CN103825630A - 利用装置运动和近场通信控制车辆接口的方法 - Google Patents

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CN103825630A CN201310580793.4A CN201310580793A CN103825630A CN 103825630 A CN103825630 A CN 103825630A CN 201310580793 A CN201310580793 A CN 201310580793A CN 103825630 A CN103825630 A CN 103825630A
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Abstract

本发明涉及利用装置运动和近场通信控制车辆接口的方法，提供了用于使用近场通信(NFC)在车辆和移动装置之间建立连续通信并且使用NFC通信使应用能托管在移动装置和其它特征上的方法。NFC使能的移动装置紧靠车辆中的NFC天线放置，其中在一个实施例中，NFC天线被集成到装置的无线充电垫中。在移动装置和车辆之间建立连续的无线NFC通信，使得该装置能充当车内系统的控制器。在移动装置上的控制应用可包括诸如对窗户和门锁的操作的驾驶员命令的功能以及诸如导航和碰撞警告的自动化功能。还公开了NFC使能的移动装置的其它应用，例如基于事件的信息捕获和基于姿势的控制。

Description

利用装置运动和近场通信控制车辆接口的方法
技术领域
本发明大体上涉及在移动装置和使用近场通信(NFC)的车辆之间建立连续的通信会话，并且更特别地涉及用于在移动装置和使用NFC的车辆之间建立连续的通信会话的方法，其中移动装置可代替车辆控制器托管应用程序，该装置可用来允许或限制某些车辆功能，并且数据可被连续地或间歇地从装置传递到车辆或从车辆传递到装置。
背景技术
无线通信系统在现代化车辆中已变得越来越普遍，使得客户移动装置能以多种方式与车辆交互。在无线技术中，近场通信(NFC)凭借其非常短的无线传输范围而提供了固有的高安全性。虽然蓝牙和Wi-Fi信号传播至主车辆的边界之外很远处并且因此易于遭受窃听和更严重的恶意攻击，但对NFC来说却并非如此。NFC信号范围为仅2-4厘米，从而使NFC信号不可能被物理上不位于主车辆内的装置截获。
由于NFC固有的安全性，其在车辆中的应用可能变得普及。虽然车辆制造商已考虑了使用NFC与客户移动装置通信的许多特征，但仍然存在巨大的开发潜力。特别地，NFC通常仅用于在两个NFC装置被近距离放置时一次性传输少量数据。通过将现代化智能手机和其它移动装置的功能与NFC的安全性相结合，并且将装置和车辆之间的NFC通信扩展至连续时间会话，可以使用移动装置为车辆提供增值特色内容而不增加车辆本身的成本。还可以通过用基于移动装置的应用程序和基于NFC的运动检测的组合替换某些部件而简化车辆。
发明内容
根据本发明的教导，公开了用于使用近场通信(NFC)在车辆和移动装置之间建立连续通信并且使用NFC通信使应用程序能托管在移动装置和其它特征上的方法。NFC使能的移动装置紧靠车辆中的NFC天线放置，其中在一个实施例中，NFC天线被集成到装置的无线充电垫中。在移动装置和车辆之间建立连续的无线NFC通信，使得该装置能充当车内系统的控制器。在移动装置上的控制应用程序可包括诸如对窗户和门锁的操作的驾驶员命令的功能以及诸如导航和碰撞警告的自动化功能。还公开了NFC使能的移动装置的其它用途，例如基于事件的信息捕获和基于姿势的控制。
本发明提供下列技术方案。
技术方案1. 一种用于使用近场通信(NFC)在移动装置和车辆之间提供连续时间通信会话的方法，所述方法包括：
将所述移动装置靠近所述车辆中的接口模块放置，其中所述移动装置和所述接口模块均包括NFC芯片；
由所述接口模块检测所述移动装置的存在性，其中检测所述存在性使用NFC信号；
由所述接口模块确定所述移动装置是否被授权与所述车辆通信；
在所述移动装置和所述车辆之间建立双向NFC通信；
通过执行分组递交率(PDR)测试确认所述移动装置仍紧靠所述接口模块；
通过发出性能挑战来确定所述移动装置能够与所述车辆配合动作；以及
当所述PDR测试和所述性能挑战均通过时向移动装置提供对车辆服务的访问。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中所述接口模块包括无线充电垫，并且所述移动装置在置于所述充电垫上时被无线充电。
技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其中确定所述移动装置是否被授权与所述车辆通信包括由所述移动装置上的应用程序提供证书。
技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，其中所述性能挑战包括计算任务和通信任务。
技术方案5. 根据技术方案1所述的方法，其中向移动装置提供对车辆服务的访问包括提供对警告类车辆服务的访问，其中所述移动装置上的应用程序提供信息类消息和警告以便由所述车辆显示。
技术方案6. 根据技术方案1所述的方法，其中向移动装置提供对车辆服务的访问包括提供对控制类车辆服务的访问，其中所述移动装置上的应用程序控制车辆系统。
技术方案7. 根据技术方案6所述的方法，其中所述车辆系统包括音频和视频系统、导航系统和HVAC控制。
技术方案8. 根据技术方案7所述的方法，其中所述应用程序通过由驾驶员或乘客向所述移动装置提供的语音命令而提供对所述车辆系统的控制。
技术方案9. 根据技术方案6所述的方法，其中所述应用程序自主地实时控制车辆系统，包括节气门、制动系统和转向系统。
技术方案10. 根据技术方案1所述的方法，其中向移动装置提供对车辆服务的访问包括提供车辆解锁和锁止控制。
技术方案11. 根据技术方案10所述的方法，其中车辆解锁和锁止控制包括对车辆速度和性能的地理围栅和限制。
技术方案12. 根据技术方案1所述的方法，还包括基于事件的信息捕获，其中所述移动装置在所述车辆的内部的信息显示器的NFC通信范围内移动并且关于所显示的所述信息的额外细节被自动地下载到所述移动装置。
技术方案13. 一种用于使用近场通信(NFC)在移动装置和车辆之间提供连续时间通信会话的方法，所述方法包括：
将所述移动装置靠近所述车辆中的接口模块放置，其中所述移动装置和所述接口模块均包括NFC芯片，所述接口模块包括无线充电垫，并且所述移动装置在置于所述充电垫上时被无线地充电；
由所述接口模块检测所述移动装置的存在性，其中检测所述存在性使用NFC信号；
由所述接口模块确定所述移动装置是否被授权与所述车辆通信，包括在所述移动装置上的应用程序向所述接口模块提供证书；
在所述移动装置和所述车辆之间建立双向NFC通信；
通过执行分组递交率(PDR)测试确认所述移动装置仍紧靠所述接口模块；
通过发出包括计算任务或通信任务的性能挑战而确定所述移动装置能够与所述车辆配合动作；以及
当所述PDR测试和所述性能挑战均通过时向移动装置提供对车辆服务的访问。
技术方案14. 根据技术方案13所述的方法，其中向移动装置提供对车辆服务的访问包括提供对控制类车辆服务的访问，其中所述移动装置上的应用程序自主地实时控制车辆系统。
技术方案15. 一种用于使用近场通信(NFC)在移动装置和车辆之间提供连续时间通信的系统，所述系统包括：
在所述车辆中的包括NFC芯片和充电垫的接口模块，其中所述接口模块在所述移动装置被置于所述接口模块上时对所述移动装置无线地充电，并且其中所述接口模块被配置成通过以下方式管理在所述移动装置和所述车辆之间的NFC通信：检测所述移动装置在所述接口模块的NFC范围内的存在性；确定所述移动装置是否被授权与所述车辆通信；通过执行分组递交率(PDR)测试确认所述移动装置仍紧靠所述接口模块；以及通过发出性能挑战来确定所述移动装置能够与所述车辆配合动作；以及
至少一个车辆功能，其可由所述移动装置通过所述接口模块控制。
技术方案16. 根据技术方案15所述的系统，其中所述接口模块通过从在所述移动装置上的应用程序接收证书信息来确定所述移动装置是否被授权与所述车辆通信。
技术方案17. 根据技术方案15所述的系统，其中所述性能挑战包括计算任务和通信任务。
技术方案18. 根据技术方案15所述的系统，其中所述接口模块在所述PDR测试和所述性能挑战均通过时向移动装置提供对所述车辆功能的访问。
技术方案19. 根据技术方案15所述的系统，其中所述车辆功能为警告类功能，其中所述移动装置上的应用程序提供信息类消息和警告以便由所述车辆显示。
技术方案20. 根据技术方案15所述的系统，其中所述车辆功能为控制类功能，其中所述移动装置上的应用程序自主地实时控制车辆系统。
根据结合附图的以下描述和所附权利要求，本发明的另外的特征将变得显而易见。
附图说明
图1是包括支持与移动装置的连续时间NFC通信的系统的车辆的示意图；
图2是用于通过NFC在车辆和移动装置之间建立和保持连续时间通信会话的方法的流程图；
图3是当使用NFC使由车辆中的移动装置能够进行基于事件的信息捕获时发生的通信的图示；
图4是用于使用车辆中的移动装置执行基于事件的信息捕获的方法的流程图；
图5是结合NFC标签和Wi-Fi或蓝牙通信使用移动装置对车辆功能的基于姿势的控制的第一实施例的图示；
图6是结合多个NFC标签和Wi-Fi或蓝牙通信使用移动装置对车辆功能的基于姿势的控制的第二实施例的图示；
图7是结合车辆集成的NFC读取器使用移动装置对车辆功能的基于姿势的控制的第三实施例的图示；以及
图8是结合多个车辆集成的NFC读取器使用移动装置对车辆功能的基于姿势的控制的第四实施例的图示。
具体实施方式
涉及利用装置运动和近场通信控制车辆接口的方法的本发明的实施例的以下讨论在本质上仅仅是示例性的，并且决不旨在限制本发明或其应用或用途。
智能手机和其它现代化的移动装置具有远远超出大多数用户的需求的计算和通信功能。诸如智能手机的移动装置也包括触摸屏用户接口，其为用户与装置的交互提供了实际上无限的能力。同时，车辆中的电子控制的快速发展以及对信息总线上的数据的服务人员可用性为移动装置与车辆的交互提供了前所未有的机会。虽然Wi-Fi和蓝牙无线协议提供了支持装置-车辆交互的足够的通信带宽，但存在Wi-Fi和蓝牙信号可能被车辆之外的恶意实体截获的可能性，从而使这些无线技术仅适合不重要的通信。
近场通信(NFC)是一种已变得日益流行的无线通信技术。NFC在13.56MHz下操作并且以最多424千字节/秒的速度传送数据。NFC通信可以是单向的或双向的。在两个NFC兼容装置之间的通信在它们被带入彼此相距约4厘米的范围内时发生。因此，简单的挥舞或触摸NFC装置可建立NFC连接，这种连接可接着用来传送任何类型的信息。
NFC标签是不带电源或网络连接的非常小的独立式装置。一种常见类型的NFC标签可包含最多144字节的数据，当NFC读取器装置在紧靠NFC标签处经过时，数据被传送到NFC读取器。根据应用程序要求，可在标签上包括附加的存储器。通过把NFC标签包括在简单的背胶纸或塑料标贴中，可以容易地将其置于几乎任何地方。NFC标签可安装在车辆表面之后(只要与金属表面之间存在最少阻隔物)或附连到诸如仪表盘区域或转向盘的中心的车辆表面的顶部上。NFC读取器是使用NFC无线技术来传送来自诸如标签的另一个装置的数据的装置。NFC读取器不具有固有的数据量限制，并且实际上不包含其自有数据；顾名思义，NFC读取器读取数据并将其一直传送到处理器。NFC转发器或NFC芯片是一种通过NFC提供双向数据传送的装置。
相比Wi-Fi和蓝牙，NFC凭借其非常短的通信范围(通常1-4厘米)而提供固有的安全无线通信。然而，NFC传统上仅用于一次传送少量信息。通过将NFC能力扩展至支持连续时间会话和不间断的双向数据传送，可以使用便利且安全的无线通信信道实现移动装置与车辆交互的全部潜能。
图1是包括支持与移动装置14的连续时间NFC通信的系统12的车辆10的示意图。系统12包括装置接口模块16，其在一个实施例中为充电垫，当把装置14置于充电垫(接口模块16)上时，充电垫以无线方式对移动装置14充电。将无线充电功能包括在接口模块16中允许车辆10的驾驶员将他/她的装置14放置在模块16上并把它留在那里，装置在这里可用作到车辆的全功能接口并且保持电池满电量以便以后在车辆10外部使用。
接口模块16包括NFC芯片18，NFC芯片18具有一体的NFC天线。移动装置14还具有NFC芯片20。因此，当装置14被放置在装置接口模块16上时，在装置14和接口模块16之间建立NFC通信。装置14运行应用程序22，应用程序22将数据通过接口模块16发送到车辆10和/或从车辆10接收数据。接口模块16继而与包括模块24、26和28在内的系统12的其它元件通信。模块24-28是用于在相对低的速度下操作的车辆10的车载装置和致动器的控制器。模块24-28的示例包括用于门锁、车窗升降机、座椅致动器和踏板致动器的控制器。在系统12中可包括三个以上的模块24-28，因为任何合适的低速控制模块都可被允许通过接口模块16与移动装置14交互。
接口模块16还与网关模块30通信，网关模块30提供对来自车辆10的其它低速和高速系统数据的访问。例如，网关模块30可提供对信息娱乐和远程信息系统数据的访问，以使装置14能够与车辆10进行涉及音频、视频、电话和其它这样的信号和数据的交互。网关模块30还可从车载控制器向装置14提供诸如诊断故障码(DTC)的数据，并可提供来自装置14的消息和其它数据以显示给车辆10的驾驶员。下面将详细讨论这些示例。
利用图1中描绘的架构，移动装置14有效地成为用于由模块24-28表示的车辆10的车载装置的可配置的虚拟控制接口。例如，应用程序22可提供触摸屏接口以允许驾驶员控制车窗、门锁、座椅、音频音量等。容易想到，应用程序22也可为装置14的所有者保留偏好，并且这些偏好可以在任何时候将装置14置于接口模块16上以建立NFC通信时使用。这样的偏好可包括预设无线电台、座椅和踏板位置、气候控制设置和其它。
应用程序22也可提供更高级的功能，例如碰撞警告或车道偏离警告。如果车辆10配有雷达或其它对象检测系统，并且如果车辆10不包括特定的碰撞警告或车辆偏离警告软件，可以将这些功能托管在装置14上并且将警告和信息提供给车辆驾驶员。同样，如果车辆10配有在仅发送模式下操作的短程通信收发机(例如，专用短程通信、Wi-Fi或其它对等网络技术)，则可以利用装置14增强该系统并赋予多种驾驶员警告和信息功能。另外，如果车辆10配有短程通信收发机且运行一部分潜在的警告和信息功能，则可以利用装置14和所述接口赋予额外的功能。将应用程序22中的先进功能托管在移动装置14上提供了至少两个明显的优点。首先，车辆10的成本可以降低，因为车辆10不需要提供用于托管在装置14上的功能的计算硬件(功能所需要的处理、存储和储存)和软件。其次，应用程序开发和部署是在诸如装置14的智能手机上成熟且快速的过程，从而使新的应用程序和功能在车辆10的使用寿命期间能够通过各种源来开发和部署。
利用NFC的装置交互的传统方法在两个装置靠近时发生一次数据交换，其显然不足以支持以上所述系统12的功能。包括使用移动装置14作为与车辆系统的用户接口和将应用程序托管在装置14上以向车辆10提供信息和控制功能在内的这些功能只能在移动装置14和接口模块16之间的NFC交换被扩展至连续时间会话时实现。
图2是用于通过NFC在车辆10和移动装置14之间建立和保持连续时间通信会话的方法的流程图40。过程始于框42，其中在车辆10和装置14之间没有网络通信，并且诸如应用程序22的装置14上的任何功能应用程序休眠或不运行。在决策菱形44处，车辆10(具体地接口模块16)检测到存在NFC使能装置 – 在这种情况下为装置14。如果在决策菱形44处没有检测到NFC使能装置，则在框46处由接口模块16禁用所有网络服务，并且过程返回到框42，且没有NFC网络连接。如果在决策菱形44处存在NFC使能装置，则在决策菱形48处对NFC使能装置是否被授权与车辆10通信做出判断。授权可能意味着应用程序22存在于装置14上并且被合法购买，或者它可能意味着装置14已注册为特定车辆10的主移动装置或客移动装置或者两者的组合。注册过程可包括在车辆外部的认证过程，其中一旦发生车辆配对，在同意车辆访问和控制之前将向呼叫中心或企业门户发出后续的授权请求。这样的远程授权和撤销可用来禁止未授权的车辆使用(例如，在客户手机被盗时)、允许其他方(例如，家人或朋友)使用车辆或允许官方远程访问或禁用被盗车辆上的服务。在决策菱形48处的授权检查意味着阻止未识别和/或未授权的装置与车辆10建立NFC通信。如果在决策菱形48处检测到未授权的装置，则在框46处禁用网络服务。
如果在决策菱形48处检测到授权的装置，则在框50处启用网络服务。也就是说，通过接口模块16在移动装置14和车辆10之间建立双向NFC通信。为了在装置14和车辆10之间保持不间断的连续时间通信会话，需要定期测试NFC通信信道和装置14的状况。这些测试在决策菱形52和54处进行。在决策菱形52处，确定在接口模块16上是否仍存在诸如移动装置14的授权的NFC使能装置。存在性测试可以是分组递交率(PDR)形式的测试，其中PDR必须超过某个阈值，以便表示装置存在。如果在决策菱形52处装置存在性测试通过，则在决策菱形54处由系统12向装置14发出性能挑战。性能挑战可以是小的计算任务或通信任务，其旨在确保装置14响应并能够表现为车辆附接的装置。这样的性能挑战将是保持车辆访问的不间断要求，并且挑战的性质将以随机方式变化以防止应用程序逃避性能测试。
如果在决策菱形54处通过性能挑战，则在框56处为装置14启用车辆服务。在框56处，配置和/或提供警告类服务。警告类服务是由移动装置14提供给车辆10的涉及信息显示和音频/视频警告的那些服务，该服务不涉及车辆功能的控制。在框56处，警告类服务可被配置 – 例如，通过限定将为装置14所提供的每一种警示发出哪一种警告(音频单音、闪光指示灯等)。同样在框56处，提供警告类服务 – 例如，如果装置14托管了驾驶员注意力应用程序并且该应用程序检测到驾驶员困倦，则可以向车辆10的驾驶员发出音频和触觉警告组合。
如果还想为移动装置14提供对控制类服务的访问，则在决策菱形58处可以发出第二个更严格的性能挑战。如果在决策菱形58处通过性能挑战，则在框60处，配置和/或提供控制类服务。控制类服务是由装置14提供给车辆10的涉及对车辆功能的实际控制的那些服务。例如，如果装置14托管了自适应巡航控制(ACC)应用程序，并且装置14通过车辆间(V2V)通信确定车辆10正变得过于靠近其前方的车辆，则装置14可向车辆10发出命令以减速。装置14可以利用V2V、V2I和其它数据源类似地托管车道保持应用程序或许多其它类型的实时控制应用程序。
将在框56处的警告类服务与在框60处的控制类服务分离允许以不同方式配置这两类服务，或者在控制类服务被禁用的同时启用警告类服务。另外，这两种不同的服务类型可具有不同的性能标准。因此，在决策菱形58处的性能挑战可能比在决策菱形54处的性能挑战更困难和/或更频繁。
如果在决策菱形52处PDR不超出阈值，或者如果在决策菱形54或58处未通过性能挑战，则过程移动至框62，在这里进行短暂的等待，然后过程返回到决策菱形52，在这里再次进行装置存在性测试。在框62处一定次数的等待循环之后，或者在一定量的总经历时间之后，NFC通信会话超时，并且在框64处禁用网络服务。在框66处，系统12和装置14均返回到当过程在框42处开始时它们所处的状态 – 也就是说，NFC通信被系统12停用，并且在装置14上的(多个)应用程序22休眠或不运行。该状态将以某种形式(音频/视频/触觉)通信给驾驶员，以表明所请求的功能或服务由于装置能力、由于装置14脱离NFC读取器的位置或由于装置14在NFC通信范围之外(即，客户拿起装置)而不可用。在客户拿起装置14的情况中，系统12可转而依靠辅助通信信道(例如，蓝牙或Wi-Fi)，直到装置14被重新放回到充电垫(接口模块16)上。当系统12在这种状态下运行时，可以向驾驶员显示提示信息，说明应将装置14恢复到充电垫的位置以实现最佳性能和安全性。
可以想到在装置14上运行并且通过连续的NFC通信会话向车辆10提供服务的应用程序的许多示例。一个示例是使用装置14作为车辆10的许多不同的驾驶员控制的部件和功能的控制接口，例如座椅位置、车窗打开和关闭、门锁、HVAC控制、收音机控制等。这些功能均可通过装置14上的触摸屏接口来访问。这些功能也可通过装置14上的语音命令访问，例如“驾驶员车窗升至一半”的命令。由于大多数现代化的智能手机支持语音命令，装置14上的应用程序22可以容易地将语音命令转换为通过NFC接口提供给车辆10的控制信号。这显示了使用装置14作为到车辆10的接口的特殊优点，即通过利用装置14中现有功能而为驾驶员提供增值功能的能力，并且避免为车辆10增加语音识别系统的成本。
更先进的应用程序也是可能的，包括从各种来源收集实时信息并将信号提供至车辆10以用于信息或警告类服务或控制类服务的应用程序，例如，上文讨论的自适应巡航控制和车道保持应用程序。而且，随着携带智能手机的车辆的百分比增加，许多类型的众包数据采集（crowd-sourced data）应用程序变得更加稳健。此类应用程序可提供前方车流缓慢警告、备选路线导航辅助和许多其它功能。这类新颖而功能强大的应用程序将在智能手机市场上有组织地发展，从而允许移动装置14为车辆10提供许多新功能和服务，即使车辆10已有几年车龄，并且在开发车辆10时没有想到这些功能。系统12通过利用经由NFC的无线通信固有的安全性并且将NFC通信扩展至连续时间会话而赋予这种功能。
以上所述连续的NFC会话管理算法使移动装置14能够充当车辆系统的用户接口装置，并且还能够托管为车辆10提供额外的功能的应用程序。该算法还允许许多其它使用情况，并且通过连续时间通信和NFC的短信号范围中固有的安全性而成为可能。
一种这样的使用情况是用于车辆解锁和锁止 – 即，使用装置14作为一种用于进入车辆和使用许可的“数字钥匙”。装置14在接口装置16上的存在在车辆10的点火中可变成物理钥匙的象征。换言之，除非将正式授权的装置14置于接口装置16上，并且装置14将其证书一直传送到车辆10，车辆10将不会运行。
利用充当车辆10的数字钥匙的装置14，还可提供许多其它功能。例如，充当装置14的主装置或自有装置可在车辆10中提供无限制的功能。然而，充当装置14的客装置可在车辆10上施加限制，例如，地理围栏(限制车辆10能在其中操作的地理区域)、速度和性能设置(例如，最大速度、最大加速度等)和其它限制(例如，不能通过装置14打电话或编辑文本)。客装置概念可应用于儿童、车主的其他家庭成员或朋友，或者通过拼车服务以按需实时方式提供客装置许可。
在拼车服务的情况中，例如，顾客可以使用其智能手机在密歇根州安阿伯市市区从今晚6:00至10:00租用车辆。拼车服务将选择可用车辆，该车可来自大量的公司用车或可用于出租的私家车。拼车服务然后将把访问信息下载到可用车辆(此时为车辆10)和顾客的智能手机(此时为装置14)。顾客可接着使用装置14进入并操作车辆10，其中在车辆10上设有任何限制，如上文所讨论的。
当使用装置14用于车辆进入和解锁时，车辆个性化也是可能的。诸如座椅和踏板位置、HVAC和收音机偏好、性能设置和其它的个性化设置可通过装置14而变得可用并由车辆10来使用。这些个性化设置可由在车辆10中使用的任何类型的装置14提供，而不论装置14是否属于主人或车主、诸如儿童的常客或诸如拼车者的一次性客人。
基于事件的信息捕获是可结合上述连续时间通信能力使用或在没有它的情况下使用的另一功能。在基于事件的信息捕获中，驾驶员可使用配有NFC的智能手机或其它装置从车内显示事件中捕获信息，并且基于所捕获的信息收集额外的信息或采取某种措施。示例包括从自主识别和购买电台当前播放的歌曲到获取与被显示的“检查发动机”消息有关的详细信息的范围。
图3是当使用NFC使由车辆10中的移动装置14能够进行基于事件的信息捕获时发生的通信的图示。当感兴趣的信息显示在车辆10的控制台或仪表盘区域上的任何位置时，驾驶员在正显示信息的点80处敲击或挥舞移动装置14。在车辆10中可存在多个点80，这些点可以在导航或地图显示器(例如，安装在显示器的玻璃或反射表面后面的NFC天线)中、在收音机显示器中、在车辆诊断显示器中和/或其它地方 - 包括非动态显示区域(具有印刷文本、图形或背光的区域)，例如车辆旋钮、开关或手柄。例如，背光LED可用作告知驾驶员在哪里敲击电话的提示。这样的提示可使用色彩或特定的闪烁速率来引起驾驶员的注意。在车辆10的不同显示位置中的每一个点80配有NFC标签或转发器，其检测装置14的敲击并通过传送相关信息而响应。在一个实施例中，点80均包括NFC标签，该标签简单地识别被敲击的位置(例如，“收音机”)，并且装置14上的应用程序22通过蓝牙或Wi-Fi从车辆10请求该位置的当前信息(例如，收音机上正播放的歌曲的名称)。在另一个实施例中，点80均包括NFC芯片或转发器，其在装置14进入NFC范围内时直接提供相关信息。
在以上所述任一实施例中，装置14接收少量感兴趣的信息 – 例如，收音机上的歌曲名称、与警告消息相关联的诊断故障码(DTC)指示灯、或在地图上显示的感兴趣的点的名称。装置14上的应用程序22基于捕获的信息的类型采取因背景而异的措施。在大多数情况下，装置14将需要收集与捕获的信息相关联的额外的细节。应用程序22使装置14通过其蜂窝载波82通信至因特网84或其它基于云的数据源。由装置14访问的数据源的示例包括车辆制造商的DTC/服务数据库86和卫星无线电服务数据库88。应用程序22将初始捕获的信息和额外的细节与可由驾驶员采取的可选措施一起显示给驾驶员。下文讨论若干示例。
图4是用于使用车辆10中的移动装置14执行基于事件的信息捕获的方法的流程图100。在框102处，信息显示在车辆10中的显示单元上。在框104处，如果有兴趣对所显示的信息采取措施，驾驶员在与所显示的信息相关联的点80处挥舞装置14。在框106处，对于其中点80配有NFC标签的实施例来说，标签将其识别信息提供给装置14。在框108处，装置14请求并从车辆10接收与显示的事件有关的正确信息。装置14上的应用程序22可在框108处自动执行任务，其中装置14在Wi-Fi或蓝牙与车辆10的通信还没有激活时引发这种通信，装置14发送针对与识别的点80相关联的事件的信息请求，并且装置14从车辆10接收信息。
在框110处，装置14使用其蜂窝载波82请求和从车辆10接收与捕获的信息有关的额外的细节。对细节的请求通常涉及基于因特网或云的数据源，例如搜索引擎、汽车制造商或卫星无线电服务。在框112处，装置14显示在框110处接收的细节数据以及从车辆10初始捕获的信息。在框114处，驾驶员使用装置14来基于所提供的细节数据执行额外的措施。
在框116处，对于其中点80配有NFC转发器的实施例来说，转发器将与显示的事件有关的信息通过NFC直接提供给装置14。在这种情况下，不需要单独的Wi-Fi或蓝牙通信信道。在框110处，装置14接着继续使用其蜂窝服务来请求和从车辆10接收与捕获的信息有关的额外的细节。
对于基于事件的信息捕获来说，许多不同的使用场景是可能的。当与车辆信息娱乐系统一起使用时，捕获的信息可包括当前正播放的歌曲的标题和/或歌手。装置14可接着检索关于歌曲和/或歌手的额外信息，例如，出现该歌曲的专辑、歌词、该歌手的其它作品等。由装置14提供的后续措施包括购买歌曲的MP3文件、购买整个专辑、购买该歌手的演唱会的门票等。当商业广告通过无线电发布时，还可由卫星无线电或数据无线电服务提供商提供广告信息。从车辆导航系统可提供关于兴趣点的信息(商业和公共)。兴趣点措施可包括给餐馆打电话预定，或者了解博物馆的工作时间。也可提供在车辆的电话和装置14之间的集成，例如，通过车辆的电话上的来电来捕获装置14上的联系人信息，或者将呼叫从车辆的电话转移到移动装置14。
信息捕获功能还将是顾客购买卫星无线电服务预约的便利方式。顾客可在收音机中的点80处敲击装置14以从收音机中的NFC标签捕获卫星无线电识别符。从装置14，顾客可接着从卫星无线电服务提供商购买服务，该提供商可接着通过远程信息服务提供商向车辆10发送激活请求，远程信息服务提供商接着将激活卫星无线电服务订购。
当与车辆诊断系统一起使用时，信号装置消息(关于系统的状况的警告或通知)可被捕获，并且可从车辆制造商获得额外的细节。例如，仪表盘显示器可简单地提供“检查发动机”消息，但可由发动机控制器记录一个或多个特定的DTC。装置14可捕获DTC信息并检索关于该信息的额外的细节，并且向驾驶员提供该细节 – 问题是什么以及该问题有多么严重。作为后续措施，装置14可为车辆服务安排预约，包括将DTC数据通过远程信息系统传送到服务设施。
以上所述基于事件的信息捕获功能为驾驶员提供了很大的实用性 – 提供与可能显示在车辆10中的许多不同的数据项有关的详细信息和后续措施选项，并且在驾驶员在感兴趣的数据项处简单地挥舞或敲击移动装置14时这样做。
在移动装置14和车辆10之间基于NFC的交互的其它方法也是可能的。使用NFC的一大类装置-车辆交互可被称为基于姿势的控制。在基于姿势的控制中，NFC使能装置14的运动由车辆10中的一个或多个NFC标签或读取器检测，并且该运动用来推断装置或功能的控制命令。例如，在窗户附近以向上运动移动装置14可被解释为表示“关闭该窗户”。
基于姿势的控制可以若干种方式实现，如在图5-8中所描绘的。图5是结合NFC标签和Wi-Fi或蓝牙通信使用移动装置14对车辆功能的基于姿势的控制的第一实施例的图示。NFC标签130在标签130代表特定车辆功能的位置处被置于车辆10中。例如，NFC标签130可置于车辆10的门中，在这里它表示窗户打开/关闭控制。NFC标签130不与其它车辆系统通信 – 该标签为包括识别其为窗户控制标签的数据的独立标签。当装置14在标签130上方经过时，装置14从标签130读取数据并确定驾驶员希望引发窗户控制。装置14接着使用其自有运动检测传感器，例如陀螺传感器和加速度计，以确定装置14在其在标签130上方经过时所经历的运动的类型。例如，向上的运动将意味着“关闭此窗户”。装置14使用诸如蓝牙或Wi-Fi的另一种无线通信技术将功能命令通信至车辆10中的控制器140。
在图5所示基于姿势的控制的第一实施例中，可以将许多个NFC标签130置于车辆10中，每种不同的系统或功能一个。例如，NFC标签130中的一个可置于驾驶员车门或门立柱中以用于窗户控制，一个在驾驶员门把手中以用于门锁控制，一个邻近驾驶员座椅以用于座椅位置控制，等等。平移和旋转控制命令均可由装置14提供，因为大多数智能手机包括能够测量这两类运动的传感器。旋转控制命令可用来控制例如外部后视镜。
图6是结合多个(两个或更多个)NFC标签和Wi-Fi或蓝牙通信使用移动装置14对车辆功能的基于姿势的控制的第二实施例的图示。在第二实施例中，NFC标签132、134和136紧靠彼此放置，并且共同用来表示一个车辆功能，例如门锁。如在第一实施例中那样，NFC标签132-136为独立标签，其包含少量识别数据，但不连接到其它车辆系统。当装置14在标签132、134和136上方经过时，装置14接连地从每个标签读取数据。据此，装置14不但确定要控制的车辆功能，而且确定控制的方向。例如，如果装置14以这样的顺序遇到NFC标签132-134-136，装置14知道驾驶员希望锁上车门。如果装置14以这样的顺序遇到NFC标签136-134-132，装置14知道驾驶员希望将车门解锁。如在第一实施例中那样，装置14使用诸如蓝牙或Wi-Fi的另一种无线通信技术将实际功能命令通信给车辆10中的控制器140。标签布局可限定为线性、网格或任意形状。给定足够数量的标签，这将允许从横跨和围绕限定的图案的装置移动导出各种复杂的输入姿势。
图7是结合车辆集成的NFC芯片使用移动装置14对车辆功能的基于姿势的控制的第三实施例的图示。NFC芯片142与控制器150通信。NFC芯片142被置于适合其所表示的系统或功能(例如窗户控制)的位置。当移动装置14在NFC芯片142上方经过时，芯片142检测到来自装置14的NFC信号并通信给控制器150窗户控制即将出现。同时，装置14确定其已在NFC芯片142上方经过，并且查明芯片142表示窗户控制。装置14使用其自有传感器确定其运动分布，并将其运动或姿势分布参数通过NFC发送至芯片142。例如，向上运动表明窗户将关闭。NFC芯片142将窗户控制命令一直传送至控制器150，控制器150执行该命令。在这种情况下，不使用蓝牙或Wi-Fi通信。
图8是结合多个车辆集成的NFC芯片使用移动装置14对车辆功能的基于姿势的控制的第四实施例的图示。在该实施例中，NFC芯片144、146和148与控制器150通信。当装置14在芯片144-148上方经过时，芯片144-148中的每一个向控制器150发送指示其已由装置14接触的信号。来自芯片144-148的信号的顺序不但指示被控制的系统，而且指示控制的方向。例如，如果装置14以这样的顺序遇到NFC芯片144-146-148，控制器150知道驾驶员希望锁上车门。如果装置14以这样的顺序遇到NFC芯片148-146-144，控制器150知道驾驶员希望将车门解锁。在该实施例中，控制器150从NFC芯片144-148接收它所需要的所有信息。在该实施例中，装置14不需要传输任何运动信息，命令姿势由芯片144-148检测，并且命令由控制器150解释。
通过将本质上安全的NFC技术扩展至包括连续时间通信会话，同时集成装置充电和其它功能，本文所公开的方法以安全而便利的成套方式向车辆驾驶员提供许多功能。同时，这些方法允许车辆制造商提供高级功能，同时通过减少物理开关和控制器的数量而降低成本和提高可靠性。
以上讨论仅公开和描述了本发明的示例性实施例。本领域技术人员将容易从此类讨论和附图及权利要求认识到，在不脱离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中做出各种更改、修改和变型。

Claims (10)

1.一种用于使用近场通信(NFC)在移动装置和车辆之间提供连续时间通信会话的方法，所述方法包括：
将所述移动装置靠近所述车辆中的接口模块放置，其中所述移动装置和所述接口模块均包括NFC芯片；
由所述接口模块检测所述移动装置的存在性，其中检测所述存在性使用NFC信号；
由所述接口模块确定所述移动装置是否被授权与所述车辆通信；
在所述移动装置和所述车辆之间建立双向NFC通信；
通过执行分组递交率(PDR)测试确认所述移动装置仍紧靠所述接口模块；
通过发出性能挑战来确定所述移动装置能够与所述车辆配合动作；以及
当所述PDR测试和所述性能挑战均通过时向移动装置提供对车辆服务的访问。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接口模块包括无线充电垫，并且所述移动装置在置于所述充电垫上时被无线充电。
3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述移动装置是否被授权与所述车辆通信包括由所述移动装置上的应用程序提供证书。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述性能挑战包括计算任务和通信任务。
5.根据权利要求1所述的方法，其中向移动装置提供对车辆服务的访问包括提供对警告类车辆服务的访问，其中所述移动装置上的应用程序提供信息类消息和警告以便由所述车辆显示。
6.根据权利要求1所述的方法，其中向移动装置提供对车辆服务的访问包括提供对控制类车辆服务的访问，其中所述移动装置上的应用程序控制车辆系统。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述车辆系统包括音频和视频系统、导航系统和HVAC控制。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述应用程序通过由驾驶员或乘客向所述移动装置提供的语音命令而提供对所述车辆系统的控制。
9.一种用于使用近场通信(NFC)在移动装置和车辆之间提供连续时间通信会话的方法，所述方法包括：
将所述移动装置靠近所述车辆中的接口模块放置，其中所述移动装置和所述接口模块均包括NFC芯片，所述接口模块包括无线充电垫，并且所述移动装置在置于所述充电垫上时被无线地充电；
由所述接口模块检测所述移动装置的存在性，其中检测所述存在性使用NFC信号；
由所述接口模块确定所述移动装置是否被授权与所述车辆通信，包括在所述移动装置上的应用程序向所述接口模块提供证书；
在所述移动装置和所述车辆之间建立双向NFC通信；
通过执行分组递交率(PDR)测试确认所述移动装置仍紧靠所述接口模块；
通过发出包括计算任务或通信任务的性能挑战而确定所述移动装置能够与所述车辆配合动作；以及
当所述PDR测试和所述性能挑战均通过时向移动装置提供对车辆服务的访问。
10.一种用于使用近场通信(NFC)在移动装置和车辆之间提供连续时间通信的系统，所述系统包括：
在所述车辆中的包括NFC芯片和充电垫的接口模块，其中所述接口模块在所述移动装置被置于所述接口模块上时对所述移动装置无线地充电，并且其中所述接口模块被配置成通过以下方式管理在所述移动装置和所述车辆之间的NFC通信：检测所述移动装置在所述接口模块的NFC范围内的存在性；确定所述移动装置是否被授权与所述车辆通信；通过执行分组递交率(PDR)测试确认所述移动装置仍紧靠所述接口模块；以及通过发出性能挑战来确定所述移动装置能够与所述车辆配合动作；以及
至少一个车辆功能，其可由所述移动装置通过所述接口模块控制。
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