CN117278975B - 一种部标主机与部标外设间无线通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例中提供了一种部标主机与部标外设间无线通信方法及系统，属于无线通信技术领域，该方法包括：在部标主机和部标外设内分别设置用于无线组网的主控模块；部标主机中的主控模块基于自带的充放电控制模块和电池开启为主机模式工作状态；部标主机中主控模块通过USB通信协议与部标主机包含的多个内部模块建立USB通信连接，形成USB通信数据；部标主机主控模块中的BT‑BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据；部标主机主控模块中的虚拟组网控制器将部标外设中的主控模块通信连接。采用本方案，能够方便快捷的建立部标主机与部标外设间的无线通信。

Description

一种部标主机与部标外设间无线通信方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种部标主机与部标外设间无线通信方法及系统。

背景技术

现有车载设备与外设传感器之间使用有线连接，车载设备与外设传感器由物流公司后装到长途货运汽车上。车载设备根据型号参数预留接口，由于部标面板尺寸原因预留接口数量通常在2-4个左右。道路运输车辆卫星定位系统中使用云、边、端的通信架构。物流运输行业内现有云(道路运输车管平台)、边(车载终端)的兼容性较好，边(车载终端)、端(车载外设传感器)兼容性不好。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种部标主机与部标外设间无线通信方法及系统，至少部分解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种部标主机与部标外设间无线通信方法，包括：

在部标主机和部标外设内分别设置用于无线组网的主控模块，所述主控模块包括USB Host控制器、BT-BLE模块以及虚拟组网控制器；

当部标主机所在的车辆由运行状态转为熄火状态时，部标主机中的主控模块基于自带的充放电控制模块和电池开启为主机模式工作状态；

部标主机中主控模块通过USB通信协议与部标主机包含的多个内部模块建立USB通信连接，形成USB通信数据；

部标主机主控模块中的USB Host控制器接收所述USB通信数据，部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据；

部标主机主控模块中的虚拟组网控制器将部标外设中的主控模块通信连接，将部标外设设置为BLE从机，以便于基于BLE无线通信网络完成部标主机和多个部标外设之间的无线通信。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：

在部标主机和部标外设内设置扩展模块，通过USB总线与主控模块通信，所述扩展模块通过工控总线控制器与部标主机或部标外设通信。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述扩展模块包括内置扩展模块和外部扩展模块，所述内置扩展模块集成在主控模块内部的扩展模块，为主控模块提供一个USB接口以及一个RS232/RS485自适应接口，所述外部扩展模块为主控模块增加工控总线的通信接口，所述外部扩展模块与主控模块通过专用连接器连接扩展。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，部标主机与部标外设构成的组网节点内部，使用通信协议控制器，形成以USB总线实现的第一层控制通信网络；

部标主机与部标外设构成组网节点之间，使用虚拟网络控制器，形成以BLE无线通信实现的第二层控制通信虚拟网络；

虚拟网络连接不同工控总线的物理端口，内部实现部标外设通信协议转发，为部标外设适配作预留。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：

虚拟网络各节点的主控模块连接完成后，主控模块切换至配置模式后，与手机app通过蓝牙连接，此时主控模块的蓝牙工作在从设备工作模式，并与手机配对，其他节点的蓝牙工作在广播模式，向周围广播自身节点和模块连接信息，手机app通过蓝牙广播报文读取节点及模块连接信息，手机app操作配置虚拟网络，并将配置写入组网节点-主机；

组网节点-主机保存虚拟网络后，进入传输模式，此时主控模块的蓝牙工作在主设备工作模式，并与其他节点配对，其他节点工作在从设备工作模式；

主机节点将虚拟网络配置下发到从机节点，各节点给绑定的物理端口分配地址，各节点自检物理端口和虚拟网络匹配正常后，启动数据转发事件循环。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：

虚拟网络中的节点的工作模式包括主机模式、外设模式和中继模式；

处于主机模式的节点标记为组网节点-主机，组网节点-主机与部标主机物理连接，用于管理和保存虚拟网络配置，每个车载设备网络有且只有一个主机模式的组网节点；

处于外设模式的节点为组网节点-从机，组网节点-从机与部标外设物理连接，组网节点-从机受组网节点-主机管理；

处于中继模式的节点为组网节点-从机，处于中继模式的节点不处理本模块USB总线的报文协议，处于中继模式的节点根据组网节点主机的虚拟网络配置，主动与组网节点从机配对。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述扩展模块包括USB部分、工控总线部分和通信协议控制器部分，扩展模块的USB控制器工作在Device模式，与主控模块交互设备报文，扩展模块的工控总线部分根据虚拟网络配置信息来设置工控总线控制器运行参数，通信协议控制器部分管理工控总线和USB通信控制器，解析部标主机与部标外设的设备报文，与USB总线进行协议转换与主控模块通信。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据，包括：

获取与部标主机连接的部标外设的数目n，以及n个部标外设处于主机模式、外设模式和中继模式中的哪种状态；

基于n个部标外设的状态，生成部标外设状态向量K=[K1，K2，…Kn]；

基于所述部标外设状态向量K=[K1，K2，…Kn]，确定部标外设的梯度值T；

基于所述梯度值T，将所述USB通信数据转换为BLE无线数据。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据，还包括：

利用所述部标主机产生一个随机值S，利用所述梯度值、所述随机值S以及双变换函数H(x)和G(x)，对输入的USB数据x进行变换，得到变换后的BLE无线数据值Yble：

Yble=T*H(x)+S*G(x)

，

，

其中，β为第一调节参数，mod为取整函数，τ为第二调节参数，γ为第三调节参数。

第二方面，本发明实施例提供了一种部标主机与部标外设间无线通信系统，包括：

设置模块，用于在部标主机和部标外设内分别设置用于无线组网的主控模块，所述主控模块包括USB Host控制器、BT-BLE模块以及虚拟组网控制器；

开启模块，用于当部标主机所在的车辆由运行状态转为熄火状态时，部标主机中的主控模块基于自带的充放电控制模块和电池开启为主机模式工作状态；

建立模块，用于部标主机中主控模块通过USB通信协议与部标主机包含的多个内部模块建立USB通信连接，形成USB通信数据；

转换模块，用于部标主机主控模块中的USB Host控制器接收所述USB通信数据，部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据；

连接模块，用于部标主机主控模块中的虚拟组网控制器将部标外设中的主控模块通信连接，将部标外设设置为BLE从机，以便于基于BLE无线通信网络完成部标主机和多个部标外设之间的无线通信。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：

至少一个处理器；以及，

与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述任第一方面或第一方面的任一实现方式中的部标主机与部标外设间无线通信方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的部标主机与部标外设间无线通信方法。

第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，该计算机程序包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使该计算机执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的部标主机与部标外设间无线通信方法。

本发明实施例中的部标主机与部标外设间无线通信方案，包括：在部标主机和部标外设内分别设置用于无线组网的主控模块，所述主控模块包括USB Host控制器、BT-BLE模块以及虚拟组网控制器；当部标主机所在的车辆由运行状态转为熄火状态时，部标主机中的主控模块基于自带的充放电控制模块和电池开启为主机模式工作状态；部标主机中主控模块通过USB通信协议与部标主机包含的多个内部模块建立USB通信连接，形成USB通信数据；部标主机主控模块中的USB Host控制器接收所述USB通信数据，部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据；部标主机主控模块中的虚拟组网控制器将部标外设中的主控模块通信连接，将部标外设设置为BLE从机，以便于基于BLE无线通信网络完成部标主机和多个部标外设之间的无线通信。采用本方案，能够有效的控制部标主机和部标外设之间的通信，提高了通信设备连接的便利性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的部标主机与部标外设间无线通信方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一部标主机与部标外设间无线通信示意图；

图3为本发明实施例提供的部标主机和部标外设形成的组网节点示意图；

图4为本发明实施例提供的组网节点构建虚拟网络示意图；

图5本发明实施例提供的部标主机与部标外设间无线通信系统结构示意图；

图6为本发明实施例提供的电子设备示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本发明中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本发明中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本发明中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本发明中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本发明中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本公开实施例提供一种部标主机与部标外设间无线通信方法。本实施例提供的部标主机与部标外设间无线通信方法由一计算装置来执行，该计算装置实现为软件，或者实现为软件和硬件的组合，该计算装置集成设置在服务器、终端设备等中。

参见图1，图2，图3及图4，本公开实施例提供了一种部标主机与部标外设间无线通信方法，包括：

S101，在部标主机和部标外设内分别设置用于无线组网的主控模块，所述主控模块包括USB Host控制器、BT-BLE模块以及虚拟组网控制器。

部标主机为符合JT/T794标准的所有车载终端，需要根据JT/T808协议对接，部标外设为符合JT/T808附录A标准的，可以与部标主机通信的所有外部设备，部标外设可以是调度显示屏，碰撞侧翻检测装置，载重检测器等。

S102，当部标主机所在的车辆由运行状态转为熄火状态时，部标主机中的主控模块基于自带的充放电控制模块和电池开启为主机模式工作状态。

参见图2和图3，部标主机一般安装在车辆上，当车辆熄火后，为了不消耗车辆上的电力，可以利用部标主机中自带的充放电控制模块和电池进行自供电工作，并将部标主机设置为主机模式。在主机模式下，部标主机能够主动进行通信并控制部标外设的信号连接。

S103，部标主机中主控模块通过USB通信协议与部标主机包含的多个内部模块建立USB通信连接，形成USB通信数据。

参见图3，部标主机和部标外设形成的组网节点内部，使用通信协议控制器，形成以USB总线实现的第一层控制通信网络，部标主机包含的多个内部模块之间通过USB链路建立内部通信连接，从而形成USB通信数据链路。

S104，部标主机主控模块中的USB Host控制器接收所述USB通信数据，部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据。

参见图4，组网节点之间可以构建虚拟网络，使用虚拟网络控制器，形成以BLE无线通信实现的第二层控制通信网络，USB，BLE两层通信网络在虚拟网络配置中透明存在。

虚拟网络可以连接不同工控总线的物理端口，内部实现部标外设通信协议转发，为部标外设适配作预留。

S105，部标主机主控模块中的虚拟组网控制器将部标外设中的主控模块通信连接，将部标外设设置为BLE从机，以便于基于BLE无线通信网络完成部标主机和多个部标外设之间的无线通信。

部标外设完成组网之后，可以在多种模式下工作。

配置模式

各节点模块连接完成后。(组网节点-主机)的主控模块切换至配置模式后，可以与手机app通过蓝牙连接。此时主控模块的蓝牙工作在从设备工作模式，并与手机配对。其他节点的蓝牙工作在广播模式，向周围广播自身节点和模块连接信息。

手机app通过蓝牙广播报文读取节点及模块连接信息

手机app操作配置虚拟网络，并将配置写入组网节点-主机。

传输模式

组网节点-主机保存虚拟网络后。进入传输模式。此时主控模块的蓝牙工作在主设备工作模式，并与其他节点配对。其他节点工作在从设备工作模式。

主机节点将虚拟网络配置下发到从机节点，各节点给绑定的物理端口分配地址。

各节点自检物理端口和虚拟网络匹配正常后，启动数据转发事件循环。

主机模式

表示此节点是组网节点-主机，与部标主机物理连接，管理和保存虚拟网络配置，每个车载设备网络有且只有一个主机模式的组网节点。

外设模式

表示此节点是组网节点-从机，与部标外设物理连接，受组网节点主机管理。

中继模式

表示此节点是组网节点-从机，特殊的从机节点，不处理本模块USB总线的报文协议。根据组网节点主机的虚拟网络配置，主动与组网节点从机配对。

蓝牙模块工作在主从一体工作模式，将中继的从机模块报文透传至主机。

主控模块工作在调试模式时，USB总线工作在Device模式，并在上位机中枚举为虚拟串口设备。使用usb type A公对公连接线将主控模块连接到上位机。上位机调试软件通过虚拟串口控制主控设备，接收日志信息。

本申请的方案，在符合车载设备与外设通信标准的情况下。兼容现有通信协议，支持主流的通信接口。即插即用，实现零配置无线组网，以替代有线通信。不需要现有设备改造和升级。对于现有传感器和外设，采用预配置的方式。兼容存量设备安装。使用BLE作为无线传输协议，适合传感器数据采集场景，低数据量，低功耗。控制BLE发射功率进一步降低功耗。使无线组网通信范围只在货车周围，降低停车场内多车之间信号干扰。配套手机app，方便调试和诊断设备故障，不需要专业的检测仪器。外设传感器自带电池，由电源控制器管理，车辆熄火时仅保留必要传感器工作，并降低采集频率。主控模块自带充放电控制模块和电池，进一步延长停车熄火时的电池使用时长。使用手机app可以对设备进行复杂网络图形化配置。可以适配多层数据采集转发需求。简单端口联通网络不需要配置。提供扩展接口，可以进行硬件组态。综合评估功耗和处理能力，可以实现256路外设接入。设计了特殊的扩展模块安装接口。扩展模块物理连接简便稳固。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：

在部标主机和部标外设内设置扩展模块，通过USB总线与主控模块通信，所述扩展模块通过工控总线控制器与部标主机或部标外设通信。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述扩展模块包括内置扩展模块和外部扩展模块，所述内置扩展模块集成在主控模块内部的扩展模块，为主控模块提供一个USB接口以及一个RS232/RS485自适应接口，所述外部扩展模块为主控模块增加工控总线的通信接口，所述外部扩展模块与主控模块通过专用连接器连接扩展。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，部标主机与部标外设构成的组网节点内部，使用通信协议控制器，形成以USB总线实现的第一层控制通信网络；

部标主机与部标外设构成组网节点之间，使用虚拟网络控制器，形成以BLE无线通信实现的第二层控制通信虚拟网络；

虚拟网络连接不同工控总线的物理端口，内部实现部标外设通信协议转发，为部标外设适配作预留。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：

虚拟网络各节点的主控模块连接完成后，主控模块切换至配置模式后，与手机app通过蓝牙连接，此时主控模块的蓝牙工作在从设备工作模式，并与手机配对，其他节点的蓝牙工作在广播模式，向周围广播自身节点和模块连接信息，手机app通过蓝牙广播报文读取节点及模块连接信息，手机app操作配置虚拟网络，并将配置写入组网节点-主机；

组网节点-主机保存虚拟网络后，进入传输模式，此时主控模块的蓝牙工作在主设备工作模式，并与其他节点配对，其他节点工作在从设备工作模式；

主机节点将虚拟网络配置下发到从机节点，各节点给绑定的物理端口分配地址，各节点自检物理端口和虚拟网络匹配正常后，启动数据转发事件循环。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：

虚拟网络中的节点的工作模式包括主机模式、外设模式和中继模式；

处于主机模式的节点标记为组网节点-主机，组网节点-主机与部标主机物理连接，用于管理和保存虚拟网络配置，每个车载设备网络有且只有一个主机模式的组网节点；

处于外设模式的节点为组网节点-从机，组网节点-从机与部标外设物理连接，组网节点-从机受组网节点-主机管理；

处于中继模式的节点为组网节点-从机，处于中继模式的节点不处理本模块USB总线的报文协议，处于中继模式的节点根据组网节点主机的虚拟网络配置，主动与组网节点从机配对。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述扩展模块包括USB部分、工控总线部分和通信协议控制器部分，扩展模块的USB控制器工作在Device模式，与主控模块交互设备报文，扩展模块的工控总线部分根据虚拟网络配置信息来设置工控总线控制器运行参数，通信协议控制器部分管理工控总线和USB通信控制器，解析部标主机与部标外设的设备报文，与USB总线进行协议转换与主控模块通信。

为了进一步的提高BLE无线数据传输的安全性，根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据，包括：

获取与部标主机连接的部标外设的数目n，以及n个部标外设处于主机模式、外设模式和中继模式中的哪种状态；

基于n个部标外设的状态，生成部标外设状态向量K=[K1，K2，…Kn]；

基于所述部标外设状态向量K=[K1，K2，…Kn]，确定部标外设的梯度值T；

基于所述梯度值T，将所述USB通信数据转换为BLE无线数据。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据，还包括：

利用所述部标主机产生一个随机值S，利用所述梯度值、所述随机值S以及双变换函数H(x)和G(x)，对输入的USB数据x进行变换，得到变换后的BLE无线数据值Yble：

Yble=T*H(x)+S*G(x)

，

，

其中，β为第一调节参数，mod为取整函数，τ为第二调节参数，γ为第三调节参数。

通过上述加密方式对BLE数据进行加密传输，确保了主机数据在传输过程中的安全性。

参见图5，本发明实施例还公开了一种部标主机与部标外设间无线通信系统50，包括：

设置模块501，用于在部标主机和部标外设内分别设置用于无线组网的主控模块，所述主控模块包括USB Host控制器、BT-BLE模块以及虚拟组网控制器；

开启模块502，用于当部标主机所在的车辆由运行状态转为熄火状态时，部标主机中的主控模块基于自带的充放电控制模块和电池开启为主机模式工作状态；

建立模块503，用于部标主机中主控模块通过USB通信协议与部标主机包含的多个内部模块建立USB通信连接，形成USB通信数据；

转换模块504，用于部标主机主控模块中的USB Host控制器接收所述USB通信数据，部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据；

连接模块505，用于部标主机主控模块中的虚拟组网控制器将部标外设中的主控模块通信连接，将部标外设设置为BLE从机，以便于基于BLE无线通信网络完成部标主机和多个部标外设之间的无线通信。

参见图6，本发明实施例还提供了一种电子设备60，该电子设备包括：

至少一个处理器；以及，

与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述方法实施例中部标主机与部标外设间无线通信方法。

本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述方法实施例中。

本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，该计算机程序包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使该计算机执行前述方法实施例中的部标主机与部标外设间无线通信方法。

下面参考图6，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备60的结构示意图。本公开实施例中的电子设备包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA（个人数字助理）、PAD（平板电脑）、PMP（便携式多媒体播放器）、车载终端（例如车载导航终端）等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，电子设备60包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等）601，其根据存储在只读存储器（ROM）602中的程序或者从存储装置608加载到随机访问存储器（RAM）603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还存储有电子设备60操作所需的各种程序和数据。处理装置601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出（I/O）接口605也连接至总线604。

通常，以下装置连接至I/O接口605：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置606；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置607；包括例如磁带、硬盘等的存储装置608；以及通信装置609。通信装置609允许电子设备60与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图6示出了具有各种装置的电子设备60，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。替代地实施或具备更多或更少的装置。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序通过通信装置609从网络上被下载和安装，或者从存储装置608被安装，或者从ROM 602被安装。在该计算机程序被处理装置601执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。

需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质是任何包含或存储程序的有形介质，该程序被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读介质是上述电子设备中所包含的；也是单独存在，而未装配入该电子设备中。

上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取至少两个网际协议地址；向节点评价设备发送包括所述至少两个网际协议地址的节点评价请求，其中，所述节点评价设备从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址并返回；接收所述节点评价设备返回的网际协议地址；其中，所获取的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。

或者，上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：接收包括至少两个网际协议地址的节点评价请求；从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址；返回选取出的网际协议地址；其中，接收到的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。

以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上基本并行地执行，它们有时也按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元通过软件的方式实现，也通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，第一获取单元还被描述为“获取至少两个网际协议地址的单元”。

应当理解，本发明的各部分用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种部标主机与部标外设间无线通信方法，其特征在于，包括：

在部标主机和部标外设内分别设置用于无线组网的主控模块，所述主控模块包括USBHost控制器、BT-BLE模块以及虚拟组网控制器；

当部标主机所在的车辆由运行状态转为熄火状态时，部标主机中的主控模块基于自带的充放电控制模块和电池开启为主机模式工作状态；

部标主机中主控模块通过USB通信协议与部标主机包含的多个内部模块建立USB通信连接，形成USB通信数据；

部标主机主控模块中的USB Host控制器接收所述USB通信数据，部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据；

部标主机主控模块中的虚拟组网控制器将部标外设中的主控模块通信连接，将部标外设设置为BLE从机，以便于基于BLE无线通信网络完成部标主机和多个部标外设之间的无线通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在部标主机和部标外设内设置扩展模块，通过USB总线与主控模块通信，所述扩展模块通过工控总线控制器与部标主机或部标外设通信。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述扩展模块包括内置扩展模块和外部扩展模块，所述内置扩展模块集成在主控模块内部的扩展模块，为主控模块提供一个USB接口以及一个RS232/RS485自适应接口，所述外部扩展模块为主控模块增加工控总线的通信接口，所述外部扩展模块与主控模块通过专用连接器连接扩展。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

部标主机与部标外设构成的组网节点内部，使用通信协议控制器，形成以USB总线实现的第一层控制通信网络；

部标主机与部标外设构成组网节点之间，使用虚拟网络控制器，形成以BLE无线通信实现的第二层控制通信虚拟网络；

虚拟网络连接不同工控总线的物理端口，内部实现部标外设通信协议转发，为部标外设适配作预留。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

虚拟网络各节点的主控模块连接完成后，主控模块切换至配置模式后，与手机app通过蓝牙连接，此时主控模块的蓝牙工作在从设备工作模式，并与手机配对，其他节点的蓝牙工作在广播模式，向周围广播自身节点和模块连接信息，手机app通过蓝牙广播报文读取节点及模块连接信息，手机app操作配置虚拟网络，并将配置写入组网节点-主机；

组网节点-主机保存虚拟网络后，进入传输模式，此时主控模块的蓝牙工作在主设备工作模式，并与其他节点配对，其他节点工作在从设备工作模式；

主机节点将虚拟网络配置下发到从机节点，各节点给绑定的物理端口分配地址，各节点自检物理端口和虚拟网络匹配正常后，启动数据转发事件循环。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

虚拟网络中的节点的工作模式包括主机模式、外设模式和中继模式；

处于主机模式的节点标记为组网节点-主机，组网节点-主机与部标主机物理连接，用于管理和保存虚拟网络配置，每个车载设备网络有且只有一个主机模式的组网节点；

处于外设模式的节点为组网节点-从机，组网节点-从机与部标外设物理连接，组网节点-从机受组网节点-主机管理；

处于中继模式的节点为组网节点-从机，处于中继模式的节点不处理本模块USB总线的报文协议，处于中继模式的节点根据组网节点主机的虚拟网络配置，主动与组网节点从机配对。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述扩展模块包括USB部分、工控总线部分和通信协议控制器部分，扩展模块的USB控制器工作在Device模式，与主控模块交互设备报文，扩展模块的工控总线部分根据虚拟网络配置信息来设置工控总线控制器运行参数，通信协议控制器部分管理工控总线和USB通信控制器，解析部标主机与部标外设的设备报文，与USB总线进行协议转换与主控模块通信。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据，包括：

获取与部标主机连接的部标外设的数目n，以及n个部标外设处于主机模式、外设模式和中继模式中的哪种状态；

基于n个部标外设的状态，生成部标外设状态向量K=[K1，K2，…Kn]；

基于所述部标外设状态向量K=[K1，K2，…Kn]，确定部标外设的梯度值T；

基于所述梯度值T，将所述USB通信数据转换为BLE无线数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据，还包括：

利用所述部标主机产生一个随机值S，利用所述梯度值T、所述随机值S以及双变换函数H(x)和G(x)，对输入的USB数据x进行变换，得到变换后的BLE无线数据值Yble：

Yble=T*H(x)+S*G(x)

，

，

其中，β为第一调节参数，mod为取整函数，τ为第二调节参数，γ为第三调节参数。

10.一种部标主机与部标外设间无线通信系统，其特征在于，包括：

设置模块，用于在部标主机和部标外设内分别设置用于无线组网的主控模块，所述主控模块包括USB Host控制器、BT-BLE模块以及虚拟组网控制器；

开启模块，用于当部标主机所在的车辆由运行状态转为熄火状态时，部标主机中的主控模块基于自带的充放电控制模块和电池开启为主机模式工作状态；

建立模块，用于部标主机中主控模块通过USB通信协议与部标主机包含的多个内部模块建立USB通信连接，形成USB通信数据；

转换模块，用于部标主机主控模块中的USB Host控制器接收所述USB通信数据，部标主机主控模块中的BT-BLE模块将所述USB通信数据转换为BLE无线数据；

连接模块，用于部标主机主控模块中的虚拟组网控制器将部标外设中的主控模块通信连接，将部标外设设置为BLE从机，以便于基于BLE无线通信网络完成部标主机和多个部标外设之间的无线通信。