本学位论文的研究课题来源于国家高技术研究发展计划(863计划)专题课题“车辆间及车辆内联网的体系结构与组网技术研究(No.2008AA01Z205)”，主要工作是设计与实现车辆自组织网络(Vehicle Ad hoc Networks，VANET)通信协议、路边单元(Road-side Unit，RSU)硬件和系统软件以及道路监控中心软件。首先，设计和实现了道路安全应用下的RSU，主要包括各个硬件电路模块以及底层系统软件；其次，设计和实现了基于Windows操作系统的道路监控中心软件，主要包括消息接收模块、消息解析模块、车辆运动模拟模块、紧急事件提示和存储模块以及路况信息发送模块；然后，在Linux系统下设计和实现了适用于道路安全应用的通信协议族.主要包括三个应用层协议和一个传输层协议，三个应用层协议满足了安全应用下VANET的功能要求，而传输层协议为应用层消息的传输提供了可靠性；最后，在三种实际场景下，对整个VANET安全应用系统进行了较为详细而深入的测试和结果分析。　　 全文共分5章，主要包含如下内容：　　 第1章叙述了课题的背景及意义、VANET国内外研究现状以及本学位论文内容和各章节安排。　　 第2章首先介绍了VANET的应用场景，然后分析了安全应用场景中VANET的结构以及RSU的功能要求，在此基础上提出了RSU的两种设计方案。最后给出了安全应用下VANET通信协议的设计方案。　　 第3章首先详细介绍了基于嵌入式的RSU的系统软硬件设计与实现，然后介绍了基于PC的RSU的构建方法，最后详细讨论了道路监控中心软件的实现。　　 第4章详细叙述了安全应用场景中VANET通信协议的设计与实现，主要包括三个应用层协议和一个传输层协议。所设计的传输层协议较好地克服了UDP无可靠性保证的缺点。　　 第5章给出了整个VANET安全应用系统在三个实际场景中的测试和结果分析，该系统包括三个车载单元(On-Board Unit，OBU)、两个RSU以及一个道路监控中心。