CN104113592A - 一种本地微服务器及车载服务信息提供系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种本地微服务器和基于本地微服务器的车载服务系统及方法，所述车载服务系统是在车辆上安装具有计算和无线通信功能的本地微服务器，并利用该本地微服务器的WiFi网卡搭建车载高速无线局域网，通过该无线局域网向乘客提供定制的本地化服务信息，乘客使用智能手机和平板电脑等智能移动终端便可接入上述车载无线局域网，进而使用各项服务；本系统提供的资讯信息都是与车辆行驶线路周边的酒店、商场、饭店、旅游景点等相关，简化了乘客查询信息的过程，提高了信息的准确性；所有服务信息都缓存在本地，能够有效低降通信成本和提高传输吞吐率，支持更丰富的信息和娱乐服务种类，尤其是对高清多媒体点播服务的支持。

Description

一种本地微服务器及车载服务信息提供系统及方法

技术领域

本发明涉及车载电子设备和计算机网络技术领域，尤其涉及一种本地微服务器及基于本地微服务器的车载服务信息提供系统及方法。

背景技术

公共交通行业，车载服务已成为一种比较广泛的应用。但现有的车载服务系统一般包括数据中心、基站和车载终端，车载终端通过基站向数据中心发送请求，数据中心通过基站向车载终端发送服务信息。

现有技术中车载终端所显示的信息每次都需通过网络从数据中心获取，这种方式通信成本高和传输吞吐率低，且所提供的信息和娱乐服务种类有限，尤其是无法实现高清多媒体点播服务，车上的乘客只能统一观看车载终端显示的信息，不能根据需求观看所需的服务信息，无法满足车上所有乘客的需求。

另外，现有技术中的车载终端所用电源为车辆提供，当车辆掉电时，则无法提供车载服务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种本地为服务器及基于本地微服务器的车载服务信息提供系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种本地微服务器，包括第一通信模块、第二通信模块、数据处理模块、数据存储模块、第三通信模块、DNS欺骗模块、web系统和电源管理模块；

所述第一通信模块，其用于与云端服务器建立连接，将本地微服务器的状态信息上传到云端服务器以及接收云端器下发即时消息；

所述第二通信模块，其用于在能扫描到中继节点建立的WiFi AP网络时工作在Manage模式下，与中继节点进行通信，接收云端服务器发送给中继节点的服务信息，并发送给数据处理模块；

所述数据处理模块，其用于对接收的服务信息进行分类处理，并发送给数据存储模块；

所述数据存储模块，其用于存储已分类的各类服务信息；

所述第三通信模块，其用于搭建车载无线局域网，为智能移动终端提供WiFi接入服务；

所述DNS欺骗模块，其用于拦截移动智能终端发送的所有DNS请求，并返回任意IP地址，将移动终端发送的网络连接检测http请求发送至web系统；

所述web系统，其用于对接收的http请求进行发送引导，判断http请求是否为正常的http请求，若为正常的http请求则进行正常的http回复，否则进行http状态欺骗回复；

所述电源管理模块，其用于提供持续稳定的电源供应。

本发明的有益效果是：所述本地微服务器可实现在无Internet连接的情况下，使得智能移动终端的操作系统发送的用于测试网络连接状态的http请求能够被本地微服务器上的web系统所接收；让智能移动终端能够方便地访问本地微服务器上的网页，需要实现移动终端接入Wlan之后自动打开浏览器并跳转至本系统首页的功能，且web系统具有请求发送引导功能，对于不同的http请求进行针对性的回复，实现智能移动终端正常访问本地微服务器的网页，同时效避免了在无Internet连接的Wlan中智能移动终端反复发送无用数据包的错误，降低了Wlan的网络带宽和本地微服务器计算资源的开销。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述所述第二通信模块在不能扫描到中继节点建立的WiFi AP网络时，工作在Adhoc模式下，与其他本地微服务器建立连接，相互共享从云端服务器下载的数据资源。

采用上述进一步方案的有益效果：可以充分实现资源共享，只要一个本地为服务器获得新的服务信息后，即可实现与其他本地微服务器的资源共享，其他本地微服务器无需再从云端服务器获取该服务信息，节省了通信资源，节省了成本。

进一步，所述DNS欺骗模块包括DNS请求接收单元、DNS请求处理单元和路由重定向单元；

所述DNS请求接收单元，其用于接收所有DNS请求并发送给DNS处理单元；

所述DNS处理单元，其用于在接收到DNS请求后，通过DNS请求接收单元向对应移动终端发送任意IP地址；

所述路由重定向单元，其用于过路由重定向将智能移动终端发送的80端口上的tcp数据包重定向到微服务器的80端口上，实现在智能移动终端上自动弹出服务首页。

采用上述进一步方案的有益效果：在无Internet连接的环境下，使得智能移动终端的操作系统发送的用于测试网络连接状态的http请求能够被本地微服务器上的web系统所接收；让智能移动终端能够方便地访问本地微服务器上的网页，需要实现移动终端接入Wlan之后自动打开浏览器并跳转至本系统首页的功能，自动弹出方法无需Internet连接和认证服务器，非常适合车载环境中的Internet接入费用高的特点，有效降低了系统复杂度，以及通信和硬件开销。

进一步，所述web系统包括数据包发送引导模块、http状态欺骗模块和系统正常网页；

所述数据包发送引导模块，其用于对接收的http请求进行判断，若为正常的http请求则分配给对应的系统正常网页进行http回复，否则分配给http状态欺骗模块；

http状态欺骗模块，其用于对接收的不正常的http请求进行http状态欺骗回复，其中回复的状态为成功返回，回复的内容与智能移动终端的操作系统预期的报文不同。

采用上述进一步方案的有益效果：数据包发送引导机制有效避免了在无Internet连接的Wlan中智能移动终端反复发送无用数据包的错误，降低了Wlan的网络带宽和本地微服务器计算资源的开销。

进一步，所述数据包发送引导模块采用http请求重发异常检测算法检测http请求是否为正常的http请求，具体为统计每个移动终端对每个网址在t时间内请求次数c，如果次数c在连续的T时间内都大于阈值ε则认为该请求是应用程序出错而发出的，属于不正常http请求，否则为正常http请求。

进一步，所述电源管理模块包括充电模块、蓄电池、电源切换模块和电源控制模块；

所述充电模块，其用于在车辆上电后自动为蓄电池充电；

所述蓄电池，其用于在车辆掉电时立即作为备用电源放电；

所述电源切换模块，其用于根据需要将电源供应在车载电源供电和蓄电池供电间切换；

所述电源控制模块，其用于控制整个电源管理模块的状态切换。

采用上述进一步方案的有益效果：在电压突变和频繁开断的车载供电环境下，提供稳定电压和断电通知功能，确保本地微服务器的软硬件不被损坏。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种基于本地微服务器的车载服务信息提供系统，包括云端服务器、中继节点、本地微服务器和智能移动终端；

所述云端服务器，其用于监控所有本地化微服务器的运行状态，还用于存储各类服务信息，并通过中继节点将数据分发至各本地微服务器；

所述中继节点，其采用强/弱连接混合方式提供云端服务器与本地微服务器的通信渠道，当中继节点可接入Internet与云端服务器通信时，其接收服务信息并缓存，当中继节点能与本地微服务器通信时，再将缓存的服务信息转发给本地微服务器；

所述本地微服务器安装于车辆上，其用于通过无线网络将状态信息发送给云端服务器，还用于接收并存储云端服务器通过中继节点下发的各类服务信息，通过无线网络为智能移动终端提供车载服务；

所述智能移动终端，其用于通过无线网络访问本地微服务器，并获取所需服务信息。

本发明的有益效果是：本系统在车辆上安装具有计算和无线通信功能的本地微服务器，并利用该本地微服务器的WiFi网卡搭建车载高速无线局域网Wlan，然后通过该无线局域网向乘客提供定制的本地化服务信息，如沿途商场、医院、景区等的相关信息，热门音视频点播和局域网游戏等；乘客使用智能手机和平板电脑等智能移动终端便可接入上述车载无线局域网，进而使用各项服务。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种基于本地微服务器的车载服务信息提供方法，包括如下步骤：

步骤1：所有本地化微服务器通过无线网络将运行状态上传到云端服务器；

步骤2：当中继节点可接入Internet与云端服务器通信时，其接收云端服务器下发的服务信息并缓存，当中继节点能与本地微服务器通信时，再将缓存的服务信息转发给本地微服务器；

步骤3：本地微服务器接收并存储云端服务器通过中继节点下发的各类服务信息，通过无线网络为智能移动终端提供车载服务；

步骤4：所述智能移动终端通过无线网络访问本地微服务器，并获取所需服务信息。

进一步，所述步骤4中移动终端通过无线网络访问本地微服务器获取所述服务信息的具体实现为：

步骤4.1：通过DNS欺骗技术在智能移动终端上自动弹出服务首页；

步骤4.2：本地微服务器接收智能移动终端发送的http请求，判断http请求的正确性，根据判断结果对http请求进行分发，如果是正常请求，则发送给相应系统正常网页，否则发送给http欺骗模块，进行http欺骗状态回复。

进一步，步骤4.1中通过DNS欺骗技术在智能移动终端上自动弹出服务首页的具体实现为：

步骤4.1.1：在本地微服务器上配置dhcp服务器，将DNS服务器设定为本地微服务器的IP地址；

步骤4.1.2：本地微服务器拦截车辆上所有智能移动终端发送的的DNS请求，并返回任意的IP地址给相应的智能移动终端；

步骤4.1.3：通过路由重定向的方法将智能移动设备发送的80端口上的tcp数据包重定向到微服务器的80端口上。

进一步，步骤4.2中本地微服务器判断http请求的正确性，根据判断结果对http请求进行分发的具体实现为：

步骤4.2.1：对于发往80端口以外的数据包，通过DNS欺骗模块返回智能移动终端不可达的IP地址；

步骤4.2.2：对于发往80端口的http请求数据包，通过http请求重发异常检测算法检测智能移动终端发送该请求的频率是否超过阈值ε，如果是则向智能移动终端反馈所请求的网页不存在的提示信息，执行步骤4.2.3；否则向该智能移动终端反馈服务器成功返回网页的http状态信息；

步骤4.2.3：继续使用http请求重发异常检测算法检测智能移动终端发送该请求的频率是否超过阈值ε，如果仍旧超过阈值ε则延迟τ秒发出http回复；否则向该智能移动终端反馈服务器成功返回网页的http状态信息。

附图说明

图1为本发明所述一种本地微服务器结构框图；

图2为本发明所述DNS欺骗模块结构框图；

图3为本发明所述web系统结构框图；

图4为本发明所述电源管理模块结构框图；

图5为本发明所述电源管理模块的状态切换示意图；

图6为本发明所述一种基于本地微服务器的车载服务信息提供系统框图；

图7为本发明所述一种基于本地微服务器的车载服务信息提供方法流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、第一通信模块，2、第二通信模块，3、数据处理模块，4、数据存储模块，5、第三通信模块，6、DNS欺骗模块，7、web系统，8、电源管理模块，6-1、请求接收单元，6-2、DNS请求处理单元，6-3、路由重定向单元，7-1、数据包发送引导模块，7-2、http状态欺骗模块，7-3、系统正常网页，8-1、充电模块，8-2、蓄电池，8-3、电源切换模块，8-4、电源控制模块，201、云端服务器，202、中继节点，203、本地微服务器，204、智能移动终端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种本地微服务器，包括第一通信模块1、第二通信模块2、数据处理模块3、数据存储模块4、第三通信模块5、DNS欺骗模块6、web系统7和电源管理模块8；所述第一通信模块1，其用于与云端服务器建立连接，将本地微服务器的状态信息上传到云端服务器以及接收云端器下发即时消息(强连接方式，云端服务器与本地微服务器通过直接利用现有蜂窝网络进行通信，主要传输一些数据量少的即时信息)；所述第二通信模块2，其用于在能扫描到中继节点建立的WiFi AP网络时工作在Manage模式下，与中继节点进行通信，接收云端服务器发送给中继节点的服务信息，并发送给数据处理模块3；所述数据处理模块3，其用于对接收的服务信息进行分类处理，并发送给数据存储模块4；所述数据存储模块4，其用于存储已分类的各类服务信息；所述第三通信模块5，其用于搭建车载无线局域网，为智能移动终端提供WiFi接入服务；所述DNS欺骗模块6，其用于拦截移动智能终端发送的所有DNS请求，并返回任意IP地址，将移动终端发送的网络连接检测http请求发送至web系统7；所述web系统7，其用于对接收的http请求进行发送引导，判断http请求是否为正常的http请求，若为正常的http请求则进行正常的http回复，否则进行http状态欺骗回复；所述电源管理模块8，其用于提供持续稳定的电源供应。

其中，所述所述第二通信模块2在不能扫描到中继节点建立的WiFi AP网络时，工作在Adhoc模式下，与其他本地微服务器建立连接，相互共享从云端服务器下载的数据资源。

如图2所述，所述DNS欺骗模块6包括DNS请求接收单元6-1、DNS请求处理单元6-2和路由重定向单元6-3；所述DNS请求接收单元6-1，其用于接收所有DNS请求并发送给DNS处理单元；所述DNS处理单元6-2，其用于在接收到DNS请求后，通过DNS请求接收单元向对应移动终端发送任意IP地址；所述路由重定向单元6-3，其用于过路由重定向将智能移动终端发送的80端口上的tcp数据包重定向到微服务器的80端口上，实现在智能移动终端上自动弹出服务首页。

上述DNS欺骗模块6使得在无Internet连接的环境下，智能移动终端的操作系统发送的用于测试网络连接状态的http请求能够被本地微服务器上的web系统所接收；让智能移动终端能够方便地访问本地微服务器上的网页，需要实现移动终端接入Wlan之后自动打开浏览器并跳转至本系统首页的功能，自动弹出方法无需Internet连接和认证服务器，非常适合车载环境中的Internet接入费用高的特点，有效降低了系统复杂度，以及通信和硬件开销。

本地微服务器通过Web技术为智能移动终端提供各种本地化服务信息。为了让智能移动终端能够方便地访问本地微服务器上的网页，需要实现移动终端接入Wlan之后自动打开浏览器并跳转至本系统首页的功能。现有系统通常使用一些强制首页的软件实现该首页自动弹出功能，如Wifidog、FirstSpot和Air Marshal等。但这些现有软件都需要一个认证服务器，并要求智能移动设备能够通过Wlan接入Internet。而部署在车辆上的本地微服务器的Internet连接费用较高，为了节省硬件和通信成本，本系统设计了一种无需认证服务器和Internet连接的轻型首页自动弹出方法。为了让智能移动设备正常地访问本地微服务器上的网页，需要通过DNS欺骗来误导智能移动，使得它认为该Wlan可以接入Internet。

这样一来，智能移动设备上的部分软件可能会反复地发送数据包以尝试与Internet上的特定服务器通信。这将严重浪费Wlan的通信带宽和本地微服务器的计算资源。现有的Wlan通常都能接入Internet，智能移动设备发出的数据包能够成功转发至特定的服务器，因此不会出现反复发送无用数据包的错误，但本申请中的Wlan不能接入Internet，会出现反复发送无用数据包的错误，因此本发明采用数据包分发引导机制避免智能移动终端反复发送无用数据包的错误，降低Wlan的网络带宽和本地微服务器计算资源的开销。

如图3所示，本发明所述web系统7包括数据包发送引导模块7-1、http状态欺骗模块7-2和系统正常网页7-3；所述数据包发送引导模块，其用于对接收的http请求进行判断，若为正常的http请求则分配给对应的系统正常网页7-3进行http回复，否则分配给http状态欺骗模块7-2；http状态欺骗模块7-2，其用于对接收的不正常的http请求进行http状态欺骗回复，其中回复的状态为成功返回，回复的内容与智能移动终端的操作系统预期的报文不同。

上述数据包发送引导机制有效避免了在无Internet连接的Wlan中智能移动终端反复发送无用数据包的错误，降低了Wlan的网络带宽和本地微服务器计算资源的开销。

所述数据包发送引导模块7-1采用http请求重发异常检测算法检测http请求是否为正常的http请求，具体为统计每个移动终端对每个网址在t时间内请求次数c，如果次数c在连续的T时间内都大于阈值ε则认为该请求是应用程序出错而发出的，属于不正常http请求，否则为正常http请求。

本地微服务器是本系统的核心设备，由车辆自身的电源系统(称为车载电源)为其供电。车载电源具有随时可能断电和点火时电压剧降等特点，为了防止本地微服务器的软硬件被损坏，需要设计专门的电源管理软硬件模块。虽然已有不少的电源管理方案，比如采用内部设置UPS电源的方式来避免因外部突然断电造成的数据丢失。但UPS电源具有寿命短，充电时间长，体积大，价格高的特点，不太适合车载电子等一类轻消费电子。另有的装置虽然能够在断电后一定时间内维持电源的供给，但是缺乏与用电设备有效的交互，无法通知用电设备关机和开机，不能被应用于类似车载系统一样的复杂供电环境。

如图4所示，本发明所述电源管理模块8包括充电模块8-1、蓄电池8-2、电源切换模块8-3和电源控制模块8-4；所述充电模块8-1，其用于在车辆上电后自动为蓄电池充电；所述蓄电池8-2，其用于在车辆掉电时立即作为备用电源放电；所述电源切换模块8-3，其用于根据需要将电源供应在车载电源供电和蓄电池供电间切换；所述电源控制模块8-4，其用于控制整个电源管理模块的状态切换。在电压突变和频繁开断的车载供电环境下，上述电源管理模块提供稳定电压和断电通知功能，确保本地微服务器的软硬件不被损坏。

下面对电源管理模块的各模块进行简要介绍。

1)电源切换模块8-3：正常情况下，本地微服务器由车载电源供电。当车载电源的电压发生变化时，该硬件模块将根据情况立即切换供电方式。若当前车载电源突然掉电，则供电电路切换为蓄电池供电；若当汽车突然上电，则供电电路重新切换为汽车供电，本模块完全由硬件构成，保证了响应的实时性。

2)充电模块8-1：为了防止蓄电池8-2作为备用电源在车载电源多次掉电后自身电量损耗而造成无法继续为供电设备供电的情况，充电模块8-1会在车辆上电后自动为蓄电池8-2充电。当车辆掉电后，蓄电池8-2立即作为备用电源进行放电，与此同时，充电模块也将停止工作。本模块也完全有硬件构成。

3)电源控制模块8-4：此模块为电源管理模块的核心子模块，由微处理器及其上的软件共同完成，它控制整个电源管理模块的状态切换。

如图5为本发明所述电源管理模块8的状态切换示意图，状态1表示整个装置在车载系统未上电时的初始状态；状态2表示车载系统上电后车载电源持续供电的正常工作状态；状态3表示电源管理模块通知本地微服务器关机的状态；状态4表示本地微服务器关机完成的状态。

各状态的迁移条件如下：当车载系统未上电时，系统处于状态1的情况；当车载电源上电后，系统由状态1转移到状态2，若车载电源持续掉电时间未超过A分钟，则系统停留在状态2，否则无条件转向状态3；等待B秒钟之后无条件转向状态4；C秒钟之后重置车载电源的控制开关，如果这时候车载电源有电，则系统直接进入状态2,若车载电源没电，则系统进入状态1。

所述第一通信模块采用3G网口，其通过蜂窝网络直接与云端服务器通信；所述第二通信模块和第三通信模块采用WiFi网卡。

如图6所示，一种基于本地微服务器的车载服务信息提供系统，包括云端服务器201、中继节点202、本地微服务器203和智能移动终端204；所述云端服务器201，其用于监控所有本地化微服务器203的运行状态，还用于存储各类服务信息，并通过中继节点202将数据分发至各本地微服务器203；所述中继节点202，其用于提供云端服务器201与本地微服务器203的另一通信渠道(弱连接方式，基于移动或固定中继的机会通信技术，主要用来传输大数据量信息)，当中继节点202可接入Internet与云端服务器201通信时，其接收服务信息并缓存，当中继节点202能与本地微服务器203通信时，再将缓存的服务信息转发给本地微服务器203；所述本地微服务器203安装于车辆上，其用于通过无线网络将状态信息发送给云端服务器201，还用于接收并存储云端服务器201通过中继节点202下发的各类服务信息，通过无线网络为智能移动终端204提供车载服务；所述智能移动终端204，其用于通过无线网络访问本地微服务器203，并获取所需服务信息。

云端服务器201负责监控所有本地化微服务器的运行状态，这些状态信息由本地微服务器203通过3G网络直接传回云端服务器。另外云端服务器还负责存储各类信息服务数据，并通过中继层将数据分发至各本地微服务器203。

中继层采用强/弱连接混合方式提供廉价的上下层通信渠道。强连接技术直接利用现有蜂窝网络，主要传输一些数据量少的即时信息，如云服务器向本地微服务器发送的商场实时促销信息，以及本地微服务器向云服务器发送的运行状态信息。弱连接包括基于移动或固定中继的机会通信技术，主要用来传输大数据量信息，如热门的音视频。中继节点具有多种通信接口，包括以太网和WiFi等。由于移动性，中继节点202与Internet和本地微服务器203的通信都具有时断时续的特点，在能接入Internet时，接收并缓存云服务器201发送给本地微服务器203的数据；当能与本地微服务器203通信时，再将云端服务器201发来的数据转发给本地微服务器203。

本地应用层的本地微服务器203是一个微型嵌入式计算机系统，安装在车辆上，并由于车辆的电源进行供电。本地微服务器装配了一个3G和两个WiFi无线通信接口。3G网口可通过蜂窝网络直接与云端服务器直接通信。其中一个WiFi网卡工作在Master模式下，用于建立车载Wlan，为智能移动设备提供WiFi接入服务。另外一个WiFi网卡在能扫描到中继节点建立的WiFi AP网络时工作在Manage，否则工作在Adhoc模式下。在Adhoc模式下时，多个本地微服务器可以相互通信，以便互相分享从云服务器下载的数据资源。

本系统在车辆上安装具有计算和无线通信功能的本地微服务器203，并利用该本地微服务器203的WiFi网卡搭建车载高速无线局域网(Wlan)，然后通过该无线局域网向乘客提供定制的本地化服务信息，如沿途商场、医院、景区等的相关信息，热门音视频点播和局域网游戏等。乘客使用智能手机和平板电脑等智能移动终端204便可接入上述车载无线局域网，进而使用各项服务。本系统的本地化体现在服务和内容两方面。服务的本地化体现于系统中提供的资讯信息都是与车辆行驶线路周边的酒店、商场、饭店、旅游景点等相关。这不仅简化了乘客查询信息的过程，同时也提高了信息的准确性。内容的本地化体现于所有服务信息的数据都缓存在本地，不需要每次都从Internet上获取，这样能够有效低降通信成本和提高传输吞吐率，可以支持更丰富的信息和娱乐服务种类，尤其是对高清多媒体点播服务的支持。

如图7所示，一种基于本地微服务器的车载服务信息提供方法，包括如下步骤：

步骤1：所有本地化微服务器通过无线网络将运行状态上传到云端服务器；

步骤2：当中继节点可接入Internet与云端服务器通信时，其接收云端服务器下发的服务信息并缓存，当中继节点能与本地微服务器通信时，再将缓存的服务信息转发给本地微服务器；

步骤3：本地微服务器接收并存储云端服务器通过中继节点下发的各类服务信息，通过无线网络为智能移动终端提供车载服务；

步骤4：所述智能移动终端通过无线网络访问本地微服务器，并获取所需服务信息。

其中，所述步骤4中移动终端通过无线网络访问本地微服务器获取所述服务信息的具体实现为：

步骤4.1：通过DNS欺骗技术在智能移动终端上自动弹出服务首页；

步骤4.2：本地微服务器接收智能移动终端发送的http请求，判断http请求的正确性，根据判断结果对http请求进行分发，如果是正常请求，则发送给相应系统正常网页，否则发送给http欺骗模块，进行http欺骗状态回复。

其中，步骤4.1中通过DNS欺骗技术在智能移动终端上自动弹出服务首页的具体实现为：

步骤4.1.1：在本地微服务器上配置dhcp服务器，将DNS服务器设定为本地微服务器的IP地址；

步骤4.1.2：本地微服务器拦截车辆上所有智能移动终端发送的的DNS请求，并返回任意的IP地址给相应的智能移动终端；

步骤4.1.3：通过路由重定向的方法将智能移动设备发送的80端口上的tcp数据包重定向到微服务器的80端口上。

其中，步骤4.2中本地微服务器判断http请求的正确性，根据判断结果对http请求进行分发的具体实现为：

步骤4.2.1：对于发往80端口以外的数据包，通过DNS欺骗模块返回智能移动终端不可达的IP地址；

步骤4.2.2：对于发往80端口的http请求数据包，通过http请求重发异常检测算法检测智能移动终端发送该请求的频率是否超过阈值ε，如果是则向智能移动终端反馈所请求的网页不存在的提示信息，执行步骤4.2.3；否则向该智能移动终端反馈服务器成功返回网页的http状态信息；

步骤4.2.3：继续使用http请求重发异常检测算法检测智能移动终端发送该请求的频率是否超过阈值ε，如果仍旧超过阈值ε则延迟τ秒发出http回复；否则向该智能移动终端反馈服务器成功返回网页的http状态信息。

DNS欺骗和http状态欺骗。DNS欺骗的目的是在无Internet连接的环境下，使得智能移动终端的操作系统发送的用于测试网络连接状态的http请求能够被本地微服务器上的web系统所接收。首先在本地微服务器上配置dhcp服务器，将DNS服务器设定为本地微服务器的IP地址。然后在本地微服务器上拦截所有的DNS请求，并返回任意的IP地址，然后再通过路由重定向的方法将智能移动设备发送的80端口上的tcp数据包重定向到微服务器的80端口上。通过DNS欺骗，智能移动设备的操作系统发送的网络连接检测http请求将被发送至本地微服务器上web系统。http状态欺骗模块需要将这些用于检测网络连接状态的http请求进行回复。其中有两点关键：1)http回复的状态必须是成功返回，即http回复报文中的状态码必须是200或者307；2)http回复报文的内容必须跟智能移动设备的操作系统预期的报文不同。

数据包发送引导机制如下：

1)本系统的首页自动弹出方法会将发往80端口的数据包都转发至本地微服务器上的web系统。而去往80以外端口的数据包按默认路由进行转发。为了防止智能移动设备频繁的发送去往80以外端口的重复数据包，在首页自动弹出方法中，DNS欺骗模块返回的IP地址必须是智能移动设备不可达的IP地址。这样可以使智能移动设备上的应用程序较长时间无法接受到回复，进而降低数据包重复发送频率；

2)对于去往80端口的http请求数据包，通过http请求重发异常检测算法检查该数据包是否是应用程序出错而发出来的。检查算法如下：统计每个移动终端对每个网址在t时间内请求次数c。如果次数c在连续的T时间内都大于阈值ε则认为该请求是应用程序出错而发出的，则设置该请求的回复http的状态码为404；否则设置该请求的回复http的状态码为200；

4)继续使用http请求重发异常检测算法检测该错误请求的频率是否超过阈值ε，如果仍旧超过阈值ε则延迟τ秒发出http回复；否则设置该请求的回复http的状态码为200。

下面对本发明所述一种基于本地微服务器的车载服务系统中各部分的硬件构成做简要介绍。

本实施例中，中继节点由一台微型台式电脑构成。该电脑装配了Inteli5处理芯片、4GB内存、1TByte硬盘、Edimax EW-7317UHG WiFi网卡，运行Win7操作系统，中继节点安装在车站内，通过有线网络与云端服务器通信。通过SoftAp软件将其WiFi网卡虚拟成一个WiFi AP。当本地微服务器进入中继节点的AP通信范围内时，将自动接入该WiFi AP网络，并与中继节点进行数据通信。

本实施例中，本地微服务器的硬件组成包括：电源管理模块、三星S5PV210ARM处理器、512MB内存、1GB Flush、32GB SD卡、中兴MF2103G上网卡、ToTo Link N500UA WiFi无线网卡两个。操作系统采用linux3.0.8内核，数据库采用MySQL5.0，Web服务器采用Apache Tomcat6.0。本地微服器安装在大巴左排座位下，本地微服务器的一个ToTo Link N500UA WiFi网卡工作在Master模式下，ip地址为192.168.5.1。

本实施例中，电源管理模块从车载的点烟器接入车载电源。其中电源切换模块主要由芯片LTC4414、电源转化芯片LM2596和继电器G6K-2F-Y构成。由点烟器接过来的电压在12V左右，与蓄电池共同作为该模块的输入端，输出端经过电源转化芯片降为5V直流电后进行供电。当车辆因熄火等原因突然断电时，在芯片LTC4414的作用下，蓄电池立即作为备用电源继续对待供电设备供电。若在某个时候汽车突然上电，则系统的主要供电源将重新变为点烟器供电。

电源管理模块的充电子模块，采用9V的锂电池作，并通过降压芯片LM2596和充电芯片BQ2057C对锂电池进行充电。在锂电池电量充满后，充电模块将会因为电量充满而自动失效。

电源管理模块的电源控制子模块采用MSP430单片机作为微控制器，通过P2.3管脚采集点烟器是否有电，通过P3.6管脚通知本地微服务器开始关机。状态转移图中的三个时间参数为：A＝2分钟；B＝50秒；C＝10秒。

本实施例中的首页自动弹出方法的DNS欺骗和http状态欺骗均由运行在本地微服务器上的软件实现。DNS欺骗由自主开发的MyDNS.java程序和iptables命令共同实现。MyDNS.java程序具有响应DNS请求的功能。为配合数据包发送引导机制，MyDNS.java在所有DNS回复中将域名解析的IP地址设置为8.8.8.8。iptables命令负责将所有去往80端口的tcp流重定向到本地微服务器的WiFi网卡上，具体命令如下：

iptables-t nat-A PREROUTING-i wlan0-p tcp--dport80-j DNAT--to192.168.5.1

http状态欺骗由部署在apache tomcat服务器中的404错误处理软件实现。主要处理包括：1)设置http回复的状态码为200，默认的状态码为404；2)设置该页面自动调整到系统的首页。

本实施例中的数据包发送引导机制实现在apache tomcat服务器的分发器之中。分发器先将所有的http请求交给数据包发送引导软件进行处理，然后再将正常的http请分配给对应的网页进行http回复。数据包发送引导机制中的各参数取值如下：t＝3秒；T＝30秒；ε＝2；τ＝60秒。对于每个智能移动终端所请求的每个网址都记录三个值：t时间内的重复次数，重发次数连续超过阈值的时间，以及已采取的处理措施。已采取的处理措施通过一个整型变量f进行标识，0表示未做任何处理，1表示设置http回复的状态码为404，2表示设置http回复的状态码为200，3表示延迟返回http回复。收到每个http请求时，如果对应的f等于0则分配给相应的网页进行回复；如果对应的f不等于0则根据f的值直接回复。当检测出对某网址的请求为重复错误请求时，如果f为0，则设置f为1；如果f为1，则设置f为2；如果f为2，则设置f为3。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种本地微服务器，其特征在于，包括第一通信模块、第二通信模块、数据处理模块、数据存储模块、第三通信模块、DNS欺骗模块、web系统和电源管理模块；

所述第一通信模块，其用于与云端服务器建立连接，将本地微服务器的状态信息上传到云端服务器以及接收云端器下发即时消息；

所述第二通信模块，其用于在能扫描到中继节点建立的WiFi AP网络时工作在Manage模式下，与中继节点进行通信，接收云端服务器发送给中继节点的服务信息，并发送给数据处理模块；

所述数据处理模块，其用于对接收的服务信息进行分类处理，并发送给数据存储模块；

所述数据存储模块，其用于存储已分类的各类服务信息；

所述第三通信模块，其用于搭建车载无线局域网，为智能移动终端提供WiFi接入服务；

所述DNS欺骗模块，其用于拦截移动智能终端发送的所有DNS请求，并返回任意IP地址，将移动终端发送的网络连接检测http请求发送至web系统；

所述web系统，其用于对接收的http请求进行发送引导，判断http请求是否为正常的http请求，若为正常的http请求则进行正常的http回复，否则进行http状态欺骗回复；

所述电源管理模块，其用于提供持续稳定的电源供应。

2.根据权利要求1所述一种本地微服务器，其特征在于，所述第二通信模块在不能扫描到中继节点建立的WiFi AP网络时，工作在Adhoc模式下，与其他本地微服务器建立连接，相互共享从云端服务器下载的数据资源。

3.根据权利要求1所述一种本地微服务器，其特征在于，所述DNS欺骗模块包括DNS请求接收单元、DNS请求处理单元和路由重定向单元；

所述DNS请求接收单元，其用于接收所有DNS请求并发送给DNS处理单元；

所述DNS处理单元，其用于在接收到DNS请求后，通过DNS请求接收单元向对应移动终端发送任意IP地址；

所述路由重定向单元，其用于过路由重定向将智能移动终端发送的80端口上的tcp数据包重定向到微服务器的80端口上，实现在智能移动终端上自动弹出服务首页。

4.根据权利要求1所述一种本地微服务器，其特征在于，所述web系统包括数据包发送引导模块、http状态欺骗模块和系统正常网页；

所述数据包发送引导模块，其用于对接收的http请求进行判断，若为正常的http请求则分配给对应的系统正常网页进行http回复，否则分配给http状态欺骗模块；

http状态欺骗模块，其用于对接收的不正常的http请求进行http状态欺骗回复，其中回复的状态为成功返回，回复的内容与智能移动终端的操作系统预期的报文不同。

5.根据权利要求1所述一种本地微服务器，其特征在于，所述数据包发送引导模块采用http请求重发异常检测算法检测http请求是否为正常的http请求，具体为统计每个移动终端对每个网址在t时间内请求次数c，如果次数c在连续的T时间内都大于阈值ε则认为该请求是应用程序出错而发出的，属于不正常http请求，否则为正常http请求。

6.根据权利要求1所述一种本地微服务器，其特征在于，所述电源管理模块包括充电模块、蓄电池、电源切换模块和电源控制模块；

所述充电模块，其用于在车辆上电后自动为蓄电池充电；

所述蓄电池，其用于在车辆掉电时立即作为备用电源放电；

所述电源切换模块，其用于根据需要将电源供应在车载电源供电和蓄电池供电间切换；

所述电源控制模块，其用于控制整个电源管理模块的状态切换。

7.一种基于权利要求1-6中任一项所述本地微服务器的车载服务信息提供系统，其特征在于，包括云端服务器、中继节点、本地微服务器和智能移动终端；

所述云端服务器，其用于监控所有本地化微服务器的运行状态，还用于存储各类服务信息，并通过中继节点将数据分发至各本地微服务器；

所述中继节点，其用于提供云端服务器与本地微服务器的通信渠道，当中继节点可接入Internet与云端服务器通信时，其接收服务信息并缓存，当中继节点能与本地微服务器通信时，再将缓存的服务信息转发给本地微服务器；

所述本地微服务器安装于车辆上，其用于通过无线网络将状态信息发送给云端服务器，还用于接收并存储云端服务器通过中继节点下发的各类服务信息，通过无线网络为智能移动终端提供车载信息服务；

所述智能移动终端，其用于通过无线网络访问本地微服务器，并获取所需服务信息。

8.一种基于本地微服务器的车载服务信息提供方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：所有本地化微服务器通过无线网络将运行状态上传到云端服务器；

步骤2：当中继节点可接入Internet与云端服务器通信时，其接收云端服务器下发的服务信息并缓存，当中继节点能与本地微服务器通信时，再将缓存的服务信息转发给本地微服务器；

步骤3：本地微服务器接收并存储云端服务器通过中继节点下发的各类服务信息，通过无线网络为智能移动终端提供车载服务；

步骤4：所述智能移动终端通过无线网络访问本地微服务器，并获取所需服务信息。

9.根据权利要求8所述基于本地微服务器的车载服务信息提供方法，其特征在于，所述步骤4中移动终端通过无线网络访问本地微服务器获取所述服务信息的具体实现为：

步骤4.1：通过DNS欺骗技术在智能移动终端上自动弹出服务首页；

步骤4.2：本地微服务器接收智能移动终端发送的http请求，判断http请求的正确性，根据判断结果对http请求进行分发，如果是正常请求，则发送给相应系统正常网页，否则发送给http欺骗模块，进行http欺骗状态回复。

10.根据权利要求8所述基于本地微服务器的车载服务信息提供方法，其特征在于，步骤4.1中通过DNS欺骗技术在智能移动终端上自动弹出服务首页的具体实现为：

步骤4.1.1：在本地微服务器上配置dhcp服务器，将DNS服务器设定为本地微服务器的IP地址；

步骤4.1.2：本地微服务器拦截车辆上所有智能移动终端发送的的DNS请求，并返回任意的IP地址给相应的智能移动终端；

步骤4.1.3：通过路由重定向的方法将智能移动设备发送的80端口上的tcp数据包重定向到微服务器的80端口上。

11.根据权利要求8所述基于本地微服务器的车载服务信息提供方法，其特征在于，步骤4.2中本地微服务器判断http请求的正确性，根据判断结果对http请求进行分发的具体实现为：

步骤4.2.1：对于发往80端口以外的数据包，通过DNS欺骗模块返回智能移动终端不可达的IP地址；

步骤4.2.2：对于发往80端口的http请求数据包，通过http请求重发异常检测算法检测智能移动终端发送该请求的频率是否超过阈值ε，如果是则向智能移动终端反馈所请求的网页不存在的提示信息，执行步骤4.2.3；否则向该智能移动终端反馈服务器成功返回网页的http状态信息；

步骤4.2.3：继续使用http请求重发异常检测算法检测智能移动终端发送该请求的频率是否超过阈值ε，如果仍旧超过阈值ε则延迟τ秒发出http回复；否则向该智能移动终端反馈服务器成功返回网页的http状态信息。