CN102804126B - 车辆通信接口及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆通信接口(VCI)，其允许在软件应用程序和连接到所述VCI的物理接口的多个软件驱动程序之间使用单一的通信协议。以及，一种使用主系统(例如个人计算机)与车辆通信的方法。所述方法也在处理从车辆处接收到的信息的软件应用程序和多个软件驱动程序之间使用单一的通信协议的使用。

Description

车辆通信接口及其操作方法
技术领域
本发明通常涉及旨在与位于车辆内的电子控制系统进行通信的系统和设备。本发明通常还涉及用于与这种电子控制系统进行通信的方法。
背景技术
现有的车辆通信接口(VCI)设备允许车辆(例如汽车)中的一个或多个电子控制系统与车辆外的主系统(例如个人计算机)之间的通信。VCI允许这种通信的方式是通过车辆中的系统所使用的通信协议与车辆外的主系统所使用的通信协议之间有效“转换”来实现的。
在实践中，例如，现有的VCI允许汽车的防抱死制动系统(ABS)和/或传动系统与执行自动车诊断软件的个人计算机进行通信。更具体地，VCI在自动车通信协议(例如，控制器局域网络(CAN)协议、ISO9141协议、CCD协议、数据指令语言(DCL)协议和/或J1850协议)和个人计算机所使用的协议(例如，RS232协议、通用串行总线(USB)协议、以太网协议、蓝牙协议和/或WiFiTM协议)之间进行转换。这种转换允许数据和/或指令在自动车系统(一个或多个)和个人计算机之间进行传输。因此，这也允许使用计算机来执行对一个或多个自动车系统的诊断。
如上所述，主系统(例如，个人计算机)使用多个通信协议。同样地，一些现有的VCI设备包括旨在连接主系统的一个或多个端口的多个物理插口。例如，一些现有的VCI设备具有RS232插口、USB插口、以太网插口、蓝牙插口和WiFiTM插口。因此，每个这种插口均具有位于VCI内的相关软件驱动程序。
现有的VCI设备还包括一个或多个软件应用程序，很多软件应用程序能够至少在某种程度上实现对从车辆中的系统处接收到的数据进行处理。为了使这些软件应用程序与包含在VCI中的每个物理插口相关的软件驱动程序进行通信，在应用程序和每个软件驱动程序之间需要单独的应用程序接口。因为必须单独地编制每个应用程序接口，所以生产VCI设备的复杂性和成本伴随着每个附加的应用程序接口而提高。
发明内容
至少考虑到上述观点，需要提供这样一种新颖的车辆通信接口(VCI)设备：其使得包含在VCI内出现的软件应用程序与便于和外部主系统通信的多个软件驱动程序之间的应用程序接口的数量最小化。还需要提供用于允许外部主系统使用VCI与车辆进行通信的新颖且更节省成本的方法。
通过本发明的一个或多个实施例在很大程度上满足了上述需求。根据一个这样的实施例，提供了一种VCI。所述VCI包括软件应用程序，所述软件应用程序被配置为处理从车辆处接收到的数据。所述VCI还包括第一驱动程序，所述第一驱动程序被配置为使用第一通信协议与第一主系统接口进行通信。所述VCI还包括第二驱动程序，所述第二驱动程序被配置为使用第二通信协议与第二主系统接口进行通信。此外，所述VCI还包括标准化接口，所述标准化接口被配置为使用第三通信协议与应用程序、第一驱动程序以及第二驱动程序中的每一个进行通信。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种与车辆通信的方法。所述方法包括使用软件应用程序对从车辆处接收到的信息进行处理。所述方法还包括使用第一驱动程序和第一通信协议与第一主系统接口进行通信。所述方法还包括使用第二驱动程序和第二通信协议与第二主系统接口进行通信。此外，所述方法又包括使用标准化接口和第三通信协议与应用程序、第一驱动程序以及第二驱动程序进行通信。
根据本发明的又一个实施例，提供了另一种VCI。所述VCI包括用于处理从车辆处接收到的信息的构件。所述VCI还包括用于使用第一通信协议与第一主系统接口进行通信的构件。所述VCI还包括用于使用第二通信协议与第二主系统接口进行通信的构件。此外，所述VCI又包括用于使用第三通信协议与用于处理的构件、用于与第一主系统接口进行通信的构件以及用于与第二主系统接口进行通信的构件进行通信的构件。
已概括而不是广泛地描述了本发明的特定实施例，以便更好地理解其详细的描述，且以便更好的正确评价本发明对本领域的贡献。当然，以下将会描述本发明的其它实施例，并且这些实施例将形成在此随附的权利要求的主题。
在这方面，在详细描述本发明的至少一个实施例之前，应该了解的是，本发明不限于应用于以下描述所指出的或附图中图示的详细构造和部件配置。本发明除这些描述的实施例以外还能够有其它实施例，并且能够以不同方式实施和实现。此外，应当了解的是，此处以及摘要中所用的专业术语和专有名词仅为描述的目的而不应视为限定。
同样地，本领域中的技术人员可以意识到的是，本公开所基于的概念可容易地用作设计用于实现本发明的多个目的的其它结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，权利要求被视为涵盖不背离本发明的精神和范围的等同构造。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的车辆通信接口(VCI)的示意图，其中VCI连接到车辆和主系统；
图2为根据本发明的实施例的包含在图1中所示的VCI内的物理部件的示意图；以及
图3为图示了根据本发明的实施例的与车辆通信的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来描述本发明，其中通篇以相同的附图标记指代相同的部件。图1为根据本发明的实施例的车辆通信接口(VCI)10的示意图。如图1中所示，VCI10通过多个车辆接口14、16、18、20、22连接到车辆12，并且通过多个主系统接口26、28、30、32、34连接到主系统24。更具体地，主系统接口26、28、30、32、34物理地或无线地连接到主系统24中的多个端口36、38、40、42、44。
虽然图1中图示了车辆接口14、16、18、20、22所使用的CAN协议、ISO9141协议、CCD协议、DCL协议和J1850协议，但是根据本发明的特定实施例的一个或多个接口也可以使用其他协议。而且，虽然图1中图示了主系统接口26、28、30、32、34所使用的USB协议、USB移动(On-The-Go)(OTG)协议、WiFiTM协议、蓝牙协议和以太网协议，但是一个或多个这种接口的其他协议的使用也在本发明的特定实施例的范围内。
除以上所列出的部件外，图1中所示的VCI10还包括：软件应用程序46；多个软件驱动程序48、50、52、54、56；以及标准化接口58，其在软件应用程序46和软件驱动程序48、50、52、54、56之间进行操作。虽然图1中没有明确地示出，但是软件应用程序46、软件驱动程序48、50、52、54、56和标准化接口58都可以在可包含于VCI10内的一个或多个处理器和/或记忆存储单元(一个或多个)上执行。
软件应用程序46被配置为处理从车辆12处通过VCI10的车辆接口14、16、18、20、22中的一个接收到的数据。例如，软件应用程序46能够将从车辆的防抱死制动系统处接收到的数据转换为主系统24能够识别为表示制动器中故障的信号。
根据本发明的特定实施例，在软件应用程序46处理了从车辆12处接收到的数据以后，将数据转发至标准化接口58。因为标准化接口58被配置为与软件驱动程序48、50、52、54中的每一个和软件应用程序46进行通信，所以一般使用单一的协议进行这种通信。在图1中所示的本发明的实施例中，所使用的协议是传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)。但是，也可以使用其他协议。
因为主系统接口26、28、30、32、34一般不被配置为使用TCP/IP协议与主系统24进行通信，所以软件驱动程序48、50、52、54、56中的每一个一般被配置为使用另一种通信协议和与其连接的主系统接口进行通信。例如，在图1中所示的最左侧的软件驱动程序48和最右侧的软件驱动程序56都使用TCP/IP协议与标准化接口58进行通信的同时，最左侧的软件驱动程序48被配置为使用USB协议与最左侧的主系统接口26进行通信，而最右侧的软件驱动程序56被配置为使用以太网协议与最右侧的主系统接口34进行通信。
根据本发明的特定实施例，标准化接口58被配置为将IP地址分配到与主系统接口26、28、30、32、34中的一个电子地连接的主系统24。这使得上述TCP/IP协议得以执行。
如图1中所示，一些主系统接口(例如，USB接口26、USBOTG接口28和以太网接口34)被配置为物理地连接到主系统24。例如使用电缆可以建立这样的物理连接。又如图1中所示，一些主系统接口(例如，WiFiTM接口30和蓝牙接口32)被配置为与主系统24无线地连接。
根据本发明的特定实施例，在第一软件驱动程序和第一主系统接口之间所使用的通信协议不同于在第二软件驱动程序和第二主系统接口之间所使用的通信协议。例如，所述VCI内所使用的通信协议能够包括RS232协议、USB协议、USBOTG协议、以太网协议、蓝牙协议和WiFiTM协议中的两个或更多个。当然，其他通信协议的使用也在本发明的范围内。
图2为根据本发明的实施例的包含在图1中所示的VCI10内的物理部件的示意图。更具体地，图2图示了VCI10不但包括上述的车辆接口14、16、18、20、22和主系统接口26、28、30、32、34，而且还包括处理器60、存储器62、显示装置64和操作人员接口66。在本发明的这个实施例中，使用处理器60来执行软件应用程序46和软件驱动程序48、50、52、54、56，并且如有必要可以将其部分地或全部地储存在存储器62中。虽然不是所有的根据本发明的VCI设备中都包含显示装置64和操作人员接口66，但是显示装置64和操作人员接口66可以例如允许操作人员看到VCI10的状态、可以获取来自软件应用程序46的信息，和/或可以允许操作人员例如使用触摸屏或小键盘作为操作人员接口66向所述VCI10提供输入。
图3为图示了根据本发明的实施例的与车辆通信的方法的步骤的流程图。流程图的步骤68表示使用软件应用程序处理从车辆处接收到的信息。根据本发明的特定实施例，从汽车中的电子系统(例如，传动系统、燃料喷射系统和巡航控制系统)处接收信息。例如，所述信息可以包括关于一个或多个车辆系统的错误消息、车辆系统操作参数(例如，rpm信息、温度、电流电平或电压电平等)。当使用图1中所示的VCI10来执行此步骤时，所述信息通过车辆接口14、16、18、20、22中的一个或多个进入VCI并且使用软件应用程序46处理所述信息。
图3中的步骤70表示使用第一驱动程序和第一通信协议与第一主系统接口进行通信。例如，可以这样执行此步骤：使用WiFi协议通过WiFi软件驱动程序52和WiFi物理接口30将步骤68中所述的至少一部分信息从图1中所示的软件应用程序46处无线地发送到主系统24。
接下来，步骤72表示选择包括RS232协议、USB协议、USBOTG协议、以太网协议、蓝牙协议和WiFiTM协议中的至少一个的第一通讯协议。当使用图1中所示的VCI10来执行此步骤时，通信协议的选择取决于在使用哪个主系统接口。例如，如果VCI10连接到主系统24的以太网端口，则将选择以太网协议。
图3中的步骤74表示使用第二驱动程序和第二通信协议与第二主系统接口进行通信。例如，可以这样执行此步骤：使用USB协议和将USB接口26连接到主系统的USB端口36的电缆，通过USB软件驱动程序48和USB物理接口26将步骤68中所述的至少一部分信息从图1中所示的软件应用程序46处发送到主系统24。
根据图3中所示的流程图的步骤76，选择第二通信协议以包括RS232协议、USB协议、USBOTG协议、以太网协议、蓝牙协议和WiFiTM协议中的至少一个。根据本发明的特定实施例，彼此区别地选择第一通信协议和第二通信协议。例如，如果第一通信协议选为RS232协议，则第二通信协议可以选为RS232协议。
与步骤72的执行过程一样，步骤76中的通信协议的选择取决于在使用哪个主系统接口。然而，当执行后，步骤72和76允许图1中所示的VCI10连接到不同主系统的端口。例如，VCI10可以使用蓝牙无线地连接到一个PC并且可以通过电缆连接到另一个PC的另一个USB端口。一般地，根据本发明的VCI一次仅连接到一个主系统。然而，将VCI连接到多个主系统也在本发明的范围内。
图3中所示的流程图的步骤78表示使用标准化接口和第三通信协议与应用程序、第一驱动程序以及第二驱动程序进行通信。当执行此步骤时，根据本发明的特定实施例选择第三通信协议以包括TCP/IP协议。根据这些实施例中的一些实施例，步骤80表示使用标准化接口将IP地址分配到电子地连接到第一主系统接口的主系统。
当使用图1中所示的VCI10来执行图3中所示的流程图的步骤78和80时，软件应用程序46使用电子车辆系统与VCI10通信所使用的通信协议(例如，CAN协议、ISO9141协议、CCD协议、DCL协议、J1850协议等)，通过车辆接口14、16、18、20、22中的一个来接收从车辆12处接收到的信息。随后，将信息传递至软件应用程序46，有时使用可以放置于车辆接口14、16、18、20、22和软件应用程序46之间的一个或多个软件驱动程序(未示出)。
当在软件应用程序46中接收到信息时，软件应用程序46处理信息并使用TCP/IP协议转发至标准化接口58。随后，标准化软件应用程序46使用TCP/IP协议将处理后的信息转发至软件驱动程序48、50、52、54、56中的一个或多个，而所述软件驱动程序48、50、52、54、56将所述信息转发至它们所关联的主系统接口26、28、30、32、34并最终至主系统24。
上述设备和方法的一个优势在于：使用单个标准化接口在软件应用程序和所有软件驱动程序之间中继信息代替了为每个主系统接口包含并单独研发单独的软件驱动程序。这就降低了VCI和通信方法的整体的复杂性和成本。
回到图3，步骤82表示将主系统物理地连接到第一主系统接口。作为可替代方案，步骤84表示在第一主系统接口和与其连接的主系统之间进行无线通信。一般地，当执行根据本发明的方法时选择步骤82或步骤84。然而，如果需要连接到多个主系统则同时地或一个接着另一个地实施步骤82和84也在本发明的范围内。
通过详细的说明书使本发明很多的特征和优点变得明显，且因此，随附的权利要求旨在覆盖所有落入本发明的真正精神和范围之内的特征和优点。此外，因为本领域的技术人员将容易地想出很多的改进和变化，因此不希望将本发明局限于图示和描述的精确构造和操作，因此，所有合适的改进和等同构造都可诉诸于落入本发明的范围。

Claims (20)

1.一种车辆通信接口，包括：
软件应用程序，其被配置为处理从车辆处接收到的数据，其中，处理从所述车辆处接收到的数据包括将从所述车辆处接收到的所述数据转换至第三通信协议；
第一驱动程序，其被配置为使用第一通信协议与第一主系统接口进行通信；
第二驱动程序，其被配置为使用第二通信协议与第二主系统接口进行通信；以及
标准化接口，其被配置为使用所述第三通信协议与所述软件应用程序、所述第一驱动程序以及所述第二驱动程序中的每一个进行通信。
2.根据权利要求1所述的车辆通信接口，其中所述第三通信协议包括传输控制协议/互联网协议。
3.根据权利要求2所述的车辆通信接口，其中所述标准化接口还被配置为将IP地址分配到电子地连接到所述第一主系统接口的主系统。
4.根据权利要求1所述的车辆通信接口，其中所述第一主系统接口被配置为物理地连接到主系统。
5.根据权利要求1所述的车辆通信接口，其中所述第一主系统接口被配置为与主系统进行无线通信。
6.根据权利要求1所述的车辆通信接口，其中所述第一通信协议被选择以包括RS232协议、USB协议、USBOTG协议、以太网协议、协议以及WiFiTM协议中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的车辆通信接口，其中所述第二通信协议被选择以包括RS232协议、USB协议、USBOTG协议、以太网协议、协议以及WiFiTM协议中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的车辆通信接口，其中所述第一通信协议和所述第二通信协议彼此不同。
9.一种与车辆通信的方法，所述方法包括：
使用软件应用程序对从所述车辆处接收到的信息进行处理，其中，对信息进行处理包括将从所述车辆处接收到的所述信息转换至第三通信协议；
使用第一驱动程序和第一通信协议与第一主系统接口进行通信；
使用第二驱动程序和第二通信协议与第二主系统接口进行通信；以及
使用标准化接口和所述第三通信协议与所述软件应用程序、所述第一驱动程序以及所述第二驱动程序进行通信。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第三通信协议包括传输控制协议/互联网协议。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
使用所述标准化接口将IP地址分配到电子地连接到所述第一主系统接口的主系统。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：
将计算机物理地连接到所述第一主系统接口。
13.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述第一主系统接口和与其连接的主系统之间进行无线通信。
14.根据权利要求9所述的方法，还包括：
选择所述第一通信协议以包括RS232协议、USB协议、USBOTG协议、以太网协议、协议以及WiFiTM协议中的至少一个。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
选择所述第二通信协议以包括RS232协议、USB协议、USBOTG协议、以太网协议、协议以及WiFiTM协议中的至少一个。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一通信协议和所述第二通信协议彼此不同。
17.一种车辆通信接口，包括：
用于处理从车辆处接收到的信息的构件，其中，所述用于处理从车辆处接收到的信息的构件包括用于将从所述车辆处接收到的信息转换至第三通信协议的构件；
用于使用第一通信协议与第一主系统接口进行通信的构件；
用于使用第二通信协议与第二主系统接口进行通信的构件；以及
用于使用所述第三通信协议与所述用于处理从车辆处接收到的信息的构件、用于与第一主系统接口进行通信的构件以及用于与第二主系统接口进行通信的构件进行通信的构件。
18.根据权利要求17所述的车辆通信接口，还包括：
用于将IP地址分配到电子地连接到所述第一主系统接口的主系统的构件。
19.根据权利要求17所述的车辆通信接口，还包括：
用于在所述第一主系统接口和与其连接的主系统之间进行无线通信的构件。
20.根据权利要求17所述的车辆通信接口，其中所述第一通信协议和所述第二通信协议彼此不同。
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