CN114363377B - 一种机械车辆通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械车辆通信方法及系统，方法采用TLV格式将数据进行归类划分，按块格式进行数据分类组合，然后数据采集时按模块可以自由搭配采集上传，设计不同频率采集。本方法可自由搭配采集并设置不同采集频率，比如车辆静态数据，车辆启动时上传。车辆数据，可以按不同时间采集一次实时上传，统计数据，可每次熄火时上传。可自由分配采集数据，灵活度较高，采集上来的数据解析也更容易，可以直接检索到每个块的ID长度就直接解析，不用每次重新开始解析，提高了通信效率。

Description

一种机械车辆通信方法及系统

技术领域

本发明涉及一种机械车辆通信方法及系统，属于工业互联网技术领域。

背景技术

中国重点发展工业互联网，工程机械行业正在向智能联网，远程服务，远程控制，远程操作，实时工况采集与分析等方向发展。基本都是使用车载终端（TBOX）通过4G网络，通信协议实现数据采集到物联网远程服务平台，平台通过协议解析，把数据展示到平台，也可以对终端下发指令实现远程操控。

目前，各个工程机械企业基本都会在车上安装终端，来采集车辆数据到远程服务平台。对于终端采集数据使用的通信协议有很多种，通信协议的结构，内容,协议解析方式也各不相同。

传统的通信协议也有很多种，但是都是车企自研，协议的框架，结构制定比较乱，也比较复杂。各种机械车辆数据采集使用的通信协议也不同，采集的方法也不同。如果车身有多个控制器，需要采集很多车身数据，现有通信协议采集数据方法数据组装比较乱，后期升级不具备扩展性，灵活性。对于大型起重机等机械工况信息较多，能达到采集800个以上信号数据的情况，不能有效分解，分类。对于普通的通信协议采集方法，使用协议解析繁琐，工作量大，容易出错，灵活度不够，使硬件终端开发人员和软件平台数据解析开发人员开发工作量大，企业新能采集数据难度大，扩展性低等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种机械车辆通信方法及系统，可提高通信的效率和质量。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种机械车辆通信方法，包括以下步骤：

通过设置在车辆上的传感器采集车辆数据；

以单个传感器为单位，依次将采集的车辆数据编辑为各种TLV格式数据；

将所述TLV格式数据实时上传。

进一步的，所述方法还包括：

向远程服务平台发送连接请求，获取来自远程服务平台的连接响应；根据所述连接响应确定连接是否成功；

若连接成功，则采集车辆数据并根据通信协议对所述TLV格式数据进行封装，生成报文；

发送报文至远程服务平台，获取来自远程服务平台的报文响应。

进一步的，所述通信协议的框架包括报文头，报文体两部分，报文头包含：报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、剩余长度，报文体包含：数据类型长度、数据类型名，数据内容长度，状态同步TLV个数和TLV格式数据包；TLV格式数据包包括多个TLV格式数据。

进一步的，所述报文类型包括连接请求、连接响应、命令请求、命令响应；

报文头指的是每一个报文应包含一个报文头；

所述加密标识是加密策略的随机编码数；

所述剩余长度是指的当前报文剩余部分的字节数，即报文体和校验字的总长度；

报文体指的是协议报文中承载交互数据的部分；

数据类型长度指的是数据采集类型的总长度；

数据类型名指的是数据类型名称；

所述数据内容总长度指的是采集车辆数据长度,是对状态同步TLV个数和TLV格式数据包的总和长度；

所述状态同步TLV个数代表有TLV格式数据包的数量。

进一步的，根据通信协议对所述车辆数据进行封装，生成报文的方法包括以下步骤：

依次编辑报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、数据类型长度、类型名、数据内容总长度、状态同步TLV个数、TLV格式数据包和报文体。

进一步的，编辑TLV格式数据包的方法包括以下步骤：

将多个TLV格式数据串联在一起组成一个TLV格式数据包，然后将多个TLV格式数据包串联在一起组成报文体。

第二方面，本发明提供了一种机械车辆通信方法，包括以下步骤：

接收来自车载终端的连接请求，对所述连接请求进行验证数据信息校验，当符合标准后，生成连接响应并发送至车载终端；

获取来自车载终端的报文，解析报文获得车辆数据，根据所述报文生成报文响应并发送给车载终端。

进一步的，所述方法还包括：分块进行数据展示车辆信息，并根据TLV格式对车辆数据进行分块存储和分析。

第三方面，本发明提供一种机械车辆通信系统，包括相连接的车载终端和远程服务平台；

所述车载终端采用TLV格式将车辆数据以传感器为单位进行储存，并进行数据分类组合，然后以不同频率采集各种类数据并编辑为各种TLV格式数据包，并组合为报文上传所述远程服务平台；

所述远程服务平台获取来自车载终端的报文，解析报文获得车辆数据，根据所述报文生成报文响应并发送给车载终端。

进一步的，远程服务平台分块进行数据展示车辆信息，并根据TLV格式对车辆数据进行分块存储和分析。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

1、通过车辆数据采集类型(T)-标签(L)-值(V)格式处理数据，能够对终端采集的车辆数据进行分类，分块处理。工程机械车辆每一个零部件添加传感器后都可以新增一个TLV，单独存储，进行这个零部件工况信息采集，比较灵活，对终端硬件与软件平台修改代价都很小，只需要在数据后面添加TLV即可，不需要对终端，和平台进行升级，改造，数据传输的效率提高，质量上升。

2、本方法可自由搭配采集并设置不同采集频率，可自由分配采集数据，灵活度较高，采集上来的数据解析也更容易，可以直接检索到每个块的ID长度就直接解析，不用每次重新开始解析。

3、采用上述通信方法，可以更简单方便的对机械车载终端与远程服务平台交互，通过简单协议框架，可以包含所有工程机械车辆车载终端数据采集协议标准与远程控制指令，也更方便数据解析。

4、对于终端按通信协议格式数据加密上传到服务平台后，远程服务平台可以进行相应解密，然后通过每个TVL包进行相应的编码解析，获得车辆数据。可以通过T标签知道是机械车上那个零部件上传的数据，通过L知道工况的采集量，采集长度是多大，通过V知道车辆真实的车辆数据，也可以在平台分块进行数据展示工况信息，可以也对大量数据进行分块存储，分析。

附图说明

图1是终端与平台进行数据交互采用通信协议数据采集的格式流程图；

图2是本发明实施用于工程机械每个零部件分类采集通信数据TVL格式进行数据处理方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

本实施例提供一种机械车辆通信方法，包括以下步骤：

步骤1：向远程服务平台发送连接请求，获取来自远程服务平台的连接响应；根据连接响应确定连接是否成功；

步骤2：若连接成功，则采集工况数据并根据通信协议对TLV格式数据进行封装，生成报文；

具体的，TLV格式数据的形成方法包括：通过设置在车辆上的传感器采集车辆数据；以单个传感器为单位，依次将采集的车辆数据编辑为各种TLV格式数据；将TLV格式数据实时上传。

步骤3：发送报文至远程服务平台，获取来自远程服务平台的报文响应。

TLV格式数据具体包括：

T：代表TAG，标签的意思，表示这个数据包的标识，占用2字节。

L：代表length，长度的意思，表示value长度，不包括标签、长度的内容，占用2字节。

V：代表value，值的意思，表示数据内容，分组域承载技术：0~1024字节。

将TLV三个串联在一起组成一个数据包，然后将多个TLV串联在一起组成报文体。

例如：

标签值：2022

长度：19

数据就是byte1,byte2......byte19，按字节存储数据，一个数字代表一个字节，按位置代表各个名称数据，比如指定byte2位置，代表ACC状态，0：关闭，1：开启。

图1 是一个通信协议框架，数据格式存储方法的流程图。该通信协议框架包括：

S10,报文类型，机械设备车载终端与远程服务平台需要通过通信协议进行数据交互，双发需要发送数据与远程控制指令，对于发送数据，需要进行制定数据类型，来告诉对方我要干什么，数据的请求，对方才能进行相应指令的响应。

例如：连接请求，连接响应：当机械设备工作，车载终端会发送数据给远程服务平台，报文类型就是连接请求，当平台收到连接请求后，平台需要验证数据信息校验，当符合标准后，平台需要通过通信协议返回数据给终端，报文类型是连接响应，告诉终端连接是否成功。

命令请求，命令响应：当远程服务平台需要下发指令给终端时候，平台通过通信协议下发指令，需要指令命令类型，告诉终端需要做什么，当终端执行命令后将结果反馈给平台，报文类型就是命令响应。

S20,注册产品的唯一标识，代表TBOX终端的唯一编码和车辆的唯一识别编码等信息，可以标识车辆的身份和终端的身份。

S30,加密标识，是加密策略的随机编码数，通过加密标识进行加密，解密数据。

例如：该报文的报文体加密，报文加密和签名设计采用MD5方式签名。

S40,数据类型长度，是指的采集机械车辆零部件标识的长度，是对S50类型名的长度指定。

例如：采集车载终端的数据长度，如标识TCS,占用三个字节。

S50,类型名，是机械车辆零部信息标识名称，指的采集那个部件的数据。

例如：比如有的工程机械车辆需要两个发动机，那就要标识发动机一，发动机二做标识，如果是终端信息，那就要标识TCS类型名。

S60,数据内容总长度，指的是采集工况数据长度,是对S70和S80的总和长度。

例如：S70TLV个数是3，S80里面TLV1长度是100byte，TLV2长度是50 byte，TVL3长度是150 byte，那总长度是303byte。

S70, 状态同步TLV个数，代表后面有看几个TVL包数据。

例如：指的是报文后面有几个数据包，对工况数据进行分类了包块个数。

S80, TLV1，TLV2，TVL3……，具体每个TLV包内容，TLV是BER编码一种，ASN.1标准，全称Type（类型），Length（长度），Value（值）。IS-IS数据通信领域中，tlv三元组： Type-length-value（TLV）。T、L字段的长度往往固定（通常为1～4bytes），V字段长度可变。顾名思义，T字段表示报文类型，L字段表示报文长度、V字段往往用来存放报文的内容。

例如：Byte22-29 TLV1-状态位

Byte30-52 TLV2-位置信息单包

Byte53-58 TLV3-外部电源电压包

Byte59-128 TLV3-上车发动机数据

图2 ，是图一里面最后面的多个TLV数据存储格式力流程讲解，

是一个针对报文工况数据进行分类打包格式的处理方法。该方法包括：

S90,针对每个TLV中的T是采集包TAG包的意思。

例如：T可以是配置相关内容，终端设备内容，车身零部件内容等相关信息

S100, 针对每个TLV中的L是代表V，工况数据的长度，表示value长度，不包括标签、长度的内容。

S110, 针对每个TLV中的V，表示value,数据的内容信息。

例如：需要采集挤车车辆的数据信号，需要存储在value中，可以是工况数据，车速是多少，发动机累计工时，油耗，发动机转速，力限器压力，总里程等等车身的工况数据信息。

根据通信协议对工况数据进行封装，生成报文的方法包括以下：

依次编辑报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、数据类型长度、类型名、数据内容总长度、状态同步TLV个数和TLV数据包。

本实施例的方法通过车辆数据采集类型(T)-标签(L)-值(V)格式处理，能够对终端采集的车辆数据进行分类，分块处理。工程机械车辆每一个零部件添加传感器后都可以新增一个TLV，单独存储，进行这个零部件工况信息采集，比较灵活，对终端硬件与软件平台修改代价都很小，只需要在数据后面添加TLV即可，不需要对终端，和平台进行升级，改造。

采用上述通信方法，可以更简单方便的对机械车载终端与远程服务平台交互，通过简单协议框架，可以包含所有工程机械车辆车载终端数据采集协议标准与远程控制指令，也更方便数据解析。

实施例二：

本实施例提供了一种机械车辆通信方法，包括以下：

步骤1：接收来自车载终端的连接请求，对连接请求进行验证数据信息校验，当符合标准后，生成连接响应并发送至车载终端；

步骤2：获取来自车载终端的报文，解析报文获得工况数据，根据报文生成报文响应并发送给车载终端。

对于终端按通信协议格式数据加密上传到服务平台后，远程服务平台可以进行相应解密，然后通过每个TVL包进行相应的编码解析，获得车辆数据。可以通过T标签知道是机械车上那个零部件上传的数据，通过L知道工况的采集量，采集长度是多大，通过V知道车辆真实的车辆数据，也可以在平台分块进行数据展示工况信息，可以也对大量数据进行分块存储，分析。

实施例三：

本实施例提供一种机械车辆通信系统，包括相连接的车载终端和远程服务平台；

车载终端向远程服务平台发送连接请求，远程服务平台接收来自车载终端的连接请求，对连接请求进行验证数据信息校验，当符合标准后，生成连接响应并发送至车载终端；车载终端获取来自远程服务平台的连接响应；根据连接响应确定连接是否成功；

若连接成功，则车载终端采集车辆数据并根据通信协议对TLV格式数据进行封装，生成报文；车载终端发送报文至远程服务平台，远程服务平台获取来自车载终端的报文，解析报文获得工况数据，根据报文生成报文响应并发送给车载终端。

车载终端获取来自远程服务平台的报文响应。

具体的，车载终端通过设置在车辆上的传感器采集车辆数据；以单个传感器为单位，依次将采集的车辆数据编辑为各种TLV格式数据；将TLV格式数据实时上传。

通信协议的框架包括报文头，报文体两部分，报文头包含：报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、剩余长度，报文体包含：数据类型长度、数据类型名，数据内容长度，状态同步TLV个数和TLV格式数据包；TLV格式数据包包括多个TLV格式数据。

报文类型包括连接请求、连接响应、命令请求、命令响应；

报文头指的是每一个报文应包含一个报文头；

加密标识是加密策略的随机编码数；

剩余长度是指的当前报文剩余部分的字节数，即报文体和校验字的总长度；

报文体指的是协议报文中承载交互数据的部分；

数据类型长度指的是数据采集类型的总长度；

数据类型名指的是数据类型名称；

数据内容总长度指的是采集车辆数据长度,是对状态同步TLV个数和TLV格式数据包的总和长度；

状态同步TLV个数代表有TLV格式数据包的数量。

车载平台依次编辑报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、数据类型长度、类型名、数据内容总长度、状态同步TLV个数、TLV格式数据包和报文体。

车载平台将多个TLV格式数据串联在一起组成一个TLV格式数据包，然后将多个TLV格式数据包串联在一起组成报文体。

采用上述通信协议框架格式，可以更简单方便的对机械车载终端与远程服务平台交互，通过简单协议框架，可以包含所有工程机械车辆车载终端数据采集协议标准与远程控制指令，也更方便数据解析。

通过工况数据采集类型(T)-长度(L)-值(V)格式处理方法，能够对终端采集的工况数据进行分类，分块处理。工程机械车辆每一个零部件添加传感器后都可以新增一个TVL，单独存储，进行这个零部件工况信息采集，比较灵活，对终端硬件与软件平台修改代价都很小，只需要在数据后面添加TLV即可，不需要对终端，和平台进行升级，改造。

对于终端按通信协议格式数据加密上传到服务平台后，远程服务平台可以进行相应解密，然后通过每个TVL包进行相应的编码解析，获得工况数据。可以通过T类型知道是机械车上那个零部件上传的数据，通过L知道工况的采集量，采集长度是多大，通过V知道车辆真实的工况数据，也可以在平台分块进行数据展示工况信息，可以也对大量数据进行分块存储，分析。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种机械车辆通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过设置在车辆上的传感器采集车辆数据；

以单个传感器为单位，依次将采集的车辆数据编辑为各种TLV格式数据；

将所述TLV格式数据实时上传；

所述方法还包括：

向远程服务平台发送连接请求，获取来自远程服务平台的连接响应；根据所述连接响应确定连接是否成功；

若连接成功，则采集车辆数据并根据通信协议对所述TLV格式数据进行封装，生成报文；

发送报文至远程服务平台，获取来自远程服务平台的报文响应；

所述通信协议的框架包括报文头，报文体；每一个报文应包含一个报文头；所述报文体指的是协议报文中承载交互数据的部分；

所述报文头包含：报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、剩余长度，所述报文体包含：数据类型长度、数据类型名，数据内容长度，状态同步TLV个数和TLV格式数据包；TLV格式数据包包括多个TLV格式数据；

所述报文类型包括连接请求、连接响应、命令请求、命令响应；

所述加密标识是加密策略的随机编码数；

所述剩余长度是指的当前报文剩余部分的字节数，即报文体和校验字的总长度；

数据类型长度指的是数据采集类型的总长度；

数据类型名指的是数据类型名称；

所述数据内容长度指的是采集车辆数据长度,是对状态同步TLV个数和TLV格式数据包的总和长度；

所述状态同步TLV个数代表有TLV格式数据包的数量；

根据通信协议对所述车辆数据进行封装，生成报文的方法包括以下步骤：

依次编辑报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、数据类型长度、类型名、数据内容长度、状态同步TLV个数、TLV格式数据包和报文体。

2.根据权利要求1所述的机械车辆通信方法，其特征在于，编辑TLV格式数据包的方法包括以下步骤：

将多个TLV格式数据串联在一起组成一个TLV格式数据包，然后将多个TLV格式数据包串联在一起组成报文体。

3.一种机械车辆通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收来自车载终端的连接请求，对所述连接请求进行验证数据信息校验，当符合标准后，生成连接响应并发送至车载终端；

获取来自车载终端的报文，解析报文获得车辆数据，根据所述报文生成报文响应并发送给车载终端；

所述方法还包括：分块进行数据展示车辆信息，并根据TLV格式对车辆数据进行分块存储和分析；

通信协议的框架包括报文头，报文体；每一个报文应包含一个报文头；所述报文体指的是协议报文中承载交互数据的部分；

所述报文头包含：报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、剩余长度，所述报文体包含：数据类型长度、数据类型名，数据内容长度，状态同步TLV个数和TLV格式数据包；TLV格式数据包包括多个TLV格式数据；

所述报文类型包括连接请求、连接响应、命令请求、命令响应；

所述加密标识是加密策略的随机编码数；

所述剩余长度是指的当前报文剩余部分的字节数，即报文体和校验字的总长度；

数据类型长度指的是数据采集类型的总长度；

数据类型名指的是数据类型名称；

所述数据内容长度指的是采集车辆数据长度,是对状态同步TLV个数和TLV格式数据包的总和长度；

所述状态同步TLV个数代表有TLV格式数据包的数量；

根据通信协议对所述车辆数据进行封装，生成报文的方法包括以下步骤：

依次编辑报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、数据类型长度、类型名、数据内容长度、状态同步TLV个数、TLV格式数据包和报文体。

4.一种机械车辆通信系统，其特征在于，包括相连接的车载终端和远程服务平台；

所述车载终端采用TLV格式将车辆数据以传感器为单位进行储存，并进行数据分类组合，然后以不同频率采集各种类数据并编辑为各种TLV格式数据包，并组合为报文上传所述远程服务平台；

所述远程服务平台获取来自车载终端的报文，解析报文获得车辆数据，根据所述报文生成报文响应并发送给车载终端；

远程服务平台分块进行数据展示车辆信息，并根据TLV格式对车辆数据进行分块存储和分析；

车载终端向远程服务平台发送连接请求，获取来自远程服务平台的连接响应；根据所述连接响应确定连接是否成功；

若连接成功，则车载终端采集车辆数据并根据通信协议对所述TLV格式数据进行封装，生成报文；

车载终端发送报文至远程服务平台，获取来自远程服务平台的报文响应；

所述通信协议的框架包括报文头，报文体；每一个报文应包含一个报文头；所述报文体指的是协议报文中承载交互数据的部分；

所述报文头包含：报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、剩余长度，所述报文体包含：数据类型长度、数据类型名，数据内容长度，状态同步TLV个数和TLV格式数据包；TLV格式数据包包括多个TLV格式数据；

所述报文类型包括连接请求、连接响应、命令请求、命令响应；

所述加密标识是加密策略的随机编码数；

所述剩余长度是指的当前报文剩余部分的字节数，即报文体和校验字的总长度；

数据类型长度指的是数据采集类型的总长度；

数据类型名指的是数据类型名称；

所述数据内容长度指的是采集车辆数据长度,是对状态同步TLV个数和TLV格式数据包的总和长度；

所述状态同步TLV个数代表有TLV格式数据包的数量；

根据通信协议对所述车辆数据进行封装，生成报文的方法包括以下步骤：

依次编辑报文类型、注册产品的唯一标识、加密标识、数据类型长度、类型名、数据内容长度、状态同步TLV个数、TLV格式数据包和报文体。