CN104303456B - 用于统一访问机载设备的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种用于应用程序统一访问车辆的多个机载设备的方法和装置。所述方法包括：通过为每个设备分配设备ID来注册所述多个设备；当应用程序将统一格式的消息发送到所述多个设备中的至少一个设备时，确定所述至少一个设备中的每一个的地址，基于所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的格式，将所述消息翻译成所述至少一个设备中的每一个的所述格式，以及将所述翻译后的消息发送到所述至少一个设备中的对应设备。本公开提供一种使应用程序能够统一访问各种各样的机载设备的解决方案，即使这些设备是由不同的制造商制造并且各自具有其特定的设备驱动程序。

Description

用于统一访问机载设备的方法和装置
技术领域
本公开涉及访问车辆中的机载设备，并且更具体来说，涉及用于统一访问多个机载设备的方法和装置。
背景技术
如今，车辆具有越来越多的机载设备，这些机载设备使车辆更舒适并且更容易操作。机载设备通常包括两种设备，即传感器和控制器。传感器用于监测车辆内外环境，所述传感器如速度计、燃油表、雷达、GPS设备等。控制器可由驾驶员和/或乘客操作来控制如空调、电动车窗、座椅加热器、摄像机、视频和音频播放器等车辆装备。预计未来会有越来越多的机载设备(例如，指纹传感器、湿度传感器)被嵌入车辆中。
然而，各种机载设备通常独立工作，因为那些设备通常由不同的制造商提供，并且因此所述设备可具有不同的驱动程序和由对应的驱动程序指定的不同通信格式。因此，目前，为了通过应用程序访问或控制机载设备，应用程序必须知道机载设备的细节，这些细节包括机载设备的驱动程序、API、数据交换格式等。此外，应用程序开发者需要得知大量机载设备的所有技术细节，以便通过使用应用程序来访问机载设备，并且应用程序应被绑定到特定设备。如果这些设备中的一些被升级或更换，那么应用程序可能不工作。此外，如果不同的车辆并未配备有相同的机载设备，那么应用程序不可以被安装于不同的车辆中。
考虑到以上情况，需要一种使应用程序能够统一访问机载设备的解决方案，即使那些机载设备是由不同的制造商制造并且各自具有其特定的设备驱动程序。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供一种用于访问车辆中的多个机载设备的方法，所述方法包括：通过为每个设备分配设备ID来注册所述多个设备；当应用程序将统一格式的消息发送到所述多个设备中的至少一个设备时，确定所述至少一个设备中的每一个的地址，基于所述消息中所包括的所述至少一个设备中的每一个的所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的格式，将所述消息翻译成所述至少一个设备中的每一个的所述格式，以及将所述翻译后的消息发送到所述至少一个设备中的对应设备。
确定所述至少一个设备中的每一个的地址的过程是通过使用注册表来基于所述设备ID加以执行，所述多个设备中的每一个的所述设备ID和所述地址彼此对应地存储在所述注册表中。
所述方法可进一步包括：从所述至少一个设备中的每一个接收返回消息，基于所述至少一个设备中的每一个的地址确定所述至少一个设备中的每一个的所述设备ID，基于所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的所述格式，将所述至少一个设备中的每一个的所述返回消息翻译成所述统一格式，以及将所述翻译后的返回消息发送到所述应用程序。
另外，所述方法可进一步包括：当所述多个设备中的一个将消息发送到应用程序时，基于所述一个设备的地址确定所述一个设备的所述设备ID，基于所述一个设备的所述设备ID确定所述消息的格式，将所述消息翻译成所述统一格式，以及将所述翻译后的消息发送到所述应用程序。所述方法可使用注册表来基于所述一个设备的地址确定所述设备ID，所述多个设备中的每一个的所述设备ID和所述地址彼此对应地存储在所述注册表中。
此外，所述方法可包括检查所述多个设备以确定哪个(哪些)是活动的或不活动的。
所述统一格式可包括消息类型字段和有效负载字段。从所述应用程序发送到所述至少一个设备的消息可为设备信息请求、设备读取请求或设备控制请求，并且从所述一个设备发送到所述应用程序的消息可为设备信息响应、设备读取响应或设备控制响应，并且不同种类的消息可以具有不同的有效负载字段。
所述设备可包括空调控制器、电动车窗控制器、座椅加热器控制器、摄像机控制器、音频和/或视频播放器控制器、速度计、燃油表、雷达和GPS设备或整合在车辆中的任何设备中的任何一个。所述应用程序可为用于控制音频和/或视频播放器的应用程序、用于控制空调的应用程序、用于控制电动车窗的应用程序、用于控制座椅加热器的应用程序，或用于访问所述多个机载设备以便控制那些设备的操作或从所述设备获得传感数据的任何其它应用程序。
根据本公开的另一方面，提供一种用于应用程序访问车辆中的多个机载设备的装置，所述装置包括：机载设备管理器，所述机载设备管理器用于提供用以连接所述应用程序的统一接口，通过为每个设备分配设备ID来注册所述多个设备，当所述应用程序将统一格式的消息发送到所述多个设备中的至少一个设备时，确定所述至少一个设备中的每一个的地址，基于所述消息中所包括的所述至少一个设备中的每一个的所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的格式，将所述消息翻译成所述至少一个设备中的每一个的所述格式，以及将所述翻译后的消息发送到所述至少一个设备中的对应设备；以及所述多个机载设备的驱动程序单元，所述驱动程序单元用于连接所述多个机载设备与所述管理器。
所述机载设备管理器可维护注册表，所述多个设备中的每一个的所述设备ID和所述地址彼此对应地存储在所述注册表中，并且所述管理器可通过使用所述注册表来基于所述至少一个设备中的每一个的所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的所述地址。
所述机载设备管理器可进一步从所述至少一个设备中的每一个接收返回消息，基于所述至少一个设备中的每一个的地址确定所述至少一个设备中的每一个的所述设备ID，基于所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的所述格式，将所述至少一个设备中的每一个的所述返回消息翻译成所述统一格式，并且将所述翻译后的返回消息发送到所述应用程序。
另外，当所述多个设备中的一个通过所述一个设备的驱动程序单元将所述消息发送到应用程序时，所述机载设备管理器可基于所述一个设备的地址确定所述一个设备的所述设备ID，基于所述设备ID确定所述消息的格式，将所述消息翻译成所述统一格式，并且通过所述统一接口将所述翻译后的消息发送到所述应用程序。所述管理器可通过使用注册表来基于所述一个设备的地址确定所述设备ID，所述多个设备中的每一个的所述设备ID和所述地址彼此对应地存储在所述注册表中。
此外，所述机载设备管理器可检查所述多个机载设备以确定哪个(哪些)是活动的或不活动的。
本公开提供一种使应用程序能够统一访问各种各样的机载设备(包括传感器、控制器等)的解决方案，即使这些设备是由不同的制造商制造并且各自具有其特定的设备驱动程序。引入新协议来定义用于应用程序与设备管理器之间的数据交换的消息格式。这个解决方案的一些优点如下：它向应用程序隐藏了机载设备的差异并且提供通向应用程序的统一接口，所述统一接口使应用程序能够以统一的方式访问各种各样的机载设备；它使应用程序开发比以前更容易，因为开发者不需要知道机载设备的细节；当机载设备被更新或重新引入时，应用程序仍然可以在不做任何修改的情况下很好地工作；以及它改良了应用程序的便携性，因为那些应用程序可以在具有不同类型的机载设备的车辆上运行。
在查阅以下附图和详细描述之后，对于本领域技术人员来说，本公开的其它系统、方法、特征和优点将显而易见或将变得显而易见。旨在所有这类额外的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内，在本公开的范围内，并且受随附权利要求书保护。
附图说明
参考以下附图和描述可以更好地理解本公开。附图中的元件不必按比例绘制，而将重点放在示出本公开的原理上。此外，图中相同的参考数字贯穿不同的视图指定对应的部分。
图1示出了根据本公开的实施方案的用于通过使用主机来统一访问机载设备的系统；
图2示出了用于通过应用图1的系统来访问机载设备的方法的流程图表示；
图3示出了根据本公开的实施方案的用于在应用程序与机载设备管理器之间交换消息的消息格式的实例；
图4示出了根据本公开的实施方案的用于通过应用程序来获得温度并且控制空调的实施例。
具体实施方式
根据本公开的实施方案，本公开提供用于统一访问机载设备的方法、装置和系统。图1图示了系统100，所述系统包括应用程序110、主机120和机载设备130。
应用程序可以包括用于控制机载设备的各种应用程序。例如，应用程序可以包括：用于在速度低于临界值并且外界温度在预先配置的范围内时打开电动车窗或在其它情况下关闭车窗的应用程序；用于在速度超过临界值(例如80km/h)时播放摇滚乐、在速度低于临界值(例如30km/h)时切换到某种轻音乐的应用程序；用于在环境亮度低于/高于一些临界值时开启/关掉前照灯的应用程序，等等。
多个设备可以包括用于环境检测的各种传感器(如速度计、燃油表、雷达、GPS设备等)和/或用于控制车用装备(如空调、电动车窗、座椅加热器、摄像机、音频和视频播放器等)的控制器。机载设备可以包括任何其它类型的设备，只要所述设备可以用于车辆。
如图1中所示，主机120包括用于多个机载设备130的驱动程序121、123，所述机载设备可包括传感器和控制器。机载设备130可具有其各自的驱动程序来驱动所述机载设备操作，并且可以通过所述机载设备的驱动程序与主机120互连。主机120进一步包括机载设备管理器127，所述机载设备管理器提供用以连接应用程序的统一接口。主机120通过统一接口来连接应用程序110。尽管图1中所示的系统仅呈现传感器和控制器作为机载设备，但是本领域技术人员应了解，机载设备可以包括其它类型的设备。
如图2中所示，当在系统100中增添机载设备时，机载设备需要在机载设备管理器上注册。然后，机载设备管理器127获得机载设备的信息，如设备名称、类型、对应的驱动程序等。然后，管理器为设备分配ID。当管理器开机时，其可以一个接一个地检查所有注册的机载设备，以确定所述机载设备是活动的还是不活动的。为了识别各种机载设备，管理器可以维护存储在所述管理器中的注册信息，如注册表，每个设备的设备ID和设备地址(如MACID/地址、设备文件、端口编号、IP地址等)彼此对应地存储在所述注册表中。当应用程序将消息发送到设备时，机载设备管理器127可以通过检查所述消息中所包括的设备ID来从注册表中找到设备地址。当设备将消息发送到应用程序时，机载设备管理器127可以通过使用发送所述消息的设备的地址来从注册表中确定设备ID。
应用程序110可以通过由协议定义的统一接口与机载设备管理器127通信，所述协议定义在应用程序与机载设备管理器之间交换的消息的统一格式。管理器充当应用程序的代理人程序来访问机载设备。当应用程序将消息发送到一个或多个机载设备时，消息将在发送到机载设备之前首先由管理器通过统一接口接收。
图3图示了由协议定义的在管理器与应用程序之间交换的消息的统一格式的一些实例。一般来说，格式包括至少两个部分，即，消息类型(MT)和有效负载。消息类型可由数字表示。例如，“1”、“2”、“3”、“4”、“5”和“6”分别表示：“设备信息请求”(从应用程序发送到管理器，以查询关于机载设备的信息)、“设备信息响应”(从管理器发送到应用程序，以反馈关于机载设备的信息)、“设备读取请求”(从应用程序发送到管理器，以请求由传感器检测到的所检测环境参数)、“设备读取响应”(从管理器发送到应用程序，以反馈从传感器获得的环境参数)、“设备控制请求”(从应用程序发送到管理器，用于通过对应的控制器来控制车辆的装备)，和“设备控制响应”(从管理器发送到应用程序，以反馈控制器的控制结果)。图3图示了那些消息类型的实例。对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，消息类型不限于上述实例，并且可由其它数字或甚至其它手段来表示。
如图3中所示，根据不同消息类型，有效负载可以包括不同字段。类型1.1为信息请求的实例，其包括MT字段和设备编号(DN)(有效负载)字段，其中MT＝1，并且DN＝0。可以定义，如果DN＝0，那么所有机载设备的信息应被反馈给应用程序。如类型1.2中所示，当DN＝n，n>0时，意味n个机载设备应该将所需的信息反馈给应用程序。有效负载包括用于提供要访问的设备中每一个的设备ID的字段。
将基于以下实施例参照图2至图3来解释用于应用程序统一访问机载设备的过程。这个实施例涉及应用程序请求关于一个或多个机载设备的信息。
具体来说，当应用程序将设备信息请求(关于格式的实例，请参见图3)发送到机载设备以用于查询关于机载设备的信息时，机载设备管理器127通过统一接口接收设备信息请求。在接收这个请求之后，管理器分析这个请求以在检查注册信息(如注册表)之后基于设备ID找到要访问的目标设备。在确定目标设备之后，管理器随后确定设备所使用的格式，将设备信息请求翻译成对应设备所使用的格式，并且将翻译后的请求发送到对应设备的驱动程序。如果存在超过一个目标设备，那么管理器可能需要将请求翻译成不同目标设备所使用的不同格式，并且将翻译后的请求分别发送到那些设备
在接收请求之后，对应的设备(或多个设备)通过其驱动程序将携带其信息的消息返回给管理器。管理器确定哪个设备通过驱动程序向管理器发送了消息，检查注册信息(如注册表)以获得设备ID，基于设备ID确定消息的格式，并且将消息翻译成统一格式的设备信息响应，如图3中所示的类型2。类型2包括MT字段、DN字段和用于携带对应设备的信息(设备信息)的字段。如果应用程序请求超过一个设备的信息，那么设备信息响应将包括应用程序所需的所有设备的信息。如类型2中所示，设备信息可包括设备ID、设备类型(DT)(例如，“1”表示传感器，“2”表示控制器)、设备状态(DS)(例如，“1”表示活动，“0”表示不活动)、属性数和具体属性等。每个属性可以包括属性ID、最大值和最小值等。设备类型不限于传感器和控制器，并且因此如果增添新类型的设备，那么可以将设备类型(DT)的参数设定为除1和2之外的值。关于设备状态(DS)，可能存在设备的一些不活动状态：未连接；断电；设备错误；缺乏工作条件，等等。如果设备是不活动的，那么应用程序不可以访问所述设备，直到所述设备恢复到活动状态为止。
类似地，如图3中所示，类型3和类型5为从应用程序发送到管理器的设备读取请求和设备控制请求的实例，并且类型4和类型6为从管理器发送到应用程序的设备读取响应和设备控制响应的实例。
消息的类型不限于上述实例，并且消息的字段和那些字段的参数不限于上述实例。在一些情况下，一些机载设备可发起与应用程序的会话。例如，当速度计检测到车辆的速度超过临界值时，速度计可以将消息发送到应用程序以便警告驾驶员已超速，或者当车辆上的传感器检测到车辆非常靠近其它车辆时，那些传感器可将消息发送到应用程序以便通过声音、光、图像和/或任何其它手段来警告驾驶员已发生这种情况。例如，如果机载设备能够周期性地报告其状态，那么上述类型4和类型6可用于从所述设备发起的消息。因此，可独立执行如图2所示的用于应用程序将消息发送到机载设备的过程和用于机载设备将消息发送到应用程序的过程。
从上述实施方案看出，在管理器翻译所述消息之后，应用程序可使用统一格式通过统一接口来访问机载设备，并且管理器隐藏了机载设备的差异。可在不知道机载设备的细节的情况下开发应用程序。
图4提供了使用图2中所示的过程和图3中所示的格式来从机载设备收集信息并且发送消息以控制机载设备的更特定实施例。在这个实施例中，机载设备为温度传感器和空调控制器。在过程1中，因为MT＝1并且DN＝0，所以应用程序发送消息(“设备信息请求”)以用于收集所有机载设备的信息。基于图2中所示的过程，这个消息由管理器翻译并且被发送到温度传感器和空调控制器。那两个设备将信息返回给管理器，并且管理器将信息翻译成统一格式的消息来作为“设备信息响应”。设备ID“0001”指示温度传感器，所述温度传感器的检测范围是50度至200度。设备ID“0002”指示空调控制器，属性1指示空调控制器的开关具有两个状态值，即开启(值＝1)或关掉(值＝0)，属性2指示空调控制器的温度范围(15度至30度)。两个设备都是活动的。此外，设备的功能/描述可并入“其它参数”中。例如，“设备信息”中可存在其它内容，所述其它内容可被称为设备属性。同样地，也可以存在“设备信息”中所包括的属性的其它参数。例如，在类型2的消息中，可增添“步长值”来作为属性。
在接收上述“设备信息响应”之后，在过程4中，应用程序将消息作为“设备读取请求”发送到管理器以每分钟从温度传感器读取温度。在从温度传感器接收温度之后，管理器通过使用统一格式将温度翻译成“设备读取响应”(参见图3)，并且将翻译后的消息发送到应用程序。
如果温度高于28℃或低于18℃，那么应用程序将消息作为“设备控制请求”发送到管理器以开启空调(即属性1＝1)，并且将温度设定为25℃(即属性2＝25)。在从管理器接收翻译后的消息之后，空调控制器将根据这个消息来控制空调，并且将操作结果返回给应用程序，例如，操作成功。图4中的过程6中图示了由管理器翻译的返回消息，所述返回消息被翻译为“设备控制请求”。
本领域技术人员将理解，可通过硬件和/或软件来执行结合图1至图4所描述的一个或多个过程或子过程。如果通过软件来执行过程，那么软件可常驻在适合的电子处理元件或系统中的软件存储器(未图示)中。存储器中的软件可包括用于实施逻辑功能(即，可以数字形式或以模拟形式来实施的“逻辑”，所述数字形式如数字电路或源代码，所述模拟形式如模拟电路或模拟源(如模拟电信号))的可执行指令，并且可以选择性地体现于由指令执行系统、装置或设备使用或结合指令执行系统、装置或设备来使用的任何计算机可读介质中。计算机可读介质可以选择性地为(例如)但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，如RAM、ROM、EPROM等。
虽然已描述本公开的各种实施方案，但是对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在本公开的范围内的更多实施方案和实现方式是可能的。因此，除根据随附权利要求书及其等同物之外，本公开不受限制。

Claims (20)

1.一种用于访问车辆的多个机载设备的方法，其中多个机载设备连接到机载设备管理器，并且机载设备管理器经由软件的统一接口连接到应用程序，所述方法包括
通过为每个机载设备分配设备ID来注册所述多个设备；以及
当应用程序将统一格式的消息发送到所述多个设备中的至少一个设备时，确定所述至少一个设备中的每一个的地址，基于所述消息中所包括的所述至少一个设备中的每一个的所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的格式，将所述消息翻译成所述至少一个设备中的每一个的所述格式，以及将所述翻译后的消息发送到所述至少一个设备中的对应设备。
2.如权利要求1所述的方法，其中机载设备管理器确定所述至少一个设备中的每一个的所述地址的操作是通过使用注册表来基于所述设备ID加以执行，所述多个机载设备中的每一个的所述设备ID和所述地址是彼此对应地存储在所述注册表中。
3.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：从所述至少一个设备中的每一个接收响应消息，基于所述至少一个设备中的每一个的所述地址确定所述至少一个设备中的每一个的所述设备ID，基于所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的所述格式，将所述至少一个设备中的每一个的所述响应消息翻译成所述统一格式，以及将所述翻译后的响应消息发送到所述应用程序。
4.如权利要求1所述的方法，其中，当新的机载设备连接到机载设备管理器时，其在机载设备管理器上注册使得其被应用程序访问而不必修改应用程序。
5.如权利要求1所述的方法，其中机载设备的至少一个发起与应用程序的会话。
6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其进一步包括机载设备管理器检查所述多个机载设备以确定哪个或哪些是活动的或不活动的。
7.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述统一格式包括消息类型字段和有效负载字段。
8.如权利要求1所述的方法，其中从所述应用程序发送到所述至少一个设备的所述消息为设备信息请求、设备读取请求或设备控制请求。
9.如权利要求1所述的方法，其中如果从应用程序发送的消息要求多于一个设备中的每个返回响应消息，则机载设备管理器从多于一个设备中的每个接收响应消息，将多于一个设备的响应消息翻译为具有统一格式的单个响应消息，并且发送单个响应消息到应用程序，以及从设备发送到所述应用程序的单个响应消息为设备信息响应、设备读取响应或设备控制响应。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述多个机载设备包括空调控制器、电动车窗控制器、座椅加热器控制器、摄像机控制器、音频和/或视频播放器控制器、速度计、燃油表、雷达和GPS设备中的任何设备。
11.一种用于应用程序访问车辆中的多个机载设备的装置，所述装置包括
机载设备管理器，所述机载设备管理器用于提供用以连接所述应用程序的软件的统一接口，通过为每个设备分配设备ID来连接并注册所述多个机载设备，当所述应用程序将统一格式的消息发送到所述多个设备中的至少一个设备时，确定所述至少一个设备中的每一个的地址，基于所述消息中所包括的所述至少一个设备中的每一个的所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的格式，将所述消息翻译成所述至少一个设备中的每一个的所述格式，并且将所述翻译后的消息发送到所述至少一个设备中的对应设备；以及
所述多个机载设备的驱动程序单元，所述驱动程序单元用于连接所述多个机载设备与所述管理器。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述机载设备管理器维护注册表，所述多个机载设备中的每一个的所述设备ID和所述地址彼此对应地存储在所述注册表中，并且所述管理器通过使用所述注册表来基于所述至少一个设备中的每一个的所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的所述地址。
13.如权利要求11所述的装置，其中所述机载设备管理器进一步从所述至少一个设备中的每一个接收对应用程序的响应消息，基于所述至少一个设备中的每一个的地址确定所述至少一个设备中的每一个的所述设备ID，基于所述设备ID确定所述至少一个设备中的每一个的所述格式，将所述至少一个设备中的每一个的所述响应消息翻译成所述统一格式，并且将所述翻译后的响应消息发送到所述应用程序。
14.如权利要求11所述的装置，其中当新的机载设备连接到机载设备管理器时，其在机载设备管理器上注册使得其被应用程序访问而不改变应用程序。
15.如权利要求11所述的装置，其中机载设备的至少一个发起与应用程序的会话。
16.如权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述机载设备管理器检查所述多个机载设备以确定哪个或哪些是活动的或不活动的。
17.如权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述统一格式包括消息类型字段和有效负载字段。
18.如权利要求11所述的装置，其中从所述应用程序发送到所述至少一个设备的所述消息为设备信息请求、设备读取请求或设备控制请求。
19.如权利要求11所述的装置，其中如果从应用程序发送的消息要求多于一个设备中的每个返回响应消息，则机载设备管理器从多于一个设备中的每个接收响应消息，将多于一个设备的响应消息翻译为具有统一格式的单个响应消息，并且发送单个响应消息到应用程序，以及单个响应消息为设备信息响应、设备读取响应或设备控制响应。
20.如权利要求11所述的装置，其中所述多个机载设备包括空调控制器、电动车窗控制器、座椅加热器控制器、摄像机控制器、音频和/或视频播放器控制器、速度计、燃油表、雷达和GPS设备中的任何设备。
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