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

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。