CN109565519A - 在车辆的控制装置和车辆外部的服务器装置之间传输文件的方法，控制装置和车辆 - Google Patents

在车辆的控制装置和车辆外部的服务器装置之间传输文件的方法，控制装置和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在车辆(10)的控制装置(12)和车辆外部的服务器装置(11)之间传输文件(18)的方法，其中控制装置(12)在车辆(10)中通过数据网络(14)与通信设备(13)连接，所述通信设备提供了至服务器装置(11)的、用于传输文件(18)的无线电连接(16)以及所述通信设备在传输期间对文件(18)的数据(19)进行缓存。本发明规定了，文件(18)划分为多个文件段(22)，为每个文件段(22)确定了各自的段标识符(24)，在传输文件(18)之前通过无线电连接(17)传输段标识符(24)，通过相应的请求命令(26)经由无线电连接(16)彼此无关地、单个地请求文件段(22)，其中请求命令(26)包括被请求的文件段(22)的段标识符(24)，并且随后与其余的文件段(22)无关地传输每个被请求的文件段(22)。

Description

在车辆的控制装置和车辆外部的服务器装置之间传输文件的 方法，控制装置和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于在车辆的控制装置和车辆外部的服务器装置之间传输文件的方法，该车辆外部的服务器装置例如可以是网络的服务器。本发明还包括用于车辆的控制装置以及设置用于执行所述方法的车辆。
背景技术
如果控制器本身具有无线调制解调器或数据可以通过车辆的通信设备间接地发送，则该通信设备必须配备无线调制解调器，那么就能把车辆的控制器的数据传输至车辆外部的服务器装置。为了节省成本，通常在中央通信设备中仅提供一个无线调制解调器，该中央通信设备可以通过数据网络连接到控制器。由于车辆的数据网络的传输速率有限，用于将数据传输到服务器装置的传输带宽也相应地受到限制。另外，必须能够临时存储要在通信设备中传输的数据。在此，当控制器要发送相对内容广泛的相关数据时，尤其出现了问题。对形式为文件的相关数据来说会是这种情况，所述文件例如描述驾驶员辅助系统的摄像机图像或驾驶员辅助系统的环境模型或人工神经网络的参数集。然后，必须首先将文件传送到通信设备，该通信设备必须缓存该文件，以便能够在与数据网络上的负载无关的情况下，控制到服务器装置的传送过程。
例如由DE 10 2013 016 554 A1已知了控制器与车辆外部的服务器装置经由通信设备的耦合。其中以所描述的方式规定了，通信设备首先在存储器中收集本地数据，然后执行到车辆外部服务器装置的传输。
DE 102 37 715 A1也公开了一种具有多个控制器的车辆通信架构，这些控制器通过数据网络耦合到通信设备。其中描述了，还可以从车辆外部的服务器装置主动访问车辆的数据内容。
由DE 10 2012 020 637 B3已知了，通过车辆中的电子设备从多个控制器主动收集或请求数据。
发明内容
本发明的目的在于，在车辆的控制装置和车辆外部的服务器装置之间传送大文件时，使通信链路的存储器资源和传输能力的利用率/负荷率(Auslastung)保持较低。
该目的通过独立权利要求的主题解决。通过从属权利要求，以下的描述以及附图描述了本发明的有利的改进方案。
本发明提供了一种用于在车辆的控制装置和车辆外部的服务器装置之间传输文件的方法。控制装置可以是车辆的控制器。车辆外部的服务器装置例如可以是因特网的服务器装置。例如，它可以设计为计算机或计算机网络/计算机组合。该文件可以包括例如相机图像或用于人工神经网络的或环境模型的数据集。该文件尤其可以大于500千字节，特别是大于1兆字节，特别是大于10兆字节。在车辆内，控制装置通过数据网络与车辆的通信设备连接。通信设备可以是车辆的另一个控制器。数据网络例如可以是车辆的以太网或CAN总线(CAN-Controller area network控制器区域网络)。通信设备提供至服务器装置的无线电连接，其中该无线电连接用于传输文件。为此，通信设备可以包括无线调制解调器，例如移动无线电模块(例如LTE，UMTS或GSM)和/或WLAN无线电模块(WLAN-Wireless local areanetwork无线局域网)。为了传输文件，通信设备必须在传输期间临时存储文件的数据。
在此，为了不必把通信设备的内部存储器在其存储容量方面设计得大到可以保存整个文件，和/或为了不在较长的、相关的时间段上阻塞数据网络与无线电连接，根据本发明做出如下规定。在此假设，文件的传输要么是从控制装置直到服务器装置，要么是从服务器装置直到控制设备的传输。因此，该方法适用于在两个可能方向上的传输。
该文件被分为多个文件段。这是由发送组件，即控制装置或服务器装置完成的。对于每个文件段，确定相应的段标识符。段标识符对于每个文件段都相应是一一对应的。在传输文件本身之前，通过无线电连接传输段标识符。因此，接收组件，即服务器装置或控制装置，识别或知道段标识符。然后，通过相应的请求命令经由无线电连接分别独立地单个请求文件段。因此，发送组件接收规定了要发送哪个文件段的请求命令。在此，请求命令包括所请求的文件段的段标识符。相应地与其它文件段无关地传输每个被请求的文件段。
根据本发明的方法的优点在于，对控制装置和服务器装置之间的通信连接来说在任何时间点都不需要关闭整个文件或在连续的传输过程中传输整个文件。传输仅分别涉及其中一个文件段，其段大小可根据可用资源进行调整。
本发明还包括有利的改进方案，通过该改进方案的特征提供了额外的优点。
因此，可以根据数据缓冲区的缓冲区大小来设置文件段的所述段大小，通信设备在所述数据缓冲器中临时存储文件的数据。因此，根据可用资源“缓冲区大小”确定段大小。这可以可靠地防止数据缓冲区过载。
优选地，通过确定校验和值或哈希值来生成段标识符。换句话说，段标识符同时表示校验和列表。因此，段标识符也可用于检查，文件段是否已被无差错地传输。合适的校验和的例子是循环冗余校验(CRC-Cyclic redundancy check)。文件段同样可以借助于哈希值明确标识。通常，因此规定了，段标识符取决于文件段中包含的文件的数据。
附加地或替代地可以规定，每个段标识符还规定文件中所属文件段的相对位置。因此，可以基于文件段的段标识符来重建文件段的顺序。例如，为了规定相对位置，可以将序号(第一文件段，第二文件段......)或偏移(例如字节偏移)规定为文件内的偏移。作为备选，可以规定该文件段相对彼此的相对位置隐含地通过一顺序确定或描述，文件段的段标识符根据该顺序通过无线电连接传输。因此，不需要额外的存储器来规定相对位置。
所述请求命令可以有利地用于控制数据网络、通信设备和/或无线电连接的利用率/负荷率。则为此规定了，如果无线电连接和/或数据网络和/或通信设备的利用率满足预定的过载标准，则通信设备阻止或丢弃(删除)请求命令。例如，过载标准可以表明，在预定时间段内已经传输了文件的预定最大的数据量。附加地或替代地，过载标准可以规定，通信设备中已经存在或者已经从该通信设备接收了预定数量的另外的请求命令或预定数量的用于发送其它数据的传输尝试。
优选规定，将段标识符和稍后的请求命令分别与控制装置的设备标识符一起传输。因此，通过指定设备标识符将段标识符和请求命令分配给控制装置。通信设备相应地基于包含在所述请求命令中的设备标识符控制通过无线电连接接收到的请求命令(控制装置发送文件到服务器装置)至数据网络的转发。由此有利地允许服务器装置顺序地或交替地从不同的控制装置请求文件段。控制装置借助于每个请求命令识别应该发送的下一个文件段。
为了能够在接收组件中由文件段重新构建文件，可以规定，除了由发送组件传送文件名和文件大小之外，在接收组件中创建具有文件大小的空的目标文件，以及把每个相应的文件段对应于其在待传输的文件中的相对位置或位置正确地写入或存储到目标文件中。如果使用因特网协议(IP)，则通常需要在点对点连接(P2P)的意义上控制装置和服务器装置之间的直接连接。则通信设备充当路由器或网关。然而，在根据本发明的方法中优选地避免这种情况。相反，优选规定了，该点对点连接通过无线电连接来连接通信设备和服务器装置，即通过通信设备和服务器装置提供点对点连接，从而点对点连接一方面终止在车辆中的通信设备上，另一方面终止在服务器装置上。为了在车辆内部在控制装置和通信设备之间传输文件的数据，则规定了，在数据网络中的通信设备为控制装置提供文件传输作为与点对点连接不同的网络服务。因此，控制装置可以例如基于进程间通信(IPC-Interprocess communication)与通信设备交换(发送或接收)文件段。因此，数据网络与车辆外部的通信连接—像其由点对点连接提供的那样—保持隔离或独立。因此，数据网络与例如因特网和/或移动网络分开。
本发明还包括用于车辆的控制装置。该控制装置设置用于，为了将文件通过车辆的通信设备发送到车辆外部的服务器装置，首先把文件划分为多个文件段，为每个文件段确定相应的段标识符，在发送文件之前由通信设备把段标识符发送至服务器装置，对文件段中的每个来说与其余文件段无关地通过通信设备从服务器装置接收相应的请求命令，该请求命令包括相应被请求的文件段的段标识符，以及与其余文件段无关地发送各个被请求的文件段。因此，控制装置可以在所述方法中作为发送组件运行。
本发明还包括根据本发明的控制装置的改进方案，该改进方案具有已经结合根据本发明的方法的改进方案描述的特征。所以在此不再描述根据本发明的控制装置的相应的改进方案。
本发明还包括具有至少一个控制装置的车辆，该控制装置构成根据本发明的控制装置的实施方案。至少一个控制装置通过车辆的数据网络与车辆的通信设备连接。通信设备设置用于通过无线电连接提供给车辆外部的服务器装置。总的来说，车辆被设置用于执行根据本发明的方法的实施方案。
附图说明
下面描述本发明的实施例。为此示出了：
图1是根据本发明的车辆的实施方案的示意性图示；
图2示出了用于描述根据本发明的方法的实施方案的图表，所述方法可以借助于图1的车辆实施；以及
图3示出了用于描述根据图2的方法的具体执行的图表。
在下文中阐述的实施例涉及本发明的优选的实施方案。在实施例中所述的实施方案的组件分别是本发明的单个的、可视作彼此独立的特征，这些特征分别也彼此独立地改进本发明并进而也单独地或以与示出组合不同的组合视作本发明的组成部分。此外，所述实施方案也能通过本发明的其它已经描述的特征补充。
在附图中，功能相同的元件分别设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出了车辆10和服务器装置11。车辆10例如可以是汽车，尤其是轿车。服务器装置11例如可以由因特网的服务器提供。为此，服务器装置11可以包括计算机或计算机组合/计算机网络。
在车辆10中可具有控制装置或多个控制装置12和通信设备13。例如，控制装置12可以被配置例如提供驾驶员辅助功能。控制装置12可包括例如相机或其它传感器。每个控制装置12可以经由数据网络14连接到通信设备13。数据网络14可以基于以太网和/或CAN和/或MOST-总线(Media oriented aystems transport)和/或FlexRay总线。通信设备13可以经由另外的通信连接15连接到服务器装置11，该另外的通信连接可以包括例如至移动无线网络(未示出)或WLAN路由器的无线电连接16。通信连接15可以是点对点连接，例如，TCP/IP连接(TCP-transmission control protocol传输控制协议)或UDP/IP连接(UDP-userdatagram protocol用户数据报协议)。为了提供无线电连接16，通信设备13可以包括无线调制解调器17，例如用于WLAN的无线调制解调器和/或移动无线模块。通信设备13例如可以设计为数据网络14的网关或用作车辆10的另一控制器。
控制装置12可以向服务器装置11传输数据，数据可以相应地汇编在一文件中，该文件表示属于一个整体的数据的数据组/数据集。例如，文件18可以是用于模型或人工神经网络的数据组或图像文件或音频文件。
为了将控制装置12的文件18传送到服务器装置11，每个控制装置12使用由通信设备13提供的无线电连接16。换言之，包含在每个文件18中的数据19必须能够临时存储在通信设备13的数据缓冲区20中，使得它们可以随后通过通信连接15向服务器装置11传输。然而，在这种情况下，数据缓冲区20不必与文件18一样大，而是数据缓冲区20可以小于文件18。
为此，图2阐明了传输原理。在控制装置12中，存储具有文件名21(这里例如是“测试文件.jpg”)的文件18和数据19。数据19可以被分成文件段22，其中每个文件段可以具有预定的段大小23。划分可以是纯逻辑的或者通过对存储器中的数据19的划分来进行。在此，文件段通过名称S1到S4区分。对于每个文件段22，可以分别计算段标识符24，例如哈希值。控制装置12可以通过服务接口25处的进程间通信(例如IP-Socket(IP因特网协议)请求将文件18传输到通信设备13。服务接口25形成至数据网络14中的通信设备13的网络服务的通路。通信设备13随后可以为请求的控制装置12进行至服务器装置11的数据传输。
控制装置12可以经由通信设备13将段标识符24发送到服务器装置11，使得段标识符24存在于服务器装置11中。然后，该服务器装置11可通过由通信设备13把相应于待发送的或待传输的文件段22的段标识符作为请求命名26发送至服务器装置12来单独地请求文件段22中的相应一个文件段。因此，控制装置12可以与其它文件段22无关地将被请求的文件段22(在图2中为文件段S1)传输到通信设备13。因此，通信设备13仅需要在其数据缓冲区20中存储段大小23的数据，使得缓冲区大小27对应于段大小23。在此，临时存储的文件段22可以从数据缓冲区20经由通信连接15发送到服务器装置11。服务器装置11可以产生用于存储文件段22的空文件28，该空文件例如可以具有和文件18一样的文件名21。然后，可以将接收到的文件段22以正确的顺序的—像其例如可以通过段标识符24被描述的那样—存储在空文件28中，如在图2中对第一文件段S1示出的那样。
然后可以借助于另外的请求命令26通过说明相应的段标识符24来请求下一个文件段22，该下一个文件段可以缓存在同一个数据缓冲区20中，因为不再需要数据缓冲区20中的已经成功传输的文件段22的数据。
分段的数据传输允许，数据经由具有调制解调器17的控制器(即总体是通信设备13)转移/分流到服务器装置11，而不必提供用于完整缓存数据19的资源。这些资源仅需要在发送数据19的控制器12上可用。具有调制解调器17的转移控制器13仅需要协调控制装置12和服务器装置11之间的传输，并提供小的缓存区(数据缓冲区20，Cache)供使用。这也接管了因特网连接的仲裁(Arbitrierung)。
图3示出了该传输原理的具体实现。
在此，该通信设备13的任务是，协调通过控制器12开始的至服务器装置11的数据传输。这些组件的使用一方面考虑了通信设备13有限的存储器资源以及控制器12至通信设备13的数据传输的仲裁，以及从通信设备13到服务器装置11的数据传输的仲裁。
通信设备13是可配置的数据收集器ODC，其提供所述功能。服务器装置11是后端(后台)。
首先，待发送的大文件18在控制器12上被看成是若干文件段22。对于每个段22，形成哈希值作为段标识符24，并将段标识符存储在列表HashList(哈希列表)中。控制装置12将消息RES_UPLOAD发送到数据收集器(通信设备12)，数据收集器又将其转发到服务器装置11。发送的RES_UPLOAD消息通知后端，即控制装置12想要发送具有文件名21(Filename)和文件大小(Filelength)的文件18。此外，在消息中发送每个文件段22的哈希列表Hashlist。另外，设备标识符ECU可以识别控制装置12。
由后端11接收的消息RES_UPLOAD使得文件28被构建。在此，后端11将针对HashList中的每个哈希向通信设备13发送RES_REQ消息(循环S1...S4)。该消息包含设备标识符ECU，通信设备13可以利用该设备标识符ECU将消息转发到正确的控制装置。后端服务向控制装置12请求确定的、由哈希/散列标识的文件段22而发送RES_REQ消息。
在接收到RES_REQ消息时，控制装置12发送RES_DATA消息，该RES_DATA消息除了包括设备标识符ECU和分段标识符Hash，还为了识别包括真正的文件段22。该消息暂时存储在通信设备13中并被转发到后端11。该后端使用HashList，以便以正确的顺序重建和存储所请求的文件段22。
如果在数据传输仍在进行(旧)时，要从后端向通信设备发送RES_REQ消息，则使用RES_BUSY应答该请求。后端服务必须在稍后的时间点再次请求此文件段。
一旦车辆请求并接收了所有文件段，则通过消息RES_DONE结束文件的上载。通信设备清除其缓存(Cache)，如果不再需要，则控制装置12擦除文件18。
由控制装置12确定传输的文件段22的段大小23。对不同段大小的数据进行分段会导致哈希列表(HashList)中的哈希/散列和文件段的数量改变。只有ODC上用于缓存所需的资源才被视为限制。
总的来说，该实施例说明了，控制器如何通过本发明借助于可配置数据收集器来执行文件上载。

Claims (10)

1.一种用于在车辆(10)的控制装置(12)和车辆外部的服务器装置(11)之间传输文件(18)的方法，其中所述控制装置(12)在所述车辆(10)中通过数据网络(14)与通信设备(13)连接，该通信设备提供至所述服务器装置(11)的、用于传输文件(18)的无线电连接(16)以及所述通信设备在所述传输期间临时存储所述文件(18)的数据(19)，其特征在于，
-将所述文件(18)划分为多个文件段(22)，
-为每个文件段(22)确定各自的段标识符(24)，
-在传输所述文件(18)之前通过无线电连接(17)传输所述段标识符(24)，
-通过相应的请求命令(26)经由所述无线电连接(16)彼此无关地、单个地请求所述文件段(22)，其中所述请求命令(26)包括被请求的文件段(22)的段标识符(24)，以及
-与其余的文件段(22)无关地传输每个被请求的文件段(22)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据数据缓冲区(20)的缓冲区大小(27)来设置所述文件段(22)的段大小(23)，通信设备(13)将所述文件(18)的数据(19)临时存储在所述数据缓冲器中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过确定校验和值或哈希值来产生所述段标识符(24)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，每个段标识符(24)还规定所属文件段(22)在所述文件(18)中的相对位置，或者其中根据通过所述无线电连接(17)传输所述段标识符(24)的顺序确定所述相对位置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果所述无线电连接(16)和/或所述数据网络(14)和/或所述通信设备(13)的负荷率满足预定的过载标准，则通过所述通信设备(13)阻止或丢弃所述请求命令(26)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将段标识符(24)和请求命令(26)分别与控制装置(12)的设备标识符(ECU)一起传输，以及所述通信设备(13)基于包含在请求命令(26)中的设备标识符(ECU)控制通过所述无线电连接(16)接收到的请求命令(26)至所述数据网络(14)的转发。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，传送文件名(21)和文件大小，创建具有所述文件大小的空的目标文件(28)，以及把各个接收到的文件段(22)相应于其在待传输的文件(18)中的相对位置以位置正确的方式写入。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通信设备(13)和服务器装置(11)通过无线电连接(16)提供点对点连接(15)，以及通信设备(13)在数据网络(14)中作为与所述点对点连接(15)不同的网络服务(25)为所述控制装置提供所述文件(18)的传输。
9.一种用于车辆(10)的控制装置(12)，其中所述控制装置(12)设置用于，为了将文件(18)通过车辆(10)的通信设备(13)发送到车辆外部的服务器装置(11)，首先把文件(18)划分为多个文件段(22)，为每个文件段(22)确定各自的段标识符(24)，在发送所述文件(18)之前由通信设备(13)把所述段标识符(24)发送至服务器装置(11)，对文件段(22)中的每个来说与其余文件段(22)无关地通过所述通信设备(13)接收相应的请求命令(26)，其中所述请求命令(26)包括相应被请求的文件段(22)的段标识符(24)，以及与其余文件段(22)无关地发送各个被请求的文件段(22)。
10.一种车辆(10)，具有至少一个根据权利要求9所述的控制装置(12)，其中该至少一个控制装置(12)通过车辆(10)的数据网络(14)与车辆(10)的通信设备(13)连接，其中所述通信设备(13)设置用于，提供至车辆外部的服务器装置(11)的无线电连接(16)，其中所述车辆(10)设置用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
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