專利名稱：家庭與汽車電子互動系統及互動方法
技術領域：
本發明涉及一種家庭與汽車電子互動系統及互動方法，屬于電子信息技術領域。
背景技術：
由于現代汽車增加了人們的活動范圍、加快了人們的生產生活節奏、給人們帶來辦公效率提高、提高了人們的生活質量、改變了人們的生活方式，因而它正越來越多的進入尋常人的家庭。如果說最初人們只是把汽車當成“代步工具”的話，現在人們則希望它在給人們帶來“方便、安全、經濟、效能”的同時，還能給人們帶來更多的舒適與享受。受需求的牽動，伴隨著電子技術的進步，“汽車電子信息技術”和“信息家電技術”都獲得了長足的發展。以汽車為例，就汽車而言，有兩類汽車電子產品特別引人注意一類是汽車電子控制裝置，包括為提高汽車發動機牽引特性與環保特性的電子燃油噴射系統、牽引力控制、電子控制自動變速器，和對底盤/車身進行電子控制的電子動力轉向、制動安全控制以及其他電控單元ECU等；另一類是雖和汽車本身的機械性能似乎并無直接關系，但卻能給人們帶來方便、舒適，進而可從整體上提高工作效能的所謂“車載電子信息產品”，例如車載無線互聯網通信系統、導航與安全系統、汽車音響及電視娛樂系統等。正是由于這些產品在汽車上的應用與普及，才進一步改變了人們的生活方式，提高了人們的生活質量，使人們在發展經濟的同時，也享受著現代汽車給人們帶來的享受。再以家電為例，由于“信息家電”對改善現代人類的生活質量，創造更舒適、便利、富有人性化的生活環境有著非常重要的意義，因而發展也很快，并相繼出現了“家電安全保護裝置”、“家電集中控制插座”，近年來隨著計算機與通信技術的發展，更是出現了以PC機為核心的家電現場智能控制網絡，或通過辦公室電話對某些家電進行遙控的裝置甚至出現了初級“信息家電”產品，特別是基于OSGI協議的家庭網關的出現，為家電的遠程控制提供了便利，但從總體上看，這些產品尚未脫離布線復雜的模式，如再增加新的控制內容，就需要另外重新布線施工，因而多有不便，也有礙于觀瞻；更值得一提的就是雖然“汽車電子信息技術”和“信息家電技術”各自都已發展到相當高的水平，但二者之間的互動(即從汽車上遙控家電，以及從家中對汽車電子裝置進行遙控或進行信息傳遞)卻存在著明顯滯后，甚至至今尚未見到現代意義上的汽車與家庭之間能互動的電子信息產品，即使偶爾能見到，但它們所采用的技術基本上也未脫離人們熟悉的控制模式。這種狀況和當今電子信息技術發展的總體水平相差甚遠，一般說來也難以滿足人們的要求。
發明內容
針對現有技術的缺陷，本發明提供了一種家庭與汽車電子互動系統和一種家庭與汽車電子互動的方法，采用本發明的系統和方法，可以實現家庭內設備和汽車設備的互訪，使人們在汽車內就可以對家電進行控制。
為了實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案一種家庭與汽車電子互動系統，包括車載分系統和家庭分系統，所述車載分系統包括車載嵌入式控制平臺和車載無線通信單元，所述家庭分系統包括家庭通信單元和家庭互動控制單元，所述車載無線通信單元和所述家庭通信單元通過公共通信網絡相互通信，其中所述車載無線通信單元接收所述嵌入式控制平臺送來的控制信息，依通信協議生成控制代碼，發送給所述家庭通信單元，所述車載無線通信單元還接收由家庭通信單元發來的控制代碼，傳送給所述嵌入式控制平臺，由所述車載嵌入式控制平臺生成對車載電子設備的控制指令，所述家庭通信單元接收所述家庭互動控制單元送來的控制信息，依通信協議生成控制代碼，發送給所述車載無線通信單元，所述家庭通信單元還接收由車載無線通信單元發來的控制代碼，傳送給所述家庭互動控制單元，由所述家庭互動控制單元生成對家庭電子設備的控制指令。
所述車載無線通信單元通常可以采用車載GPRS/GSM無線通信單元。
所述的家庭通信單元包括依次級聯相接的調制解調器、基于OSGi協議的家庭網關和以太網卡。
一種家庭與汽車電子互動控制方法，包括下列步驟(5)在汽車和家庭兩方，分別設立各自的互動控制裝置，即車載控制裝置和家庭控制裝置，并設有各自的通信單元，實現在公共通信網絡下的相互通信；(6)在汽車或家庭一方的控制裝置上人工輸入控制命令，由該方控制裝置生成控制信息并傳送給該方的通信單元；(7)接收本方控制裝置送來的控制信息的通信單元依據通信協議，將控制信息轉化為控制代碼，發送給另一方的通信單元；(8)接收對方通信單元發來的控制代碼的通信單元，將接收的控制代碼信息發送給本方的控制裝置，由該控制裝置生成對本方電子設備的控制指令，對本方電子設備進行控制。
其中所述車載控制裝置可以采用車載嵌入式控制平臺的形式，所述家庭控制裝置可以采用家庭互動控制單元的形式。
所述步驟(2)的具體過程可以是(2.1)通過人機對話裝置，人工輸入控制命令；(2.2)所述控制裝置中的控制指令產生器，根據人工輸入的命令生成所述的控制信息；(2.3)所述控制裝置中的信息交換控制器接收來自控制命令產生器的控制信息，送入所述通信單元。
在所述步驟(3)中，可以依據TCP/IP協議對所述控制信息進行編碼和數據打包。
在所述步驟(4)中，通信單元將接收的控制代碼采用DMA方式直接傳送給本方的信息交換控制器，信息控制交換器接收控制代碼信息后，先由指令識別器進行識別，忽略非法信息。
由于本發明以現代電子計算機技術和通信技術等為依托，在現有車載電子信息系統與信息家電系統的基礎上進行技術創新，通過分別設置在汽車電子信息系統與信息家電系統內的車載分系統和家庭分系統的相互通信，實現了兩者之間的相互控制，使用非常靈活、方便；由于采用一體化設計，采用汽車局域網控制總線以及家庭局域網控制總線對受控對象進行控制，不僅實現起來特別簡潔，又特別便于系統控制功能的擴展；此外，由于所述的車載分系統和家車分系統還可以與現有的汽車電子信息系統與信息家電系統共享系統計算機及通用控制器資源，因而不僅適于新增的互動控制，也適于對已有設備的控制，兼容特別性好。由于本發明技術先進、功能強、使用方便、與現有設備兼容性好，而且設備簡單、制造成本低、便于實現，同現有技術相比，不僅克服了現有技術中控制方式落后、設計缺乏總體考慮因而系統性比較差、實現起來零亂等弊端，而且能給人們帶來方便、舒適、享受，實現了本發明的目的。
圖1是本發明的簡化結構示意圖；圖2是本發明一種使用方式的示意圖；圖3是本發明中的GPRS/GSM無線通信單元的組成結構示意圖。
具體實施例方式
參見圖1和圖2，本發明提供的系統為一種家庭與汽車電子互動系統，包括車載分系統和家庭分系統，所述車載分系統包括車載嵌入式控制平臺和車載無線通信單元，所述家庭分系統包括家庭通信單元和家庭互動控制單元，所述車載無線通信單元和所述家庭通信單元通過公共通信網絡相互通信，其中所述車載無線通信單元接收所述嵌入式控制平臺送來的控制信息，依通信協議生成控制代碼，發送給所述家庭通信單元，所述車載無線通信單元還接收由家庭通信單元發來的控制代碼，傳送給所述嵌入式控制平臺，由所述車載嵌入式控制平臺生成對車載電子設備的控制指令，所述家庭通信單元接收所述家庭互動控制單元送來的控制信息，依通信協議生成控制代碼，發送給所述車載無線通信單元，所述家庭通信單元還接收由車載無線通信單元發來的控制代碼，傳送給所述家庭互動控制單元，由所述家庭互動控制單元生成對家庭電子設備的控制指令。
依照現有技術，所述車載嵌入式控制平臺和所述家庭互動控制單元均可以采用各種適宜形式的微機、單片機或其他類似可編程數據處理裝置，所述微機可以采用WINDOWS/LINUX操作系統，以支持本系統所需的各種軟件和程序，應用本系統的軟件和程序可以在現有公知技術的基礎上，依據一般技術人員對本說明的理解自由實現。
所述的車載嵌入式控制平臺可以包括車載控制命令產生器、車載信息交換控制器、車載指令識別器和車載控制方案數據庫，所述車載控制命令產生器接到人工輸出的控制命令后，產成相應的控制信息，通過所述車載信息交換控制器送入所述車載無線通信單元，由該單元進行編碼和發送，所述車載無線通信單元接收所述家庭通信單元發來的控制代碼后，采用DMA方式將該代碼信息傳送給所述車載信息交換控制器，所述車載指令識別器讀取所述信息交換控制器接收的代碼信息并進行識別，在車載控制方案數據庫的支持下，得出具體控制字，控制車載受控電子設備進行相應的動作，這些具體控制字、控制程序以及控制方式的選擇，應根據現有技術和現有條件適當設置。可以理解的是，為保證同現有技術和現有設備相容，利用現有控制方式、控制軟件和控制裝置不僅是有益的，有時甚至是必須的，對于家庭設施的控制也同樣如此。
鑒于現有汽車已經設置了控制本車電子產品的平臺，根據現有平臺的能力，可以通過軟件的設置將其改進為本發明所需的所謂車載嵌入式控制平臺，將各種功能集中在同一平臺。實際上，由于本發明的系統主要目的是實現汽車設施和家庭設施的互動，對車內設施和家庭設施的具體控制，包括控制程序、控制方式和控制裝置，可依據現有技術和現有系統實現。
所述的車載分系統還可以包括車載顯示器和車載人機對話裝置，所述車載嵌入式平臺、、車載無線通信單元、車載顯示器、車載人機對話裝置可以通過車載總線連接，實現信息的相互傳遞，這些信號的傳遞方式可以采用現有技術。
在現有技術背景下，所述車載無線通信單元通常可以采用車載GPRS/GSM無線通信單元，以便借助于現有的GPRS/GSM通信網絡實現和保障車載分系統和家庭分系統之間的通信，但是，這種選擇，并不排除對其他已有的和可能的公共通信網絡的選擇和利用。所述車載顯示器通常可以采用液晶顯示器，所述車載人機對話裝置通常可以采用集成在液晶顯示器上的觸摸屏，也可以是鍵盤，或觸摸屏和鍵盤，以及其他任意形式的人機對話裝置或它們的組合。這些外設的選擇，可以依據設計者或使用者的個人愛好以及其他條件自由實現，考慮到汽車內的使用條件，應選擇適宜的人機界面和人工輸入方式。
所述的車載GPRS/GSM無線通信單元可以由依次級聯相接的串行接口、控制模塊、TCP/IP處理模塊、GPRS/GSM無線傳輸模塊和GPRS/GSM天線組成，其中的TCP/IP處理模塊，根據通信協議完成數據打包，在控制模塊與TCP/IP處理模塊之間和TCP/IP處理模塊與GPRS/GSM無線傳輸模塊之間，各由兩個相互獨立的平行總線相接，其中一個專門用來傳送指令、一個專門用來傳送數據，這種結構，在實現本系統所需功能的前提下，保證了結構的簡化、低成本及可靠性。
所述的家庭互動控制單元可以包括家庭控制命令產生器、家庭信息交換控制器、家庭指令識別器和家庭控制方案數據庫，所述家庭控制命令產生器接到人工輸出的控制命令后，產成相應的控制信息，通過所述家庭信息交換控制器送入所述家庭通信單元，由該單元進行編碼和發送，所述家庭通信單元接收所述車載無線通信單元發來的控制代碼后，采用DMA方式將該代碼信息傳送給所述家庭信息交換控制器，所述家庭指令識別器讀取所述信息交換控制器接收的代碼信息并進行識別，在家庭控制方案數據庫的支持下，得出具體控制字，控制家庭受控電子設備進行相應的動作。
所述的家庭分系統還可以包括家庭顯示器和家庭人機對話裝置，所述家庭互動控制單元、家庭通信單元、家庭顯示器和家庭人機對話裝置通過家庭總線連接，實現信息的相互傳遞，其信息傳遞方式可以采用現有技術。
在現有技術背景下，所述家庭顯示器通常可以采用液晶顯示器，所述家庭人機對話裝置通常可以采用集成在液晶顯示器上的觸摸屏，也可以是鍵盤，或觸摸屏和鍵盤，以及其他任意形式的人機對話裝置或它們的組合。
所述的家庭通信單元可以包括依次級聯相接的調制解調器、基于OSGi協議的家庭網關和以太網卡，所述的以太網卡可以通過PCI插槽直接安裝在或直接集成在所述家庭互動控制單元的計算機主板上，所述的調制解調器則可以以有線或無線通信方式通過公共通信網絡接收或發送信息。
在現有技術背景下，所述家庭通信單元可以采用任意適宜的有線方式或者無線方式同互聯網通信基站系統通信，或以其他任意形式接入互聯網，也可以直接同GPRS/GSM基站系統通信，對于車載無線通信單元也一樣。但根據目前條件，采用車載無錫通信單元—GPRS/GSM基站系統—互聯網通信基站系統—家庭家庭通信單元的通信方式將是本系統的一種優選方案。由于公共通信網絡技術的發展，可能會出項其他無線和網絡通信形式，這些通信技術變化，可以導致所述各通信單元具體形式的變化，但不影響本發明的實施。
順便指出，隨著信息家電技術的進步，家庭電子設備的品種越來越多，目前已投入使用的信息家電就有空調機、微波爐、電冰箱、光源系統、網絡電視與視頻點播WebTV & IPTV、網絡游戲機WebGamer、網絡電話webPhone、電子音響系統、家庭定時服務系統、綜合信息(記事本、氣象、路況、股市等)服務系統、環境與安全監控系統(傳感器、煙霧、防盜)等，如何通過互聯網對位于不同家庭中的不同類型信息家電進行有效控制，總線技術與通信協議及網關就顯得特別重要，鑒于車載以及家庭局域網控制總線技術、GPRS通信技術、Ipv6(Internet Protocol version6)，以及OSGi(Open Service Gateway Initiative)網關有許多能應對未來挑戰的特點與優點，所以本發明采用了這種技術，因而具有良好的可擴展性。
權利要求
1.一種家庭與汽車電子互動系統，包括車載分系統和家庭分系統，所述車載分系統包括車載嵌入式控制平臺和車載無線通信單元，所述家庭分系統包括家庭通信單元和家庭互動控制單元，所述車載無線通信單元和所述家庭通信單元通過公共通信網絡相互通信，其中所述車載無線通信單元接收所述嵌入式控制平臺送來的控制信息，依通信協議生成控制代碼，發送給所述家庭通信單元，所述車載無線通信單元還接收由家庭通信單元發來的控制代碼，傳送給所述嵌入式控制平臺，由所述車載嵌入式控制平臺生成對車載電子設備的控制指令，所述家庭通信單元接收所述家庭互動控制單元送來的控制信息，依通信協議生成控制代碼，發送給所述車載無線通信單元，所述家庭通信單元還接收由車載無線通信單元發來的控制代碼，傳送給所述家庭互動控制單元，由所述家庭互動控制單元生成對家庭電子設備的控制指令。
2.如權利要求1所述的家庭與汽車電子互動系統，其特征在于所述的車載嵌入式控制平臺包括車載控制命令產生器、車載信息交換控制器、車載指令識別器和車載控制方案數據庫，所述車載控制命令產生器接到人工輸出的控制命令后，產成相應的控制信息，通過所述車載信息交換控制器送入所述車載無線通信單元，由該單元進行編碼和發送，所述車載無線通信單元接收所述家庭通信單元發來的控制代碼后，采用DMA方式將該代碼信息傳送給所述車載信息交換控制器，所述車載指令識別器讀取所述信息交換控制器接收的代碼信息并進行識別，在車載控制方案數據庫的支持下，得出具體控制字，控制車載受控電子設備進行相應的動作。
3.如權利要求1或2所述的家庭與汽車電子互動系統，其特征在于所述的車載分系統還包括車載顯示器和車載人機對話裝置，所述車載嵌入式平臺、、車載無線通信單元、車載顯示器、車載人機對話裝置可以通過車載總線連接。
4.如權利要求1或2或3所述的家庭與汽車電子互動系統，其特征在于所述車載無線通信單元采用車載GPRS/GSM無線通信單元，所述車載顯示器采用液晶顯示器，所述車載人機對話裝置采用集成在液晶顯示器上的觸摸屏，或者鍵盤，或著觸摸屏和鍵盤。
5.如權利要求5所述的家庭與汽車電子互動系統，其特征在于所述的車載GPRS/GSM無線通信單元由依次級聯相接的串行接口、控制模塊、TCP/IP處理模塊、GPRS/GSM無線傳輸模塊和GPRS/GSM天線組成，其中的TCP/IP處理模塊，根據通信協議完成數據打包，在控制模塊與TCP/IP處理模塊之間和TCP/IP處理模塊與GPRS/GSM無線傳輸模塊之間，各由兩個相互獨立的平行總線相接，其中一個專門用來傳送指令、一個專門用來傳送數據。
6.如權利要求1所述的家庭與汽車電子互動系統，其特征在于所述的家庭互動控制單元包括家庭控制命令產生器、家庭信息交換控制器、家庭指令識別器和家庭控制方案數據庫，所述家庭控制命令產生器接到人工輸出的控制命令后，產成相應的控制信息，通過所述家庭信息交換控制器送入所述家庭通信單元，由該單元進行編碼和發送，所述家庭通信單元接收所述車載無線通信單元發來的控制代碼后，采用DMA方式將該代碼信息傳送給所述家庭信息交換控制器，所述家庭指令識別器讀取所述信息交換控制器接收的代碼信息并進行識別，在家庭控制方案數據庫的支持下，得出具體控制字，控制家庭受控電子設備進行相應的動作。
7.如權利要求6所述的家庭與汽車電子互動系統，其特征在于所述的家庭分系統還包括家庭顯示器和家庭人機對話裝置，所述家庭互動控制單元、家庭通信單元、家庭顯示器和家庭人機對話裝置通過家庭總線連接。
8.如權利要求7所述的家庭與汽車電子互動系統，其特征在于所述家庭顯示器采用液晶顯示器，所述家庭人機對話裝置采用集成在液晶顯示器上的觸摸屏，或者鍵盤，或者觸摸屏和鍵盤，所述的家庭通信單元包括依次級聯相接的調制解調器、基于OSGi協議的家庭網關和以太網卡，所述的調制解調器則以有線或無線通信方式通過公共通信網絡接收或發送信息。
9.一種家庭與汽車電子互動控制方法，包括下列步驟(1)在汽車和家庭兩方，分別設立各自的互動控制裝置，即車載控制裝置和家庭控制裝置，并設有各自的通信單元，實現在公共通信網絡下的相互通信；(2)在汽車或家庭一方的控制裝置上人工輸入控制命令，由該方控制裝置生成控制信息并傳送給該方的通信單元；(3)接收本方控制裝置送來的控制信息的通信單元依據通信協議，將控制信息轉化為控制代碼，發送給另一方的通信單元；(4)接收對方通信單元發來的控制代碼的通信單元，將接收的控制代碼信息發送給本方的控制裝置，由該控制裝置生成對本方電子設備的控制指令，對本方電子設備進行控制。
10.如權利要求9所述的家庭與汽車電子互動控制方法，其特征在于所述步驟(2)的具體過程可以是；(2.1)通過人機對話裝置，人工輸入控制命令；(2.2)所述控制裝置中的控制指令產生器，根據人工輸入的命令生成所述的控制信息；(2.3)所述控制裝置中的信息交換控制器接收來自控制命令產生器的控制信息，送入所述通信單元；在所述步驟(3)中，可以依據TCP/IP協議對所述控制信息進行編碼和數據打包；在所述步驟(4)中，通信單元將接收的控制代碼采用DMA方式直接傳送給本方的信息交換控制器，信息控制交換器接收控制代碼信息后，先由指令識別器進行識別，忽略非法信息。
全文摘要
本發明提供一種家庭與汽車電子互動系統及互動方法，該系統包括車載分系統和家庭分系統，所述車載分系統包括車載嵌入式控制平臺和車載無線通信單元，所述家庭分系統包括家庭通信單元和家庭互動控制單元，所述車載無線通信單元和所述家庭通信單元通過公共通信網絡相互通信，以便將一個分系統的控制命令傳輸給另一個分系統，所述車載無線通信單元通常可以采用車載GPRS/GSM無線通信單元，所述的家庭通信單元包括依次級聯相接的調制解調器、基于OSGi協議的家庭網關和以太網卡。本發明實現了車載分系統與家庭分系統之間的互動，極大地方便了人們對家庭和汽車電子設備的操作。
文檔編號H04L29/06GK1787439SQ20051011672
公開日2006年6月14日 申請日期2005年10月28日 優先權日2005年9月9日
發明者王飛躍, 王知學, 艾云鋒, 黃武陵, 朱鳳華 申請人:中國科學院自動化研究所