據時，各個RSU均能夠同時獲得該數據，另外各個RSU均與控制器相連，當控制器同時向所有RSU傳送數據時，所有RSU均能夠同時接收同一數據。
如圖2所示，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》提供了一種多天線時序同步方法，套用於圖1所示系統的RSU，所述方法包括：
步驟S101：每個RSU分別接收所述控制器傳送的與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的工作模式、各自的中斷觸發方式，接收所述初始化信息後工作模式為主機的RSU作為主機RSU、其餘為從機RSU，至少主機RSU的初始化信息還包含同步時序周期；
所有RSU在一個同步時序周期內均會執行一次發射與OBU交易信號的過程，在每個同步時序周期內既要實現各個RSU同步發射信號，又要使各個RSU的發射信號之間保持有一定的時間間隔，以便達到多個RSU同步發射信號又能夠保證信號不重疊，所以《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》採用所有RSU採用同一個脈衝信號觸發外部中斷的方式來實現同步發射信號的目的，採用為每個RSU設定各自的延時時間的方式來實現各個RSU的發射信號之間保持一定的時間間隔。
為了實現上述目的，在《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》執行之前需要控制器設定各個RSU的工作模式，各個RSU的中斷觸發方式和所有RSU共同使用的同步時序周期，然後將每個RSU的工作模式、中斷觸發方式和同步時序周期傳送至每個RSU，以便每個RSU按照控制器設定的方式執行。進一步的，如果RSU為從機，則也可以只傳送RSU的工作模式、中斷觸發方式，而不傳送同步時序周期。
其中工作模式為主機或從機，中斷觸發方式為上升沿觸發或下降沿觸發，同步時序周期是一個變化量，當RSU的預設延時時間改變和/或RSU數量改變時，同步時序周期均會改變，為了達到所有RSU均能夠在一個同步時序周期內發射信號的目的，同步時序周期至少為各個RSU的預設延時時間和值。
步驟S102：所述主機RSU通過其PWM接口向所有RSU傳送周期為所述同步時序周期的脈衝信號；
在一個同步時序周期內僅有一個主機其餘為從機，工作模式為主機則表示控制器命令接收該工作模式的RSU作為主機RSU，工作模式為從機則表示控制器命令接收該工作模式的RSU作為從機RSU，主機RSU具有傳送脈衝信號的能力，主機RSU產生脈衝信號提供給自身同時通過自身的PWM接口向匯流排上傳送脈衝信號時，所有RSU均能夠從匯流排上接收脈衝信號，以便依據脈衝信號觸發自身中斷。
步驟S103：每個RSU接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相同觸發方式的RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
在每個RSU接收脈衝信號後，便依據自身的中斷觸發方式在脈衝信號的上升沿或下降沿產生外部中斷，並依據各自的預設延時時間，在中斷觸發後經過預設延時時間後發射信號，預設延時時間可以是控制器預先計算出來，並通過初始化信息初始化至各個RSU內部的，也可以是RSU在獲得初始化信息後，根據初始化信息計算得到的，不論哪一種方式均可實現。
RSU的中斷觸發方式與其自身的預設延時時間是相關的，中斷觸發方式改變，自身的預設延時時間也會改變，但不論採用那種觸發方式，必須達到相鄰發射信號所對應的RSU的預設時間間隔至少相差預設時間間隔，預設時間間隔為理論上兩個RSU的發射信號不會重疊的時間間隔，若相鄰發射信號的兩個RSU的預設延時時間的時間間隔小於預設時間間隔，則會導致兩者信號重疊碰撞。
《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》能夠實現多個RSU時序同步，且相鄰發射信號不會重疊碰撞，所以OBU能夠較好地接收RSU的發射信號，以便與RSU進行交易。
《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》提供了一種多天線時序同步方法，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》各個RSU通過匯流排彼此相連且每個RSU均與控制器相連，控制器將同一個脈衝信號同時傳送至各個RSU，各個RSU能夠同時接收到脈衝信號，或者主機RSU將同一個脈衝信號傳送至匯流排，各個RSU同時經匯流排接收脈衝信號，兩種方式均能夠實現各個RSU同時接收同一個脈衝信號，由同一個脈衝信號觸發所有RSU產生外部中斷，所以能夠實現多個RSU的時序同步。
並且，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》為每個RSU設定各自的預設延時時間，各個RSU在接收外部中斷後，按各自的預設延時時間延時後再發射信號，保證相鄰發射信號所對應的兩個RSU之間的時間間隔至少為預設時間間隔，預設時間間隔為兩個信號不產生重疊的最少時間間隔。所以《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》能夠解決多個RSU的同步問題，同時保證各個RSU之間發射信號有足夠時間間隔問題，以便達到OBU能夠成功解析RSU發射的信號，從而完成與RSU的正常交易的目的。
下面詳細介紹確定各個RSU各自的預設延時時間的過程，各個RSU的預設延時時間，可以由自身內部的算法實現，也可以由控制器預先計算後，再下發至各個RSU，設定RSU的預設延時時間主要分為兩種方式：
第一種：所有RSU的觸發方式不完全相同；
針對上升沿觸發方式和下降沿觸發方式，分別在相同觸發方式中確定一個RSU的預設延時時間為第一時間，其餘RSU的預設延時時間在所述第一時間的基礎上依次至少遞增所述預設時間間隔；容易理解的是遞增的時間間隔只要大於預設時間間隔在能保證發射信號周期的前提下都是可行的。
下面通過幾個具體實施例，來對第一種方式進行說明，以四個RSU為例，分別以標號1、2、3和4來表示：
A：設定1和3為上升沿觸發方式，2和4為下降沿觸發方式，1和2的預設延時時間為0，3和4的預設延時時間為t，t大於或等於預設時間間隔，按照上述方式則四個RSU的觸發順序為1、3、2和4，如圖3a所示，為以上4個RSU的發射信號示意圖。該觸發方式下，同步時序周期為高電平和低電平各占一半。
B：設定1和3為上升沿觸發方式，2和4為下降沿觸發方式，1和2的預設延時時間為0，3和4的預設延時時間為2t，t大於或等於預設時間間隔，按照上述方式則四個RSU的觸發順序為1、2、3和4，如圖3b所示，為以上4個RSU的發射信號示意圖。該觸發方式下同步時序周期高電平占1/4，低電平占3/4。
C：設定1和2為上升沿觸發方式，3和4為下降沿觸發方式，則1和3的延時時間為0，2和4的延時時間為t，t大於或等於預設時間間隔，按照上述方式則四個RSU的觸發順序為1、2、3和4，如圖3c所示，為以上4個RSU的發射信號示意圖。該觸發方式下，同步時序周期為高電平和低電平各占一半。
當然還可以設定其他的觸發方式和延時時間，不同觸發方式下各個RSU的延時時間不同，從而導致同步時序周期不一致，不論採用哪一種方式只要能夠實現相鄰發射信號的兩個RSU之間至少保持預設時間間隔即可。
第二種：所有RSU的觸發方式相同；
設定所有RSU的中斷觸發方式相同，在所有RSU中確定一個RSU的預設延時時間為第二時間，其餘RSU的預設延時時間在所述第二時間基礎上依次至少遞增所述預設時間間隔。
D：所有RSU同為上升沿觸發，選擇標號1的延時時間為0，標號2的延時時間t，標號3的延時時間為2t，標號4的延時時間為3t，按照上述方式則四個RSU的觸發順序為1、2、3和4，如圖3d所示，為以上4個RSU的發射信號示意圖。
E:所有RSU同為下升沿觸發，選擇標號1的延時時間為延時時間為0，標號2的延時時間t，標號3的延時時間為2t，標號4的延時時間為3t，按照上述方式則四個RSU的觸發順序為1、2、3和4，如圖3e所示，為以上4個RSU的發射信號示意圖。
第二種預設時間的設定方式中，所有的RSU均為一種觸發方式，下降沿的觸發方式沒有使用，所以在各個RSU的延時間隔是一定的前提下，第二種觸發方式中同步時序周期較長，導致各個RSU發射信號的頻率較低。
如圖4所示，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》提供了一種多天線時序同步方法，套用於圖1所示系統的RSU，所述方法包括：
步驟S201：每個RSU分別接收所述控制器傳送的與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的中斷觸發方式和同步時序周期；
步驟S202：每個RSU分別接收所述控制器傳送的周期為所述同步時序周期的脈衝信號；
步驟S203：每個RSU接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相鄰發射信號所對應的兩個RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
圖4所示方法的大體思路與圖2所示的方法一致，兩者的區別僅在於傳送脈衝信號的方式不同，圖1為主機RSU通過匯流排向所有RSU傳送脈衝信號，圖4的方法為控制器向所有的RSU傳送信號，其餘的內容均為一致的，在此不再贅述。
圖4控制器作為傳送各個RSU所需的脈衝信號，當控制器出現故障時，所有的RSU均不能夠實現時序同步，圖2中以主機RSU傳送脈衝信號，當主機RSU出現問題後，還能夠採用其他RSU作為主機，重新實現時序同步，就實現效果上，圖2所示的方式較為可靠，在實現上圖4所示的方式較為簡單。兩者各有優劣。
由於環境影響或者RSU出現故障，RSU可能會出現不同步的現象，為了解決該現象，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》在圖2所示方法的基礎上，在每個RSU接收所述脈衝信號按各自的中斷觸發方式產生外部中斷後，如圖5所示，還包括：
步驟S301：每個RSU根據脈衝信號按預設規則改變自身的預設變數值；
當RSU正常情況下，會根據脈衝信號後會產生外部中斷，當RSU不正常時，則不會產生外部中斷，所以《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》在RSU產生外部中斷後，改變RSU內部自身的一個預設變數值，只要RSU能夠產生外部中斷，則預設變數值在一個同步時序周期內變化一次。
改變的方式可以有多種，例如：設定預設變數為某一值，採用依次遞增的方式、依次遞減的方式、或增加固定值等方式，只要能夠改變預設變數值的方式均可作為該實施例中的預設規則。
步驟S302：判斷預設變數值在預設時間內是否改變；
RSU在一個同步時序周期後，或多個同步時序周期後判斷自身內部的預設變數值與上次記錄的變數值是否一致，若一致則表示預設變數值沒有改變，即該RSU出現時序同步異常，若不一致，則表示預設變數值較上一次有改變，即RSU時序同步正常。
步驟S303：若自身的預設變數值在預設時間內未改變，則向所述控制器傳送報警信號。
步驟S304：若自身的預設變數值在預設時間內改變，則不作處理。
若RSU時序同步異常，則向控制器傳送報警信號，以提示控制器自身時序同步異常，以便控制器進行後續處理，對出現異常的RSU進行時序修復。
下面介紹控制器在接收報警信號後的處理過程，如圖6所示，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》一種多天線時序同步方法，套用於如圖1所示的系統，該方法包括：
步驟S401：接收多個報警RSU傳送的報警信號；
步驟S402：判斷發送報警信號的RSU的數量是否在預設數量內且是否包含主機RSU；
控制器在接收報警信號後，首先查看傳送報警信號的RSU數量，以及各個報警的工作模式，然後判斷報警RSU的數量與預設數量的大小，以及判斷報警RSU的工作模式是否有主機RSU，其中，預設數量可以為RSU總量的一半。
當超過RSU總量一半的RSU出現故障，則說明是主機RSU出現故障，當小於RSU總量一半的RSU出現故障，則說明是個別RSU出現故障。
步驟S403：判定傳送報警信號的RSU數量在預設數量內且不包含主機RSU，則對各個報警RSU進行時序同步修復；
當報警RSU的數量小於預設數量且不包含主機RSU，則說明個別的RSU自身時序出現異常，則僅需對報警的RSU進行時序修復即可，其餘時序正常的RSU無需進行時序修復。
步驟S404：判定傳送報警信號的RSU數量超過所述預設數量或包含主機RSU，則對所有RSU進行時序同步修復。
當報警RSU的數量超過一半或者包含主機RSU，則說明主機RSU出現異常，當主機RSU出現異常後所有RSU均可能會出現異常，所以需要對所有RSU均進行時序同步修復。
下面對步驟S403中對各個報警RSU進行時序同步修復的過程進行詳細說明如圖7所示，包括：
步驟S501：重新向每個報警RSU傳送各自的初始化信息；
控制器向每個報警RSU再次傳送初始化信息，以對報警RSU重新進行初始化，然後RSU再接收脈衝信號產生外部中斷，並判斷自身的預設變數值，若時序同步正常則不再向控制器傳送報警信號，若繼續出現同步異常則繼續向控制器傳送報警信號。
步驟S502：在第一預設時間後判斷所述每個報警RSU的時序同步是否正常；
在進行初始化之後第一預設時間，再次判斷是否收到已再次初始化的RSU傳送的報警信號，若沒有收到則說明時序同步修復完成，報警RSU已回歸正常，若仍然收到RSU傳送的報警信號，則說明該RSU為不正常RSU。
步驟S503：若不正常，則向不正常的RSU傳送復位指令，對不正常的RSU進行復位；若正常則進入步驟S506；
若繼續有不正常的RSU，則向不正常的RSU傳送復位指令，重新對RSU進行復位，即上電重啟。
步驟S504：在第二預設時間後，判斷不正常的RSU的時序同步是否正常；
再經過一段時間判斷進行復位的RSU是否傳送報警信號，若仍然傳送報警信號，則說明該RSU出現故障，則進行告警，以提示工作人員該RSU需要及時維修，若時序同步正常，則說明RSU已回歸正常，仍可繼續使用。
步驟S505：若不正常則進行告警，若正常則進入步驟S506；
步驟S506：若時序同步正常則結束修復。
上面是對個別RSU時序不同步的修復過程，下面介紹當主機RSU出現時序不同步的修復過程，如圖8所示，包括：
步驟S601：選擇下一台RSU作為主機RSU，所述控制器對所有RSU重新傳送初始化信息；
若由於主機RSU出現異常導致時序同步異常，則更換主機RSU，重新選擇下一台RSU作為主機RSU，控制器重新執行如圖2所示的時序同步過程，然後在執行圖5所示的判定是否出現時序同步異常的過程。若RSU時序同步異常則向控制器傳送報警信號，若RSU時序同步正常則不作處理。
步驟S602：在第一預設時間後判斷所有RSU的時序同步是否正常；
若在第一預設時間後，未接收RSU傳送的報警信號，則說明所有RSU時序同步正常，進入步驟S607，若在第一預設時間後，仍然接收到報警信號，則進入步驟S603；
步驟S603：判斷發送報警信號的RSU的數量是否在預設數量內且是否不包含主機RSU；若是則進入步驟S604，若否則進入步驟S605；
步驟S604：若傳送報警信號的RSU的數量在預設數量內且不包含主機RSU，則所述對各個報警RSU進行時序同步修復；
該步驟的具體內容詳見圖7在此不再贅述。
步驟S605：若傳送報警信號的RSU數量超過所述預設數量或包含主機RSU，則向所有RSU傳送復位指令，對所有RSU進行復位；
更換主機RSU之後，仍然出現時序同步異常的問題，則對所有的RSU進行復位，上電重啟，以便所有RSU回復出廠設定，然後重新執行初始化的過程，再次進行時序同步以及時序同步異常的判斷。
步驟S606：在第二預設時間後，判斷所有RSU的時序是否正常；
若正常，則進入步驟S607，若不正常則進入步驟S601；
若不正常，則重新選擇下一台RSU作為主機RSU對所有RSU進行時序同步修復，直到所有RSU的時序正常或遍歷完所有的RSU。若在修復過程中所有RSU的時序正常則結束修復。當遍歷完所有的RSU仍不能將所有RSU時序同步正常，則說明所有RSU均出現故障，需要整體維修，並告警以提醒工作人員及時維修。
步驟S607：若正常，則結束修復。
《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》不僅提供了時序同步的方法，並且提供了時序異常時進行修復的方法，不僅能夠進行時序同步還能夠進行時序修復，從而保證RSU時序同步，方便RSU與OBU進行通信。
下面介紹一個《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》的具體實施例，以對《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》的方法進行詳細說明：
在硬體設計上，多個RSU以及控制器構成區域網路，RSU、控制器之間通過網路進行通信，各RSU之間通過匯流排連線進行信號時序的同步。具體結構如圖1所示。
在具體使用時採用485匯流排，因為485接口是採用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力強，即抗噪聲干擾性好，並且傳輸距離可以達到1000米以上，滿足了自由流系統中，RSU之間的距離可能會達到幾十米，甚至上百米的要求。
每個RSU中均有一個MCU和485模組，MCU為RSU自身的處理器，485模組為匯流排模組，作為主機的RSU的MCU產生PWM脈衝信號，該脈衝信號再通過485模組引到RSU自身MCU產生外部中斷，並且通過485匯流排傳輸到其他RSU的485模組，使其他產生RSU的MCU外部中斷。如圖9所示，為各個RSU中斷觸發的圖示。
軟體設計上，首先介紹RSU側，首先給每台RSU分配一個不同的IP位址，控制器根據不同的IP位址給RSU分配一個編號。例如，當4車道單排天線的情況下，分配情況可以如下表1所示：
編號 | IP位址 | 安裝位置 |
0 | 192.168.5.187 | 備車道 |
1 | 192.168.5.188 | 慢車道 |
2 | 192.168.5.189 | 快車道 |
3 | 192.168.5.190 | 超車道 |
控制器軟體實現系統參數的可配置。配置可選擇參數如下：①RSU數量；②系統的信號同步時序周期；③RSU信號之間間隔時間；④RSU發射信號中斷觸發模式（上升沿或者下降沿觸發）；⑤RSU工作模式（主機或者從機）。
系統啟動時或者初始化時，控制器將系統的參數初始化到所有RSU。數據的格式定義如下：
RSU數量 | Rsu_num＝N |
RSU編號 | Idx＝0～N-1 |
系統的信號同步時序周期 | SyncTime |
RSU信號之間間隔時間 | IntervalTime |
RSU發射信號中斷觸發模式 | SyncEdge |
RSU工作模式 | Mode＝Master/Slave |
①、其中SyncTime＝IntervalTime*N，例如當RSU信號的時間間隔為7毫秒，RSU數量為4台時，系統的同步時間周期就是28毫秒，RSU數量為5台時，系統的同步時間周期就是35毫秒。
②、RSU發射信號中斷觸發模式取值為0或者1，0代表上升沿觸發，1代表下降沿觸發，其C語言表示計算公式如下：SyncEdge＝idx&0x01，也就是每台天線的中斷觸發情況如下：
RSU編號 | 中斷觸發模式 |
0 | 0：上升沿觸發 |
1 | 1：下降沿觸發 |
2 | 0：上升沿觸發 |
3 | 1：下降沿觸發 |
例如：當RSU的數量為4，RSU之間的信號時序間隔為7毫秒時，備車道的RSU作為主機，初始化的數據如下：
初始化數據含義 | 備用車道 | 慢車道 | 快車道 | 超車道 |
RSU數量 | 4 | 4 | 4 | 4 |
RSU編號 | 0 | 1 | 2 | 3 |
系統的信號同步時序周期 | 28 | 28 | 28 | 28 |
RSU信號之間間隔時間 | 7 | 7 | 7 | 7 |
RSU發射信號中斷觸發模式 | 0 | 1 | 0 | 1 |
RSU工作模式 | 0 | 1 | 1 | 1 |
每台RSU都收到控制器傳送的初始化數據後，作為主機的RSU的PWM接口，發出周期為SyncTime的PWM同步信號，來觸發所有RSU產生外部中斷（上升沿或者下降沿觸發）。主機發出的PWM脈衝信號，高低脈衝占用的周期比例可以按照天線的數量進行分配，C語言表示算法如下：高脈衝所占的時間為:IntervalTime*（Rsu_num/2+Rsu_num％2）。例如，當有4台RSU時，RSU信號之間間隔時間為7毫秒時，同步時間周期為4*7＝28，發出的脈衝高脈衝占有的時間是7*（4/2+4％2）＝14毫秒，即高低脈衝各占50％。當有5台RSU時，同步時間周期為5*7＝35，發出的脈衝高脈衝占有的時間是7*（5/2+5％2）＝21毫秒，即高脈衝各占3/5的同步時間，低脈衝占了2/5。
所有的RSU收到外部中斷後，發射或者延時一段時間後發射信號，延時的C語言表示算法如下：延時發信號時間delay_time＝（RSU編號idx/2）*（RSU信號之間間隔時間IntervalTime），即delay_time＝（idx/2）*IntervalTime。例如，按照上面舉例的情況各RSU發射信號的延時時間如下：
初始化數據含義 | 備用車道 | 慢車道 | 快車道 | 超車道 |
RSU編號 | 0 | 1 | 2 | 3 |
系統的信號同步時序周期 | 28 | 28 | 28 | 28 |
RSU信號之間間隔時間 | 7 | 7 | 7 | 7 |
RSU發射信號中斷觸發模式 | 0 | 1 | 0 | 1 |
延時發信號的時間 | 0 | 0 | 7 | 7 |
按照上面的設計，4車道的自由流系統各RSU時序同步後，在空中的信號如圖10所示。
其中，RSU_0作為主機，發出周期為28毫秒的PWM脈衝。RSU_0和RSU_2是上升沿觸發中斷髮射信號，RSU_1和RSU_3是下降沿觸發中斷髮射信號。RSU_0和RSU_1中斷觸發後馬上發射信號，RSU_2和RSU_3中斷觸發後經過7毫秒的延時後再發射信號。同樣，如果不是4車道的自由流系統，按照上面的設計也會得到整齊的空中信號時序分布。例如，5車道的自由流系統各RSU時序同步後，在空中的信號如圖11所示。
在進行時序同步之後，如何監控系統的信號時序同步情況以及當系統的時序同步失敗時，如何重新自愈系統，使時序重新同步，具體的實現如下：
每台RSU都是通過中斷來觸發時序的同步，因此定義一個變數sync_irq_time，每次在外部中斷產生的時候，將RSU從啟動到當前經過的時間賦值給該變數。也就是說，每次中斷的產生，變數sync_irq_time都會賦予了新的值，並且值是遞增的。例如，如果系統信號時序同步周期為28毫秒時，那么每次中斷產生時，sync_irq_time的值就會增加28。因此實時監測sync_irq_time的值的變化情況，如果該值一定時間（可以取值200毫秒）都沒有變化，那么就判斷該RSU已經沒有時序同步信號觸發了，認為該RSU的同步時序已經不正常了。
每台RSU實時地將自己本身的變數sync_irq_time上傳到控制器，控制器根據整個系統的同步情況來進行系統同步信號的自愈、告警操作，具體實現如下：
①如果整個系統存在半數以內並且不包括主機的RSU時序同步存在問題，那么判斷為個別的RSU本身時序沒有同步，控制器按照下面的規則來自愈具體的RSU：
1）控制器重新發初始化指令來初始化該RSU，RSU整個狀態重新進行了初始化，包括重新配置了外部中斷接口、重新配置時序同步周期等；
2）30秒內確認該RSU的時序同步是否恢復正常，如果正常，修復結束，不產生告警；
3）如果還是不正常，控制器傳送復位指令來復位該RSU，RSU進行復位重啟；
4）60秒內確認該RSU的時序同步是否恢復正常，如果正常，修復結束，不產生告警；
5）如果還是不正常，產生該RSU時序同步告警，並且每隔3分鐘，重複1）到5）步驟，嘗試修復，如果能夠修復，告警清除，該RSU恢復正常監控；
②如果整個系統存在半數以上或者主機的RSU時序同步存在問題，那么判斷為作為主機的RSU存在問題，控制器按照下面的規則來自愈具體的整個系統的時序：
1）重新選擇下一台RSU作為主機，例如，如果目前的主機為RSU_1，那么就選擇RSU_2作為主機，當選擇的主機到達最後一台時，重新選擇第一台作為主機；
2）控制器重新發初始化指令來初始化整個系統，即重新初始化所有的RSU；
3）30秒內確認系統的時序同步是否恢復正常，如果正常，修復結束，不產生告警；
4）如果還是不正常，控制器傳送復位指令來復位整個RSU，RSU進行復位重啟；
5）60秒內確認系統的時序同步是否恢復正常，如果正常，修復結束，不產生告警；
6）如果還是不正常，產生對應的RSU時序同步告警，並且每隔3分鐘，重複1）到5）的步驟；
7）如果系統已經進入①的條件，那么就進入①的修復告警邏輯。
如圖1所示，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》提供了一種多天線時序同步系統，包括：
通過匯流排彼此相連的多個RSU100，與所述多個RSU相連的控制器200；
所述控制器200，用於分別生成與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的工作模式、各自的中斷觸發方式和同步時序周期，向每個RSU傳送一一對應的初始化信息；
所述多個RSU100，用於每個RSU分別接收所述控制器傳送的與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的工作模式、各自的中斷觸發方式和同步時序周期；接收所述初始化信息後工作模式為主機的RSU作為主機RSU、其餘為從機RSU，所述主機RSU通過其PWM接口向所有RSU傳送周期為所述同步時序周期的脈衝信號，每個RSU接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相鄰發射信號的兩個RSU對應兩個預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
如圖1所示，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》提供了一種多天線時序同步系統，包括：
多個RSU100，與所述多個RSU相連的控制器200；
所述控制器200，用於分別生成與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的中斷觸發方式和同步時序周期；向每個RSU傳送一一對應的初始化信息；
所述多個RSU100，用於每個RSU分別接收所述控制器傳送的與每個RSU一一對應初始化信息，所述初始化信息包括各自的中斷觸發方式和同步時序周期；每個RSU分別接收所述控制器傳送的周期為所述同步時序周期的脈衝信號，每個RSU接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相鄰發射信號兩個RSU對應兩個預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》提供了一種多天線時序同步系統，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》各個RSU通過匯流排彼此相連且每個RSU均與控制器相連，控制器將同一個脈衝信號同時傳送至各個RSU，所以各個RSU能夠同時接收到脈衝信號，或者主機RSU將同一個脈衝信號傳送至匯流排，各個RSU同時經匯流排接收脈衝信號，兩種方式均能夠實現各個RSU同時接收同一個脈衝信號，由同一個脈衝信號觸發所有RSU產生外部中斷，所以能夠實現多個RSU的時序同步。
並且，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》為每個RSU設定各自的預設延時時間，各個RSU在產生外部中斷後，按各自的預設延時時間延時後再發射信號，保證相連發射信號的兩個RSU之間的時間間隔至少為預設時間間隔，預設時間間隔為兩個信號不產生重疊的最少時間間隔，使得空間中相鄰的兩個信號之間具有足夠的時間間隔，不會產生信號重疊。所以《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》能夠解決多個RSU的同步問題且各個RSU之間發射信號有足夠時間間隔問題，以便達到OBU能夠成功解析RSU發射的信號，從而完成與RSU的正常交易的目的。
《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》還提供了與圖1對應的一種RSU，如圖12所示，包括：
接收模組11，用於接收所述控制器傳送的初始化信息，所述初始化信息包括工作模式、中斷觸發方式；
主從判斷模組12，用於對工作模式進行判斷當所述工作模式為主機時所述RSU作為主機RSU，當所述工作模式為從機時，所述RSU作為從機RSU；
工作模組13，用於當所述RSU為主機RSU時，則通過其PWM接口向所有RSU傳送的周期為所述同步時序周期的脈衝信號，當所述RSU為從機RSU時，則接收主機RSU傳送的周期為所述同步時序周期的脈衝信號，接收所述脈衝信號後按各自的中斷觸發方式和各自的預設延時時間發射信號，其中，相同觸發方式的RSU的預設延時時間之間的時間間隔不小於預設時間間隔。
該實施例方法所述的功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算設備可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》實施例對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一台計算設備（可以是個人計算機，伺服器，移動計算設備或者網路設備等）執行《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：隨身碟、移動硬碟、唯讀存儲器（ROM，Read-OnlyMemory）、隨機存取存儲器（RAM，RandomAccessMemory）、磁碟或者光碟等各種可以存儲程式代碼的介質。
《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種RSU和多天線時序同步方法及系統》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
