CN109116758A - 一种基于云平台的车载终端系统 - Google Patents

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武汉美
王文胜
刘宝华
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Abstract

本发明公开了一种基于云平台的车载终端系统,其特征在于:包括车载终端本体,基于云平台的车载终端系统的工作原理与通讯规范,以及车载终端与云平台、整车控制器、移动设备之间的通信及控制方法。所述车载终端包括控制模块、定位模块、通信模块、网络模块、视频采集模块及电源模块,通过通信模块与云平台进行通信与数据传输,实现远程监控;通过网络模块与整车控制器进行通信与数据传输,实现对车辆的远程控制功能。基于云平台的车载终端作为车辆联网与调度控制部件,可以实现对车辆的全方位监控与管理,实现车辆定位、远程监视与操作控制、数据采集等功能。依托车载终端与移动终端、云平台所建立的立体网络体系,可实现车辆资源与应用需求的有效对接,为用户提供个性化的应用服务,不仅符合国家交通能源战略转型的要求,也是公共交通行业转型升级发展的必然趋势。

Description

一种基于云平台的车载终端系统
技术领域
本发明涉及车联网智慧交通信息技术领域,具体为一种基于云平台的车载终端。
背景技术
随着互联网技术和信息技术的发展,基于网络的车载终端已广泛应用于汽车行业,可进行车辆导航、通信等功能,但现有车载终端不具备多接口信号集成与远程控制功能,没有将远程控制、移动控制、视频监控、远程存储等功能集成一体,无法实现车辆的全方位信息传输与监控。
发明内容
为了克服上述问题,本发明提供了一种基于云平台的车载终端系统。
本发明的技术方案是提供一种基于云平台的车载终端系统,其特征在于:包括车载终端本体,基于云平台的车载终端系统的工作原理与通讯规范,以及车载终端与云平台、整车控制器、移动设备之间的通信及控制方法。
进一步的,所述车载终端包括控制模块、定位模块、通信模块、网络模块、视频采集模块及电源模块。通过通信模块与云平台进行通信与数据传输,实现车辆定位、远程监控、行车数据存储等功能;通过网络模块与整车控制器进行通信与数据传输,从而实现对车辆的远程锁车、解锁等控制功能。
进一步的,所述基于云平台的车载终端系统的工作原理是:通过web或移动端APP设置车辆状态,并将车辆状态信息保存在云平台服务器的车辆状态表中;车载终端定时向云平台服务器发请求,并从车辆状态表中获取车辆状态信息;车载终端通过CAN网络控制器向CAN总线发送车辆状态信息;整车控制器从CAN总线获取车辆状态信息,从而实现对车辆的锁车、解锁控制。
进一步的,所述车载终端与整车控制器之间通过通信协议实现通信,其通讯规范是:CAN总线符合CAN2.0B标准,通信基于SAEJ1939协议;使用CAN扩展帧的29位标识符建立车载终端CAN通讯协议,实现车载终端与整车控制器(VCU)的通讯。CAN 报文是指在 CAN 线(内部CAN、整车 CAN、充电 CAN)上利用ECU和CAN卡接收到的十六进制报文,通常接收到的CAN报文由很多部分组成,解析报文时用到的主要是帧ID和数据两部分。目前大多数的通信协议中都直接给出了相应的帧ID,接收到的十六进制的帧ID实际上是由29位标识符转换而来,帧ID的构成是:P为优先级,有3位,可以有8个优先级(0 ~ 7);R为保留位,有1位,固定为0;DP为数据页,有1位,固定为0;PF为报文的代码,有8位;PS为报文的目标地址(也就是报文的接收方),有8位;SA为报文的源地址(也就是报文的接收方),有8位。数据段一般由8个字节(Byte0 ~ Byte7)组成,来代表终端与VCU之间通信协议中相应的含义,采用intel编码方式,字节间,高信号放在高字节内,低信号放在低字节内;字节内,高信号放在高比特位,低信号放在低比特位,如VCU收到终端的报文数据段如下:0X0000000000000001(解锁)或0X0000000000000010(上锁)。
进一步的,所述的车载终端与整车控制器之间通信及控制方法,其算法包括:(1)终端给CAN总线发送控车指令,第一步以网络请求的方式从远程服务器获取移动端/PC端发出的控车指令,第二步根据服务器返回给终端的响应执行相应的操作,若服务器返回“lock”,则将锁车指令报文发送到CAN总线上;若服务器返回“unlock”,则将解锁指令报文发送到CAN总线上;(2)终端采集GPS数据发送给服务器,第一步读取终端系统中连接GPS设备的串口的数据,第二步对读取的数据进行清洗、预处理,提取出经纬度位置信息,第三步,以网络请求的方式将GPS数据发送给远程服务器,第四步重复第一步;(3)终端从CAN总线读取汽车运行过程中的相关数据,第一步使用第三方开源工具读取特定can_id的数据,第二步使用位与运算符,根据汽车厂家预设的编码方案,逆向还原出二进制编码对应的实际数据,第三步以网络请求的方式将采集到的数据发送给远程服务器,第四步重复第一步。
本发明的有益效果是将各类功能部件和信息进行有效整合,通过车载终端实现车联网及车辆的远程监控,具有如下优点:
基于云平台的车载终端作为车辆调度监控部件,集车辆定位、远程监视与操作控制、行车影像记录等功能于一体,具有行车视频数据采集、远程传输与存储功能,可实现对车辆的全方位监控与管理。
具有无线通信功能,可实现对车辆的数据采集、信息传输、状态监控与网络管理,通过CAN总线与整车控制器等车载设备进行数据交换,实现对新能源汽车的远程控制与管理,能够实现车辆的远程锁车、解锁控制功能,具有车载终端防拆解功能。
针对新能源汽车车型不一样车辆控制接口需求也不一样的情况,该车载终端还充分考虑了车辆应用功能扩展的要求,在接口设计上预留了拓展的空间,丰富的输入、输出通信接口,可以满足不同应用需求。
依托车载终端与移动终端、云平台所建立的车辆立体网络体系,可实现车辆资源与应用需求的有效对接,为用户提供个性化的应用服务,不仅符合国家交通能源战略转型,推进生态文明建设的政策导向,也是公共交通行业转型升级发展的必然趋势。
附图说明
图1是车载终端结构示意图。
图2是车载终端系统工作原理示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于云平台的车载终端系统,其特征在于:包括车载终端本体,基于云平台的车载终端系统的工作原理与通讯规范,以及车载终端与云平台、整车控制器、移动设备之间的通信及控制方法。
如图1所示,本发明公布了一种车载终端,包括控制模块、定位模块、通信模块、网络模块、视频采集模块及电源模块。通过通信模块与云平台进行通信与数据传输,实现远程监控;通过网络模块与整车控制器进行通信与数据传输,实现对车辆的远程锁车、解锁控制功能;电源模块接入车辆的24V电源,为车载终端各功能模块提供工作电源。
如图2所示,车载终端系统的工作原理是:第一步,通过PC端web或移动端APP设置车辆状态,并将车辆状态信息保存在云平台服务器的车辆状态表中;第二步,车载终端定时向云平台服务器发请求,发送车辆位置、运行数据等信息,并从车辆状态表中获取车辆状态信息;第三步,车载终端按照通信协议通过CAN网络控制器向CAN总线发送车辆状态信息;第四步,整车控制器从CAN总线获取车辆状态信息,并根据通信协议实现对车辆的锁车、解锁控制。以上步骤,从第二步到第四步定时重复循环进行,车辆运行状态时每隔2秒车载终端向云平台服务器发一次请求,静止状态时每隔10秒发一次请求。
所述车载终端与整车控制器之间通过通信协议实现通信,其通讯规范是:CAN总线符合CAN2.0B标准,使用CAN扩展帧的29位标识符建立车载终端CAN通讯协议,实现车载终端与整车控制器的通讯。网络报文协议和车载终端 CAN通讯协议建立的方法如下:
CAN报文是指发送单元向接受单元传送数据的帧。我们通常所说的 CAN 报文是指在CAN 线(内部CAN、整车 CAN、充电 CAN)上利用ECU和CAN卡接收到的十六进制报文。
通常接收到的CAN报文由很多部分组成(如表1),解析报文时用到的主要是帧ID和数据两部分。
表1 CAN报文组成
接收到的十六进制的帧ID实际上是由 29位标识符转换而来,目前大多数的通信协议中都直接给出了相应的帧ID,不需要换算。如表2所示。
表2 帧ID的构成
P R DP PF PS SA
3 1 1 8 8 8
表2中,P为优先级,有3位,可以有8个优先级(0 ~ 7);R为保留位,有1位,固定为0;DP为数据页,有1位,固定为0;PF为报文的代码,有8位;PS为报文的目标地址(也就是报文的接收方),有8位;SA为报文的源地址(也就是报文的接收方),有8位。
根据通信协议换算一个帧ID。如表3所示,P为优先级,6转为二进制110; R、DP固定为0;PF为8位的报文代码,24转为二进制00011000;PS为8位的目标地址,即整车控制器的地址,在协议中它的地址定义为167,转化为二进制10100111;SA为8位的源地址,即终端的地址,在协议中它的地址为27,转化为二进制00011011。这些代码合起来为11000000110001010011100011011,转化为十六进制为18FCA71B。
表3 终端与VCU之间的通信协议
数据段一般由8(Byte0 ~ Byte7)个字节组成,来代表通信协议中相应的含义。采用intel编码方式,字节间,高信号放在高字节内,低信号放在低字节内;字节内,高信号放在高比特位,低信号放在低比特位。如VCU收到终端的报文数据段如下:0X0000000000000001(解锁)或0X 0000000000000010(上锁)。
所述的车载终端与整车控制器之间通信及控制方法,其具体算法是:
算法一:终端给CAN总线发送控车指令
第一步:以网络请求的方式从远程服务器获取移动端/PC端发出的控车指令;
第二步:根据服务器返回给终端的响应执行相应的操作,若服务器返回“lock”,则将锁车指令报文发送到CAN总线上;若服务器返回“unlock”,则将解锁指令报文发送到CAN总线上。
算法二:终端采集GPS数据发送给服务器
第一步:读取终端系统中连接GPS设备的串口的数据
第二步:对读取的数据进行清洗、预处理,提取出经纬度位置信息
第三步:比网络请求的方式将GPS数据发送给远程服务器
第四步:重复第一步
算法三:终端从CAN总线读取汽车运行过程中的相关数据
第一步:使用第三方开源工具读取特定can_id的数据
第二步:使用位与运算符,根据汽车厂家预设的编码方案,逆向还原出二进制编码对应的实际数据
第三步:比网络请求的方式将采集到的数据发送给远程服务器
第四步:重复第一步
本发明的有益效果是将各类功能部件和信息进行有效整合,通过车联网实现车辆的远程监控,具有如下优点:
基于云平台的车载终端作为车辆调度监控部件,集车辆定位、远程监视与操作控制、行车影像记录等功能于一体,具有行车视频数据采集、远程传输与存储功能,可实现对车辆的全方位监控与管理。
具有无线通信功能,可实现对车辆的数据采集、信息传输、状态监控与网络管理,通过CAN总线与整车控制器等车载设备进行数据交换,实现对新能源汽车的远程控制与管理,能够实现车辆的远程锁车、解锁控制功能,具有车载终端防拆解功能。
针对新能源汽车车型不一样车辆控制接口需求也不一样的情况,该车载终端还充分考虑了车辆应用功能扩展的要求,在接口设计上预留了拓展的空间,丰富的输入、输出通信接口,可以满足不同应用需求。
依托车载终端与移动终端、云平台所建立的车辆立体网络体系,可实现车辆资源与应用需求的有效对接,为用户提供个性化的应用服务,不仅符合国家交通能源战略转型,推进生态文明建设的政策导向,也是公共交通行业转型升级发展的必然趋势。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.本发明的技术方案是提供了一种基于云平台的车载终端系统,其特征在于:包括车载终端本体,基于云平台的车载终端系统的工作原理与通讯规范,以及车载终端与云平台、整车控制器、移动设备之间的通信及控制方法。
2.根据权利要求1所述的车载终端,其特征在于:所述车载终端包括控制模块、定位模块、通信模块、网络模块、视频采集模块及电源模块,通过通信模块与云平台进行通信与数据传输,实现远程监控;通过网络模块与整车控制器进行通信与数据传输,实现对车辆的远程锁车、解锁控制功能。
3.根据权利要求1所述的车载终端系统的工作原理是:通过web或移动端APP设置车辆状态;车载终端定时向云平台服务器发请求,并从车辆状态表中获取车辆状态信息;车载终端通过CAN网络控制器向CAN总线发送车辆状态信息;整车控制器从CAN总线获取车辆状态信息,从而实现车辆的锁车、解锁控制。
4.根据权利要求1所述的车载终端与整车控制器之间实现通信的通信协议,其通讯规范是:CAN总线符合CAN2.0B标准,通信基于SAEJ1939协议,使用CAN扩展帧的29位标识符建立车载终端CAN通讯协议,实现车载终端与整车控制器的通讯。
5.根据权利要求1所述的车载终端与整车控制器之间通信及控制方法,其算法包括:(1)终端以网络请求的方式从远程服务器获取移动端/PC端发出的控车指令,根据服务器返回给终端的指令发送相应的报文到CAN总线上,执行相应的操作;(2)终端定时采集GPS数据发送给服务器;(3)终端从CAN总线读取汽车运行过程中的相关数据,以网络请求的方式将采集到的数据发送给远程服务器。
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