CN105227642A - 用于传输车辆数据的装置及其数据传输方法 - Google Patents

Abstract

一种用于传输车辆数据的装置及其数据传输方法，该装置包括通过基于以太网的modbus协议与车载网关(2)连接的车机模块(1)，所述车载网关(2)通过CAN总线与整车控制网络连接以获取第一数据，所述车机模块(1)通过I/O接口获取与所述车机模块(2)连接的车载部件的第二数据，车辆识别单元(8)通过所述车载网关(2)获取车身号从而生成通用唯一识别码用于上传所述数据时验证车辆身份，所述网络状态识别单元(9)识别网络类型和/或网络速度，当所述网络类型和/或网络速度符合预定条件，则允许加密处理后的所述数据使用SSL？Socket协议上传服务器，所述服务器根据所述通用唯一识别码对每辆车的所述数据分开存储。

Description

用于传输车辆数据的装置及其数据传输方法

技术领域

本发明属于汽车领域，具体地，其涉及一种用于传输车辆数据的装置及其数据传输方法。

背景技术

目前，随着汽车的日益普及，对驾驶的安全性及控制操作的准确性的要求也日益提高。然而，驾驶的安全性及对车辆的精确控制与用户获取的车辆相关信息的数量和质量密切相关。因此，车载信息传输装置及方法变的越来越重要。

现有的车载信息提供系统主要通过如下方式提供信息：(1)通过车辆仪表中的各种指示器和信号装置想用户提供车辆的状态信息和警报信息(通常以不同颜色的标志为主，即特定颜色的特定标志表示特定的状态信息和警报信息)；(2)应用于车辆仪表和娱乐系统中的提示音，即通过声音合成装置生成各类声音以指示不同的状态或警报，例如车辆行驶中安全带未系警报的提示音；(3)纸质用户手册，用于向用户提供车辆使用的完整信息，例如各类状态警报标志的含义、操纵部件的功能及使用方法等。

随着科学技术的发展，物联网在汽车领域得到应用。目前车联网发展的基本目标是实现对所有车辆的运行数据进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的一种无线网络。现有技术中，车联网的数据传输基于移动通信网络，如2G、3G和4G网络。众所周知的，移动通信网络的数据流量成本较高，而车联网的数据流量庞大，从而导致了车联网数据传输的成本较高。

专利104618463A公开了一种车联网的数据传输方法，包括实时获取车辆的运行数据，将所述运行数据压缩为数据报文，并将所述数据报文储存至传输缓存区，当侦测到车辆进入预置数据采集点的采集范围内时，将所述预置数据采集点设置为指定数据采集点，控制短距无线通讯模块从所述传输缓存区中提取所述数据报文并发送至所述指定数据采集点。该专利文献通过实时获取车辆的运行数据；将所述运行数据压缩为数据报文，并将所述数据报文储存至传输缓存区；当侦测到车辆进入预置数据采集点的采集范围内时，将所述预置数据采集点设置为指定数据采集点；控制短距无线通讯模块从所述传输缓存区中提取所述数据报文并发送至所述指定数据采集点。将车辆的运行数据压缩为数据报文，能够有效减少需要传输的数据流量。但其数据传输限定在预置数据采集范围，不能全方位地传输数据，且无法在线升级和进行数据信息的保密，无法对数据进行区分。

专利102970367A公开了一种车联网的数据传输方法及装置。专利中使用CAN总线获取数据，并使用特殊的数据结构保存，并在特定的数据采集点上传数据，以达到降低车联网成本的目的。该专利依旧是一种在车载系统不智能的情况下的妥协方案。如果需要记录新的数据，因为方案没有在线升级功能，需要对所有设备进行更换，成本太高。而且使用采集点的方式采集数据，成本高，采集方式不够灵活。采集方式都是短距离传输，容易出现车辆经过采集点，数据还未采集完成，已经跟采集设备断开连接导致采集失败的问题。没有对每辆车的数据分开存储，无法了解用户习惯。

专利CN102476638A公开了一种车载信息提供系统，所述车载信息提供系统包括：总线网络通信装置，所述总线网络通信装置用于从总线通信网络中采集车辆状态信息，并将所述车辆状态信息传送给信息控制装置；查询装置，所述查询装置用于接收用户指示，并向所述信息控制装置发送基于所述用户指示的查询命令；信息控制装置，所述信息控制装置用于根据接收到的所述车辆状态信息和/或所述查询命令转换控制状态并向信息输入/输出装置以及所述总线网络通信装置发送控制命令；信息输入/输出装置，所述信息输入/输出装置用于根据所述控制命令完成所述车辆状态信息的输入和/或输出。该专利文献公开的这种车载信息提供系统能够让驾驶者根据需要查询所需要到信息，但其仅采集CAN总线中的信息，无法收集车载部件的其他信息，信息收集不全面，上传速度慢且无法在线升级更新。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种信息采集全面、上传快速、智能在线更新的传输车辆数据的装置及其数据传输方法，该装置和方法能够直接使用车机进行汽车数据的上传服务器，并针对移动数据网络进行优化，防止数据丢失，解决目前汽车数据上传方案复杂、无法根据需求进行在线升级、没有对汽车数据按用户进行存储的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

根据本发明的第一方面，本发明公开的一种用于传输车辆数据的装置。

所述装置包括车机模块、连接所述车机模块的车载网关和车载部件，所述车载网关与整车控制网络连接以获取第一数据，所述车机模块获取与其连接的车载部件的第二数据，所述车机模块将所述第一数据和第二数据上传服务器。

优选地，所述装置进一步包括连接所述车机模块的存储模块，存储模块存储所述第一数据和第二数据并根据接收到时间在每条所述第一数据和第二数据上打上时间标记。

优选地，所述装置进一步包括连接所述存储模块的数据处理模块，其设有压缩单元和加密单元，其中所述压缩单元压缩所述第一数据和第二数据，所述加密单元对压缩后的所述数据进行加密处理。

优选地，所述装置进一步包括连接所述数据处理模块的所述识别模块，其包括车辆识别单元和网络状态识别单元，其中，所述车辆识别单元通过所述车载网关获取车身号从而生成通用唯一识别码，所述网络状态识别单元识别网络类型和/或网络速度，当所述网络类型和/或网络速度符合预定条件，则允许加密处理后的所述数据上传服务器，所述服务器根据所述通用唯一识别码对每辆车的所述数据分开存储。

优选地，车机模块通过基于以太网的modbus协议与车载网关连接，所述车载网关通过CAN总线与整车控制网络连接以获取第一数据，所述车机模块通过I/O接口获取与所述车机模块连接的车载部件的第二数据。

所述车机模块能够直接获取包括第一数据和第二数据的车辆相关的数据。

连接所述车机模块的存储模块以键值对的形式在JSON格式中存储包括所述第一数据和第二数据的数据并根据接收到时间在每条所述数据打上时间标记。

连接所述存储模块的数据处理模块设有压缩单元和加密单元，其中所述压缩单元压缩所述数据，所述加密单元对压缩后的所述数据进行加密处理。因此，本发明能够实现数据的加密。

连接所述数据处理模块的所述识别模块包括车辆识别单元和网络状态识别单元，其中，所述车辆识别单元通过所述车载网关获取车身号从而生成通用唯一识别码用于上传所述数据时验证车辆身份，所述网络状态识别单元识别网络类型和/或网络速度，当所述网络类型和/或网络速度符合预定条件，则允许加密处理后的所述数据使用SSLSocket协议上传服务器，所述服务器根据所述通用唯一识别码对每辆车的所述数据分开存储。因此，本发明能够在数据传输过程中身份识别，并根据身份识别进行分别存储以提高数据安全性且能够分析用户习惯。

优选地，所述压缩单元采用zip、bz、gzip或Z7格式压缩所述数据。

优选地，所述加密单元采用DES加密算法进行数据加密。

优选地，所述加密单元采用RSA算法加密算法进行数据加密。

优选地，所述车机模块通过CAN总线与所述车载网关连接。

优选地，所述预定条件设为网络类型是wifi且用户没有同时使用网络。

优选地，所述预定条件设为网络类型是3G或4G。

优选地，所述网络状态识别单元包括定时器，当网络类型和/或网络速度不符合预定条件时，所述数据在指定时间后再进行上传。

优选地，使用SSLSocket协议上传所述数据时，所述车机模块获取BouncyCastle密库，通过所述密库与服务器认证以确保上传所述数据和服务器的安全。

根据本发明的第二方面，本发明公开的用于传输车辆数据的装置的数据传输方法包括以下步骤。

第一步骤，所述车机模块采集数据，其中，所述车机模块通过基于以太网的modbus协议与所述车载网关连接以获取第一数据，所述车机模块通过I/O接口获取与所述车机模块连接的车载部件的第二数据。

第二步骤，所述存储模块存储包括所述第一数据和第二数据的数据，所述存储模块以键值对的形式在JSON格式中存储所述数据并根据接收时间在每条所述数据打上时间标记。

第三步骤，所述数据处理模块对所述数据进行压缩和加密处理，其中，所述压缩单元压缩所述数据，所述加密单元对压缩后的所述数据进行加密处理。

第四步骤，所述识别模块识别网络类型和/或网络速度以及车辆身份，所述车辆识别单元通过所述车载网关获取车身号从而生成通用唯一识别码用于上传数据时验证车辆身份，所述网络状态识别单元识别网络类型和/或网络速度。

第五步骤，所述数据处理模块上传数据到服务器，当所述网络类型和/或网络速度符合预定条件时，所述数据处理模块将加密处理后的所述数据使用SSLSocket协议上传服务器，所述服务器根据所述通用唯一识别码对每辆车的所述数据分开存储。

本发明的有益效果：

本发明将汽车操作系统、云服务器和汽车相应模块的相连，实现汽车数据上传到服务器，当需要新增采集数据时，可通过在线升级的方式对车机模块进行更新，以采集到需要的数据，不需要更换设备。传输使用3g、4g和wifi结合使用的方式，传输方式更加方便，使用账户系统和车身序列号对每辆车分开存储，能够分析用户习惯。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的用于传输车辆数据的装置的结构示意图。

图2是根据本发明一个实施例的用于传输车辆数据的方法的流程示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

在下文中将参考附图更加全面地描述本发明，其中示出本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员应该意识到的，所描述的实施方式可以各种不同的方式改变，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。

以下详细描述实际上仅是示例性的而并不意欲限制应用和使用。此外，并不意欲受以上技术领域、背景、简要概述或以下详细描述中呈现的任何明确或暗示的理论约束。如本文使用，术语模块是指任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备单独地或者以任何组合，包括而不限于：专用集成电路ASIC、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器共享、专用或成组的和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能性的其他适合的部件。此外，除非明确地具有相反的描述，否则词语“包括”及其不同的变型应被理解为隐含包括所述的元件但不排除任意其他元件。

本发明的实施例描述了一种用于传输车辆数据的装置，如图1所示的用于通知车辆信息的装置包括：

一种用于传输车辆数据的装置包括车机模块1、存储模块3、数据处理模块4和识别模块7。

在本说明书中，车机模块1可以是结合汽车CAN-BUS技术，实现人与车，车与外界的信息通讯的设备的固件。车机模块1的功能除了传统的收音机、音乐视频播放、导航功能以外，可以带有3G、Telematics功能和增强了用户体验及服务、安全相关的功能。如通过车机内置的通讯模块，可以连接后台CallCenter，提供一键导航及相应的位置及远程服务的“I-Call”功能，车机模块1还可以实现预约保养、远程诊断、拔打电话、收发短发、语音控制、语音播报、听书、3G上网、好友在途、路书、实时路状、在线音乐、在线电台、网络电视、在线影视、APPStore等功能。

通过基于以太网的modbus协议与车载网关2连接的车机模块1，所述车载网关2通过CAN总线与整车控制网络连接以获取第一数据，所述车机模块1通过I/O接口获取与所述车机模块2连接的车载部件11的第二数据。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过该协议，控制器相互之间、控制器经由以太网和其它设备之间可以通信。车机模块1可以通过Modbus协议和车载网关2进行通信。车载网关2是汽车内部通信的部件，通过车载网关2可以实现各条总线上信息的共享以及实现汽车内部的网络管理和故障诊断功能。车载网关2通过CAN总线与整车控制网络连接以获取第一数据。所述第一数据是由整车控制网络提供整体相关的车辆数据，包括但不仅限于车速、温度、胎压、ABS、刹车、油门、电池、转向、充电、车门开关、座椅位置、雨刮开关、车灯、天窗、空调、导航等数据。所述车载部件11是通过I/O接口连接到车机模块的软、硬件设备。车载部件包括但不仅限于导航部件、倒车雷达和行车记录仪等部件。车机模块1可以通过I/O接口获取所有车载部件11的第二数据，所述第二数据不仅限于所述车载部件11显示的最终信息，还可以包括车在部件11的程序数据。

连接所述车机模块1的存储模块3以键值对的形式在JSON格式中存储包括所述第一数据和第二数据的数据并根据接收到时间在每条所述数据打上时间标记。存储模块3可以是易失性存储器或非易失性存储器。存储模块3可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器、电子可擦除可编程只读存储器EEPROM或其它类型的存储器。键值对是数据库存储中的一种组织形式，其优点在于不需要了解值中的数据的含义，也没有结构限制，能够比较好地存储第一数据和第二数据。JSON是JavaScriptObjectNotation的简称，JSON格式是一种轻量级的数据交换格式，JSON格式存储数据简洁方便且易于阅读编写和机器解析生成，因此，本发明的数据采用JSON格式进行存储响应速度更快。为了对不同时间段的数据进行区分，存储模块3在存储数据时自动在每个数据上根据接收时间增加时间标记。

连接所述存储模块3的数据处理模块4设有压缩单元5和加密单元6，其中所述压缩单元5压缩所述数据，所述加密单元6对压缩后的所述数据进行加密处理。

在一个实施例中，压缩单元5采用7z压缩格式对数据进行压缩，其优势在于具有极高的压缩比，能够更快地传输更多的数据。

在一个实施例中，压缩单元5还可以采用zip、bz或gzip格式压缩所述数据。

在一个实施例中，所述加密单元6采用DES加密算法进行数据加密。DES加密算法一种使用密钥加密的块算法，DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是56位，其算法主要分为两步，1初始置换，其功能是把输入的64位数据块按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长32位,其置换规则为将输入的第58位换到第一位,第50位换到第2位……依此类推,最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位,R0是右32位；2逆置换，经过16次迭代运算后,得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,逆置换正好是初始置换的逆运算，由此即得到密文输出。DES加密算法能够迅速地进行数据的加密。

在一个实施例中，所述加密单元6采用RSA算法加密算法进行数据加密。RSA算法是公钥加密算法，其优势在于加密程度高，极难被破解。

连接所述数据处理模块4的所述识别模块7包括车辆识别单元8和网络状态识别单元9，其中，所述车辆识别单元8通过所述车载网关2获取车身号从而生成通用唯一识别码用于上传所述数据时验证车辆身份，所述网络状态识别单元9识别网络类型和/或网络速度，当所述网络类型和/或网络速度符合预定条件，则允许加密处理后的所述数据使用SSLSocket协议上传服务器，所述服务器根据所述通用唯一识别码对每辆车的所述数据分开存储。

上传数据前，车辆识别单元8通过车载网关2获取到车身号，通过这个车身号生成UUID通用唯一识别码用于上传数据时验证车辆身份以及绑定数据到指定路径。使用车辆识别单元不但可以识别车辆身份而且之后在服务器上存储数据可以按照UUID进行分类存储。

在一个实施例中，所述预定条件设为网络类型是wifi且用户没有同时使用网络。

在一个实施例中，所述预定条件设为网络类型是3G或4G。

在一个实施例中，所述网络状态识别单元9包括定时器10，当网络类型和/或网络速度不符合预定条件时，所述数据在指定时间后再进行上传。

在一个实施例中，在上传到服务器前，网络状态识别单元9确认当前网络状态，当网络状态不佳时，不进行上传，以防止数据丢失。并使用定时器在指定时间后再次进行上传。上传数据前会先确认用户当前的网络类型和用户是否在使用网络，如果用户正在使用网络就暂停上传，使用定时器在指定时间后再次进行上传。如果用户网络为2Ggprs，因为网络类型不符合要求，延后上传。如果用户当前网络类型为wifi，且信号较好，则立即开始上传数据，以节约用户的流量。当用户为3G和4G时，使用定时器在指定的时间进行数据上传。

在一个实施例中，使用SSLSocket协议上传所述数据时，所述车机模块1获取BouncyCastle密库，通过所述密库与服务器认证以确保上传所述数据和服务器的安全。所述BouncyCastle密库是一种用于Java平台的开放源码的轻量级密码术包，其支持大量的密码术算法，并提供JCE1.2.1的实现。它是在MIDP上运行的唯一完整的密码术包。使用BouncyCastle密库提高了本发明的适用性。

在一个实施例中，所述车机模块1通过CAN总线与所述车载网关2连接。

在另一个实施例中，如图2所示的根据本发明一个实施例的用于传输车辆数据的装置的数据传输方法包括以下步骤。

第一步骤S1，所述车机模块1采集数据，其中，所述车机模块1通过基于以太网的modbus协议与所述车载网关2连接以获取第一数据，所述车机模块2通过I/O接口获取与所述车机模块1连接的车载部件的第二数据。

第二步骤S2，所述存储模块3存储包括所述第一数据和第二数据的数据，所述存储模块3以键值对的形式在JSON格式中存储所述数据并根据接收时间在每条所述数据打上时间标记。

第三步骤S3，所述数据处理模块4对所述数据进行压缩和加密处理，其中，所述压缩单元5压缩所述数据，所述加密单元6对压缩后的所述数据进行加密处理。

第四步骤S4，所述识别模块7识别网络类型和/或网络速度以及车辆身份，所述车辆识别单元8通过所述车载网关2获取车身号从而生成通用唯一识别码用于上传数据时验证车辆身份，所述网络状态识别单元9识别网络类型和/或网络速度。

第五步骤S5，所述数据处理模块4上传数据到服务器，当所述网络类型和/或网络速度符合预定条件时，所述数据处理模块4将加密处理后的所述数据使用SSLSocket协议上传服务器，所述服务器根据所述通用唯一识别码对每辆车的所述数据分开存储。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种用于传输车辆数据的装置，其特征在于：包括车机模块(1)、连接所述车机模块(1)的车载网关(2)和车载部件(11)，所述车载网关(2)与整车控制网络连接以获取第一数据，所述车机模块(1)获取与其连接的车载部件(11)的第二数据，车机模块(1)将所述第一数据和第二数据上传服务器。

2.根据权利要求1所述的用于传输车辆数据的装置，其特征在于：包括连接所述车机模块(1)的存储模块(3)，存储模块(3)存储所述第一数据和第二数据并根据接收时间在每条所述第一数据和第二数据上打上时间标记。

3.根据权利要求2所述的用于传输车辆数据的装置，其特征在于：包括连接所述存储模块(3)的数据处理模块(4)，其设有压缩单元(5)和加密单元(6)，其中所述压缩单元(5)压缩所述第一数据和第二数据，所述加密单元(6)对压缩后的所述第一数据和第二数据进行加密处理。

4.根据权利要求3所述的用于传输车辆数据的装置，其特征在于：包括连接所述数据处理模块(4)的所述识别模块(7)，其包括车辆识别单元(8)和网络状态识别单元(9)；所述车辆识别单元(8)通过所述车载网关(2)获取车身号从而生成通用唯一识别码；所述网络状态识别单元(9)识别网络类型和/或网络速度，当所述网络类型和/或网络速度符合预定条件，则允许加密处理后的所述第一数据和第二数据上传服务器；所述服务器根据所述通用唯一识别码对每辆车的所述第一数据和第二数据分开存储。

5.根据权利要求1所述的用于传输车辆数据的装置，其特征在于：所述车机模块(1)通过CAN总线与所述车载网关(2)连接。

6.根据权利要求4所述的用于传输车辆数据的装置，其特征在于：所述预定条件设为网络类型是wifi且用户没有同时使用网络。

7.根据权利要求4所述的用于传输车辆数据的装置，其特征在于：所述预定条件设为网络类型是3G或4G。

8.根据权利要求4所述的用于传输车辆数据的装置，其特征在于：所述网络状态识别单元(9)包括定时器(10)，当网络类型和/或网络速度不符合预定条件时，所述数据在指定时间后再进行上传。

9.根据权利要求1所述的用于传输车辆数据的装置，其特征在于：使用SSLSocket协议上传所述第一数据和第二数据时，所述车机模块(1)获取BouncyCastle密库，通过所述密库与服务器认证。

10.一种用于传输车辆数据的装置的数据传输方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步骤(S1)，所述车机模块(1)采集数据，其中，所述车机模块(1)通过基于以太网的modbus协议与所述车载网关(2)连接以获取第一数据，所述车机模块(2)通过I/O接口获取与所述车机模块(1)连接的车载部件的第二数据；

第二步骤(S2)，所述存储模块(3)存储包括所述第一数据和第二数据，所述存储模块(3)以键值对的形式在JSON格式中存储所述第一数据和第二数据并根据接收时间在每条所述第一数据和第二数据打上时间标记；

第三步骤(S3)，所述数据处理模块(4)对所述第一数据和第二数据进行压缩和加密处理，其中，所述压缩单元(5)压缩所述第一数据和第二数据，所述加密单元(6)对压缩后的所述第一数据和第二数据进行加密处理；

第四步骤(S4)，所述识别模块(7)识别网络类型和/或网络速度以及车辆身份，所述车辆识别单元(8)通过所述车载网关(2)获取车身号从而生成通用唯一识别码用于上传所述第一数据和第二数据时验证车辆身份，所述网络状态识别单元(9)识别网络类型和/或网络速度；

第五步骤(S5)，所述数据处理模块(4)上传所述第一数据和第二数据到服务器，当所述网络类型和/或网络速度符合预定条件时，所述数据处理模块(4)将加密处理后的所述第一数据和第二数据使用SSLSocket协议上传服务器，所述服务器根据所述通用唯一识别码对每辆车的所述数据分开存储。