CN101605332B - 车载多模无线网络通讯系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种能够实现以互联网络为基础的信息调用、搜索、整合、集成为特点的车载多模无线通讯系统的控制方法。它在现有汽车电子设备上加入车载嵌入式WEB服务器，将3G移动与Wifi无线网络结合，实现车载无线上网和多媒体内容向车内的时移推送，同时车内以蓝牙和Wifi方式实现无线通讯，车载嵌入式WEB服务器的内容可以在手机、上网本等上存储和播放。技术方案是：其特征主控室经过宽带通讯基础设施以WiFi无线接入点AP为无线通讯的连接点向无线车载服务器推送多媒体节目，节目的内容根据主控室数据库对该车辆的认证后确定。
Description
技术领域
本发明属于车载无线网络通讯系统领域，尤其是一种能够实现以互联网络为基础的信息调用、搜索、整合、集成和智能化为特点的信息集成功能的车载多模无线通讯系统的控制方法。该系统是基于认知无线电技术与3G多模无线网络技术在汽车移动通讯中应用的大系统，它是一项综合了信息调用、搜索、整合、集成和智能化为特点的系统集成技术。它在现有汽车电子设备的基础上加入车载3G嵌入式WEB服务器，将3G移动与Wifi无线网络结合，实现3G车载无线通讯和多媒体内容从因特网向车上车载3G嵌入式WEB服务器的时移推送.其特点是在车辆移动时无线上网以3G或GPRS/CDMA方式实现，当车辆静止或低速移动时通讯以Wifi方式实现，同时车内无线通讯以蓝牙和Wifi方式实现，使得3G嵌入式WEB服务器与手机、上网本、笔记本电脑、iPhone等SmartPhone通讯。
背景技术
目前，车载通讯系统主要配置有下列方式(1)汽车收音机(AM/FM)同时加VCD、DVD以及彩色显示屏，用户可以在车上收听广播、播放光盘；(2)车载GPS导航系统以及彩色显示屏，用户可以在车上利用导航信息驾驶；(3)结合以上两种系统的集成，同时加入MP3和视频播放系统。
这些配置形式不能实现将3G移动与Wifi无线网络结合，不具备车载3G嵌入式WEB服务器，不能实现以互联网络为基础的信息调用、搜索、整合、集成和智能化为特点的信息集成。不能实现3G车载无线通讯和以Wifi无线网络为基础的多媒体内容的时移(Time Shifted Services)推送.不能达到车内无线通讯以蓝牙和Wifi方式实现，不能使得3G嵌入式WEB服务器与手机、上网本、笔记本电脑、iPhone等Smart Phone通讯。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现以互联网络为基础的信息调用、搜索、整合、集成和智能化为特点的信息集成功能的车载多模无线通讯系统的控制方法。
本系统是能够在汽车移动通讯中应用的大系统，它在现有汽车电子设备的基础上加入车载3G嵌入式WEB服务器，存储多媒体信息内容，取代传统的AM/FM/DVD汽车电子，将3G移动与Wifi无线网络结合，实现3G车载无线上网和多媒体内容(如IPTV等)向车内的时移推送，同时车内无线通讯以蓝牙和Wifi方式实现，使得3G嵌入式WEB服务器上的内容可以在手机、上网本、笔记本电脑、iPhone、Smart Phone等上存储和播放。
本发明的技术方案是：车载多模无线网络通讯系统的控制方法，其特征是主控室经过宽带通讯基础设施以WiFi无线接入点AP为无线通讯的连接点向无线车载服务器推送多媒体节目，节目的内容根据主控室数据库对该车辆的认证后确定，具体包括如下步骤：
步骤A：无线车载服务器WSi进入WiFi无线接入点APj范围；
步骤B：无线接入点APj接收到WSi无线信号；
步骤C：APj把接收到的WSi无线信号的身份证号码信息经由宽带通讯基础设施网络上传到主控制室；
步骤D：主控制室Web服务器将WSi无线信号的身份证号码信息与大数据库数据对比，确认是否该用户已经注册服务；
步骤E：如果数据库查询结果表明该用户没有注册服务，于是主控制室Web服务器通过宽带通讯基础设施网络将拒绝指令发送到无线接入点APj令其拒绝接入要求；
步骤F：数据库查询结果表明该用户注册服务，于是主控制室网络服务器调动流媒体服务器，通过宽带通讯基础设施网络将该用户所需的多媒体节目Prog k发送到无线接入点Apj，并经过该点以WiFi无线通讯方式推送到无线车载服务器WSi的存储单元中；
步骤I：主控制室网络服务器查询数据库，是否所有内容推送完毕，如果没有，则刷新推送节目指标k为k+1，调动流媒体服务器，通过宽带通讯基础设施网络将该用户所需的多媒体节目Prog_k+1发送到无线接入点Apj，并经过该点以WiFi无线通讯方式推送到无线车载服务器WSi的存储单元中，此过程直至全部内容推送完毕。
还包括无线车载服务器时移节目车内播放步骤，包括如下步骤：
步骤A：开启无线车载服务器；
步骤B：进入WSi用户界面；
步骤C：确定用户是否要求在车内播放1个以上的流媒体节目，如果使用者只是要求在车内播送1个流媒体节目，则此时无线车载服务器则根据用户的要求在存放的时移节目中确定需要播放的节目，开始在车内播放；
步骤D：用户要求在车内播放k个流媒体节目，无线车载服务器则根据用户的要求在存放的时移节目中确定需要播放的k个节目；
步骤E：用户在界面上输入本车内的k个推送地址，开始在车内播放。
还包括时移节目车内优化播放步骤，包括下列步骤：
步骤A：用户开启无线车载服务器，选择界面，确定个人移动播放器连接方式，根据连接方式无线车载服务器判断个人移动播放器的种类，是否为iPhone、iPod、手机或上网本；
步骤B：无线车载服务器确定个人移动播放器连接方式是否为USB、Ethernet、IEEE1394或蓝牙；
步骤C：无线车载服务器根据个人移动播放器连接方式，进行优化编码以适合个人移动播放器播放；
步骤D：无线车载服务器开始向车内个人移动播放器播放推送内容进行播放。
本发明的效果是：车载多模无线网络通讯系统，由无线车载服务器和主控制室控制系统组成，无线车载服务器通过WiFi和3G通讯方式与主控室服务器进行通讯，无线车载服务器以蓝牙或Wifi无线通讯方式实现3G嵌入式WEB服务器与手机、上网本、笔记本电脑、iPhone进行通讯。
车载多模无线网络通讯系统是基于认知无线电技术与3G多模无线网络技术在汽车移动通讯中应用的大系统，它是一项综合了信息调用、搜索、整合、集成和智能化为特点的系统集成技术。它将3G移动与Wifi无线网络结合，在现有汽车电子设备的基础上，在车内驾驶室安装微型3G嵌入式WEB服务器，它的无线通讯可以分为两类：第一类为与城域网的通讯，这一通讯在车辆移动时以3G或GPRS/CDMA方式实现，当车辆静止或低速移动时通讯以Wifi方式实现；第二类为车内无线通讯，以蓝牙和Wifi方式实现微型3G嵌入式WEB服务器与手机、上网本、笔记本电脑、iPhone等Smart Phone的通讯。
无线车载服务器替换了传统的车载AM/FM和CD播放器，形成车载无线局域网(Mobile-LAN)，其主要功能为：(1)使以互联网为基础的智能信息系统通过车载3G WEB服务器对每一部运行车辆的驾驶人员状态、安全和行驶路线等一系列的状况进行准确及时的判断和管理，用于大规模现代物流调度；(2)使数字媒体、MP3音乐、MPEG电影、IPTV等多媒体内容根据用户的点播要求以实时无线3G方式或者或者时间推移(time shifted)方式传由Wifi无线推送给车内嵌入式WEB服务器；(3)采用了多模无线网络技术，车与车之间既可以3G网络通讯，也可以进行短距离ad hoc(点对点)Wifi模式的宽带无线连接。车与车之间可以视频会议、通话、带路、预警、传输数字图像、交换服务器内的MP3和IPTV节目等，进而实现汽车电子移动通讯。利用现有的无线基础设施(infrastructure)，产生一个涵盖广域WAN、局域LAN和个人局域网PAN的移动通讯系统，拓展3G增值服务。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
附图说明
图1为车载多模无线网络通讯系统应用示意图；
图2为无线车载服务器硬件系统结构示意图；
图3为主控制室软件系统框图；
图4为无线车载服务器软件系统框图；
图5为时移推送方法程序框图；
图6为无线车载服务器时移节目车内播放程序框图；
图7为时移节目车内优化播放程序框图。
具体实施方式
图1中，车载多模无线网络通讯系统由无线车载服务器、无线通讯基础设施(infrastructure)和主控制室大软件系统三大部分组成，无线车载服务器通过WiFi和3G通讯方式与主控室服务器进行通讯，无线车载服务器通过无线节点AP、网关GW与主控室进行联络，无线车载服务器通过3G节点BS、网关GW与主控室进行联络。
图2为无线车载服务器硬件系统结构示意图，无线车载服务器由CPU、SD卡、蓝牙无线通讯模块(Bluetooth)、WiFi无线通讯模块、Audio模块、彩色显示屏幕(LCD)、USB接口、RJ45接口、IrDA模块、AM/FM收音机模块、3G无线模块、Audio模块auxiliary输入接口(Audio J)、USB模块的auxiliary输入接口(USBX2J)、GPS无线模块、GPP接口、A/D模块，其中SD卡、蓝牙无线通讯模块(Bluetooth)、WiFi无线通讯模块、Audio模块、彩色显示屏幕(LCD)、USB接口、RJ45接口、IrDA模块、AM/FM收音机模块、3G无线模块、Audio模块auxiliary输入接口(Audio J)、USB模块的auxiliary输入接口(USBX2J)、GPS无线模块、GPP接口、A/D模块分别与CPU连接。
其中(1)CPU为32比特RISC中央处理器，该处理器的内核为ARM，其主要功能为实现整个系统的运算和管理；(2)SD卡为4G byte以上可插拔SD卡，存储嵌入式操作系统和相关的软件应用程序、数据等；(3)蓝牙无线通讯模块：实现车内无线通讯，主要用于无线车载服务器与车内用户手机器件等的通讯；(4)WiFi无线通讯模块：实现车外无线通讯，主要用于无线车载服务器与运营商的IP接入点(Access Point)的通讯和时移内容推送；(5)Audio模块：含输入和输出接口；(6)彩色显示屏幕：支持HDMI高清显示接口和S-端子视频接口；(7)USB接口：实现车内高速串行接口通讯。主要用于无线车载服务器与用户的USB器件(iPod等)的通讯；(8)RJ45接口：实现车内以太网(Ethernet)连接；(9)IrDA模块：实现车内红外无线通讯，用于车内用户使用IrDA控制器对无线车载服务器控制和管理；(10)AM/FM收音机模块：用于接收收音机信号；(11)3G无线模块：实现车外3G无线通讯，主要用于车载服务器与运营商的IP接入点(Access Point)的通讯和相关的3G业务；(12)Audio模块auxiliary输入接口：用于车内接入其他音响设备，使用车内固有音响设备播放音响节目；(13)USB模块的auxiliary输入接口(2个)，实现车内高速串行接口通讯，主要用于无线车载服务器与用户的USB器件(iPod等)的连接；(14)GPS无线模块：实现车载定位服务；(15)GPP接口：用于实现CPU与无线传感器单元的通讯连接；(16)A/D模块：用于连接车内其他模拟设备的接口通讯，实现功能扩展。
其功能包括：
1、无线通讯功能：包括(1)车外无线通讯：支持3G通讯和WiFi通讯，实现时移流媒体内容的推送；(2)车内无线通讯：支持蓝牙通讯和无线红外(IrDA)；
2、Web服务器功能：支持Apache服务器；
3、具有USB接口，支持USB串口通讯和流媒体传输；
4、具有立体声左右声道接口，支持立体声播放功能；
5、具有S-Video接口，支持S-Video播放功能；
6、具有HDMI高清视频接口，支持高清电视输出；
7、具有彩色数字摄像头输入，支持H264/MJPEG图像压缩功能，支持车载视频会议功能；
8、具有SD卡，支持多媒体数据存储。
无线通讯基础设施(infrastructure)及其产生的一个涵盖广域网WAN、局域网LAN的移动通讯系统。这一基础设施是现有的无线通讯的组成部分，不需要我们系统专门加以设计和实现。本发明无线通讯系统依托在无线通讯基础设施之上运行。
图3是主控制室大软件系统结构图，其主要模块和功能为：
1、大容量数据库：存储用户信息和多媒体内容；
2、基于Web服务技术的WSS(Web Services Server)服务器：(1)获取来自每部无线车载服务器的的信息；(2)确认每部无线车载服务器服务内容的定制和权限等级；(3)管理无线车载服务器可以获得推送的时移节目内容；(4)管理流媒体服务器的推送时间和推送内容；(5)管理图形界面服务器，用于对数据库，流媒体服务器，Client/Server服务器的管理和可视化工作。
3、流媒体服务器：(1)根据WSS(Web Services Server)服务器的设置，实现时移流媒体内容向车载客户端的推送；(2)实现适合不同车载终端的变换编码功能(trans-coding)；(3)实现视频图像的录制及压缩编码功能；(4)图形界面服务器，实现对数据库，流媒体服务器，Client/Server服务器的管理和可视化工作；(5)
Client/Server服务器：实时车载无线数据交换以及实时车载无线传感器数据交换。
设计说明如下：
A、Web(WSS：Web Services Server)服务器：支持大规模海量用户服务；
B、大容量数据库：存储和管理大容量用户数据以及存储和管理流媒体内容；
C、流媒体服务器：实现多媒体变换编码(Trans-coding)功能、多媒体压缩编码功能以及多路多媒体播放(Streaming)功能；
D、图形界面服务器软件：实现对Web(WSS：Web Services Server)服务器内各个服务器的图形界面的支持；
E、Client/Server服务器软件：实现实时数据管理功能和车载无线传感器网络数据管理功能。
图4为无线车载服务器软件系统结构，软件结构设计实现说明如下：
A、硬件驱动程序包括：(A1)USB硬件驱动程序(device driver)，实现操作系统软件对硬件的通讯和管理；(A2)WiFi硬件驱动程序(device driver)实现操作系统软件对硬件的通讯和管理；(A3)3G硬件驱动程序(device driver)实现操作系统软件对硬件的通讯和管理；(A4)GPP硬件驱动程序(devicedriver)实现操作系统软件对硬件的通讯和管理；(A5)GPP硬件驱动程序(device driver)实现操作系统软件对硬件的通讯和管理；(A6)A/D硬件驱动程序(device driver)实现操作系统软件对硬件的通讯和管理；(A7)其他硬件驱动程序(device driver)实现操作系统软件对硬件的通讯和管理。
B、硬件抽象层：完成对符合POSIX标准的迁入式操作系统内核(kernel)的通讯。
C、操作系统内核：包括(C1)文件系统(FS：File System)；(C2)过程管理(PM：Process Management)；(C3)内存管理(MM：Memory Management)；(C4)IP网络协议(IP Stack)；(C5)硬件驱动程序管理(Device DriverManagement).
D、软件应用程序层：包括(D1)Web服务器；(D2)CGI(Common GatewayInterface)通用关口软件接口；(D3)视频会议(Video Conference)系统应用软件；(D4)多媒体播放器软件(Media Player)；(D5)其他相关应用软件。
车载多模无线网络通讯系统工作运行原理：
1、时移推送是指主控室经过宽带通讯基础设施以WiFi无线接入点AP为无线通讯的连接点向无线车载服务器推送多媒体节目。节目的内容根据主控室数据库对该车辆的认证后确定，其工作步骤见图5，具体运行包括如下步骤：
步骤A：无线车载服务器WSi进入WiFi无线接入点APj范围；
步骤B：无线接入点APj接收到WSi无线信号；
步骤C：APj把接收到的WSi无线信号的身份证号码(ID)信息经由宽带通讯基础设施网络上传到主控制室；
步骤D：主控制室Web(WSS：Web Services Server)服务器将WSi无线信号的身份证号码(ID)信息与大数据库数据对比，确认是否该用户已经注册服务；
步骤E：如果数据库查询结果表明该用户没有注册服务，于是主控制室Web(WSS：Web Services Server)服务器通过宽带通讯基础设施网络将拒绝指令发送到无线接入点APj令其拒绝接入要求；
步骤F：数据库查询结果表明该用户注册服务，于是主控制室Web(WSS：WebServices Server)服务器调动流媒体服务器.通过宽带通讯基础设施网络将该用户所需的多媒体节目Prog_k发送到无线接入点APj，并经过该点以WiFi无线通讯方式推送到无线车载服务器WSi的存储单元中；
步骤I：主控制室Web(WSS：Web Servi ces Server)服务器查询数据库，是否所有内容推送完毕，如果没有，则刷新推送节目指标k为k+1，调动流媒体服务器，通过宽带通讯基础设施网络将该用户所需的多媒体节目Prog_k+1发送到无线接入点APj，并经过该点以WiFi无线通讯方式推送到无线车载服务器WSi的存储单元中，此过程直至全部内容推送完毕。
图6中，无线车载服务器时移节目车内播放，包括如下步骤：
步骤A：开启无线车载服务器；
步骤B：进入WSi用户界面；
步骤C：确定用户是否要求在车内播放1个以上的流媒体节目，如果使用者只是要求在车内播送1个流媒体节目，则此时无线车载服务器则根据用户的要求在存放的时移节目中确定需要播放的节目，开始在车内播放；
步骤D：用户要求在车内播放k个流媒体节目，无线车载服务器则根据用户的要求在存放的时移节目中确定需要播放的k个节目；
步骤E：用户在界面上输入本车内的k个推送地址，开始在车内播放。
图7中，时移节目车内优化播放，包括下列步骤：
步骤A：用户开启无线车载服务器，选择界面，确定个人移动播放器连接方式。根据连接方式无线车载服务器判断个人移动播放器的种类，是否为iPhone、iPod、手机、netbook等；
步骤B：无线车载服务器确定个人移动播放器连接方式是否为USB、Ethernet、IEEE1394或蓝牙；
步骤C：无线车载服务器根据个人移动播放器连接方式，进行优化编码(Trans-conding)以适合个人移动播放器播放；
步骤D：无线车载服务器开始向车内个人移动播放器播放推送内容进行播放。
Claims (2)
1.车载多模无线网络通讯系统的控制方法，其特征是主控室经过宽带通讯基础设施以WiFi无线接入点AP为无线通讯的连接点向无线车载服务器推送多媒体节目，节目的内容根据主控室数据库对该车辆的认证后确定，具体包括如下步骤：
步骤1：无线车载服务器WSi进入WiFi无线接入点APj范围；
步骤2：无线接入点APj接收到WSi无线信号；
步骤3：APj把接收到的WSi无线信号的身份证号码信息经由宽带通讯基础设施网络上传到主控制室；
步骤4：主控制室网络服务器将WSi无线信号的身份证号码信息与大数据库数据对比，确认是否该用户已经注册服务；
步骤5：如果数据库查询结果表明该用户没有注册服务，于是主控制室网络服务器通过宽带通讯基础设施网络将拒绝指令发送到无线接入点APj令其拒绝接入要求；
步骤6：数据库查询结果表明该用户注册服务，于是主控制室网络服务器调动流媒体服务器，通过宽带通讯基础设施网络将该用户所需的多媒体节目Prog_k发送到无线接入点APj，并经过该点以WiFi无线通讯方式推送到无线车载服务器WSi的存储单元中；
步骤7：主控制室网络服务器查询数据库，是否所有内容推送完毕，如果没有，则刷新推送节目指标k为k+1，调动流媒体服务器，通过宽带通讯基础设施网络将该用户所需的多媒体节目Prog_k+1发送到无线接入点APj，并经过该点以WiFi无线通讯方式推送到无线车载服务器WSi的存储单元中，此过程直至全部内容推送完毕。
2.根据权利要求1所述的车载多模无线网络通讯系统的控制方法，其特征是还包括无线车载服务器时移节目车内播放步骤，包括如下步骤：
步骤1：开启无线车载服务器；
步骤2：进入WSi用户界面；
步骤3：确定用户是否要求在车内播放1个以上的流媒体节目，如果使用者只是要求在车内播送1个流媒体节目，则此时无线车载服务器则根据用户的要求在存放的时移节目中确定需要播放的节目，开始在车内播放；
步骤4：用户要求在车内播放k个流媒体节目，无线车载服务器则根据用户的要求在存放的时移节目中确定需要播放的k个节目；
步骤5：用户在界面上输入本车内的k个推送地址，开始在车内播放。
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| EP1175068A1 (en) * | 2000-02-28 | 2002-01-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Mobile communication system and mobile communication method |
| CN2678967Y (zh) * | 2004-01-18 | 2005-02-16 | 南昌市和记实业有限公司 | 车载多媒体无线收放、卫星定位、无线通信系统一体机 |
| CN1710578A (zh) * | 2005-03-24 | 2005-12-21 | 陈继努 | 车载终端自主式车辆综合智能管理系统 |
| CN101146001A (zh) * | 2007-05-21 | 2008-03-19 | 王会臣 | 一种基于车载无线局域网和公交智能卡收费构建移动娱乐系统的方法 |
-
2009
- 2009-06-26 CN CN200910087866.XA patent/CN101605332B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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