CN1141675C - 远程监视方法和装置以及电子控制系统的配置 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种在车辆(12，14)的车队与中央基站(22)之间通信的系统，每辆车辆包括一个或多个车辆子系统(31A，31B)，连接到车辆数据链路(32)上。在每辆车辆(12)内，把车辆子系统(31A，31B)产生的报文数据包放置在车辆数据链路(32)上。每个报文数据包包括标识给定车辆和其子系统的标头信息。由车辆(12，14)的车队向中央基站(22)传输该报文数据包，并在中央基站(22)内根据标头信息选择路由。中央基站(22)也可以传输控制信息等，由车队车辆(12，14)的所选车辆内的各种车辆子系统(31A，31B)接收。中央基站(22)产生的每个报文数据包包括至少标识特定车队车辆(12)和车辆子系统(31A)的标头信息。这可以使指定的车辆子系统(31A)通过车辆数据链路(32)检索每个报文数据包。

Description

远程监视方法和装置以及电子控制系统的配置

技术领域

本发明涉及一种使用报文传输站和中继站向移动的车辆发送报文的通信系统。本发明尤其涉及新颖的和改进的使用这种通信系统的方法和装置，以对商业货物运输的车辆内的电子控制系统进行远程监视和配置。

背景技术

在移动的车辆环境中已认识到需要知道车辆的位置和调度联系的能力。有很多商业、政府和私人应用需要向或者从大量的地理上分散的终端或者移动收发机(常常是不规则的)传送相当短的报文(消息)。需要报文服务的地方包括例如航空、航海、商业运输以及报文传送服务等。

其它例子包括商用卡车运输业，其中调度员希望向位于美国大陆上任何地方(尤其是在乡村地区)的卡车传送短报文。直到最近，这种报文的传送都被限制在驾驶员与中央调度员之间进行定期的电话通信。然而，不是不可能，但已证明由于电话服务在许多地区并不总是能轻易得到的，所以驾驶员在固定的计划中的时间上始终进行“呼叫”是困难的。

除了传统电话系统之外，也尝试把其它通信服务应用于流动市场。无线电话、蜂窝电话以及便携式无线收发机(CB)都能在移动收发机和基地单元之间提供某种形式的通信。然而，大量因素致使这些系统不适于作为报文通信系统为大量的分散较广的用户提供服务。例如，蜂窝通信系统中的单元阵列中的每个单元的传输功率较低，易于产生频率选择性衰落和信号阻塞。而且，诸如卡车等活动性强的单元在行进到蜂窝系统内的新单元时，需要经常改变信道。已证明，直接通信(非蜂窝无线电系统)由于频率系统过载和易受其它通信系统的干扰，所以有相似的缺点。

已经开发出基于地球轨道中继卫星的通信系统，努力克服和这些困难，提供向在广阔地理区域的大量用户连续不断地传送报文和相关控制信息的能力。这种基于卫星的报文通信系统在例如美国专利No.4,979,170、名称为“交互顺序半双工通信系统”中有描述，该专利已转让给本发明的受让人，援引于此，以作参考。

除了向远程移动单元提供报文传送的能力的相关系统之外，某些行业也同样需要可靠的移动单元位置信息。尤其期望有这种信息的一个行业是商业卡车运输业。在商业卡车运输业中，要求有一种有效的和精确的确定车辆位置的方法。有了容易的访问车辆定位的信息，卡车运输公司基地可以获得几个优点。卡车运输公司可以保持向客户通知位置、路线和估计的到达的有效时间。卡车公司还可以使用车辆的定位信息与有关路线的效率的经验数据，从而确定最经济的高效路线和过程。

在美国专利No.5,017,926、名称为“双卫星导航系统”中，揭示了一种每个移动单元的通信终端除了可以提供报文传送能力之外，还可以确定位置的系统，该专利也转让给本发明的受让人。美国专利No.5,017,926的系统例如确定移动车辆的位置的依据是三边测量理论。三边测量理论规定，如果已知三个目标彼此间的相对位置，并且已知这三种目标与第四个目标的距离，则可以在描述前三个目标的位置的坐标系内确定第四个目标的三维位置。在美国专利No.5,017,926的系统中，三个已知的位置的前两个对应一对卫星的位置，而第三个位置就是地心。

在每个移动终端上利用这种卫星通信能力确定车辆位置，与商业卡车运输和相关的包裹递送业相比，有很多优点。例如，这种能力避免了对卡车司机自已通过电话向卡车运输公司基地提供与它们的车辆位置有关的位置报告。这些位置报告最多是间隙的，因为仅当卡车司机到达目的地或者中途站时才进行，而且需要司机花时间向卡车运输公司基地打电话。这种位置报告的方法也相当不精确。例如，卡车司机可能错误地或者故意地报告了不正确的位置信息，或者报告了不正确的估计的到达和出发时间。

相反，在每个卡车上利用卫星通信能力，可以使卡车运输公司基地随机识别每辆卡车的经度/纬度位置，从而避免与间隙位置报告相关的缺点。例如，由于确定位置所必须的通信可以在卡车在路上时进行，所以使得空闲卡车的停车时间(即零收入生产期间)最小。而且，实际上消除了位置报告的不精确性，这是因为卡车运输公司基地能几乎瞬时精确地确定卡车位置。

近年来，卡车运输和递送交通工具已装备有电子控制单元(ECU)，该单元连接到车辆数据链路上。这种车载ECU一般加入有自诊断特点，能进行例如检测出有故障的发动机操作和交通工具子系统故障。这种ECU诊断通过确保每辆车辆在检测到发动机故障等情况之后，及时进行服务，能减少维护成本。然而，已发现车载车辆电子处理和存储资源缺少全面利用不断复杂化的电子车辆控制系统产生的大量数据的能力。受到限制的车辆电子控制单元的车载处理能力已抑制了复杂化的诊断过程的性能，同样限制了先前为早期车辆服务要求设计的车辆的运行。

此外，许多车载ECU设置成累积与车辆操作有关的数据。具体地说，在内部数据链路上向车载记录装置传输数据。然而，车载记录装置累积的数据通常仅在它们被传送回到基地计算机上时才使用，用于分析车辆的运行，把车上数据传送回基地计算机通常是通过把车载数据下载到便携式计算机并再把计算机运回到基站来实现的。这已显示是一种累赘的处理，成本既高，而且又易于出错，尤其是在大规模的车队中，

许多车载车辆ECU的运行参数也可以进行编程，以优化车辆的运作。例如，可以把车辆的发动机ECU设置成防止车辆超过最大的车辆速率。又，然而，调整ECU参数一般是通过手动把特定的编程便携式计算机连接到车辆电子系统上来进行的。这种手动参数调整处理同样花费较大，而且易于出错。

在累积车载工作数据和调整ECU参数设置这两个工作期间，数据链路上的通信是利用每个ECU制造者专有的协议进行的。存在多种协议增加了系统的成本的复杂性，而且妨碍了在车辆数据链路上进行标准化通信。再者，在车辆数据链路上的通信存在专有协议一般也不能可靠地识别出当前连接到链路上的设备。也就是说，通常车辆驾驶员或者服务人员有责任手动维护与连接到数据链路的每个ECU关联的各种标识信息记录(例如制造商、型号以、软件版本)。这种手动确认方法显示也十分易受人类出错的影响。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种标准化的车载车辆电子控制单元(ECU)与外部数据处理资源之间的通信路径。

本发明的另一目的在于用传统的移动通信系统，例如基于卫星的报文传送和跟踪系统实现这种通信路径。

本发明的再一目的在于提供一种系统，在这种系统中，通信路径可以用来使车外处理资源进行复杂的涉及车辆ECU的诊断和预测处理，从而不需要复杂的车载处理能力。

本发明的又一目的在于使与车辆进行无线电或卫星通信的基站可靠地识别出联接到该车辆的数据链路上的装置，

本发明的又一目的在于提供一种一般化的通信协议，能支持数据链路与外部处理资源之间的以特定ECU独有的或专有的方式格式化的信息的空中传输。

本发明的又一目的在于提供一种一般化的通信协议，能支持数据链路与车载车辆显示器之间的以特定ECU独有的或专有的方式格式化的信息的空中传输。

本发明的又一目的在于能由与该车辆进行无线电或卫星通信的基站监视和/或调整车辆ECU的运行参数。

总之，本发明实现这样一种系统实现，它包括与一个或多个基站通信的车队，每辆交通工具包括一个电子车辆子系统，连接到车辆数据链路上。在一个方面上，本发明针对一种向基站传送各车辆子系统提供的信息的方法。在每辆车辆内，把车辆子系统产生的数据包放置在数据链路上。每个数据包包括标头信息，识别产生该信息的指定的车辆的子系统。当在空中向基站传送数据包时，该标头信息被修改为也指示传送该数据包的车辆移动通信终端。

在另一方面，本发明针对一种经由从一个或多个基站接收到的报文数据包调整电子车辆子系统的运作参数的方法。每个报文数据包将包括标头信息，指示要接收的车辆通信终端，也指示特定的电子车辆子系统。在一特定的实现方式中，每个报文数据包的主体包括以特定电子子系统独有的方式格式化的信息或指令。

附图概述

本发明的特点、目的和优点将随着下面结构附图的详细描述变得更明显，图中，相同的参考号在所有图中表示相应的部分。

图1示出了移动通信网的典型实现方式；

图2示意地表示了包括在特定车队车辆内的车辆数据链路；

图3更详细地示出了包括在移动通信网中的中心和服务提供者控制站的结构和组织；

图4示出了车队操作者和服务提供者基站管理的一组三个车队的车辆。

本发明的实施方式

I.引言

本发明提供一种在一个或多个车队车辆内的车辆子系统与一个或多个由车队操作者或服务提供者管理的中央控制站之间传送报文的方法和装置。每辆车辆包括移动通信终端以及连接车辆子系统上的内部数据链路。根据本发明，把每辆车辆子系统产生的状态信息等以离散报文数据包的形式放置在内部数据链路上。每个报文数据包包括标头信息，至少识别特定的车辆子系统。移动通信终端也将向网络管理中心或类似的网络路由设备传送某此报文数据包，再从网络管理中心或类似网络路由设备把这些数据包传送到可能位于车队操作者调度设施的车队操作者的中央控制站。在中央控制站内，从接收到的数据包中取出信息，并编入到车辆状态信息数据库中。

中央控制站也向指定的车辆的移动通信终端传输控制请求和参数信息，供其内的各种车辆子系统使用。中央控制站产生的每个报文数据包包括标头信息，用于至少标识特定车队车辆和车辆子系统。这可以把特定移动通信终端接收到的每个报文数据包放置在车辆数据链路上，并由指定的车辆子系统检索。

II.移动通信网概述

图1示出了可以体现本发明的移动通信网的组成部分。移动通信网可以包含例如传统蜂窝通信系统，该系统被设计成在指定的地理区域(即单元)内为用户车辆之间提供服务。另一方面，本发明可以在便于一个或多个中央控制站与分布在广阔地理区域上的多个用户车辆之间进行通信的卫星通信系统内实施。这种基于卫星的报文通信系统在例如上面引用的美国专利No.4,979,170中有描述。

现在再详细地参照图1，它提供了通信网10的概图，在该网中，报文信息可以在车队车辆12、14与一个或多个控制站之间根据本发明进行交换。在图1中，示出了通信网10，在该通信网10中，车队车辆12、14每个都具有移动通信终端(MCT)。车队车辆12、14表示任一种车辆(例如运货卡车)，其司机或其它占有者希望从车队操作者中央基站或中央控制站18获得临时的或更新的信息、状态报告或报文。例如卡车司机或其它递送人员常需要容易地访问报文，以便更有效地工作。图1的通信网依赖于车辆12、14与中央控制站18之间的卫星通信网。然而，再请注意，本发明的讲授同样可以应用于地面蜂窝或移动无线电通信系统，在这类通信系统中，通过中央设备和远处的收发基站与一个或多个移动单元建立通信。

为了适当地描述本发明使每个内部车辆数据链路与中央控制站18之间的信息交换更方便的方式，先简要地描述一下在车辆司机与控制站之间传送报文的通常方法。

III.网络报文传送

现在更详细地参照图1，把车辆12、14的移动通信终端的报文传送给卫星20，从而中继给中央终端22，中央终端22也可以称为地面站。中央终端或地面站22可以位于靠近中央控制站1 8的位置上，以使建站成本降低，并本地直接地访问传输设备，以进行维护和系统升级。另一种情况是，地面站22位于较远的位置，以更适于降低地面对卫星传输或接收的干扰。在这种情况下，用电话、光学或卫星通信链路直接在地面站22与中央控制站18之间或者交替地在地面站22与中央控制站18之间通过网络管理中心(NMC)24建立通信。当报文传送不仅在车辆12、14与中央控制站18之间进行，而且还在车辆12、14与一个或多个服务提供者基站或服务提供者控制站28之间进行时，NMC24可以更有效地控制优先级、接人、计费和报文数据的传送特性。地面站22和NMC24的典型实施中使用的通信硬件进一步的详细内容在上述的美国专利No.4,979,170中有描述。

把要传输给每辆车辆的移动通信终端的报文或者报文数据从中央控制站18传送到地面站22。这类报文可以直接作为数字数据提供给地面站22，或者另一种方式由系统操作者键入，形成所希望的报文信号。每个报文信息在传送之前可以进行各种传统的编码、加密或者检错和校错。在地面站22中，把编码的报文码元用来调制以预选的频率产生FM调制载波的频率发生器或者诸如直接数字合成器等信源，该FM调制载波被上变频到所希望的EHF频带上，以传送给卫星20。

为了在潜在的不同的脉冲速率上减小干扰，适应大量移动通信终端，在较佳实施例中，使用了时分多路(TDM)传送方案。在网络10内传送的报文或报文信号被分配了预定长度的TDM时隙(即信道)。分配的时隙或信道持续时间非常短，把它们的连续帧上的交织做得非常长，以使通信对每个移动通信终端表现为同时进行的。产生、传送和控制TDM信号的方法和装置在通信技术中是公知的，可以利用各种信号多路复用和控制设备来实现。

每帧由多个信道组成，表示基本上一致的传输码元的子帧长度周期。这意味着在每个连续帧期间，每次只传送报文或报文信息的几位，直到完成报文。通常在通信信道上以离散的数据包传送信息，长度范围从例如4至256个字符。每个数据包通常被分成信息段，例如报文类型、报文长度和校验和位。此外，每个报文一般以标头开始，标头包括指示单个移动通信终端的独立的序号、识别一组移动通信终端的组地址或者对应于系统内所有移动通信终端的全呼叫地址。通过提供移动通信终端可以响应的这些可替换地址，可以高效地向所希望的移动通信终端组传送单个报文。

在每个移动通信终端上，收发机用来接收和解调从卫星20接收到的通信下行链路信号。天线接收下行链路信号，并通过双工器传输给解调器(都没有示出)进行解调。解调器使用已有技术中已知的元件把接收到的通信信号下变频到较低的IF频率，然后，变频到码元频率，作为编码码元流(即数字报文)。可以利用显示设备，诸如LED、LCD电致发光或放电类元件字符显示器，把数字报文提供给车辆操作者。另一方面，可以把报文与其它处理单元接口，例如便携式计算机，或者由诸如小型热敏打印机等硬复制设备打印输出。

IV.与车辆子系统通信

根据本发明，每个移动通信终端连接到安装在其上的车辆内部数据链路，这样装备是为了用作在内部车辆数据链路与网络管理中心(NMC)之间传输指定数据包的信息的通道。修正每个这种报文的标头信息，以除了MCT序号之外，还包括与其上安装有移动通信终端的车辆的特定车辆子系统相关的车辆子系统报文识别符(MID)。典型的车辆子系统包括车辆发动机、刹车系统、电子点火系统等。这样，把移动通信终端通过NMC24从控制站接收到的指定报文数据包放置在内部车辆数据链路上，并由适当的车辆子系统检索。同样，车辆子系统产生的数据包的标头信息产生包括相应的子系统MID以及子系统通过内部车辆数据链路连接的移动通信终端的序号。这样，接收控制站可以把子系统报文识别成是由特定车辆子系统产生的。本发明的特点是利用已有的通信硬件可以在所选的车辆子系统与控制站之间进行这种双向报文传送，不需要车辆驾驶员介入。

现在转到图2，图2示意性地示出了第一车辆12的车辆数据链路32。连接到数据链路32上的是移动通信终端(MCT)34和多个车辆子系统31A-31N，每个子系统由其内的车辆电子控制单元(ECU)控制，在图中没有示出ECU。在较佳实施例中，根据汽车工程师协会发布的车辆数据链路标准(即SAE J1587和SAE J1708)在数据链路32上传送信息，应理解，其它实际的数据链路和/或协议也可以使用，而不脱离本发明的范围。SAE J1708和SAE J1587标准分别规定了标准数据链路的物理结构以及在数据链路上的通信使用的报文传送协议。

根据SAE J1587，利用各种类型的短信息数据包传输信息。每个数据包引入了指示源ECU的MID的字段、指示数据类型的字段和与检错有关的字段。几乎所有这种报文的主体内容是根据数据类型，由SAE J1587全面规定的。此外，SAE J1587协议提供的数据类型可以进行无格式数据的连接模式传送。如这里所描述的，本发明利用了J1587规格定义的多种数据包。

V.设备信息监视

在本系统中，数据链路上设备的标识是利用SAE J1587规定的标准询问请求进行的。另一方面，MCT在处理获得能与MCT通信的车辆ECU的标识信息期间，可以使用每辆车辆的ECU独特的通信协议。在典型实施方式中，车队操作者中央控制站通过卫星接口37指定车辆子系统，进行设备识别。在每个发动机活动(例如，发动机启动或点火)或者其它预定的事件发生之后，设备监视器39通过总线接口35查问每个指定的子系统与其软件有关的标识信息和部件参数。设备监视器39把这标识信息存储在数据库内，在中央控制站中利用卫星接口37复制部分标识信息。下面的表I指出了包括在典型记录内的字段，该记录存储在设备监视器39的数据库中。

   表I

部件(MID)
	VMRS
型号
	序号
软件版本号

参照表I，把与指定的子系统唯一关联的报文标识符(MID)存储在部件字段中。在VMRS字段中，用字母输入项来标识子系统制造者或者部件字段中指定的部件的制造者。此外，把部件的制造者型号存储在型号字段内。最后，分别在序号和软件版本号字段内标识指定部件的ECU的序号和该ECU中使用的软件版本。在典型实施例中，MCT通过网络管理中心(NMC)24向中央和其它控制站提供所选择的存储在设备监视器39的数据库内的信息。

在典型实施例中，MCT34，在预定的时间或间隔上(例如启动时)验证在车辆12上的车辆ECU的硬件和软件的标识。这一过程确保在中央控制站18与车辆12之间发送报文时不会发生“失配”。在典型实施例中，设备监视器39在数据链路32上发送询问报文，询问车辆子系统31A-31N。在典型实施例中，车辆子系统31A-31N通过提供表I中规定的信息响应该询问。车辆子系统31A-31N通过在车辆数据链路32上提供响应信息作为响应。

此外，当MCT34检测到车辆子系统31A-31N的标识有变化时，车辆12向中央控制站18发送报文，指示车辆子系统31A-31N的标识有变化。这可以使中央控制站18验证要询问的车辆子系统31A-31N的标识。在典型实施例中，在进行与车辆12的数据传送时进行这种信息传输。

在较佳实施例中，可以向中央控制站18传送数据的车辆子系统31A-31N的标识可以通过从中央控制站18或服务提供者控制站28之一传送报文而配置。如上所述，把这种子系统配置数据传送给车辆12。响应于子系统配置数据，MCT34在车辆数据链路32上向车辆子系统31A-31N发送配置报文。要重配置的车辆子系统31A-31N的子系统接收该报文，并且作为响应修改其配置。

VI.无格式数据传输

为了便于在ECU与外部控制站处理资源之间交换ECU特有或专用信息，本发明打算利用J1587无格式信息传输协议。具体地说，可以通过NMC向车辆MCT发送由无格式数据组成的前向报文数据包，并通过车辆数据链路中继给识别出的ECU。这种前向报文数据包可以包括例如参数设置或ECU在控制指定的子系统期间使用的其它类型的信息。同样，耦接到数据链路上的ECU可以向MCT发送无格式数据包用于通过NMC向一个或多个控制站传输。如下所述，中央控制站适应向识别耦接到车辆数据链路(已对此链路授权这种无格式报文传输)的这些类型的ECU的特定车辆发送报文数据包。

参照图2，当卫星接口37接收到报文数据包，以使特定ECU发动能无格式数据包通信时，卫星接口向设备监视器39发送信号，在位于设备监视器39内部的ECU标识数据库中维持识别特定ECU的当前信息记录。如上所述，设备监视器39保持的每个标识记录的全部或部分都可以在中央控制站的相应ECU标识数据库中复制。如下面所解释的，保持这些ECU标识信息数据库便于验证每个无格式报文数据包中的信息是属于被定址的ECU类型一致的格式。

本发明的这一特点可以这样理解，考虑车辆MCT从一个或多个控制站接收到报文数据包的情况，每个报文数据包包含无格式信息和指示车辆内的ECU标识的标头信息。此外，每个无格式报文数据包的标头信息一般包括类型标识信息(包括在表I内)。设备监视器39把接收到的报文数据包的标头信息与其内的ECU标识数据库相应记录内的标识信息进行比较。在车辆数据链路上通过总给接口35向识别出的ECU传送标头信息与存储在设备监视器39的ECU标识数据库内存储的标头信息一致的报文数据包。如果报文数据包中的标头信息与设备监视器39内部的ECU标识数据库中存储的标头信息不一致，则通过卫星接口37向发出该报文数据包的控制站传送出错报文。因此，防止了每个车辆ECU接收以可能与其要求的报文协议不一致的方式格式化的信息。

也可以授权连接到已被车辆MCT的设备监视器39授权进行报文传输的车辆数据链路上的那些ECU向一个或多个控制站传输报文数据包。在车辆数据链路上从授权的ECU向车辆MCT以例如J1587无格式报文数据包的形式传输这些报文。接着，车辆MCT的卫星接口37向一个或多个控制站发送报文数据包中固有的无格式数据。这些无格式数据包的标头信息一般包括发出数据包的ECU的MID。此外，标头信息也可以包括与数据包传送到特定控制站的路由有关的信息。在这一方面，与可以向特定控制站传送无格式信息的ECU类型有关的约束，中央控制站可以把它们传送并存储在设备监视器39中。例如，通过向设备监视器39提供“路由VMRS”，中央控制站可以指定特定MID的车辆ECU可以仅向那些由相应的VMRS值识别的制造者有关的控制站发送无格式信息。设备监视器39通过验证发送该报文的ECU的VMRS字段与ECU的MID相关联的路由VMRS(即ECU的实际制造商)一致来依从这种约束。这样，确保了把指定制造商的ECU的报文数据包经路由传送到控制站，或者与该制造商相关联的处理设备。在MCT 34通过卫星20和地面站22向NMC 24传输了这种报文数据包之后，NMC 24利用报文数据包标头内的MID和路由VMRS字段，把传输的报文数据包经路由传送到合适的控制站。

虽然前面指出控制站可以通过例如空中通信授权车辆MCT发送和接收与特定ECU关联的报文数据包，但应当理解，其它的授权方法也包括在本发明的范围内。例如通过用户接口36，可以把MCT构筑成局部接收授权，传输/接收与指定ECU关联的无格式报文数据包。

参照图3，图3更详细地示出了中央控制站18和服务提供者控制站28的结构和组织。如图3所示，NMC 24通过电话线或专用光缆连接到中央和服务提供者控制站18、28上。可以看出中央控制站18包括具有中央处理单元(CPU)50的通用计算机系统(例如IBM AS/400)，该中央处理单元50通过系统总线52与存储报文传送程序60、路由器程序61和一个或多个车辆系统应用程序62的主存储模块互连。CPU 50也连接到键盘64以及与显示设备70组合的接口显示驱动器66上。

报文传送程序60向路由器程序61发送在各种车辆子系统中产生的无格式报文数据包，并向系统总线52传送其它类型的控制报文和从NMC24接收到的信息。报文传送程序60可以利用诸如QTRACS/400程序等软件实现，该程序可从位于加利福尼亚圣地亚哥的QUALCOMM公司获得。根据包括在附带在每个报文数据包上的标头信息内的车辆子系统MID，路由器程序61把每个接收到的报文数据包中继给一个或多个车辆系统应用程序62。车辆系统应用程序62一般设置成例如监视车辆子系统性能，进行与车辆子系统运作有关的统计，以及预报车辆服务要求。

参照图3，保持在中央控制站18内的车辆数据库72包括与每个移动通信终端有关的车辆内使用的ECU类型记录。在典型实施例中，车辆数据库72是这样形成的，在中央控制站18内至少复制每个移动通信终端内的指示MCT序列号和包含在其安装的车辆内的ECU的标识信息的部分数据库。有了车辆数据库72和/或每个移动通信终端内的数据有利地防止了把不正确格式的参数或控制信息提供给指定的ECU，或从指定的ECU得到。

具体地说，报文传送程序60可以工作成验证ECU要接收的每个报文数据包的标头信息与存储在车辆数据库72内的相应信息一致。报文传送程序60是通过把数据包标头内指示的ECU信息与存储在与数据包标头指示的移动通信终端相关联的车辆记录数据库72内的ECU信息进行比较实现的。如果数据包标头内指示的ECU信息与数据库记录中的ECU类型的标识信息不一致，则产生出错报文，并不传送报文数据包。

如图3所示，服务提供者控制站28被组织成类似于中央控制站18。因此，基本上与中央控制站18内的单元相似，用带有“’”撇号的参考号标识服务提供者控制站28内的单元。设置在服务提供者控制站28内的是通用计算机系统(例如IBMAS/400)，它具有存储器，存储报文传送程序60’、路由器程序61’和一个或多个服务提供者应用程序74。每个服务提供者应用程序74都可以由中央控制站18使之运行，用于监视和/或更新特定类型的那些车辆子系统的参数。例如，典型的服务提供者应用程序74可以工作成在特定发动机制造商生产的某些车队车辆内设置发动机参数。同样，另一种服务提供者应用程序可以负责监视指定一组车队车辆内所用的指定制造商的刹车系统的性能。下面将进一步详细描述附带在服务提供者应用程序74产生的数据包上的报文数据包标头信息的典型的格式。

根据本发明的一个方面，通过把无格式数据包经路由传送到服务提供者控制站内的计算机，把标识信息合并到数据包中，以便于进行这些操作。尤其，通过把数据包内的设备和制造商信息与特定服务提供者匹配，从而把无格式数据包定路由到合适的服务提供者计算机。在较佳实施例中，中央控制站计算机指定与每个车辆MCT连接的指定设备组相关联的数据包的这种可选路由操作。具体地说，中央控制站计算机向MCT发送用于可选数据包路由过程所选的一组设备表，而且也发送每个设备的合适的VMRS路由码。接着，MCT把合适的路由信息引入到源于所选设备的报文的数据包标头中。在MCT传输之后，NMC 24根据每个数据包标头信息，把这些数据包路由传送到合适的服务提供者控制站。另一种方法是，NMC可以使路由信息的数据库保持独立，从而不需要在数据包标头中提供路由信息。

在典型实施例中，在中央和服务提供者控制站两者内的计算机在连接到NMC时运行登录序列。NMC被构置成典型的实现方式，以便通过检查登录序列内所用的某此帐户信息，在各种服务提供者与控制站计算机之间进行辨别。服务提供者帐户可以与一个或多个MID/VMRS对关联，每个MID/VMRS与特定的设备ID和制造商关联。在这一点上，NMC保持了与每个服务提供者帐号关联的各个MID/VRMS对的数据库。当选择了上述可选数据包路由时，NMC把从车辆子系统接收到的返回数据包经路由传送到与返回数据包的标头中规定的MID和VMRS字段相对应的给服务提供者计算机。同样，NMC仅允许把具有MID和VMRS标头信息与产生前向数据包的服务提供者计算机相匹配的那些前向数据包发送给指出的车辆子系统。在另一种方案中，NMC被具体地构置成保留授权信息，识别可以从给定的服务提供者计算机发送正向数据包的预定车辆MCT组。

现在参照表II，可以看出，包括在中央控制站18内存储的车辆数据库72内的数据记录包括一组典型的六个数据字段。尤其是，车辆ID字段一般包括字母数字输入项，表示指定车队中的特定车辆。由于在典型实施例中报文传送程序发送和接收的报文数据包的标头包括MCT序号#，而不是车辆ID，所以列出与每个MCT序号#有关的车辆ID的独立表格一般也保持在车辆数据库72中。因此，项目MCT序号#和车辆ID在下文中可以互换使用。表II中的其余每个保持字段对应于同名的表I内的字段。

                               表II

车辆ID

部件(MID)

VMRS

型号

序号

软件版本号

现在参照表III、IV和V，表中示出了类型数据记录，它们可以包括在网络管理中心24的NMC数据库82内存储的数据表中，表III指定了一条记录，它包括车辆部件(MID)类型以及来自服务提供者控制站(图3)的特定服务提供者(服务提供者帐号#)(图3)要监视和/或控制的相关制造者(VMRS)，例如，表III内的特定记录可以指示给定服务提供者帐号(服务提供者帐号#)对由Detroit Diesel公司(VMRS)制造的所有车辆发动机(MID)的运作负责。NMC也可以包括表IV内指定的类型记录数据库，每个类型记录把指定的MCT与一个以上的MID和VMRS组合关联，以选择路由。表IV中所示的每个类型数据记录与表III内包括的类型信息一起可以使NMC确定把各种类型的ECU(即各种MIC/VMRS组合)中发出的报文选择路由到与特定服务提供者帐号相关联的处理资源的方式。另一种方式是，NMC可以包括表V中所示的类型记录数据库，在该数据库中，每个MCT的每个MID被列成与指定的服务提供者相关联。表V所示的类型记录数据库提供了这样的灵活性，即对于具有与其相关的多个MID的每个MCT来说，MID可以由相同的服务提供者管理，或者由MCT记录指示的不同的服务提供者管理。因此，可以为车辆上的任何MID指定不同的服务提供者。

                    表III

服务提供者帐号#

MID

VMRS

                    表IV

MCT序号#

MID

VMRS

                    表V

MCT序号#

MID

服务提供者帐号#

NMC数据库82中的数据表主要用来确保仅把适当格式的参数信息中继给指定的车辆子系统。例如，在接收到服务提供者应用程序74产生的报文数据包时，网络管理中心24内的报文验证子程序86将把该报文数据包的标头与NMC数据库82内的适当的记录(见例如表III)进行比较。仅当存储在服务提供者的记录(服务提供者帐号)内的部件和VMRS字段中的信息与数据包标头的相应字段内的信息一致时，网络管理中心24才会把该报文数据包传送给指定的移动通信终端。如果相应字段内的信息不一致，则报文验证子程序就向服务提供者控制站28发送出错报文。在控制站28内，报文传送程序60’可以把出错报文选择路由传送给显示设备70’，以便可以警示操作者有出错情况存在。

在典型实施例中，网络管理中心24包括通用计算机，通过该计算机，可以直接访问和更新NMC数据库82内的数据表。另一种方式是，利用把报文数据包从中央控制站18或服务提供者控制站28传输给网络管理中心24而更新这些表。

现在转到图4，图4示出了车队操作者控制站或基站105-106以及服务提供者，即原设备制造商(OEM)控制站或基站107-110管理的三个车队车辆102-104组。网络管理中心(NMC)110和地面站(未示出)便于每个基站与车队车辆102-104之间进行通信。图4打算示例这样一种方式，即本发明的通信系统使一个以上单位来控制和管理车队。参照图4，可以看出车辆102和103包括第一(V1)和第二(V2)车辆，它们属于第一车队操作者(C1)通过车队操作者基站105管理的车队。车辆104组成属于第二车队操作者(C2)通过车队操作者基站106管理的车队的第一(V1)车辆。即使车辆102和103的各MCT 111和114被设置成仅与基站105通信，车辆104的MCT 117仅与基站106通信，但本发明的报文传送协议可以在车辆102-104内的子系统与不同的OEM，即OEM A-D之间通过各种OEM基站107-110进行独立的通信。

更具体地说，车辆102包括MCT 111和两个车辆子系统112-113。在车辆102中，子系统112是由OEM A制造的类型单元A1(例如发动机)，它被认为与OEM A的基站107一起工作。车辆102还包括子系统113，它也是由OEM A制造的类型单元AN(例如刹车系统)。同样，车辆103可以包括子系统116，它也是由OEMA产生的发动机类型(单元A2)。通过发送由上述格式的标头信息识别的报文数据包，OEMA基站107可以通过NMC110向车辆102和103的MCT 111和114发送请求，对一个或多个子系统112(单元A1)、113(单元AN)和116(单元A2)的参数设置进行各种修正或调整。在反向通信操作时，通过由NMC 110反向发送的报文数据包向OEM基站A报告子系统112(单元A1)、113(单元AN)和116(单元A2)的当前配置或参数。同样，OEMB基站108可以通过NMC 110向车辆102和103的MCT 111和114发送请求，对子系统112(单元A1)的参数设置进行各种修正或调整。在例如OEMC和D基站109和110以及车辆104内的各子系统118和119(单元C2和D1)之间通过MCT 117和NMC 110进行类似的报文传送。

V.无格式数据显示

本发明的系统使用了J1587协议的无格式信息传送特征，以便于向与MCT关联的外部显示传输ECU指定或专有的信息。尤其是，中央基站工作成向所选的MCT发送报文数据包，指示已授权连接到每个车辆的数据链路上的哪一个ECU使用车辆MCT的显示设备33(图2)。每个车辆的MCT通过总线接口35从经授权的ECU接收无格式数据，并把该数据通过用户接口36向外部显示设备33传送。显示设备33可以使车辆驾驶员或其它用户看到来自耦联到数据链路上的指定设备的ECU接收到的专有信息。

虽然中央基站可以通过例如空中通信授权车辆MCT可以使其显示设备用来显示来自指定ECU的报文数据包内的信息，但应当理解，其它的授权方式也应包括在本发明的范围内。例如，车辆MCT可以被构置成通过用户接口36局部接收授权，显示特定ECU的数据包内的信息。还应理解，显示信息可以仅构成传输给基站的一个子集。例如不必在车辆本身上显示子系统标识信息或者车辆标识信息，但是这些信息通常是包括在传输的报文数据包内的。再者，显示信息可以与传输的不同。例如，传输信息可以包含事件记录数据或者历史数据，通常是二进制形式，而显示的信息实际上可以作参考，通常是例如ASCII文本的可读形式，它可能与或者也可能不与传输的信息相关。

VI.车辆参数监视

如上所述，本发明的系统可以利用SAE J1587规定的询问请求监视与耦联到车辆数据链路上的设备相关的参数。另一种方法是，每个车辆MCT可以构置成在监视处理时，利用对于每个车辆设备的ECU来说是唯一的通信协议。在这两种实现方式之中，中央基站一般通过卫星接口37接收到的报文指定要监视的那些车辆设备和子系统。一发生预定的事件(例如发动机启动)，参数监视器40就询问耦联到数据链路上的每个指定的子系统或设备要监视的参数的当前状态或值。被监视参数的参数数据库保持在参数监视器40内，利用通过卫星接口37与中央基站的通信，可以在其内复制全部或部分参数数据库。表VI提供了参数数据库内一般包括的典型的三字段类型记录。

                    表VI

部件(MID)

参数识别符

当前参数值

参照表VI，把与给定ECU相关的唯一的报文识别符存储在部件字段内。参数标识符字段指出了与要监视的特定MID关联的参数，通常保持由SAE J1587规定的参数识标字符(PID)。此外，当前参数值字段存储参数标识字符字段中规定的参数的最后报告值。在典型实施例中，在当前参数值的每次更新后，MCT(通过NMC 24)向一个或多个基站发送报文数据包，指示最新的值。

前述描述的较佳实施例能使本技术领域的熟练人员制造或使用本发明。对这些实施例的各种改动对于本技术领域的熟练人员来说是明显的，不经过创造性劳动可以把这里限定的一般原理应用于其它实施例。因此，本发明本不限于这里所示的实施例，而是应对应这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽范围。

Claims (44)

1、一种远程监视和配置位于车辆上的车辆子系统的方法，所述车辆子系统连接到车辆数据链路上，所述车队的车辆部分与中央基站通信，所述方法包含下列步骤：

在所述车辆中提供第一报文数据包，该第一报文数据包包括所述车辆中的第一车辆子系统产生的状态信息，所述第一报文数据包还包括标头信息，标识所述车辆和所述第一车辆子系统；

由所述车辆向所述中央基站传输所述第一报文数据包；以及

把所述第一报文数据包传送给所述标头信息指定的车辆子系统应用程序中。

2、如权利要求1的方法，其特征在于，所述传输步骤包括把所述第一报文数据包传输给网络管理中心，并根据所述标头信息把来自所述网络管理中心的所述第一报文数据包中继给所述中央基站的步骤。

3、如权利要求2的方法，其特征在于，还包括下列步骤：

在所述车辆内产生第二报文数据包，该第二报文数据包包括至少标识所述车辆的标头信息；

把所述车辆的所述第二报文数据包传输给所述网络管理中心；以及

根据所述第二报文数据包中的所述标头信息把所述网络管理中心的所述服务提供者报文数据包中继给第二基站。

4、一种远程监视和配置位于车辆上的车辆子系统的方法，所述车辆子系统连接到车辆数据链路上，所述车队的车辆部分与中央基站通信，所述方法包含下列步骤：

在所述中央基站中产生第一报文数据包，由所述第一车辆内的第一车辆子系统接收，所述第一报文数据包包括标头信息，至少标识所述第一车辆和所述第一车辆子系统；

把所述中央基站的所述第一报文数据包传输给所述第一车辆；

把所述第一报文数据包的所述标头信息与存储在位于所述第一车辆上的数据库中的相应的车辆子系统标识信息比较；以及

如果所述标头信息与所述数据库中的所述相应车辆子系统标识信息一致，则把所述第一报文数据库放置到所述车辆数据链路上。

5、如权利要求4的方法，其特征在于，还包括下列步骤：如果所述第一报文数据包中的所述信息不与所述数据库内的所述相应车辆子系统标识信息一致，则第一车辆向所述中央基站传输一个出错信息。

6、如权利要求5的方法，其特征在于，还包括把所述数据库的复制品保持在所述中央基站内的步骤。

7、如权利要求5的方法，其特征在于，还包括询问所述第一车辆内的所述车辆子系统，在预定时间上更新所述数据的步骤。

8、如权利要求7的方法，其特征在于，所述预定时间之一是发动机启动。

9、如权利要求7的方法，其特征在于，还包括下列步骤：在所述中央基站内保持所述基站复制品，并且在从所述移动通信终端接收到信息时在所述中央基站上更新所述数据库的所述复制品。

10、一种远程监视和配置位于车辆上的车辆子系统的通信网，所述车辆子系统连接到边辆数据链路上，所述车队的所述车辆部分与中央基站通信，所述通信网包含：

把报文数据库放置在所述车辆的车辆数据链路上的装置，所述报文数据包指示所述车辆中的至少一个车辆子系统的状态，每个所述车辆报文数据库包括至少识别一个车辆子系统的标头信息；

移动通信终端，连接到所述车辆的车辆数据链路上，向所述中央基站传输所述车辆的所述报文数据包；以及

路由选择装置，根据所述标头信息在所述中央基站内选择至车辆子系统应用程序的所述报文数据包的路由。

11、如权利要求10的通信网，其特征在于，所述报文数据包路由选择装置包含位于所述中央基站内的路由器程序。

12、如权利要求10的通信网，其特征在于，还包括网络管理中心，工作成接收由所述移动通信终端传输的所述报文数据包，所述网络管理中心工作成根据所述标头信息把所述报文数据包中继给所述中央基站。

13、如权利要求12的通信网，其特征在于，所述网络管理中心包括根据所述报文数据包内的标头信息把所述移动通信终端传输的所述报文数据包中继给服务提供者基站的装置。

14、一种远程监视和配置位于车辆上的车辆子系统的通信网，所述车辆子系统连接到边辆数据链路上，所述车队的所述车辆部分与中央基站通信，所述通信网包含：

报文传送程序，驻留在所述中央基站上，用于产生第一报文数据包，由所述车辆的第一车辆内的第一车辆子系统接收，所述第一报文数据包包括至少识别所述第一车辆和所述第一车辆子系统的标头信息；

中央基站收发机，向所述第一车辆传输所述第一报文数据包；

移动通信终端，设置在所述第一车辆上，用于接收所述第一报文数据包，所述第一车辆子系统可以从车辆数据链路上检索所述第一报文数据包；

第一数据库，位于包含识别对应于所述第一车辆子系统的信息的车辆子系统的所述移动通信终端上；以及

比较器模块，位于所述移动通信终端中，用于把所述第一报文数据包的所述标头信息与所述第一数据库内相应车辆子系统标识信息比较，当所述标头信息与所述第一数据库中的所述相应车辆子系统识别信息一致时，把所述第一报文数据包放置在所述车辆数据链路上。

15、如权利要求14的通信网，其特征在于，如果所述第一报文数据包中的所述信息与所述数据库中的所述相应车辆子系统标识信息不一致，所述移动通信终端还从所述第一车辆向所述中央基站传输一出错报文。

16、如权利要求14的通信网，其特征在于，所述中央基站包含第二基站，所述第二基站包含所述车队中每辆车辆的所述车辆子系统标识信息。

17、如权利要求14的通信网，其特征在于，所述移动通信终端通过询问所述第一车辆内的所述车辆子系统在预定时间上更新所述第一数据库。

18、如权利要求17的通信网，其特征在于，所述预定时间对应于所述第一车辆的发动机点火时间。

19、如权利要求14的通信网，其特征在于，还包含控制器，在接收到所述移动通信终端的更新信息时，更新所述第二数据库。

20、一种监视车辆中的车辆子系统参数的方法，所述车辆具有一个或多个车辆子系统，连接到数据链路上，所述方法包含下列步骤：

向所述车辆子系统发出询问，确定所述车辆子系统的参数的状态；

响应于所述询问，每个所述车辆子系统把一个或多个报文数据报放置在所述车辆数据链路上；所述报文数据包包括所述车辆子系统的所述车辆子系统参数状态和标识车辆子系统的标头信息；以及

把所述状态信息存储到与所述车辆数据链路耦合的数据库中。

21、一种监视车辆中的车辆子系统参数的装置，所述车辆具有一个或多个车辆子系统，连接到数据链路上，所述装置包含：

向所述车辆子系统发出询问的装置，确定所述车辆子系统的参数的状态；

响应于所述询问，每个所述车辆子系统把一个或多个报文数据报放置在所述车辆数据链路上的装置，所述报文数据包包括所述车辆子系统的所述车辆子系统参数状态和标识车辆子系统的标头信息；以及

数据库，耦合到车辆数据链路上，存储从所述车辆数据链路接收到的状态信息。

22、一种确定一个或多个车辆子系统的标识的方法，所述一个或多个车辆子系统连接到车辆上的的数据链路上，所述方法包含下列步骤：

向所述车辆子系统发出询问，确定所述一个或多个车辆子系统的标识；

响应于所述询问，每个所述一个或多个车辆子系统把一个或多个报文数据包放置在所述车辆数据链路上；所述报文数据包包括表示所述一个或多个车辆子系统的标识；以及

把所述一个或多个车辆子系统标识存储到与所述车辆数据链路耦合的数据库中。

23、如权利要求1的方法，其特征在于，还包括下列步骤：把所述中央基站的授权信息传输给所述车辆，所述授权信息指示被授权传输和接收报文数据包的一个或多个车辆子系统。

24、如权利要求1的方法，其特征在于，还包括在所述车辆上的显示设备上显示所述第一报文数据包的信息的步骤。

25、如权利要求1的方法，其特征在于，还包括下列步骤：

从所述中央基站向所述车辆传输路由信息，指定与所述第一车辆子系统相关的服务提供者基站；以及

向所述服务提供者基站传输由所述第一车辆子系统产生的第二报文数据包。

26、如权利要求25的方法，其特征在于，还包括下列步骤：确定所述第一车辆子系统与所述服务提供者基站之间是否存储预定的通信，如果所述预定通信不存在，则禁止传输所述第二报文数据包。

27、如权利要求1的方法，其特征在于，还包括下列存储步骤：把指示要对报文数据包选择路由所到的地方的报文数据包路由选择信息存储到与每个所述车辆以及至少一个服务提供者基站通信的网络管理中心中。

28、如权利要求1的方法，其特征在于，还包括在所述车辆上的显示设备上显示所述第一报文数据包的信息的步骤。

29、如权利要求10的通信网，其特征在于，还包括在所述车辆上显示所述报文数据包的信息的装置。

30、如权利要求29的通信网，其特征在于，所述移动通信终端还用于从所述中央基站接收授权信息，该授权信息指示所述车辆的所述至少一个车辆子系统中哪个子系统被授权使用所述显示装置。

31、一种在车辆中显示车辆子系统数据的方法，所述车辆与中央基站通信，所述车辆包括一个或多个连接到车辆数据链路中的车辆子系统，所述方法包含下列步骤：

由所述第一车辆子系统产生第一报文数据，该第一报文数据包括与所述第一车辆子系统有关的车辆子系统数据和标识信息；

向所述车辆传输至少一个授权报文数据包，以便可以显示所述车辆子系统数据；以及

在所述车辆上显示包含在所述第一报文数据包中的所述车辆子系统数据。

32、一种在车辆中显示车辆子系统数据的装置，所述车辆与中央基站通信，所述车辆包括一个或多个连接到车辆数据链路中的车辆子系统，所述装置包含：

第一车辆子系统，耦合到第一车辆内的所述数据链路上，产生包含车辆子系统数据的第一报文数据包；

向所述车辆传输至少一个授权报文数据包的装置，以便可以显示所述车辆子系统数据；以及

显示器，工作成与所述数据链路耦合，显示所述车辆了系统数据。

33、如权利要求1的方法，其特征在于，还包含下列步骤：从所述中央基站向所述车辆传输授权信息，所述授权信息使所述状态信息显示。

34、如权利要求1的方法，其特征在于，还包含下列步骤：通过位于所述车辆内的用户接口，接收授权信息，所述授权信息指示至少一个车辆子系统可以传输和接收报文数据包。

35、如权利要求1的方法，其特征在于，还包括下列步骤：通过用户接口接收授权信息，指示至少一个车辆子系统可以显示所述状态信息。

36、一种位于车辆内的车辆子系统与中央基站之间的数据通信方法，所述车辆与中央基站通信，所述车辆包括一个或多个连接到车辆数据链路上的子系统；所述方法包含下列步骤：

传输授权信息，以使车辆子系统可以向所述中央基站传输报文数据；

提供第一报文数据包，包括所述车辆子系统产生的信息；以及

如果所述车辆子系统已被所述授权信息授权，则向中央基站传输所述第一报文数据包。

37、如权利要求20的方法，其特征在于，还包含下列步骤：

向中央基站传输所述状态信息；以及

用所述状态信息更新中央基站数据库。

38、如权利要求21的装置，其特征在于，还包含：

通信终端，耦连到所述车辆数据链路上，用于把所述状态信息传输给中央基站；以及

中央基站数据库，接收所述状态信息，并用所述接收到的状态信息更新存储在所述中央基站数据库内的信息。

39、如权利要求22的方法，其特征在于，还包含下列步骤：

向中央基站传输所述报文数据包；以及

用包含在所述报文数据包中的所述标识信息更新中央基站数据库。

40、如权利要求1的方法，其特征在于，还包含验证所述第一车辆子系统的标识的步骤。

41、一种监视车辆中的车辆子系统参数的方法，所述车辆具有一个或多个连接到数据链路上的子系统，所述方法包含下列步骤：

向所述车辆子系统发送一个询问，确定所述车辆子系统参数的状态；

响应于所述询问，由每个所述车辆子系统把一个或多个报文数据包放置在所述车辆数据链路上；

确定所述一个或多个车辆子系统中至少一个标识的变化；以及

向中央基站传输指示所述变化的报文。

42、如权利要求1的方法，其特征在于，还包含下列步骤：

从所述中央基站传输子系统配置报文；

在所述车辆上接收所述配置报文；以及

根据所述配置报文重构所述第一车辆子系统。

43、如权利要求14的通信网，其特征在于，所述移动通信终端还用于以预定的时间间隔验证所述第一车辆子系统的标识。

44、如权利要求43的通信网，其特征在于，所述移动通信终端还用于确定车辆子系统的标识变化，所述移动通信终端还用于传输指示所述变化的报文。

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