CN108924194A - 车联网通信方法、车联网关及数据传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开了一种车联网通信方法、车联网关、计算机可读存储介质及数据传输系统，其中，车联网关包括至少一个网关模块，至少一个网关模块中的任一个与多个车辆中的至少一个建立连接通道，车联网通信方法包括：存储至少一个网关模块与多个车辆的映射关系；在接收到业务系统针对多个车辆中的至少一个指定车辆的消息时，根据映射关系将消息路由至与至少一个指定车辆相连接的目标网关模块，以供目标网关模块将消息推送至至少一个指定车辆。本发明提供的车联网通信方法通过集中存储网关模块和车辆的映射关系，可在业务系统需要向指定车辆发送消息时根据映射关系将消息准确路由到与指定车辆相连接的目标网关模块，提高消息投递的效率。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，具体而言，涉及一种车联网通信方法、一种车联网关、一种计算机可读存储介质及一种数据传输系统。
背景技术
车联网是车辆与云端服务进行交互，从而实现车辆与公共网络通信的动态移动通信系统。在车辆控制中，云端服务器可接收车辆的实时状态数据(比如车速、车门状态、网络信号强度、GPS信息等信息)，也可向车辆发送车控指令(简称“指令”，是控制车辆执行具体事件的控制指令)，车联网传输系统则是将车辆数据安全可靠地上传到云端、将云端的信息派发到指定车辆所依赖的传输系统。其中，车联网关是车联网传输系统中云端最外层的模块，负责与车辆建立并保持连接，接收车机上报的数据，并下发消息到车机。
现有技术方案直接使用通用型队列服务作为车联网关，即在消息传输过程中缓存、路由消息的服务。
这种方案存在的问题是性能差，车控指令下发存在延迟问题。具体而言，每个队列实例都维持一定数量的车和网关之间连接，当车控指令派发到某个实例，但该实例中不存在目标车辆的连接时，车控指令会被再次路由到正确的队列实例，最终下发到车机。当连接数量很大时，会同时存在几十台队列服务，每台队列服务只维护一小部分连接，导致队列服务间指令路由的概率较大，影响指令下发的实时性。同时每个队列服务内部都要维护一个完整的连接信息映射关系表以便路由到正确的队列服务，这样会消耗较多的内存，影响服务整体性能。
发明内容
本发明公开的实施例旨在解决现有技术或相关技术中使用通用型队列服务作为车联网关时的延迟问题。
为此，本发明公开的实施例的第一方面提出了一种车联网通信方法。
本发明公开的实施例的第二方面提出了一种车联网关。
本发明公开的实施例的第三方面提出了一种计算机可读存储介质。
本发明公开的实施例的第四方面提出了一种数据传输系统。
鉴于上述，根据本发明公开的实施例的第一方面，提供了一种车联网通信方法，用于车联网关，车联网关包括至少一个网关模块，至少一个网关模块中的任一个与多个车辆中的至少一个建立连接通道，车联网通信方法包括：存储至少一个网关模块与多个车辆的映射关系；在接收到业务系统针对多个车辆中的至少一个指定车辆的消息时，根据映射关系将消息路由至与至少一个指定车辆相连接的目标网关模块，以供目标网关模块将消息推送至至少一个指定车辆。
本发明提供的车联网通信方法用于车联网关，车联网关包括至少一个网关模块，网关模块作为接入层服务于车辆，直接与多个车辆建立连接通道以实现数据传输，目标网关模块是至少一个网关模块中与至少一个指定车辆相连接的网关模块，换言之，根据业务系统发送的消息的不同，每个网关模块都可以作为目标网关模块。通过集中存储网关模块和车辆的映射关系，可在业务系统需要向指定车辆发送消息时根据映射关系将消息准确路由到与指定车辆相连接的目标网关模块，进而准确直达指定车辆，避免数据在不同的网关模块之间进行流转，减少了业务系统的消息下发延迟时间，进一步提高消息投递的效率，实现车控指令实时高效下发到车辆，提高了车联网关的性能。
另外，本发明公开的实施例提供的上述技术方案中的车联网通信方法，还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，在接收到业务系统针对多个车辆中的至少一个指定车辆的消息时，根据映射关系将消息路由至与至少一个指定车辆相连接的目标网关模块的操作具体包括：在接收到业务系统针对满足指定条件的至少一个指定车辆的消息时，根据指定条件筛选出至少一个指定车辆并获取至少一个指定车辆的标识信息集合；遍历标识信息集合，并根据映射关系获取与至少一个指定车辆相连接的所有目标网关模块；将消息路由至所有目标网关模块。
在上述任一技术方案中，优选地，存储至少一个网关模块与多个车辆的映射关系的步骤包括：在接收到请求车辆向至少一个网关模块中的某一个发送的创建连接请求或断开连接请求时，利用请求车辆的车辆标识信息和网关标识信息更新映射关系，其中，网关标识信息对应于至少一个网关模块中收到创建连接请求或断开连接请求的一个，请求车辆为多个车辆中的某一个。
在上述技术方案中，进一步地，在存储至少一个网关模块与多个车辆的映射关系的步骤之后，还包括：反馈连接建立结果或连接断开结果至请求车辆。
根据本发明公开的实施例的第二方面，提供了一种车联网关，包括：至少一个网关模块，至少一个网关模块中的任一个与多个车辆中的至少一个建立连接通道；缓存模块，配置为存储至少一个网关模块与多个车辆的映射关系；中控模块，配置为在接收到业务系统针对多个车辆中的至少一个指定车辆的消息时，根据映射关系将消息路由至与至少一个指定车辆相连接的目标网关模块，以供目标网关模块将消息推送至至少一个指定车辆。
本发明提供的车联网关主要包括网关模块、缓存模块、中控模块这三个功能模块，网关模块作为接入层服务于车辆，直接与多个车辆建立连接通道以实现数据传输，目标网关模块是至少一个网关模块中与至少一个指定车辆相连接的网关模块，换言之，根据业务系统发送的消息的不同，每个网关模块都可以作为目标网关模块，至少一个网关模块还配置为在接收到针对至少一个指定车辆的消息时，推送消息至至少一个指定车辆，当存在多个目标网关模块时，就由每个目标网关模块将消息分别发送至与之连接的指定车辆。通过设置专门的缓存模块可集中存储网关模块和车辆的映射关系，中控模块负责管理消息路由策略，可在业务系统需要向指定车辆发送消息时根据缓存模块存储的映射关系将消息准确路由到与指定车辆相连接的目标网关模块，进而准确直达指定车辆，避免数据在不同的网关模块之间进行流转，进一步提高消息投递的效率。三者各司其职，职责单纯，各模块可以水平扩展，一方面提高了车联网关的性能，进而减少了业务系统的消息下发延迟时间，实现车控指令实时高效下发到车辆，另一方面，各网关模块无需存储完整的映射关系，减小了存储量，有利于连接更多的车辆。
另外，本发明公开的实施例提供的上述技术方案中的车联网关，还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，中控模块还配置为：在接收到业务系统针对满足指定条件的至少一个指定车辆的消息时，根据指定条件筛选出至少一个指定车辆并获取至少一个指定车辆的标识信息集合；遍历标识信息集合，并根据映射关系获取与至少一个指定车辆相连接的所有目标网关模块；将消息路由至所有目标网关模块。
在上述任一技术方案中，进一步地，至少一个网关模块中的任一个还配置为：在接收到请求车辆发送的创建连接请求或断开连接请求时，验证请求车辆的身份信息；当验证通过后，将请求车辆的车辆标识信息、自身的网关标识信息以及创建连接请求或断开连接请求发送至中控模块；中控模块还配置为执行存储的指令以：在接收到创建连接请求或断开连接请求时，利用车辆标识信息和网关标识信息更新缓存模块中的映射关系。
在上述技术方案中，进一步地，中控模块还配置为：反馈连接建立结果或连接断开结果至请求车辆。
在上述任一技术方案中，优选地，至少一个网关模块采用I/O(Input/Output，输入/输出)多路复用技术，至少一个网关模块中的任一个包括一个事件监听线程和多个处理线程。
在上述任一技术方案中，优选地，车联网关包括至少一个服务器，其中包括至少一个网关服务器，至少一个网关服务器的数量小于等于至少一个服务器的数量且等于至少一个网关模块的数量，至少一个网关模块一一对应设置在至少一个网关服务器中；至少一个服务器中的任一个上设有至多一个中控模块和至多一个缓存模块，至少一个服务器上的所有缓存模块共同构成分布式缓存。
根据本发明公开的实施例的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案所述方法的步骤。
根据本发明公开的实施例的第四方面，提供了一种数据传输系统，包括：多个车辆；业务系统，配置为接收多个车辆的状态数据或下发消息至多个车辆；及如上述任一技术方案所述的车联网关。
根据本发明公开的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明公开的实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明的第一个实施例的车联网通信方法的示意流程图；
图2示出了本发明的第二个实施例的车联网通信方法的示意流程图；
图3示出了本发明的第三个实施例的车联网通信方法的示意流程图；
图4示出了本发明的一个实施例的创建连接过程的示意流程图；
图5示出了本发明的一个实施例的断开连接过程的示意流程图；
图6示出了本发明的另一个实施例的断开连接过程的示意流程图；
图7示出了本发明的一个实施例的车联网关的结构示意图；
图8示出了本发明的一个实施例的数据传输系统的消息下发过程示意图；
图9示出了本发明的一个实施例的数据传输系统的单点投递过程示意图；
图10示出了本发明的一个实施例的数据传输系统的事件广播过程示意图；
图11示出了本发明的一个实施例的创建连接过程示意图；
图12示出了本发明的一个实施例的断开连接过程示意图；
图13示出了相关技术中的车辆与车联网关的连接模型；
图14示出了本发明的一个实施例的车辆与车联网关的连接模型。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明第一方面的实施例提供了一种车联网通信方法，用于车联网关，车联网关包括至少一个网关模块，至少一个网关模块中的任一个与多个车辆中的至少一个建立连接通道。
图1示出了本发明的第一个实施例的车联网通信方法的示意流程图。
如图1所示，该车联网通信方法包括：
S102，存储至少一个网关模块与多个车辆的映射关系；
S104，在接收到业务系统针对多个车辆中的至少一个指定车辆的消息时，根据映射关系将消息路由至与至少一个指定车辆相连接的目标网关模块，以供目标网关模块将消息推送至至少一个指定车辆。
本发明提供的车联网通信方法用于车联网关，车联网关包括至少一个网关模块，网关模块作为接入层服务于车辆，直接与多个车辆建立连接通道以实现数据传输，目标网关模块是至少一个网关模块中与至少一个指定车辆相连接的网关模块，换言之，根据业务系统发送的消息的不同，每个网关模块都可以作为目标网关模块。当存在多个目标网关模块时，就由每个目标网关模块将消息分别发送至与之连接的指定车辆。通过集中存储网关模块和车辆的映射关系，可在业务系统需要向指定车辆发送消息时根据映射关系将消息准确路由到与指定车辆相连接的目标网关模块，进而准确直达指定车辆，避免数据在不同的网关模块之间进行流转，减少了业务系统的消息下发延迟时间，进一步提高消息投递的效率，实现车控指令实时高效下发到车辆，提高了车联网关的性能。
具体地，业务系统为云端服务器，不同的业务使用不同的服务器，如用于核对账户信息的账户业务系统、用于处理车控信息的车控业务系统、用于推送娱乐资源的娱乐业务系统。
可选地，网关模块设置在网关服务器中，采用I/O多路复用技术，包括一个事件监听线程和多个处理线程；存储映射关系时采用分布式缓存技术。不同的服务器通过RPC(Remote Procedure Call，远程过程调用)协议通信。
进一步地，映射关系存储的是网关服务器的IP和车辆的唯一标识VIN码(VehicleIdentification Number，车辆识别号码)，中控服务器负责将消息数据根据一定的配置规则路由到特定的网关服务器，即前述目标网关模块。具体而言，中控服务器首先确定指定车辆的VIN码，然后依次遍历所有VIN码，根据VIN码与网关服务器IP的映射关系，将消息路由到对应的网关服务器。
根据指定车辆的数量不同，本发明公开的实施例提供的车联网通信方法满足两种应用场景：单点投递和事件广播。
单点投递时，指定车辆的数量为一个，只需查找映射关系即可获取到与指定车辆相连接的目标网关模块，将消息直接路由到目标网关模块，目标网关模块通过与指定车辆保持的连接通道推送消息到指定车辆。
图2示出了本发明的第二个实施例的车联网通信方法的示意流程图，对应于事件广播。
如图2所示，该车联网通信方法包括：
S202，存储至少一个网关模块与多个车辆的映射关系；
S204，在接收到业务系统针对满足指定条件的多个指定车辆的消息时，根据指定条件筛选出多个指定车辆并获取多个指定车辆的标识信息集合；
S206，遍历标识信息集合，并根据映射关系获取与多个指定车辆相连接的所有目标网关模块；
S208，将消息路由至所有目标网关模块，以供目标网关模块将消息推送至多个指定车辆。
在该实施例中，当业务系统期望同时向多辆车辆发送控车指令时(比如指定北京地区的所有车辆进行系统升级)，业务系统将指定条件(如标签)和控车指令交给车联网关，车联网关根据标签筛选出指定车辆并获得这些指定车辆的标识信息集合(如VIN码集合)，然后依次遍历标识信息集合中的所有车辆标识信息，根据车辆标识信息与网关标识信息的映射关系，将控车指令分别路由到不同的目标网关模块，进而推送控车指令到指定车辆，完成了高效率的事件广播。
图3示出了本发明的第三个实施例的车联网通信方法的示意流程图。
如图3所示，该车联网通信方法包括：
S302，在接收到请求车辆向至少一个网关模块中的某一个发送的创建连接请求或断开连接请求时，利用请求车辆的车辆标识信息和网关标识信息更新映射关系，其中，网关标识信息对应于至少一个网关模块中收到创建连接请求或断开连接请求的一个，请求车辆为多个车辆中的某一个；
S304，在接收到业务系统针对多个车辆中的至少一个指定车辆的消息时，根据映射关系将消息路由至与至少一个指定车辆相连接的目标网关模块，以供目标网关模块将消息推送至至少一个指定车辆。
在该实施例中，具体限定了创建和断开车辆与网关模块之间的连接通道的方案，将发起请求的车辆记为请求车辆，在创建或断开连接的同时相应地更新映射关系，保证了存储的映射关系的实时性，确保了消息的可靠传递。若接收到多个网关模块发送的请求，则针对每个请求分别更新映射关系。实际应用时，可在每次传递消息前先创建连接，传递结束后断开连接，从而减少了对连接通道的占用，也可长期维持或阶段性维持连接通道，减少了信息的传递量，同时不必每次传递消息都创建连接，有助于提高传递效率。
接下来具体介绍存储网关模块与车辆的映射关系的方法。
图4示出了本发明的一个实施例的创建连接过程的示意流程图。
如图4所示，车辆与网关模块创建连接的过程包括：
S402，网关模块在接收到请求车辆发送的创建连接请求时，验证请求车辆的身份信息，当验证通过后，将请求车辆的车辆标识信息、自身的网关标识信息以及创建连接请求发送至车联网关的中控模块；
S404，中控模块在接收到创建连接请求时，存储车辆标识信息与网关标识信息的映射关系，如果已经存在旧的映射关系，则直接进行覆盖。
图5示出了本发明的一个实施例的断开连接过程的示意流程图。
如图5所示，车辆与网关模块断开连接的过程包括：
S502，网关模块在接收到请求车辆发送的断开连接请求时，验证请求车辆的身份信息，当验证通过后，将请求车辆的车辆标识信息、自身的网关标识信息以及断开连接请求发送至车联网的中控模块；
S504，中控模块在接收到断开连接请求时，删除车辆标识信息与网关标识信息的映射关系。
图6示出了本发明的另一个实施例的断开连接过程的示意流程图。
如图6所示，车辆与网关模块断开连接的过程包括：
S602，网关模块在接收到请求车辆发送的断开连接请求时，验证请求车辆的身份信息，当验证通过后，将请求车辆的车辆标识信息以及断开连接请求发送至车联网的中控模块；
S604，中控模块在接收到断开连接请求时，将存储的请求车辆的信息清除掉。
在以上三个具体实施例中，在接收到请求时首先验证请求车辆的身份信息是否合法或是否正确，避免了映射关系存储错误。
在本发明的一个实施例中，进一步地，在存储至少一个网关模块与多个车辆的映射关系的步骤之后，还包括：反馈连接建立结果或连接断开结果至请求车辆。
在该实施例中，当更新映射关系后，还将创建连接或断开连接是否成功的结果反馈给请求车辆，以便请求车辆运行后续操作。
如图7和图8所示，本发明第二方面的实施例提供了一种车联网关，包括：三个网关模块，分别为第一网关模块12、第二网关模块14和第三网关模块16，第一网关模块12与车辆A建立连接通道，第二网关模块14与车辆B和车辆C建立连接通道，第三网关模块16与车辆D建立连接通道；缓存模块20，配置为存储三个网关模块与四个车辆的映射关系；存储器(图中未示出)，配置为存储可执行指令；两个中控模块，分别为第一中控模块32和第二中控模块34，配置为执行存储的指令以：在接收到业务系统针对四个车辆中的至少一个指定车辆的消息时，根据映射关系将消息路由至与至少一个指定车辆相连接的目标网关模块，以供目标网关模块将消息推送至至少一个指定车辆。
本发明提供的车联网关主要包括网关模块、缓存模块20、中控模块这三个功能模块，网关模块作为接入层服务于车辆，直接与多个车辆建立连接通道以实现数据传输，目标网关模块是三个网关模块中与至少一个指定车辆相连接的网关模块，换言之，根据业务系统发送的消息的不同，每个网关模块都可以作为目标网关模块，三个网关模块还配置为执行存储的指令以在接收到针对至少一个指定车辆的消息时，推送消息至至少一个指定车辆，当存在多个目标网关模块时，就由每个目标网关模块将消息分别发送至与之连接的指定车辆。通过设置专门的缓存模块20可集中存储网关模块和车辆的映射关系，中控模块负责管理消息路由策略，可在业务系统需要向指定车辆发送消息时根据缓存模块存储的映射关系将消息准确路由到与指定车辆相连接的目标网关模块，进而准确直达指定车辆，避免数据在不同的网关模块之间进行流转，进一步提高消息投递的效率。三者各司其职，职责单纯，各模块可以水平扩展，一方面提高了车联网关的性能，进而减少了业务系统的消息下发延迟时间，实现车控指令实时高效下发到车辆，另一方面，各网关模块无需存储完整的映射关系，减小了存储量，有利于连接更多的车辆。
具体地，业务系统为云端服务器，不同的业务使用不同的服务器，如用于核对账户信息的账户业务系统、用于处理车控信息的车控业务系统、用于推送娱乐资源的娱乐业务系统。
存储器可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
根据指定车辆的数量不同，本发明公开的实施例提供的中控模块满足两种应用场景：单点投递和事件广播。
如图9所示，在本发明针对单点投递的一个实施例中，优选地，中控模块配置为执行存储的指令以：在接收到业务系统针对指定车辆A的消息时，根据映射关系将消息路由到与指定车辆A相连接的第一网关模块12。
在该实施例中，指定车辆的数量为一个，即车辆A，业务系统将针对车辆A的消息，如控车指令，进一步地，如开锁指令交给中控模块后，中控模块只需查找映射关系即可获取到与车辆A相连接的目标网关模块为第一网关模块12，将消息直接路由到第一网关模块12，第一网关模块12通过与车辆A保持的连接通道推送消息到车辆A。
如图10所示，在本发明针对事件广播的一个实施例中，优选地，中控模块还配置为执行存储的指令以：在接收到业务系统针对满足指定条件的至少一个指定车辆的消息时，根据指定条件筛选出至少一个指定车辆并获取至少一个指定车辆的标识信息集合；遍历标识信息集合，并根据映射关系获取与至少一个指定车辆相连接的所有目标网关模块；将消息路由至所有目标网关模块。
在该实施例中，当业务系统期望同时向多辆车辆发送控车指令时(比如指定北京地区的所有车辆进行系统升级)，业务系统将指定条件(如标签)和控车指令交给中控模块后，中控模块根据标签筛选出指定车辆并获得这些指定车辆的标识信息集合，然后依次遍历标识信息集合中的所有车辆标识信息，根据车辆标识信息与网关标识信息的映射关系，将控车指令分别路由到不同的目标网关模块，进而推送控车指令到指定车辆，完成了高效率的事件广播。
如图11和图12所示，在本发明的一个实施例中，进一步地，至少一个网关模块中的任一个还配置为执行存储的指令以：在接收到请求车辆发送的创建连接请求或断开连接请求时，验证请求车辆的身份信息，其中，请求车辆为多个车辆中的某一个；当验证通过后，将请求车辆的车辆标识信息、自身的网关标识信息以及创建连接请求或断开连接请求发送至中控模块；中控模块还配置为执行存储的指令以：在接收到创建连接请求或断开连接请求时，利用车辆标识信息和网关标识信息更新缓存模块中的映射关系。
在该实施例中，具体限定了创建和断开车辆与网关模块之间的连接通道的方案，将发起请求的车辆记为请求车辆，在接收到请求时首先验证请求车辆的身份信息是否合法或是否正确，避免了映射关系存储错误。在创建或断开连接的同时相应地更新缓存模块中的映射关系，保证了存储的映射关系的实时性，确保了消息的可靠传递。若中控模块接收到多个网关模块发送的请求，则针对每个请求分别更新映射关系。实际应用时，可在每次传递消息前先创建连接，传递结束后断开连接，从而减少了对连接通道的占用，也可长期维持或阶段性维持连接通道，减少了信息的传递量，同时不必每次传递消息都创建连接，有助于提高传递效率。
如图11所示，当请求车辆向网关模块发起创建连接请求时，网关模块验证请求车辆的身份后，将车辆标识信息、自身的网关标识信息及创建连接请求发送给中控模块，中控模块收到创建连接请求后，将请求车辆的车辆标识信息与网关模块的网关标识信息的映射关系存放到缓存模块中，如果已经存在旧的映射关系，则直接进行覆盖。
如图12所示，当请求车辆向网关模块发起断开连接请求时，网关模块验证请求车辆的身份后，将车辆标识信息、自身的网关标识信息及断开连接请求发送给中控模块，中控模块收到断开连接请求后，可删除请求车辆的车辆标识信息与网关模块的网关标识信息的映射关系，也可直接将请求车辆在缓存模块中的信息清除掉。
在本发明的一个实施例中，进一步地，中控模块还配置为执行存储的指令以：反馈连接建立结果或连接断开结果至请求车辆。
在该实施例中，当更新映射关系后，中控模块还将缓存模块创建连接或断开连接是否成功的结果反馈给请求车辆，以便请求车辆运行后续操作。
在本发明的一个实施例中，优选地，至少一个网关模块采用I/O多路复用技术，至少一个网关模块中的任一个包括一个事件监听线程和多个处理线程。
在该实施例中，网关模块负责与车辆建立连接通路，采用I/O多路复用技术，I/O多路复用也称事件驱动，只有当接收到可读通知时，才执行read操作，可以保证每次read都能读到有效数据。具体而言，如图13所示为传统技术下车辆与车联网关的连接模型，每个车辆都独占一个处理线程以建立连接通道，当增加车辆时，需相应增加处理线程的数量，一方面网关模块的资源消耗大，另一方面，每次数据传入都涉及线程的切换和系统内核态与用户态的切换，而采用I/O多路复用技术后，如图14所示，网关模块仅需设置一个事件监听线程即可与多个车辆建立连接通路，同时设置多个处理线程，处理线程的数量不超过业务系统的处理能力同时满足使用需要即可，如24核CPU可设置20个处理线程，当接收到消息时，事件监听线程将消息分配至多个处理线程中，每个处理线程再以流水线形式处理接收到的消息，一方面，即使增加连接的车辆数量也可保持使用的线程数量不变，降低了数据处理的线程数量，进而降低网关模块的资源消耗，可以支持超大规模车辆实时与业务系统保持连接。并且随着车辆增多，可以增加一个网关模块对应的车辆数量或增加网关模块的数量以进行支撑，当网关模块的数量达到一定程度时，还可增加中控模块的数量，即水平扩展功能模块，有助于提高车联网关整体的扩展性；另一方面，通过采用I/O多路复用技术可以避免线程频繁切换和降低系统内核态与用户态的切换频次，可实现消息到达立刻响应，提高了消息的响应效率，极大程度降低消息到达车辆的延迟时间。
在本发明的一个实施例中，优选地，车联网关包括至少一个服务器，其中包括至少一个网关服务器，至少一个网关服务器的数量小于等于至少一个服务器的数量且等于至少一个网关模块的数量，至少一个网关模块一一对应设置在至少一个网关服务器中；至少一个服务器中的任一个上设有至多一个中控模块和至多一个缓存模块，至少一个服务器上的所有缓存模块共同构成分布式缓存。
在该实施例中，车辆网关设置有多个服务器，一个网关模块对应设置在一个服务器中，一个网关模块、一个中控模块和一个缓存模块可部分或全部集成在同一个服务器中，减少服务器总数量，也可以各自单独设置在一个服务器中，提高单个模块的工作性能。换言之，可根据实际需求任意布局三个功能模块的数量和设置位置。对于缓存模块，其采用分布式缓存，提供分布式的非持久化的数据存储服务，在每个服务器上仅需存储部分映射关系，各个服务器上存储的映射关系可以共用，从而减小了每个服务器的存储负担，提高了数据存储量，同时可保证高效地写入、读取非持久化数据，提高了消息投递的效率。具体地，分布式缓存服务采用业界高效、稳定的键值存储系统Redis来进行实现。不同的服务器通过RPC(Remote Procedure Call，远程过程调用)协议通信。
进一步地，映射关系存储的是网关服务器的IP和车辆的唯一标识VIN码(VehicleIdentification Number，车辆识别号码)，中控服务器负责将消息数据根据一定的配置规则路由到特定的网关服务器，即前述目标网关模块。具体而言，中控服务器首先确定指定车辆的VIN码，然后依次遍历所有VIN码，根据VIN码与网关服务器IP的映射关系，将消息路由到对应的网关服务器。
本发明第三方面的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例所述方法的步骤。
本发明提供的计算机可读存储介质，其上存储的计算机程序被处理器执行时可实现上述任一实施例所述的车联网通信方法的步骤，因而具有上述车联网通信方法的全部有益技术效果，在此不再赘述。计算机可读存储介质可以包括能够存储或传输信息的任何介质。计算机可读存储介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
如图8至图10所示，本发明第四方面的实施例提供了一种数据传输系统，包括：多个车辆；业务系统，配置为接收多个车辆的状态数据或下发消息至多个车辆；及如上述任一实施例所述的车联网关。
本发明提供的数据传输系统，包括上述任一实施例所述的车联网关，因而具有上述车联网关的全部有益技术效果，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明公开的实施例可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种车联网通信方法，用于车联网关，其特征在于，所述车联网关包括至少一个网关模块，所述至少一个网关模块中的任一个与多个车辆中的至少一个建立连接通道，所述车联网通信方法包括：
存储所述至少一个网关模块与所述多个车辆的映射关系；
在接收到业务系统针对所述多个车辆中的至少一个指定车辆的消息时，根据所述映射关系将所述消息路由至与所述至少一个指定车辆相连接的目标网关模块，以供所述目标网关模块将所述消息推送至所述至少一个指定车辆。
2.根据权利要求1所述的车联网通信方法，其特征在于，所述在接收到业务系统针对所述多个车辆中的至少一个指定车辆的消息时，根据所述映射关系将所述消息路由至与所述至少一个指定车辆相连接的目标网关模块的操作具体包括：
在接收到所述业务系统针对满足指定条件的所述至少一个指定车辆的所述消息时，根据所述指定条件筛选出所述至少一个指定车辆并获取所述至少一个指定车辆的标识信息集合；
遍历所述标识信息集合，并根据所述映射关系获取与所述至少一个指定车辆相连接的所有所述目标网关模块；
将所述消息路由至所有所述目标网关模块。
3.根据权利要求1或2所述的车联网通信方法，其特征在于，所述存储所述至少一个网关模块与所述多个车辆的映射关系的步骤包括：
在接收到请求车辆向所述至少一个网关模块中的某一个发送的创建连接请求或断开连接请求时，利用所述请求车辆的车辆标识信息和网关标识信息更新所述映射关系，其中，所述网关标识信息对应于所述至少一个网关模块中收到所述创建连接请求或所述断开连接请求的一个，所述请求车辆为所述多个车辆中的某一个。
4.根据权利要求3所述的车联网通信方法，其特征在于，在所述存储所述至少一个网关模块与所述多个车辆的映射关系的步骤之后，还包括：
反馈连接建立结果或连接断开结果至所述请求车辆。
5.一种车联网关，其特征在于，包括：
至少一个网关模块，所述至少一个网关模块中的任一个与多个车辆中的至少一个建立连接通道；
缓存模块，配置为存储所述至少一个网关模块与所述多个车辆的映射关系；
中控模块，配置为在接收到业务系统针对所述多个车辆中的至少一个指定车辆的消息时，根据所述映射关系将所述消息路由至与所述至少一个指定车辆相连接的目标网关模块，以供所述目标网关模块将所述消息推送至所述至少一个指定车辆。
6.根据权利要求5所述的车联网关，其特征在于，所述中控模块还配置为：
在接收到所述业务系统针对满足指定条件的所述至少一个指定车辆的所述消息时，根据所述指定条件筛选出所述至少一个指定车辆并获取所述至少一个指定车辆的标识信息集合；
遍历所述标识信息集合，并根据所述映射关系获取与所述至少一个指定车辆相连接的所有所述目标网关模块；
将所述消息路由至所有所述目标网关模块。
7.根据权利要求5所述的车联网关，其特征在于，
所述至少一个网关模块中的任一个还配置为：
在接收到请求车辆发送的创建连接请求或断开连接请求时，验证所述请求车辆的身份信息，其中，所述请求车辆为所述多个车辆中的某一个；
当验证通过后，将所述请求车辆的车辆标识信息、自身的网关标识信息以及所述创建连接请求或所述断开连接请求发送至所述中控模块；
所述中控模块还配置为：
在接收到所述创建连接请求或所述断开连接请求时，利用所述车辆标识信息和所述网关标识信息更新所述缓存模块中的所述映射关系。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的车联网关，其特征在于，
所述至少一个网关模块采用I/O多路复用技术，所述至少一个网关模块中的任一个包括一个事件监听线程和多个处理线程。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
10.一种数据传输系统，其特征在于，包括：
多个车辆；
业务系统，配置为接收所述多个车辆的状态数据或下发消息至所述多个车辆；及
如权利要求5至8中任一项所述的车联网关。
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