在前面的兩篇博客中，我們已經完成了MQTT服務器的搭建，以及MQTT客戶端的開發，客戶端模擬了2輛車定時上報CAM消息，並且其中一輛車隨機生成DENM消息，彙報緊急剎車的事件。在V2X的應用場景中，我們需要把DENM消息轉發給一定範圍內的其他車輛。車輛可以通過DSRC接口或者LTE-V2X的PC5接口直接發送DENM，也可以通過服務端轉發。在這裏我將採用服務端轉發的方式，在服務端接收DENM消息，生成一個電子圍欄(GeoFence)，並通知在電子圍欄內的其他車輛。
因爲需要對車輛上報的地理位置進行計算，以及生成地理電子圍欄，我採用Google的S2 Geometry庫來進行處理。在Github中下載S2的源代碼，https://github.com/google/s2geometry，然後按照官網的介紹進行編譯和安裝。注意如果用Python來調用接口的話，需要安裝swig，apt-get install swig。安裝之後，會在/usr/local/lib目錄下安裝一個libs2.so的文件，以及在python的site-packages裏面生成pywraps2.py以及_pywraps2.so這2個文件。需要注意的是，在Ubuntu環境，需要把libs2.so拷貝到/usr/lib目錄下，不然調用的時候會報錯。安裝完成後在Python裏面就可以import pywraps2 as s2來進行調用了，可以通過help(s2)來查看這個庫所提供的方法，也可以查看這個網頁http://s2geometry.io/devguide/basic_types
具體的流程如下：
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每次接收到車輛的CAM信息上報，根據經緯度計算對應的level 30的Cell ID，存儲車輛VIN號與Cell ID的關於在Redis中（通過zadd的sorted list保存，每個元素的name是車輛的VIN，score是CellID），同時創建一個對應於車輛位置的S2Point實例，保存在本地緩存中。
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每次接收到車輛的DENM消息，根據裏面的位置信息爲圓心，創建一個半徑爲200米的圓形電子圍欄S2Cap實例。計算這個圍欄覆蓋了多少個S2 level 12的Cell，把圍欄的ID和Cell ID的對應關係存儲在Redis中（用sadd命令保存爲set），並保存圍欄ID和S2Cap實例在本地緩存中。計算圍欄的Level 12 Cell ID的起止範圍，通過Redis的zrangebyscore來查找在這個起止範圍內的所有車輛（計算車輛的Level 30的Cell ID是否落在這個範圍中），對於滿足查詢條件的車輛，取出在本地緩存中保存的S2Point實例，用電子圍欄的S2Cap的Contains函數來判斷是否包含這個S2Point，如果包含，判斷這個車輛是否新進入這個電子圍欄，如是則轉發DENM信息。
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當車輛上報CAM消息時，還需要計算車輛的Level30的Cell ID的Parent level 12的Cell ID，根據這個Level 12ID查詢是否有對應的電子圍欄，如果有則判斷車輛是否在電子圍欄範圍中或者離開電子圍欄（通過S2Cap Contains來判斷）
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系統需要自動根據DENM消息的有效期來清除過期的電子圍欄。
具體的實現邏輯和代碼可以參見我在Gitee上的代碼庫，https://gitee.com/gzroy2000/IoT_V2X/tree/master/