CN103049316A

CN103049316A - Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法和装置

Info

Publication number: CN103049316A
Application number: CN2012105936095A
Authority: CN
Inventors: 庞宏亮; 赵立军; 刘婕妤; 张骞; 李强
Original assignee: Neusoft Corp
Current assignee: Neusoft Corp
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-12-31
Also published as: CN103049316B

Abstract

本发明提供了一种Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法和装置，以实现Web应用与车身系统底层的信息交互，该方法包括：在Web浏览器内部添加本地功能扩展模块、硬件驱动程序加载模块和注册回调函数模块；修改Web浏览器的HTML解析模块，在原有的功能中加入关键词解析函数，以检测数据流中是否有扩展的对象或函数，如果有则创建一个新的线程，并在新线程中启动硬件驱动程序加载模块和注册回调函数模块；修改Web浏览器的DOM模块、bindings模块和JS解释器；重新编译改造后的代码得到一个支持HTML5相关标准和对车载信息娱乐系统本地功能的访问的浏览器。本发明能够使Web应用与车载信息娱乐系统的底层进行信息交互，为汽车用户提供全面的信息娱乐和辅助驾驶功能。

Description

Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法和装置

技术领域

本发明涉及信息交互技术领域，更为具体地，涉及一种Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法和装置。

背景技术

车载信息娱乐系统（In-Vehicle Infotainment简称IVI）是采用车载专用中央处理器，基于车身总线系统和互联网服务，形成的车载综合信息处理系统。IVI能够实现包括三维导航、实时路况、IPTV、辅助驾驶、故障检测、车辆信息、车身控制、移动办公、无线通讯、基于在线的娱乐功能及TSP服务等一系列应用，极大的提升了车辆电子化、网络化和智能化水平。

图1示出了车载信息娱乐系统的体系结构。如图1所示，IVI包括三层结构：底层、操作系统层和应用层。其中，底层是以车载专用处理器为核心的硬件平台，与车身总线系统相连；车身总线系统通常采用CANBus总线协议并提供CANBus接口或UART接口；操作系统层采用车载专用系统例如针对车载定制的Linux等；最上层为应用层，用于为用户提供的具体功能或服务。

HTML5是HTML（超文本标签语言）下一个主要的修订版本，广义上讲，HTML5实际指的是包括HTML、CSS和JavaScript在内的一套技术组合。由于HTML5标准的提出是源于众多互联网企业和用户在实际应用中的需求，其草案一经发布就得到了众多的支持和赞同，目前主流的浏览器都已经支持HTML5标准中的大部分功能，基于HTML5标准开发的互联网应用（Web应用）也已经快速发展起来。

在车载领域，HTML5标准因其面向未来、技术开放、整合多种媒体信息的能力、良好的用户交互能力、互联网特性、跨平台兼容性、研发成本低、产品更新速度快等诸多优点，得到了包括奥迪、福特、通用、克莱斯勒、宝马、一汽集团等众多国内外著名汽车厂商的青睐，并且众多厂商将支持HTML5标准作为IVI系统的重要特性之一。

图2示出了以HTML5技术为应用框架的IVI体系结构。

如图2所示，基于HTML5技术的车载信息娱乐系统在体系结构上分为四层，其中，自上而下，最上层是应用HTML5技术实现的众多Web应用，其运行平台是支持HTML5标准的现代浏览器，例如Firefox、Chrome等；浏览器运行在车载专用操作系统和硬件平台之上；然后是操作系统层和底层的硬件平台。与原有的IVI系统相比，应用HTML5技术的IVI系统不仅开发速度快、研发成本低，在人机交互、网络应用、娱乐功能等方面更加符合用户的需求。

虽然HTML5技术像计算机领域中的很多技术一样，但是，由于HTML5标准的初衷是面向互联网应用，其跨平台的特性在发挥优势的同时也严重制约了其在访问系统本地功能方面的发展。

在车载领域，IVI发挥作用的一个重要方面就是辅助驾驶，包括采集车辆行驶信息和辅助驾驶决策、地理定位与导航、车身功能控制（例如空调、灯光、音响）等。但是从图2可以看到，应用HTML5技术开发的Web应用是运行在浏览器平台上的，由于HTML5技术无法与系统底层进行信息交互，不能将互联网应用和系统硬件功能很好地整合在一起，因而也无法实现相应的具体应用，从而导致HTML5技术在上述功能的实现方面能力不足。

浏览器是万维网服务的客户端浏览程序。可向万维网(Web)服务器发送各种请求，并对从服务器发来的超文本信息和各种多媒体数据格式进行解释、显示和播放。图3出了现代浏览器的组成结构，如图3所示，现代浏览器的基本结构包括如下模块：

Load模块：通过网络接口加载网页数据；

HTML解析：对数据流进行HTML语法解析；

DOM模块：生成DOM树；

Bindings模块：DOM模块通过Bindings模块绑定JS解析器；

JS解释器：对JavaScript文件进行解析和执行，执行结果补充到DOM树中；

渲染引擎：生成渲染树并进行渲染；

CSS解析：对CSS文件进行解析；

CSS布局器：根据CSS解析结果对页面进行布局；

GUI：将渲染后的页面描绘出来，展示给用户；

浏览器的工作流程是：首先由Load模块通过网络接口向服务器发起下载请求，随后将所需数据通过网络协议下载到本地缓存中。数据下载完成后HTML解析模块对数据进行规则检查和词法解析，解析后的数据缓存到内存中，数据全部解析完成后，DOM模块根据解析结果构建文档对象模型树(DOM树)，如果数据源中有JavaScript文件，浏览器会启动JavaScript解析模块对JavaScript文件进行解析，如果文件中调用了浏览器提供的对象，JavaScript解析模块则会调用相应的模块进行执行，浏览器提供若干与网络或显示相关的对象，包括窗口、屏幕、历史、定位等。同时浏览器根据JavaScript解析结果对原来生成的DOM树进行调整。DOM树构建完成后，CSS布局器根据输入的CSS文件进行页面布局，渲染引擎根据DOM树生成渲染树并进一步渲染出整个页面，GUI模块完成整个页面的描绘工作并呈现给用户。

通过上述浏览器的工作流程可以看到，web页面和基于Web的应用都是在浏览器中运行，web应用与用户之间的交互都是依赖于浏览器提供的功能来实现的。而现有的浏览器却无法与车载信息娱乐系统的底层进行交互，不能提供访问操作系统和系统硬件的功能尤其是访问车载总线系统的功能，例如根据车辆行驶速度进行的驾驶员信息分神过滤、车身控制辅助驾驶等功能，这就限制了web应用在系统本地功能方面的发展。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法和装置，以便在车载信息系统中，应用HTML5技术框架实现良好的用户交互体验的同时，还能够获取汽车驾驶数据为驾驶员提供辅助驾驶功能、便捷的控制车身部件（如空调、灯光、音量、蓝牙）。

根据本发明的一个方面，提供了一种Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法，用以实现Web应用与车身系统底层的信息交互，其中，所述车身系统底层包括操作系统、硬件平台和车身总线系统，该方法包括：

S100：通过扩充的对象函数名在Web浏览器内部添加本地功能扩展模块、硬件驱动程序加载模块和注册回调函数模块；其中，

所述本地扩展模块用于通过浏览器的调用而实现具体地本地功能；

所述驱动加载模块包括硬件驱动程序和加载模块，所述硬件驱动程序用于实现硬件的信息接口，所述加载模块用于在特定时刻动态加载所述硬件驱动程序到所述车载信息娱乐系统中；

所述注册回调函数模块包括回调函数与注册模块，所述回调函数用于处理底层硬件或车身总线系统发送回来的信息，所述注册模块用于将所述回调函数注册到驱动函数中；

所述硬件驱动程序根据所述底层硬件平台从车身系统总线接收的信息，调用所述注册模块到所述硬件驱动程序中的回调函数将收到的信息发送给所述本地功能扩展模块；

S200：修改所述Web浏览器的HTML解析模块，在原有的功能中加入关键词解析函数，用于检测数据流中是否有扩展的对象或函数，如果有则创建一个新的线程，并在新线程中启动所述硬件驱动程序加载模块和所述注册回调函数模块；

S300：修改所述Web浏览器的DOM模块、bindings模块和JS解释器；

S400：重新编译改造后的代码得到一个新的浏览器，所述新的浏览器支持HTML5相关标准和对所述车载信息娱乐系统本地功能的访问。

根据本发明的另一方面，提供了一种Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互装置，用以实现Web应用与车身系统底层的信息交互，其中，车身系统底层包括操作系统、硬件平台和车身总线系统；

信息交互装置包括：

对象函数扩充单元，用于通过扩充的对象函数名在Web浏览器内部添加本地功能扩展模块、硬件驱动程序加载模块、注册回调函数模块；

其中，本地扩展模块用于通过浏览器的调用而实现具体地本地功能；驱动加载模块包括硬件驱动程序和加载模块，所述硬件驱动程序用于实现硬件的信息接口，所述加载模块用于在所述Web应用与车载信息娱乐系统底层硬件及车身总线系统进行信息交互时动态加载所述硬件驱动程序到所述车载信息娱乐系统中；注册回调函数模块包括回调函数与注册模块，所述回调函数用于处理底层硬件或车身总线系统发送回来的信息，所述注册模块用于将所述回调函数注册到驱动函数中；硬件驱动程序根据所述底层硬件平台从车身系统总线接收的信息，调用所述注册模块到所述硬件驱动程序中的回调函数将收到的信息发送给所述本地功能扩展模块；

解析模块修改单元，用于修改所述Web浏览器的HTML解析模块，在原有的功能中加入关键词解析函数，用于检测数据流中是否有扩展的对象或函数，如果有则创建一个新的线程，并在新线程中启动所述硬件按驱动程序加载模块和所述注册回调函数模块；

功能调用模块修改单元，用于修改Web浏览器的DOM模块、bindings模块和JS解释器；

编译单元，用于重新编译改造后的代码得到一个新的浏览器，所述新的浏览器支持HTML5相关标准和对所述车载信息娱乐系统本地功能的访问。

利用上述根据本发明的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法及装置，通过具有与底层信息交互能力的Web应用获取车辆行驶信息，将网络应用和车身信息相关的辅助驾驶应用很好地整合在一个技术框架下面，从而实现信息分神过滤、车内空调控制、灯光控制等，为汽车用户提供全面的信息娱乐和辅助驾驶功能。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为车载信息娱乐系统的体系结构示意图；

图2为以HTML5技术为应用框架的IVI体系结构示意图；

图3为现代浏览器的组成结构示意图；

图4为根据本发明实施例的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法的流程示意图；

图5为根据本发明实施例的HTML解析模块的解析流程示意图；

图6为将应用本发明浏览器的组成结构示意图；

图7A为应用本发明前的IVI信息交互模型示意图；

图7B为应用本发明后的IVI信息交互模型示意图；

图8为根据本发明实施例的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互装置的逻辑框图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

如前所述，在车载信息娱乐系统中，由于Web应用只能运行在浏览器内部，无法与车载信息娱乐系统的底层进行交互，从而阻碍了Web应用的很多应用的实现，如根据车辆行驶速度进行的驾驶员信息分神过滤、车身控制辅助驾驶等功能。究其根源，关键在于浏览器的结构。因此，本发明通过对浏览器的结构进行改造、功能进行扩充、动态加载系统驱动程序等措施，来实现Web应用与系统底层进行信息交互。

本发明提供的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法，用以实现Web应用与车身系统底层的信息交互，其中，车身系统底层包括操作系统、硬件平台和车身总线系统。图4示出了根据本发明实施例的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法的流程。

如图4所示，Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法包括：

S100：通过扩充的对象函数名在Web浏览器内部添加本地功能扩展模块、硬件驱动程序加载模块、注册回调函数模块。

Web应用的很多功能是依赖浏览器来实现的，在Web应用开发中，直接应用JavaScript语言调用浏览器提供的对象函数即可。因此，在扩充Web应用与系统信息交互的功能时，在浏览器中添加相应的对象函数供Web应用调用是一个较好的办法，并且具体功能的实现均在浏览器内部实现，这样，在Web应用看来，与系统底层信息交互的方法和原有的调用浏览器提供的对象函数方法是一样的，仅是对象函数名称和参数不同。

调用的代码示例如下：

var newCANBus=CANBus.open();

CANBus.write("Hello My Car!");

本发明中，本地扩展模块用来实现具体的本地功能，包括CAN总线信息交互、UART信息交互、GPIO信息交互等模块，浏览器通过调用这些模块并执行其中的对象函数来实现特定功能。驱动加载模块包括硬件驱动程序和加载模块两个部分，硬件驱动程序用于实现硬件的信息接口，包括CANBus、UART、GPIO等；加载模块用于在上层Web应用与车载信息娱乐系统底层硬件及车身总线系统进行信息交互时动态加载硬件驱动程序到车载信息娱乐系统中。注册回调函数模块包括回调函数与注册模块，回调函数用于处理车载信息娱乐系统的底层硬件或者车身总线系统发送回来的信息，注册模块用于将所述回调函数注册到驱动函数中。当车载信息娱乐系统的底层硬件平台收到车身系统总线发来的信息时，硬件驱动程序自动接收这些信息，并根据所接收的信息调用注册模块到硬件驱动程序中的回调函数将收到的信息发送给本地功能扩展模块，例如CANBus、UART等信息交互模块。

S200：修改Web浏览器的HTML解析模块，在原有的功能中加入关键词解析函数，用于检测数据流中是否有扩展的对象或函数，如果有则创建一个新的线程，并在新线程中启动硬件驱动程序加载模块和注册回调函数模块。

图5示出了根据本发明实施例的HTML解析模块的解析流程。如图5所示，当有数据流输入时，Web浏览器扫描数据流中的扩展对象名，判断其中是否有扩展对象（即判断是否有为了扩展本地功能而在浏览器内部添加的本地功能扩展模块），如果有，则启动硬件驱动程序加载模块和注册回调函数模块，使得硬件驱动程序收车身系统总线发来的信息，并调用注册模块到硬件驱动程序中的回调函数将收到的信息发送给本地功能扩展模块，从而实现Web应用与车身系统底层信息的交互。如果Web浏览器扫描数据流中没有扩展对象，则按照常规的处理方式进行HTML词法解析，然后输出词法标记流。

可以看出，所添加的关键词解析函数仅是在原来的主判断过程中添加了一个判断条件，只有在判断出数据流中有扩展对象的时候才会在新线程中完成的硬件驱动程序的加载和函数注册，如果没有扩展对象，则会按照常规方式进行数据流的处理，因此本发明对本地功能的扩展并不会影响Web浏览器的原有功能。

S300：修改所述Web浏览器的DOM模块、bindings模块和JS解释器。

在DOM模块中，所有信息都会被解析构建成一颗DOM树，如果是浏览器提供的对象函数则通过bindings模块来调用JS解释器来实现具体功能。

在原有浏览器中，上述三个模块（DOM模块、bindings模块和JS解释器）无法识别扩充的对象函数名，因此正常解析会出现错误。本发明通过修改上述三个模块，添加判断条件和处理流程，使扩充的对象函数名能够被三个模块识别出并执行相应动作。JS解释器在收到DOM发送来的解析命令后，会根据函数名字进行相应操作，如果是扩展的对象函数名，则将命令转发到本地功能扩展模块中去执行，执行结果转发回DOM模块。

S400：重新编译改造后的代码得到一个新的浏览器，该新的浏览器支持HTML5相关标准和对所述车载信息娱乐系统本地功能的访问。

需要说明的是，上述实施例中涉及的浏览器是在Linux系统下进行的编译和运行，但是，这种方法同样适用于其他操作系统环境，例如微软公司的windows系列操作系统、谷歌公司的android操作系统等。

图6示出了将本发明的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法应用到浏览器之后的浏览器的组成结构示意图。

如图6所示，现有的浏览器应用了本发明提供的上树Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法之后，在浏览器内部添加了扩充的对象函数，这样，在加载网络数据流后，HTML解析浏览器所加载的数据流，如果判断出有扩展的对象函数，则启动加载模块加载硬件驱动程序到车载信息娱乐系统中，然后通过注册回调函数将车身系统总线发来的信息应用到本地功能扩展模块。在另一分支，HTML解析的数据流在DOM模块中被构建为一棵DOM树，通过bindings模块来调用JS解释器来实现具体功能，其中就包括本地功能扩展模块中的CANBus、UART、GPIO等信息交互模块所能够实现的功能。

从图6也可以看出，扩充的对象函数的添加和对HTML解析的修改使得新功能的实现仅在新线程中完成，并没有影响浏览器原有的数据处理功能，如渲染引擎、GUI、CSS布局、CSS解析等。

通过上述实施方式的表述可以看出，本发明提供的Web应用与车载信息娱乐系统信息交互的方法，通过对浏览器结构进行改造、功能进行扩充、动态加载系统驱动程序，使得Web应用能够与车身系统底层进行信息交互，在获得车身状态信息的同时也能够将控制命令发送给车身系统，从而极大地扩展了Web应用的应用范围并为汽车驾驶提供了有效的帮助和便利。

下面通过应用本发明前后的IVI信息交互模型的比较进一步直观地说明本发明的有益效果。

图7A和图7B分别示出了应用本发明前后的IVI信息交互模型。如图7A和图7B所示，在原有基于HTML5技术的车载信息娱乐系统中，WebApp无法与底层系统进行信息交互，而采用本发明的方法之后，WebApp可以与车载信息娱乐系统的底层进行信息交互，从而将网络应用和车身信息相关的辅助驾驶应用很好的整和在一个技术框架下面，获取车辆行驶信息为汽车用户提供全面的信息娱乐和辅助驾驶服务，如信息分神过滤、车内空调控制、灯光控制等。

如上描述了根据本发明的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法，相应地，本发明还提供一种Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互装置，其逻辑结构框图如图8所示。

如图8所示，本发明提供的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互装置800用以实现Web应用与车身系统底层的信息交互，其中，车身系统底层包括操作系统、硬件平台和车身总线系统；信息交互装置800包括对象函数扩充单元810、解析模块修改单元820、功能调用模块修改单元830和编译单元840。

其中，对象函数扩充单元810用于通过扩充的对象函数名在Web浏览器内部添加本地功能扩展模块、硬件驱动程序加载模块、注册回调函数模块。本地扩展模块用于通过浏览器的调用而实现具体地本地功能；驱动加载模块包括硬件驱动程序和加载模块，硬件驱动程序用于实现硬件的信息接口，加载模块用于在特定时刻动态加载硬件驱动程序到车载信息娱乐系统中；注册回调函数模块包括回调函数与注册模块，回调函数用于处理车载信息娱乐系统的底层硬件或车身总线系统发送回来的信息，注册模块用于将回调函数注册到驱动函数中；硬件驱动程序根据底层硬件平台从车身系统总线接收的信息，调用注册模块到硬件驱动程序中的回调函数将收到的信息发送给本地功能扩展模块。

解析模块修改单元820用于修改Web浏览器的HTML解析模块，在原有的功能中加入关键词解析函数，用于检测数据流中是否有扩展的对象或函数，如果有则创建一个新的线程，并在新线程中启动硬件按驱动程序加载模块和所述注册回调函数模块。

功能调用模块修改单元830用于修改Web浏览器的DOM模块、bindings模块和JS解释器。

编译单元840用于重新编译改造后的代码得到一个新的浏览器，该新的浏览器支持HTML5相关标准和对车载信息娱乐系统本地功能的访问。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法和装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法及装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法，用以实现Web应用与车身系统底层的信息交互，其中，所述车身系统底层包括操作系统、硬件平台和车身总线系统，所述方法包括：

所述驱动加载模块包括硬件驱动程序和加载模块，所述硬件驱动程序用于实现硬件的信息接口，所述加载模块用于在所述Web应用与车载信息娱乐系统底层硬件及车身总线系统进行信息交互时动态加载所述硬件驱动程序到所述车载信息娱乐系统中；

S300：修改所述Web浏览器的DOM模块、bindings模块和JS解释器，添加判断条件和处理流程，使所述DOM模块、bindings模块和JS解释器能够识别出扩充的对象函数名并执行相应动作；

2.如权利要求1所述的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法，其中，所述本地扩展模块包括CAN总线信息交互模块、UART信息交互模块和GPIO信息交互模块。

3.如权利要求1所述的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法，其中，所述硬件驱动程序用于实现硬件的信息接口包括CANBus、UART、GPIO。

4.如权利要求1所述的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法，其中，在步骤S200中，所述加入的关键词解析函数在原来的主判断过程中添加了一个判断条件，并且是在新线程中完成硬件驱动程序的加载和函数注册。

5.如权利要求1所述的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互方法，其中，在步骤S200中，

所述JS解释器在收到DOM发送的解析命令后，根据函数名字进行相应操作；

如果DOM发送的解析命令是扩展的对象函数名，则将命令转发到本地功能扩展模块中去执行，然后将执行结果转发回DOM模块。

6.一种Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互装置，用以实现Web应用与车身系统底层的信息交互，其中，

所述车身系统底层包括操作系统、硬件平台和车身总线系统；

所述信息交互装置包括：

对象函数扩充单元，用于通过扩充的对象函数名在Web浏览器内部添加本地功能扩展模块、硬件驱动程序加载模块、注册回调函数模块；其中，

所述驱动加载模块包括硬件驱动程序和加载模块，所述硬件驱动程序用于实现硬件的信息接口，所述加载模块用于在Web应用与车载信息娱乐系统底层硬件及车身总线系统进行信息交互时动态加载所述硬件驱动程序到所述车载信息娱乐系统中；

功能调用模块修改单元，用于修改所述Web浏览器的DOM模块、bindings模块和JS解释器；

7.如权利要求6所述的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互装置，其中，所述本地扩展模块包括CAN总线信息交互模块、UART信息交互模块和GPIO信息交互模块。

8.如权利要求6所述的Web应用与车载信息娱乐系统的信息交互装置，其中，所述硬件驱动程序用于实现硬件的信息接口包括CANBus、UART、GPIO。