专利名称: | 基于车联网的移动端手持车辆管理方法 | ||
专利名称(英文): | Mobile networked end of the vehicle-based hand-held vehicle management method | ||
专利号: | CN201610120461.1 | 申请时间: | 20160303 |
公开号: | CN105721482A | 公开时间: | 20160629 |
申请人: | 天津大学 | ||
申请地址: | 300072 天津市南开区卫津路92号 | ||
发明人: | 宗群; 杨智宇; 李敬轩; 苟鹏程 | ||
分类号: | H04L29/06; H04L29/08; H04W4/02; H04W4/04 | 主分类号: | H04L29/06 |
代理机构: | 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 | 代理人: | 刘国威 |
摘要: | 本发明公开了一种基于车联网的移动端手持车辆管理方法。本发明涉及汽车领域、物联网领域、无线数据传输通信领域,为通过对手持设备进行基于车联网技术的再开发,使得车主能够随时随地的掌握自己爱车的状态,大大方便车主对车联网服务管理系统的使用。本发明采用的技术方案是,基于车联网的移动端手持车辆管理方法, 将移动端和后台服务器通过互联网连接起来;利用车载终端通过CAN总线连接电子控制单元,自电子控制单元进行车辆数据采集,车载终端的数据采集模块对采集到的数据进行处理,包括滤波以及格式转换;车载终端发送模块主要负责将数据按照自己定义的协议进行打包,然后利用网络模块进行发送。本发明主要应用于汽车管理服务场合。 | ||
摘要(英文): | The invention discloses a mobile networked end of the vehicle-based hand-held vehicle management method. The invention relates to the field of vehicle, the field of material network, a wireless data transmission communication field, the hand-held device for the vehicle-based networking technology and development, so that the owner can at any time and any place their grasp of the state of the vehicle, the vehicle owner is greatly convenient networking service management use of the system. The technical proposal of the invention is, based on vehicle mobile networked end hand-held vehicle management method, the movable-side and back-end server connected through the Internet; the vehicle-mounted terminal through CAN bus is connected with the electronic control unit, since the electronic control unit for vehicle data acquisition, a vehicle-mounted terminal to a data collection module for processing the collected data, format conversion, including filtering and; vehicle-mounted terminal sending module is mainly responsible for the definition of the data in accordance with their own packing protocol, then utilize the network module to send. The invention is mainly applied to the automobile management service occasions. |
1.一种基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,将移动端和后台服务器通过互联网连接起来,具体是使用异步http框架实现移动端和服务器端的数据共享,并且移动端对平台数据库的访问与操作都是先通过发送指令到达服务器,经服务器校验有效后,再由服务器中转到数据库进行访问与操作,访问到的基本信息存储到移动端上的本地sqlite轻量级数据库,方便再次访问;利用车载终端通过CAN总线连接电子控制单元,自电子控制单元进行车辆数据采集,车载终端的数据采集模块对采集到的数据进行处理,包括滤波以及格式转换;车载终端发送模块主要负责将数据按照自己定义的协议进行打包,然后利用网络模块进行发送;自己定义的协议为数据添加包头,然后将不同数据按一定顺序排列组成数据包,最后由网络模块进行发送,利用TCP/IP协议,编写Socket。
2.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,服务器端数据的接收与存储方法:数据的采集与发送主要负责接收终端发送来的数据,进行数据包的解析和存储,首先是在服务器端利用Socket实现数据的接收,随后对数据进行解析判断发送给手持设备,在服务器端运行有TCP/IP监听程序,当接收到发送给监听端口时,服务端会将数据接收,在接收数据之后根据约定好的协议对数据进行解析,读取数据包头,得到验证信息,若在得到的数据验证信息有误,则不会通过验证,立刻将数据丢失;否则,继续解析后面的数据,然后发送给手持设备;在手持设备中用Sqlite数据库预先建立与汽车相关的所有数据表,静态信息直接录入,动态信息则有车载终端动态的进行发送与存储,整个方法流程是:接收和存储监听程序的初始化,服务器接收请求,进行数据解析与判断,丢弃或发送数据到手持设备。
3.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,车辆发生故障时的处理流程:属于层层递进的解决方案,在车辆发生故障时,服务器接收来车载终端的动态车辆信息,再根据车辆的历史数据分析出车辆的可能故障原因,并将故障代码发送给车主,车主通过移动端故障诊断模块在移动端sqlite轻量级数据库案例中得到解决当前故障的解决方案;若没有获得匹配案例,该故障诊断模块会自动切换到服务器远程专家诊断,从服务器端获得解决方案,当故障成果排除后,该解决方案会自动存储到sqlite轻量级数据库,以便下次使用;若远程故障诊断功能没能很好的帮助车主解决问题,车主只需按下一键救援键,手持设备就会自动联系离事故地点最近的救援部门实施救援。
4.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,移动端的功能是通过设计app应用来实现的,该应用的功能是可扩展的,在功能实现上采用模块区分的方式来进行开发,分为维修管理模块,社交分享模块,车辆管理模块,每个模块之间的是松耦合关系。
5.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,服务预约流程,只要第三方公司使用本车联网系统,手持设备所安装的应用中就提供该公司的预约服务,通过操作流程,车主就能够完成各类服务项目的预约工作。
6.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,在移动端上设置路径规划算法模块,路径规划算法模块所使用的路径规划算法是基于AHP层次分析法的改进Dijkstra算法,通过在手持设备上的运行,用户可以自动设定自己所关心的道路因素,从而基于AHP层次分析法生成具有用户偏好的路径规划方法,该算法在运行过程中将地图上的要素转换成邻接矩阵,当用户输入起始点与终点之后算法便会自动运行生成最佳路线,当最佳路线不存在时,也会给用户提示目的地不可达。
7.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,在移动端上设置智能寻车模块,车载终端通过网络自动的向上位机服务器发送车辆的地理位置,服务器进而将车辆的地理位置推送到移动端,移动端通过sqlite建立了属于自己的轻量级数据库,将从服务器中接收到的数据存储到本地数据库中,即使车辆在大型停车场中熄火停车,通过智能寻车模块从数据库中获得车辆最后的地理坐标并在地图上显示,用户可以通过导航到地图上显示的位置找到自己的车辆。
1.一种基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,将移动端和后台服务器通过互联网连接起来,具体是使用异步http框架实现移动端和服务器端的数据共享,并且移动端对平台数据库的访问与操作都是先通过发送指令到达服务器,经服务器校验有效后,再由服务器中转到数据库进行访问与操作,访问到的基本信息存储到移动端上的本地sqlite轻量级数据库,方便再次访问;利用车载终端通过CAN总线连接电子控制单元,自电子控制单元进行车辆数据采集,车载终端的数据采集模块对采集到的数据进行处理,包括滤波以及格式转换;车载终端发送模块主要负责将数据按照自己定义的协议进行打包,然后利用网络模块进行发送;自己定义的协议为数据添加包头,然后将不同数据按一定顺序排列组成数据包,最后由网络模块进行发送,利用TCP/IP协议,编写Socket。
2.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,服务器端数据的接收与存储方法:数据的采集与发送主要负责接收终端发送来的数据,进行数据包的解析和存储,首先是在服务器端利用Socket实现数据的接收,随后对数据进行解析判断发送给手持设备,在服务器端运行有TCP/IP监听程序,当接收到发送给监听端口时,服务端会将数据接收,在接收数据之后根据约定好的协议对数据进行解析,读取数据包头,得到验证信息,若在得到的数据验证信息有误,则不会通过验证,立刻将数据丢失;否则,继续解析后面的数据,然后发送给手持设备;在手持设备中用Sqlite数据库预先建立与汽车相关的所有数据表,静态信息直接录入,动态信息则有车载终端动态的进行发送与存储,整个方法流程是:接收和存储监听程序的初始化,服务器接收请求,进行数据解析与判断,丢弃或发送数据到手持设备。
3.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,车辆发生故障时的处理流程:属于层层递进的解决方案,在车辆发生故障时,服务器接收来车载终端的动态车辆信息,再根据车辆的历史数据分析出车辆的可能故障原因,并将故障代码发送给车主,车主通过移动端故障诊断模块在移动端sqlite轻量级数据库案例中得到解决当前故障的解决方案;若没有获得匹配案例,该故障诊断模块会自动切换到服务器远程专家诊断,从服务器端获得解决方案,当故障成果排除后,该解决方案会自动存储到sqlite轻量级数据库,以便下次使用;若远程故障诊断功能没能很好的帮助车主解决问题,车主只需按下一键救援键,手持设备就会自动联系离事故地点最近的救援部门实施救援。
4.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,移动端的功能是通过设计app应用来实现的,该应用的功能是可扩展的,在功能实现上采用模块区分的方式来进行开发,分为维修管理模块,社交分享模块,车辆管理模块,每个模块之间的是松耦合关系。
5.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,服务预约流程,只要第三方公司使用本车联网系统,手持设备所安装的应用中就提供该公司的预约服务,通过操作流程,车主就能够完成各类服务项目的预约工作。
6.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,在移动端上设置路径规划算法模块,路径规划算法模块所使用的路径规划算法是基于AHP层次分析法的改进Dijkstra算法,通过在手持设备上的运行,用户可以自动设定自己所关心的道路因素,从而基于AHP层次分析法生成具有用户偏好的路径规划方法,该算法在运行过程中将地图上的要素转换成邻接矩阵,当用户输入起始点与终点之后算法便会自动运行生成最佳路线,当最佳路线不存在时,也会给用户提示目的地不可达。
7.如权利要求1所述的基于车联网的移动端手持车辆管理方法,其特征是,在移动端上设置智能寻车模块,车载终端通过网络自动的向上位机服务器发送车辆的地理位置,服务器进而将车辆的地理位置推送到移动端,移动端通过sqlite建立了属于自己的轻量级数据库,将从服务器中接收到的数据存储到本地数据库中,即使车辆在大型停车场中熄火停车,通过智能寻车模块从数据库中获得车辆最后的地理坐标并在地图上显示,用户可以通过导航到地图上显示的位置找到自己的车辆。
翻译:技术领域
本发明涉及汽车领域、物联网领域、无线数据传输通信领域、服务器领域、电子地图领域、Andriod应用开发领域、尤其是涉及车联网车辆管理领域。
背景技术
在现今的中国大多数城市,空气污染80%来源于汽车尾气,为了改善这些交通堵塞、交通事故、环境污染问题,车联网这一热点话题应运而生。伴随着车联网在全球范围内快速发展,市场研究机构ABIResearch预估,全球可联网汽车的渗透率,将由2012年的11.4%,增加至2017年的60.1%。届时,美国与欧洲的联网汽车渗透率可能会超越八成。而新兴市场如拉丁美洲、东欧,新车内装载车用资讯娱乐设备的比例也将强劲成长。所以车联网已经成为一种势不可挡的趋势席卷着全球各个地区。
“车联网”指的是通过车辆收集、处理并共享大量信息,车与车,车与路上的行人和自行车,以及车与城市网络能互相联结,从而实现更智能,更安全的驾驶。实现车联网技术的未来城市将告别拥堵、交通事故的等一系列问题,实现自动驾驶,从而使驾驶者可以充分享受路途中的社交无线网络,应当说车联网是在互联网基础上演变而来的网络,也属于物联网的一部分。
目前,对于车辆而言,在出厂的时候就已经定制好了车载终端的内容,这导致了传统的车载终端的服务都非常封闭,无法更好地满足用户对车辆个性化以及更深层次的需求。我们所设计的车联网管理服务平台打破传统车载终端所带来的限制,使得车辆信息可以自由的与上位机展开交互,并且为了使我们设计的车联网管理服务平台更加完善,我们的开发已经开始向手机等移动端设备延伸。
当下互联网产业迅速发展,各项网络服务都从桌面端开始向移动端转型,许多手机APP都给人们的生产生活带来了大量的便利,原先只能在电脑上进行各种网上行为,随着移动互联网的发展我们都可以用手机来代替,对手机移动端的开发越来越体现出它的优势。我们可以网上购物,可以转钱汇款,可以网上看电影等等这些功能,原先我们都需要一台电脑,但是现在只需要一部可以上网的智能手机就可以很好的完成。
随着电子以及通信技术的高速发展,具有强大的显示、通信和信息处理能力的智能手机已经在人们的生活中起到了不可替代的作用。而对于手机而言,尤其是基于Android操作系统的智能手机,随着Andriod系统的不断进步,使得Android手机占据了全球最大的市场份额。据不完全统计,目前的手机数量大大地超过传统PC机的数量,另外,随着4G时代的到来,利用手机上网变得更加迅速、方便。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明的目的是通过对手持设备进行基于车联网技术的再开发,来扩展和完善现阶段车联网服务管理平台的功能,使得车与人、车与车、车与路之间实现更加完美的结合,使得车主能够随时随地的掌握自己爱车的状态,并让车主在使用汽车时感到更加安全、放心,有着更加良好的驾驶体验。其次,在本发明中不仅实现了具有移动端特点的车联网功能,还实现了传统车联网服务管理系统的管理功能,将传统车辆管理功能引入到手持端之后,大大方便了车主对车联网服务管理系统的使用。本发明采用的技术方案是,基于车联网的移动端手持车辆管理方法,将移动端和后台服务器通过互联网连接起来,具体是使用异步http框架实现移动端和服务器端的数据共享,并且移动端对平台数据库的访问与操作都是先通过发送指令到达服务器,经服务器校验有效后,再由服务器中转到数据库进行访问与操作,访问到的基本信息存储到移动端上的本地sqlite轻量级数据库,方便再次访问;
利用车载终端通过CAN总线连接电子控制单元,自电子控制单元进行车辆数据采集,车载终端的数据采集模块对采集到的数据进行处理,包括滤波以及格式转换;车载终端发送模块主要负责将数据按照自己定义的协议进行打包,然后利用网络模块进行发送;自己定义的协议为数据添加包头,然后将不同数据按一定顺序排列组成数据包,最后由网络模块进行发送,利用TCP/IP协议,编写Socket。
服务器端数据的接收与存储方法:数据的采集与发送主要负责接收终端发送来的数据,进行数据包的解析和存储,首先是在服务器端利用Socket实现数据的接收,随后对数据进行解析判断发送给手持设备,在服务器端运行有TCP/IP监听程序,当接收到发送给监听端口时,服务端会将数据接收,在接收数据之后根据约定好的协议对数据进行解析,读取数据包头,得到验证信息,若在得到的数据验证信息有误,则不会通过验证,立刻将数据丢失;否则,继续解析后面的数据,然后发送给手持设备;在手持设备中用Sqlite数据库预先建立与汽车相关的所有数据表,静态信息直接录入,动态信息则有车载终端动态的进行发送与存储,整个方法流程是:接收和存储监听程序的初始化,服务器接收请求,进行数据解析与判断,丢弃或发送数据到手持设备。
车辆发生故障时的处理流程:属于层层递进的解决方案,在车辆发生故障时,服务器接收来车载终端的动态车辆信息,再根据车辆的历史数据分析出车辆的可能故障原因,并将故障代码发送给车主,车主通过移动端故障诊断模块在移动端sqlite轻量级数据库案例中得到解决当前故障的解决方案;若没有获得匹配案例,该故障诊断模块会自动切换到服务器远程专家诊断,从服务器端获得解决方案,当故障成果排除后,该解决方案会自动存储到sqlite轻量级数据库,以便下次使用;若远程故障诊断功能没能很好的帮助车主解决问题,车主只需按下一键救援键,手持设备就会自动联系离事故地点最近的救援部门实施救援;
手持设备中的功能是通过设计app应用来实现的,该应用的功能是可扩展的,在功能实现上采用模块区分的方式来进行开发,分为维修管理模块,社交分享模块,车辆管理模块,每个模块之间的是松耦合关系。
服务预约流程,只要第三方公司使用本车联网系统,手持设备所安装的应用中就提供该公司的预约服务,通过操作流程,车主就能够完成各类服务项目的预约工作。
在移动端上设置路径规划算法模块,路径规划算法模块所使用的路径规划算法是基于AHP层次分析法的改进Dijkstra算法,通过在手持设备上的运行,用户可以自动设定自己所关心的道路因素,从而基于AHP层次分析法生成具有用户偏好的路径规划方法,该算法在运行过程中将地图上的要素转换成邻接矩阵,当用户输入起始点与终点之后算法便会自动运行生成最佳路线,当最佳路线不存在时,也会给用户提示目的地不可达。
在移动端上设置智能寻车模块,车载终端通过网络自动的向上位机服务器发送车辆的地理位置,服务器进而将车辆的地理位置推送到移动端,移动端通过sqlite建立了属于自己的轻量级数据库,将从服务器中接收到的数据存储到本地数据库中,即使车辆在大型停车场中熄火停车,通过智能寻车模块从数据库中获得车辆最后的地理坐标并在地图上显示,用户可以通过导航到地图上显示的位置找到自己的车辆。
本发明的特点及有益效果是:
基于车联网的移动端车辆管理软件将手持设备引入到车联网领域,大大方便了车主对自己车辆的管理,使得车主能够随时随地的体会到车联网给车辆管理带来的方便。避免了传统车辆管理平台必须在电脑前管理车辆的弊端和功能单一的弊病。大大加强了车辆行驶的安全性、全面提升了车辆防盗功能。并且本发明所处的车联网系统突破了车辆品牌的限制,将可联网车载终端、服务器、手机、电脑完美的结合在一起,通过本发明使得车联网系统的功能更加的强大。
基于车联网的移动端车辆管理软件有如下优点:
(1)本发明有即装即用的特点,当车主获得了使用车联网管理服务平台的权限,只需要在自己的手持设备上安装本发明,登陆自己的账号和密码,就可以享受本发明所带来的一切基本功能,当需要一些特殊订制功能时,只需要向服务器发出订阅请求即可添加自己需要的功能,打造出具有车主自己性格特点的专属车辆管理软件。
(2)本发明的历史轨迹回放以及实时车况查询功能使得车主对自己的驾驶行为有了更好的了解,当我们想回顾自己车辆的历史信息时,人性化的历史轨迹回放功能可以帮助车主回顾特定时间段或特定区域的历史轨迹,历史轨迹上还详细记录了车辆过去某一时间点时的车速、发动机温度等车辆相关信息。而实时车况查询结合故障诊断功能,使得车主能够对车辆状态进行实时把握。
(3)本发明基于大数据以及数据挖掘设计了大量数据分析功能,服务器基于大数据以及数据挖掘将得到的结果返回给本发明,车主可以通过数据分析的结果,及时掌握自己驾驶车辆存在的问题、提前保养自己的车辆避免故障发生、可以获得事故多发地带危险的提醒等等。
(4)本发明所涉及的故障诊断功能集远程专家诊断和本地故障诊断于一体,本发明在安装过程中会自带故障案例库,当故障发生时第一时间提供故障解决办法,帮助车主及时排除故障,避免了长时间等待救援的尴尬处境。
(5)本发明所设计的路径规划算法、使得车主外出可以获得更加合理的出行路线、降低经济成本、避开拥堵路段、节约大量时间、提升车主的驾车体验。
(6)本发明可以解放传统形式的车钥匙,只需在服务器授权管理以后,通过手机就可以实现部分车辆控制功能,比如开关车门、启动汽车、开关车窗、开关空调等等。本发明通过服务器向车载终端发送控制指令、在由车载终端控制汽车ECU等模块,每次指令的发送均会在服务器端进行验证、检验,使得本发明更加安全、可靠,车主可以放心使用。
(7)本发明的电子围栏以及防盗提醒功能大大提升了车辆的安全性,将汽车被盗的可能性降到最低,即使车主的汽车被盗,车辆定位与智能寻车功能也会帮助车主寻回自己的爱车。车辆定位与智能寻车功能的使用并不仅仅局限于车辆被盗时,当在大型停车场车主找不到自己车辆停放的位置时,该功能也可体现出自己的价值。
(8)本发明和第三方软件以及第三方部门相结合,提供了大量人性化的功能,尤其是车辆保养预约、车辆维修预约等,避免了直接去汽车4S店要经历漫长排队的情况,节省了车主大量的时间。
(9)本发明是基于安卓手持设备开发的,设计了简约精致的操作界面、只需要点触就可以使用本发明的功能,操作起来比在电脑端更加简便,适用群体更加宽泛,对于一些不擅长使用电脑的车主而言,使用手机来管理自己的爱车无疑是一种更好的选择。
(10)本发明结合语音识别功能,解放了车主的双手,使得车主拥有更好的使用体验,提高了车主在驾车过程中使用车联网管理系统的安全性,然而实现该功能并不需要对手持设备进行任何改造,只需编程即可实现,这使得手持设备的功能被最大化的利用起来。
附图说明:
图1本发明所处的车联网平台的整体结构图以及本发明所涉及的结构图。
(a)基于车联网的车辆信息服务与管理平台总体结构图。
(b)本发明在该平台中所涉及的部分。
图2用户登录验证流程图。
图3车辆发生故障的处理流程。
图4车主获得本发明使用权的流程。
图5移动设备与服务器交互访问的流程图。
图6本发明功能模块设计以及部分界面设计。
(a)本发明的功能模块结构图。
(b)本发明所设计的部分界面。
图7本发明维修保养等服务的预约流程。
图8语音识别流程图。
图9数据通信结构图。
图10路径规划算法流程图。
图11智能寻车模块流程图。
具体实施方式
本发明的目的是通过对手持设备进行基于车联网技术的再开发,来扩展和完善现阶段车联网服务管理平台的功能,使得车与人、车与车、车与路之间实现更加完美的结合,使得车主能够随时随地的掌握自己爱车的状态,并让车主在使用汽车时感到更加安全、放心,有着更加良好的驾驶体验。其次,在本发明中不仅实现了具有移动端特点的车联网功能,还实现了传统车联网服务管理系统的管理功能,将传统车辆管理功能引入到手持端之后,大大方便了车主对车联网服务管理系统的使用。
本发明使得车主可以随时随地管理和掌握自己爱车的动态,不会把车主局限在电脑面前才能知道自己车辆的状况,当车辆遇到故障时,一般联网汽车的上位机会发现故障,这时会有专员联系到车主进行车辆维修方面的指导,这样使得提供车联网服务功能的商家在人力上会有很大的消耗,并且当联络车主不及时时或者对车辆故障不能进行预测时,还可能会对车主的生命财产造成一定的危害。本发明的存在使得车主本人能够和远程管理平台同时获得车辆故障信息,使得车主可以第一时间的采取自救措施,将车辆故障所带来的危害降到最低。
对于车主而言,当前还有一些问题。第一,传统车辆管理系统操作繁琐,对电脑使用水平要求较高,然而本发明通过手持设备大大简化了车辆管理系统的操作,这使得本发明拥有更加宽泛的受用群体;第二,传统车钥匙已经越来越跟不上时代的步伐,广大车主们一直想要获得一种更加方便的车辆启动控制方式,本发明通过对手持设备的授权,可以实现车辆的无钥匙管理。第三,车主在大型的停车场经常会迷失方向,面对上千辆汽车经常会找不到自己的爱车,本发明的智能寻车功能正是为此设计的;第四,车主不能很好的了解汽车救援单位和维修单位等第三方单位的实时动态,当需要享受一些保养维修服务时,经常需要直接去实体店,面临冗长的排队,而本发明所提供的预约功能将该问题完美的解决。
由于汽车具有移动性并且和汽车相关的大量数据都具有实时性,基于当前无线通信技术的发展,实现汽车实时连接网络成为了一件容易而且有意义的事,我们将汽车数据上传到服务器,在通过服务器转发到手机,使得车主能够有一个安全、放心的行车体验,现在4G网络不仅可以实现小数据量的汽车信息数据的传输,还可以实现大数据量的视频数据的传输等。
本发明借助于车联网技术和服务器技术,在安卓移动设备上开发了特色鲜明的车辆管理系统软件,并通过网络与上位机服务器进行信息的交互,将车主的一些信息通过手机等移动设备,及时反馈给提供车联网服务的单位,使得相应单位可以更加合理的安排自己的工作。本发明还在移动设备中通过sqlite建立了轻量级数据库,用来存储车主的基本信息和车辆的基础信息,并结合电子地图实现了许多人性化的功能。
本发明需要在服务器平台建立相关服务需要的数据库,车载终端采集车辆的数据并通过4G无线模块实时发送到服务器端的数据库中保存,而移动端手机与服务器平台一直保持数据共享,使得车主可以通过手机实时的了解自己爱车的情况。本发明实现了汽车动静态数据的集中存储共享,通过数据分析可以提供更多的应用扩展。
本发明的功能和特点:
(1)本发明来提供了一种历史轨迹回放的功能,在车辆行驶的过程中,车辆数据一直上传给上位机服务器,服务器将数据存储到相应的数据库中,当车主通过本发明来查阅车辆过去的行驶路径时,上位机服务器就会把数据库里的历史行驶数据发送给车主,车主在电子地图上就能够看到车辆的历史行驶轨迹,点击历史轨迹上相应的一些结点就能得到在该位置时车辆车速、发动机温度等相关历史数据。这使得车主可以对过去时间里车辆的状况进行回顾,通常车辆历史数据每存储一个月就进行自动覆盖,若要延长存储时间需要申请相关的用户权限。
(2)本发明设计了一种虚拟仪表来对车辆的实时车况进行查询,只需要使用该功能车主就可以对车辆的实时信息得到全面的掌控,该仪表上显示的不仅包括车速、发动机转速、车灯等基本信息,还包括从车辆ECU处获取的各种车辆信息,当这些信息出现异常时,在虚拟仪表上会有警报提示车况的异常。
(3)本发明还可以让车主随时查阅自己的维修记录以及违章信息,使得车主能够更好的管理自己和车辆之间的信息。维修记录和违章信息的存储包括时间、地点、以及具体内容等。本发明可以对这些内容进行大数据分析,分析出车主的驾驶习惯,时刻提醒车主应该注意的事项,避免违章和不良的驾驶习惯可能对车辆造成的损害。
(4)本发明实现了车辆定位和智能寻车的功能,在较大的停车场车主不易发现自己车辆的位置,这无疑会带来许多的麻烦,浪费很多的时间,通过本发明可以在电子地图上看到车辆的位置,点击寻车按钮之后,会自动生成寻车路线帮助车主找到爱车。若车辆被偷,车辆定位功能也能帮助车主追踪到自己车辆的位置,使得车辆的防盗功能有了更高的保障。
(5)本发明提供了一种故障诊断及智能解决办法,当车辆遇到故障时,本发明会获得车辆故障码并与本发明本地的故障案例库进行匹配,若匹配到相应的故障,则会在手机上显示出一条条相关操作步骤来帮助车主排除故障。如若没有发现相应匹配的信息,上位机服务器在得到故障信息后会使用基于机器学习和深度学习的智能专家系统来得到故障解决办法,推送给车主,车主通过本发明就可以获得车辆故障排除的办法。如若车主无法自行排除故障,只需使用本发明的一键救援功能,就可以自动联系到距离故障地点最近的维修部门,等待救援。
(6)本发明设计了具有自己特色的路径规划算法—基于AHP层次分析法的改进Dijkstra算法,车主可以根据自己的喜好,输入自己所关心的因素来生成具有自己偏好的路径规划方法,例如,是否走高速,避免拥堵,距离最近,红绿灯最少等等。本发明的路径规划功能是基于大数据分析以及专家经验所设计的,这使得车主在车辆行驶过程中通过本发明可以得到更加符合自己驾驶习惯的行车路线。
(7)本发明使得手持设备具有了车辆的基本控制权限,比如开关车门,车辆启动,车辆预热,空调开关,车窗开关等。这使得车钥匙不再是启动车辆的唯一必需品,只要获得了相应的管理权限,该手机就可以实现车辆的控制权限,通过对手机进行操作就能实现对车辆的控制。当车主在携带钥匙出门时,车钥匙的遗失无疑会造成巨大的麻烦,如果小偷偷取了车主的车钥匙,车主的车辆安全将会受到威胁。而通过本发明车主可以将车钥匙放在家中,通过手机来启动车辆,倘若手机丢失,手机自身就拥有着极高的安全性,手机锁使得捡到手机的人并不能使用车主的手机,即使通过了手机锁的验证,本发明在使用时还需要输入一次密码以及指纹识别来验证登陆,登陆之后才能够对本发明进行使用,这使得车主在外出使用车辆时,安全性得到了很大的提高。并且本发明将语音识别功能和车辆控制功能完美的结合起来,语音控制不是单纯改变了本发明的操作方式,而是使得本发明的所有功能都可以根据语音来实现,在车辆控制方面,这一特点尤为突出,车主只需要对手机说打开车窗,车窗就会自动打开,说停止,车窗会停止打开;对手机说需要导航到的目的地,导航功能就会自动实现等等。
(8)本发明强化了车辆防盗功能,当车辆被异常开启或遭到破坏时,本发明会第一时间得到信息的推送,车主也就可以第一时间采取补救措施。并且在本发明中设计了一种人性化的电子围栏技术,车主可以通过本发明在电子地图上圈中一片围栏区域,当车辆异常启动并被开走时,车主也许没有第一时间发现这一异常情况,但当车辆开出围栏区域,车内的车载终端会对车辆获取最高的控制权限,强制车辆熄火并锁死车靶,使得车辆防盗功能得到全面的升级。围栏区域在地图上是由经纬度来规范的,加入车联网的车辆通过车载终端实时的发送地理位置到移动端,一旦移动端得到的经纬度超出了规定范围,则会触发警报。
(9)本发明所在的车联网服务管理平台与第三方单位如保险公司、救援部门、维修部门进行了全方位的合作,使得管理更加的信息化、智能化。通过本发明可以实现车辆保养、维修的预约,操作十分简便、只需要选择该部门尚空闲的时间段进行预约即可,使得车主避免了现在修车预约繁琐的程序,也避免了去现场修车保养时需要排长队的状况,节省了车主大量的时间。本发明在对车辆进行保养之后提供了保养评估功能,对车辆保养后各项系数进行评分,方便车主对4S店维修保养质量进行评估。
(10)本发明与第三方软件结合实现信息的交互提醒,例如:天气和新闻等。只需要通过本发明就可以获取当天的天气信息、浏览当日的新闻。当有突发新闻发生时可以实现自动语音播报,使得车主不会错过一些突发信息,第一时间把握突发情况。并且本发明结合数据挖掘以及大数据分析实现故障预测和维修提醒功能,当车辆行驶到一定里程需要维修保养或存在潜在的安全隐患时,本发明会第一时间提醒车主去相关部门进行检修。并且车主可以在行车前使用本功能,对车辆进行体检,体检合格再行车上路,提高了行车安全。当车辆行驶到事故多发地带时,本发明会告知车主处于事故多发地带,注意减速慢行。这使得车辆的安全以及车辆行驶的安全得到了很大的保障,也进一步的提升了车主的驾驶体验。
本发明将车联网技术和Android开发的相关技术相结合,主要包括与上位机服务器的交互通信,数据的发送、接收和存储,软件界面和功能框架的设计。并采用MVC的设计方式,首先使用异步http框架实现移动端和服务器端的数据共享,并且移动端对平台数据库的访问与操作都是先通过发送指令到达服务器,经服务器校验有效后,再由服务器中转到数据库进行访问与操作的,保证了信息的可靠性与安全性,本发明还会将访问到的基本信息存储到本地sqlite轻量级数据库,方便再次访问。其中,移动端Sqlite数据库需要根据服务器端存在的数据库表来建立相应的数据库表,我们需要建立车辆信息表,车主信息表,车辆故障记录表,车辆维修记录表,车辆动态数据信息表等共11张数据库表,并针对各类数据之间的关系,得到数据表之间的约束关系。本发明中所提到的这种访问模式当服务器和手机在同一网络环境下,则可自动实现手机对服务器的访问,服务器访问数据库MySQL时返回数据接口,本发明直接调用相应的数据接口,就可以在Android中直接处理获取到的数据。若不在同一网络环境中,车联网服务器平台还有一个公网的IP,本发明会自动切换到访问公网的模式,来进行数据的访问与交互。
本发明的服务器主要采用Struts+Hibernate+Spring架构来搭建,实现了功能可扩展的车联网服务与管理平台。Struts提供一个完整的MVC开发框架,主要负责流程控制,同时对数据进行处理操作。但是它本身几乎不直接访问数据库,而是调用数据库操作类(一般名称中含有DAO)的相关方法。Hibernate(封装了JDBC)主要负责数据的持久化操作,包括数据的增删查改。Spring主要有IoC控制反转、AOP面向切面编程等构成,它让程序员针对接口编程,这样在修改功能模块实现代码的时候比较方便。并且因为依赖注入,让程序员不必自己去实例化对象。服务器部分包括权限管理模块,故障诊断模块,数据分析模块,车辆调度管理模块。与本发明相关的主要是故障诊断模块和数据分析模块,故障诊断模块是在本发明本地案例库没有获得匹配时应用的远程故障诊断办法,通过诊断算法来获得故障解决办法,再在本发明中获取到一步步的解决故障的步骤。数据分析模块主要根据数据得到油耗分析,驾驶行为分析,车速分析等,通过本发明可以方便简洁的对各类数据分析结果进行查阅,拉近车与人之间的距离。
本发明大量的功能都是在电子地图的基础上实现的,当前比较流行的在线地图提供商都提供JavaScriptAPI接口,其中包括百度,谷歌、高德,搜狗等。高德地图更贴近中国人的使用习惯,同时高德地图提供了非常完善的二次开发支持服务,能够实现地图开发,导航开发。高德地图还提供了大量的不同平台下的开发接口,功能较丰富且使用简单,故本发明使用高德地图进行功能的开发。为了使得车主对本发明具有更好的产品体验,我们基于LBS技术提供了大量的服务功能,我们通过手机自带的GPS定位功能,以及高德地图中所提供的LBS云服务,进行移动端车联网的部分功能的设计,例如,显示附近的加油站,最近的加油站,旅店等等。
本发明的语音识别功能是基于百度语音识别来实现的,百度语音识别为开发者提供了很好的再开发内容,其中包括语音识别、语义解析、语音合成,并支持java语言在Android平台下进行开发,恰恰符合本发明的要求。
本发明设计人性化的UI界面对实时车况、车辆自检状况进行显示,例如将车速、机箱温度、车灯状况在虚拟化仪表上显示出来等。Android系统为用户提供了丰富的可视化界面组件,我们可以根据需要,选择恰当的视图组件来完成个性化的布局设计。界面的控制主要有三种方式:使用xml布局文件、使用Java代码以及两者的结合。此外,还可借助Android系统的强大的图形处理能力(包括2D和3D)进行界面的优化设计,图形的特效处理以及图像的纹理渲染,还可借助OpenGLES来开发独居特色的3D效果。
本发明的车辆控制功能是通过手持设备发出指令经过服务器发送给车载终端,车载终端在经过Can总线将控制信号传递给车辆的电控单元,实现了手持设备对车辆的控制。
本发明不是仅仅包括上面提到的功能,上面仅仅是列举一些比较常见的功能。本发明以及本发明所处的系统都是具有可扩张性的,它可以扩展所有以汽车为中心的所有功能。
结合附图对本发明作进一步详述。
图1所示为本发明所处车联网平台的整体结构图,以及本发明在该平台中所涉及的部分。本发明处于车联网平台的应用层,主要包括移动端软件开发和后台服务器的搭建。移动端软件和各类服务器通过互联网连接起来,本发明首先使用异步http框架实现了移动端和服务器端的数据共享,并且移动端对平台数据库的访问与操作都是先通过发送指令到达服务器,经服务器校验有效后,再由服务器中转到数据库进行访问与操作的,保证了信息的可靠性与安全性,本发明还会将访问到的基本信息存储到本地sqlite轻量级数据库,方便再次访问。这种访问模式使得本发明并不直接与底层车载终端发生直接信息互访,而是经过服务器筛选、过滤、大数据分析等,提炼出对车主有用的信息再通过本发明呈现到车主面前,增加了信息的可靠性与实用性。
图2所示的为用户登录验证流程。这部分的软件主要包括监听模块,数据接收和验证模块以及解析和存储模块。这部分程序循环运行在服务器端,用来监听本发明发送来的数据请求。用户登录验证只是这部分软件的功能之一,但凡通过本发明向服务器发送的数据请求都要经过类似的流程,当服务器接收到各类请求时,服务器都会验证请求是否有效,如果有效则将该条请求所需要的数据发送给本发明,本发明接受到数据后,对数据进行筛选将特定数据存储到本地数据库,如果请求无效,服务器将自动忽略该条请求。
图3所示的是车辆发生故障时的处理流程图。本发明采用的是一种层层递进的解决方案。在车辆发生故障时,服务器会根据车辆的历史数据分析出车辆的可能故障原因,并将故障代码发送给车主,车主只需通过手机进行故障诊断,就可在本地案例库中得到解决当前故障的解决方案,随后车主可以尝试自行解决故障,解决后即可正常行驶。若本地案例库中没有获得解决方案的匹配,该故障诊断功能会自动切换到远程专家诊断,从服务器端获得解决方案,当故障成果排除后,该解决方案会自动存储到本地故障案例库,以便下次使用。若远程故障诊断功能没能很好的帮助车主解决问题,车主只需按下一键救援键,本发明就会自动联系离事故地点最近的救援部门实施救援。
图4所示的是车主获得本发明使用权的流程。首先需要把整套车联网系统调试好,当需要本发明提供的服务时,只需要在平台注册并完善相关信息。注册并得到管理员验证之后,车主即可在自己的手机端安装本发明,车主就会获得本发明所带来的车辆管理功能,并且车主还可以根据自己的喜好订阅一些特殊的功能,来打造出具有自己特点的车辆管理软件。
图5所示是移动端与服务器端的连接访问流程,我们已经在图1中掌握了移动端与服务器端通过网络连接的结构图。它们通过http协议进行访问传递数据,实现数据的共享,移动端的主要作用是使得车主可以实时的管理和掌握自己车辆的情况,并且通过app来显示可以使得操作更加方便,界面更加美观,提升用户体验。移动端发送的请求每次都需经过Web服务器的检验,然后通过Web服务器访问相应的数据表获得数据,来实现相应的移动端功能。
图6所示的为本发明整体功能结构图和所设计的部分界面。本发明是功能可扩展的,图6(a)中所提到的只是一些举例。本发明在功能实现上采用模块区分的方式来进行开发,分为维修管理模块,社交分享模块,车辆管理模块等,每个模块之间的开发是松耦合的。图6(b)中是本发明所涉及的一些功能界面,从左到右依次为登陆界面、功能表界面、车辆定位界面,本发明共涉及26个界面在这里就不全部展示,并且后续本发明在不断完善的过程中会涉及更多界面的开发与设计。
图7所示的为本发明服务预约流程。为了使用户维修保养汽车更加的方便,本发明提供了一种线上预约的方式来方便车主对车辆进行维修预约,只要第三方公司使用本车联网系统,本发明中就提供该公司的预约服务,通过图7中的操作流程,车主就可以完成各类服务项目的预约工作。
图8所示为本发明语音识别功能的流程图,其中图8是语音识别使用导航功能的一个流程,通过加入了语音识别功能,使得车主对本发明的使用更加的方便,解放了车主的双手,提升了用户体验。
图9所示为本发明数据通信结构图,本发明采用JSON作为数据交换格式,它是javascript语法的子集,不需要特定的解析方法,可以方便的封装和传递数据,非常适合用来传输地理位置坐标数据。当服务器从前台发出请求时,后台将车辆的位置经纬度封装成JSON格式的数据,前台利用JavaScript很方便的解析出车辆的经纬度并通过异步http通信框架发送给手持设备,从而显示在地图页面。由图可见本发明的数据传递是双向的,由电控单元,车载终端,服务器以及手持设备四个部分,完成了本发明的数据传递。本发明的一切数据信息是通过在具有网络模块的车载终端上安装数据采集与发送模块来得到的,通过该模块我们可以得到车辆的地理位置、车速、发动机转速等实时数据,进而来实现本发明的具体功能,如电子围栏、智能寻车等等。数据采集与发送方法:每台需要使用本发明的车辆需要安装有带有网络模块的车载终端,这个车载终端可以通过CAN总线获得车辆的相关信息,并且可以通过Can总线给电控单元发送信息实现简单的车辆控制。这个过程中首先要对主控器以及CAN节点进行初始化(包括中断的设置、定时器的设置、CAN工作模式的设置、波特率的设置等),然后按照固定的周期以及规定的CAN总线通信协议读取CAN信息帧,并通过帧标识符(ID)来判断数据类型:若为车辆运行状态数据,则把信息做归一化处理,提取有效的数据,并进行信息处理、波动幅度抑制等操作,最后将完整的车辆行驶状态信息发送给上位机服务器。我们只需要根据车载终端搭载的操作系统编写车辆数据的采集与发送应用程序就可以实现该工作流程,该程序主要包括数据的采集模块和发送模块。数据采集模块对数据进行简单的处理,包括滤波以及格式转换等。发送模块主要负责将数据按照自己定义的协议进行打包,然后利用网络模块进行发送。本发明需要自己定义一定规则为数据添加包头,然后将不同数据按一定顺序排列组成数据包,最后由网络模块进行发送,利用TCP/IP协议,编写Socket。数据的接收与存储方法:数据的采集与发送主要负责接收终端发送来的数据,进行数据包的解析和存储。本发明所使用的数据先在服务器端利用Socket实现数据的接收,随后对数据进行解析判断发送给手持设备。在服务器端运行有TCP/IP监听程序,当接收到发送给监听端口时,服务端会将数据接收。在接收数据之后根据约定好的协议对数据进行解析,读取数据包头,得到验证信息,若在得到的数据验证信息有误,则不会通过验证,立刻将数据丢失。否则,继续解析后面的数据,然后发送给手持设备。本发明在手持设备中用Sqlite数据库中预先建立与汽车相关的所有数据表,静态信息通过软件直接录入,动态信息则有车载终端动态的进行发送与存储。整个方法流程是:接收和存储监听程序的初始化,服务器接收请求,进行数据解析与判断,丢弃或发送数据到手持设备。
图10为本发明的路径规划算法流程图,本发明所使用的路径规划算法是一种基于AHP层次分析法的改进Dijkstra算法,通过在手持设备上的运行,用户可以自动设定自己所关心的道路因素,从而基于AHP层次分析法生成具有用户偏好的路径规划方法。该算法在运行过程中将地图上的要素转换成邻接矩阵,当用户输入起始点与终点之后算法便会自动运行生成最佳路线,当最佳路线不存在时,也会给用户提示目的地不可达。
图11为本发明的智能寻车模块,用户在使用本发明的过程中车载终端通过网络自动的向上位机服务器发送车辆的地理位置,服务器进而将车辆的地理位置推送到手持端,手持端通过sqlite建立了属于自己的轻量级数据库,将从服务器中接收到的数据存储到本地数据库中,即使车辆在大型停车场中熄火停车,通过本发明可以从数据库中获得车辆最后的地理坐标并在地图上显示,用户可以通过导航到地图上显示的位置找到自己的爱车。