CN105306173A - 一种自适应的车联网终端接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种自适应的车联网终端接入方法涉及车联网终端接入技术领域，特别是具有自适应性的车联网终端接入方法。具有车载终端模块，用以采集车辆数据，并将数据发送到数据收发模块，同时车载终端接收数据收发模块下发的自适应值，用来调整数据传输速率；数据收发模块，接收车载终端的数据，并把数据分发到数据缓存模块；数据缓存模块，接收数据收发模块分发的数据，并将数据持久化；数据入库模块，从数据缓存模块读取车载终端上传数据并将这些数据导入到相应的存储模块；存储模块，接收、存储数据入库模块分发的数据；自适应控制器模块，获取数据产生速度和数据消费速度，然后根据自适应策略来确定终端的自适应值并发送给终端。

Description

一种自适应的车联网终端接入方法

技术领域

本发明一种自适应的车联网终端接入方法涉及车联网终端接入技术领域，特别是具有自适应性的车联网终端接入方法。

背景技术

随着车联网技术的蓬勃发展和广泛应用，车联网产生数据的体量变的越来越大，对数据的可靠性、实时性要求开始变高，这也就导致对车联网终端接入的要求越来越高，因此车联网终端采集的数据如何快速、高效、稳定的接入到车联网系统中面临严峻的挑战。

传统的车联网终端接入方法是把各车载终端发送的数据直接存储到数据库，但是这种方法越来越满足不了当今车联网发展对数据的要求，这主要体现在以下几个方面：

首先，传统的车联网终端直接接入数据库的方法，很容易导致数据的丢失。这是由于传统的车联网终端直接接入数据库，当数据量超过数据库的处理能力时，无法及时处理的数据就会丢失。

其次，传统的车联网终端数据直接接入数据库的方法，很容易导致数据库的崩溃。这是由于车联网数据体量越来越大，并且数据发送的有高峰和低谷，一旦产生井喷现象，比如对于车联网领域，每天早上9点左右，大量车开始工作，车载终端集中上报数据，数据量陡增，导致数据库压力过大，造成数据库的崩溃。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种自适应的车联网终端接入方法，该方法通过引入数据缓存模块，该模块将终端数据进行持久化存储，可以避免数据的丢失，同时可以缓解井喷现象对数据库的瞬时压力；同时，引入自适应控制器模块，该模块可以根据系统的处理能力来动态的调整终端的数据上传速率，可以从根本上消除井喷现象。

一种自适应的车联网终端接入方法是采取以下技术方案实现的，

自适应的车联网终端接入方法具有：

车载终端模块，用以采集车辆数据，并将数据发送到数据收发模块，同时车载终端接收数据收发模块下发的自适应值，用来调整数据传输速率；

数据收发模块，接收车载终端的数据，并把数据分发到数据缓存模块，该模块也接收自适应控制器发送的终端自适应值，并将该值发送给终端；

数据缓存模块，接收数据收发模块分发的数据，并将数据持久化；

数据入库模块，从数据缓存模块读取车载终端上传数据并将这些数据导入到相应的存储模块；

存储模块，接收数据入库模块分发的数据，并将这些数据存储；

自适应控制器模块，从数据收发模块获取数据产生速度，同时从数据缓存模块获取数据消费速度，然后根据自适应策略来确定终端的自适应值，并通过数据收发模块将该值发送给终端。

接入方法包括如下步骤：

1）车载终端采集数据；

2）车载终端的发射器将步骤1）中采集到的数据传递到数据收发模块；

3）数据收发模块将步骤2）中接收到的数据通过自身的分发器将数据发送至数据缓存模块，并将数据的产生速度发送给自适应控制模块；

4）数据缓存模块接收到步骤3）中数据收发模块发送的数据，并将数据消费的速度发送给自适应控制模块；

5）自适应控制模块通过自适应策略来计算自适应值，并将所述自适应值传递到数据收发模块的流控器；

6）数据收发模块将步骤5）中接收到的自适应值反馈到车载终端模块中的频控器，从而控制车载终端中发射器发送数据的速率。

所述车载终端模块包括数据源、组件器、频控器和发射器，组件器按照既定的协议将数据源采集的数据组合成所需格式，所述格式与协议相对应，例如：JTT808-2011道路运输车辆卫星定位系统终端通讯协议及数据格式，频控器根据数据收发模块下发的自适应值来控制数据发射的频率，发射器将组件器中数据发送到数据收发模块。

所述车载终端模块的工作流程如下：

1）通过采集器采集车辆数据；所述车辆数据包括GPS数据、工况数据和轨迹数据等；

2）组件器按照既定的协议将步骤1）所述的车辆数据组合成特定的格式；

3）频控器根据数据收发模块中流控器下发的自适应值来控制数据发射的频率；

4）发射器将步骤2）中组件器组装的车辆数据发送到数据收发模块；

所述车辆数据包括GPS数据、工况数据和轨迹数据等。

所述数据收发模块包括接收器、分发器和流控器，接收器用于接收车载终端模块中发射器发送的数据，分发器将接收器接收的数据分发至数据缓存模块，并将数据接收的速度传递给自适应控制器模块，流控器将自适应控制器模块产生的自适应值发送给终端的频控器。

所述数据收发模块的工作流程如下：

1）接收器接收车载终端模块发射器发送的数据；

2）分发器将步骤1）中接收到的数据发送至数据缓存模块的数据生成器；

3）分发器计算每秒分发数据的速率，并将该分发速率值传递给自适应控制器模块；

4）流控器将自适应控制器模块产生的自适应值发送给终端的频控器。

所述数据缓存模块包括数据生成器、分布式消息队列、持久化器和订阅器等，生成器接收数据收发模块分发过来的数据，并把数据放置在分布式消息队列中，该分布式消息队列实现数据的缓存功能，持久化器实现数据的持久化保存的功能，订阅器模块实现数据的消费的功能，数据入库模块就是通过订阅器模块实现分布式消息队列中数据的获取。

所述数据缓存模块，能解决数据丢失现象，其基本工作流程如下：

1）数据缓存模块中的数据生成器接收到数据接收模块分发的数据；

2）数据缓存模块中的分布式消息队列实时的将步骤1）中数据生成器获取的数据缓存到消息队列中，进行数据缓存；

3）分布式消息队列中缓存的数据通过持久化器将数据保存到本地磁盘，实现数据持久化；

4）数据缓存模块中的订阅器将分布式消息队列中缓存的数据传入数据入库模块，实现对缓存数据的消费，进而达到入库的效果。

5）数据缓存模块中的订阅器计算分布式消息队列中缓存数据的消费速率，并将消费速率传递给自适应控制器模块。

所述自适应控制器模块包括计算器，计算器接收数据缓存模块传递的数据消费速率，同时接收数据收发模块传递的数据产生速率，并根据一定的策略计算出自适应值，并将该值经由数据收发模块的流控器发送给车载终端模块。

所述自适应控制器模块，解决数据井喷现象，具体工作流程如下：

1）计算器接收数据收发模块传递的数据产生速率；

2）计算器接收数据缓存模块传递的数据消费速率；

3）计算器计算出步骤1）和步骤2）中数据产生速率和数据消费速率之间的比例；

4）计算器将车载终端模块目前的数据发送频率乘以步骤3）得出的比例，计算器将上述乘积发送给数据收发模块的流控器。

本发明的有益效果是：相比较传统车联网终端接入方法，所述的一种具有自适应性的车联网终端接入方法，一方面，通过引入数据缓存模块缓冲数据，解决了数据丢失问题；另一方面，通过引入自适应控制器模块，自适应的调整数据发送频率，解决了数据井喷的问题；同时引入数据入库模块，使其支持多种数据库，提高了系统的复用性。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明一种自适应的车联网终端接入方法的整体功能模块图；

图2是本发明一种自适应的车联网终端接入方法的车载终端模块详细功能图；

图3是本发明一种自适应的车联网终端接入方法的数据收发模块详细功能图；

图4是本发明一种自适应的车联网终端接入方法的数据缓存模块详细功能图；

图5是本发明一种自适应的车联网终端接入方法的自适应流程图；

图6是本发明一种自适应的车联网终端接入方法的数据缓存流程图。

具体实施方式

参照附图1~6，本发明自适应的车联网终端接入方法具有：

车载终端模块，用以采集车辆数据，并将数据发送到数据收发模块，同时车载终端接收数据收发模块下发的自适应值，用来调整数据传输速率；

数据收发模块，接收车载终端的数据，并把数据分发到数据缓存模块，该模块也接收自适应控制器发送的终端自适应值，并将该值发送给终端；

数据缓存模块，接收数据收发模块分发的数据，并将数据持久化；

数据入库模块，从数据缓存模块读取车载终端上传数据并将这些数据导入到相应的存储模块；

存储模块，接收数据入库模块分发的数据，并将这些数据存储；

自适应控制器模块，从数据收发模块获取数据产生速度，同时从数据缓存模块获取数据消费速度，然后根据自适应策略来确定终端的自适应值，并通过数据收发模块将该值发送给终端。

接入方法包括如下步骤：

1）车载终端采集数据；

2）车载终端的发射器将步骤1）中采集到的数据传递到数据收发模块；

3）数据收发模块将步骤2）中接收到的数据通过自身的分发器将数据发送至数据缓存模块，并将数据的产生速度发送给自适应控制模块；

4）数据缓存模块接收到步骤3）中数据收发模块发送的数据，并将数据消费的速度发送给自适应控制模块；

5）自适应控制模块通过自适应策略来计算自适应值，并将所述自适应值传递到数据收发模块的流控器；

6）数据收发模块将步骤5）中接收到的自适应值反馈到车载终端模块中的频控器，从而控制车载终端中发射器发送数据的速率。

所述车载终端模块包括数据源、组件器、频控器和发射器，组件器按照既定的协议将数据源采集的数据组合成所需格式，所述格式与协议相对应，例如：JTT808-2011道路运输车辆卫星定位系统终端通讯协议及数据格式，频控器根据数据收发模块下发的自适应值来控制数据发射的频率，发射器将组件器中数据发送到数据收发模块。

所述车载终端模块的工作流程如下：

1）通过采集器采集车辆数据；所述车辆数据包括GPS数据、工况数据和轨迹数据等；

2）组件器按照既定的协议将步骤1）所述的车辆数据组合成特定的格式；

3）频控器根据数据收发模块中流控器下发的自适应值来控制数据发射的频率，例如，当数据收发模块下发的自适应值为10时，则将数据发射频率调整为10秒一次。

4）发射器将步骤2）中组件器组装的车辆数据发送到数据收发模块；

所述车辆数据包括GPS数据、工况数据和轨迹数据等。

所述数据收发模块包括接收器、分发器和流控器，接收器用于接收车载终端模块中发射器发送的数据，分发器将接收器接收的数据分发至数据缓存模块，并将数据接收的速度传递给自适应控制器模块，流控器将自适应控制器模块产生的自适应值发送给终端的频控器。

所述数据收发模块的工作流程如下：

1）接收器接收车载终端模块发射器发送的数据。

2）分发器将步骤1）中接收到的数据发送至数据缓存模块的数据生成器。

3）分发器计算每秒分发数据的速率（例如：每秒发送给数据缓存模块10000条消息），并将速率值传递给自适应控制器模块。

4）流控器将自适应控制器模块产生的自适应值发送给终端的频控器。

所述数据缓存模块包括数据生成器、分布式消息队列、持久化器和订阅器等，生成器接收数据收发模块分发过来的数据，并把数据放置在分布式消息队列中，该分布式消息队列实现数据的缓存功能，持久化器实现数据的持久化保存的功能，订阅器模块实现数据的消费的功能，数据入库模块就是通过订阅器模块实现分布式消息队列中数据的获取。

所述数据缓存模块，能解决数据丢失现象，其基本工作流程如下：

1）数据缓存模块中的数据生成器接收到数据接收模块分发的数据；

2）数据缓存模块中的分布式消息队列实时的将数据生成器中获取的数据缓存到消息队列中，进行数据缓存；

3）分布式消息队列中缓存的数据通过持久化器将数据保存到本地磁盘，实现数据持久化；

4）数据缓存模块中的订阅器将分布式消息队列中缓存的数据传入数据入库模块，实现对缓存数据的消费，进而达到入库的效果。

5）数据缓存模块中的订阅器计算分布式消息队列中缓存数据的消费速率（例如，订阅器每秒发送10000条数据给数据入库模块），并将消费速度传递给自适应控制器模块。

所述自适应控制器模块包括计算器，计算器接收数据缓存模块传递的数据消费速率，同时接收数据收发模块传递的数据产生速率，并根据一定的策略计算出自适应值，并将该值经由数据收发模块的流控器发送给车载终端模块。

所述自适应控制器模块，解决数据井喷现象，具体工作流程如下：

1）计算器接收数据收发模块传递的数据产生速率，例如10000条/秒，表示每秒接收10000条数据；

2）计算器接收数据缓存模块传递的数据消费速率，例如5000条/秒，表示每秒消费5000条数据；

3）计算器计算出数据产生和消费的比例为2；

4）计算器将车载终端模块目前的数据发送频率乘以2，如果车载终端模块目前的数据发送频率为10秒，则计算器将20发送给数据收发模块的流控器。

图2详细展示了车载终端模块的细节，包括各种具体的数据源、组件器、频控器、发射器。其中，各种具体的数据源包括GPS数据、工况数据等，组件器模块按照规定的协议将采集的数据组合成特定的格式，频控器模块根据数据收发模块下发的自适应值来控制数据发射的频率，发射器模块将组合器中数据发送到数据收发模块。

图3详细展示了数据收发模块的细节，包括接收器、分发器等。其中接收器接收车载终端模块中发射器分发的数据，分发器是将数据收发模块接收的数据分发到数据缓存模块中，并把数据产生的速度传递给自适应控制器，自适应控制器通过内部的计算评估出最合理的数据流的速率，并且把这个值通过数据收发模块的流控器发送给终端的频控器，从而控制终端数据上报频率。

图4详细展示了数据缓存模块的细节，包括生成器、分布式消息队列、持久化器、订阅器等。其中，生成器模块完成接收数据收发模块分发过来的数据，并把数据放置在分布式消息队列中，该分布式消息队列实现数据的缓存功能，持久化模块实现数据的持久化保存的功能，订阅器模块实现数据的消费的功能，数据入库模块就是通过订阅器模块实现分布式消息队列中数据的获取。

图5详细展示了自适应控制器模块，通过和数据收发模块、数据缓存模块交互，获取数据产生的速度和数据消费的速度，然后根据内部的自适应策略计算出终端上的自适应值（发射频率），并把这个值通过数据收发模块的流控器发送给终端的频控器，来控制终端数据上报频率，最终实现自适应的车联网系统。

Claims (10)

1.一种自适应的车联网终端接入方法，其特征在于，具有：

车载终端模块，用以采集车辆数据，并将数据发送到数据收发模块，同时车载终端接收数据收发模块下发的自适应值，用来调整数据传输速率；

数据收发模块，接收车载终端的数据，并把数据分发到数据缓存模块，该模块也接收自适应控制器发送的终端自适应值，并将该值发送给终端；

数据缓存模块，接收数据收发模块分发的数据，并将数据持久化；

数据入库模块，从数据缓存模块读取车载终端上传数据并将这些数据导入到相应的存储模块；

存储模块，接收数据入库模块分发的数据，并将这些数据存储；

自适应控制器模块，从数据收发模块获取数据产生速度，同时从数据缓存模块获取数据消费速度，然后根据自适应策略来确定终端的自适应值，并通过数据收发模块将该值发送给终端。

2.根据权利要求1所述的自适应的车联网终端接入方法，其特征在于，接入方法包括如下步骤：

1）车载终端采集数据；

2）车载终端的发射器将步骤1）中采集到的数据传递到数据收发模块；

3）数据收发模块将步骤2）中接收到的数据通过自身的分发器将数据发送至数据缓存模块，并将数据的产生速度发送给自适应控制模块；

4）数据缓存模块接收到步骤3）中数据收发模块发送的数据，并将数据消费的速度发送给自适应控制模块；

5）自适应控制模块通过自适应策略来计算自适应值，并将所述自适应值传递到数据收发模块的流控器；

6）数据收发模块将步骤5）中接收到的自适应值反馈到车载终端模块中的频控器，从而控制车载终端中发射器发送数据的速率。

3.根据权利要求1或2所述的自适应的车联网终端接入方法，其特征在于，所述车载终端模块包括数据源、组件器、频控器和发射器，组件器按照既定的协议将数据源采集的数据组合成所需格式，所述格式与协议相对应。

4.根据权利要求4所述的自适应的车联网终端接入方法，其特征在于，所述车载终端模块的工作流程如下：

1）通过采集器采集车辆数据；所述车辆数据包括GPS数据、工况数据和轨迹数据；

2）组件器按照既定的协议将步骤1）所述的车辆数据组合成特定的格式；

3）频控器根据数据收发模块中流控器下发的自适应值来控制数据发射的频率；

4）发射器将步骤2）中组件器组装的车辆数据发送到数据收发模块；

所述车辆数据包括GPS数据、工况数据和轨迹数据。

5.根据权利要求1或2所述的自适应的车联网终端接入方法，其特征在于，所述数据收发模块包括接收器、分发器和流控器，接收器用于接收车载终端模块中发射器发送的数据，分发器将接收器接收的数据分发至数据缓存模块，并将数据接收的速度传递给自适应控制器模块，流控器将自适应控制器模块产生的自适应值发送给终端的频控器。

6.根据权利要求5所述的自适应的车联网终端接入方法，其特征在于，所述数据收发模块的工作流程如下：

1）接收器接收车载终端模块发射器发送的数据；

2）分发器将步骤1）中接收到的数据发送至数据缓存模块的数据生成器；

3）分发器计算每秒分发数据的速率，并将该分发速率值传递给自适应控制器模块；

4）流控器将自适应控制器模块产生的自适应值发送给终端的频控器。

7.根据权利要求1或2所述的自适应的车联网终端接入方法，其特征在于，所述数据缓存模块包括数据生成器、分布式消息队列、持久化器和订阅器等，生成器接收数据收发模块分发过来的数据，并把数据放置在分布式消息队列中，该分布式消息队列实现数据的缓存功能，持久化器实现数据的持久化保存的功能，订阅器模块实现数据的消费的功能，数据入库模块就是通过订阅器模块实现分布式消息队列中数据的获取。

8.根据权利要求7所述的自适应的车联网终端接入方法，其特征在于，所述数据缓存模块，能解决数据丢失现象，其基本工作流程如下：

1）数据缓存模块中的数据生成器接收到数据接收模块分发的数据；

2）数据缓存模块中的分布式消息队列实时的将步骤1）中数据生成器获取的数据缓存到消息队列中，进行数据缓存；

3）分布式消息队列中缓存的数据通过持久化器将数据保存到本地磁盘，实现数据持久化；

4）数据缓存模块中的订阅器将分布式消息队列中缓存的数据传入数据入库模块，实现对缓存数据的消费，进而达到入库的效果；

5）数据缓存模块中的订阅器计算分布式消息队列中缓存数据的消费速率，并将消费速率传递给自适应控制器模块。

9.根据权利要求1或2所述的自适应的车联网终端接入方法，其特征在于，所述自适应控制器模块包括计算器，计算器接收数据缓存模块传递的数据消费速率，同时接收数据收发模块传递的数据产生速率，并根据一定的策略计算出自适应值，并将该值经由数据收发模块的流控器发送给车载终端模块。

10.根据权利要求9所述的自适应的车联网终端接入方法，其特征在于，所述自适应控制器模块，解决数据井喷现象，具体工作流程如下：

1）计算器接收数据收发模块传递的数据产生速率；

2）计算器接收数据缓存模块传递的数据消费速率；

3）计算器计算出步骤1）和步骤2）中数据产生速率和数据消费速率之间的比例；

4）计算器将车载终端模块目前的数据发送频率乘以步骤3）得出的比例，计算器将上述乘积发送给数据收发模块的流控器。