專利名稱：基于第三代移動通信的汽車實時信息系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車移動信息平臺，特別是第二代汽車板上診斷系統(tǒng)和第三代
移動通訊系統(tǒng)以及GPS定位導航的綜合應用技術領域，更具體地說，涉及一種 集成了汽車板上診斷系統(tǒng)、第三代移動通訊系統(tǒng)以及GPS定位導航的、集合前 后臺的綜合智能交互系統(tǒng)，用于實現汽車、網絡服務與人的智能交互。
背景技術：
已有的汽車車輛狀態(tài)信息監(jiān)控系統(tǒng)一般是車載離線形式，各種關于車輛的 服務，例如GPS導航等也多是基于離線形式。隨著互聯網和通信技術的進展， 特別是第三代移動通信的應用，現有網絡技術條件已經能夠支持車輛快速行駛 中大量安全的無線數據傳輸，但并無相應的產品來執(zhí)行基于3G的無線車輛信息 傳輸，也沒有基于高速無線通信的實時車輛信息系統(tǒng)。本發(fā)明將解決這一問題， 利用即將普及的第三代移動通信技術，將汽車信息這一信息孤島無縫高效的通 過3G網絡連接到互聯網。
為了實現汽車信息數據通過3G網絡連接到互聯網將涉及到多方個的技術， 為了便于對本發(fā)明的理解，首先將本發(fā)明將涉及的各項技術簡介如下
背景技術：
1——OBDII (汽車板上診斷系統(tǒng))
板上診斷(On-Board Diagnostics, OBD )系統(tǒng)為汽車用戶和維修人員提供 了一種訪問各種汽車子系統(tǒng)工況信息的技術手段。車載診斷系統(tǒng)隨著1980年代 車載計算機的出現而興起，最初只能通過指示燈顯示系統(tǒng)的故障?，F在的車載 診斷系統(tǒng)利用標準化的數字通信接口 ，提供實時數據和一系列標準化診斷錯誤 碼(DTC: diagnostic trouble codes ),為快速識別和修復各種車輛故障提供了方 便。第二代汽車板上診斷(OBD-II)系統(tǒng)是在之前的第一代(ODB-I)基礎上的 改進，第二代汽車板上診斷(OBD-II)標準定義了診斷接頭的類型和管腳(SAE J1962 )、電氣信號協議(SAE J1850 PWM、 SAE J1850 VPW、 ISO 9141-2、 ISO14230 KWP2000、 ISO 15765 CAN)和信息格式(SAE J1979 )。另外，還提供 了可選車輛參數列表和編碼方式?；谶@一標準，使用單一設備就可以查詢任 何車載電腦的信息。第二代汽車板上診斷(OBD-II)系統(tǒng)現有A、 B兩種模式。 OBD-II標準使用的通訊協議有三個SAE J1850 PWM (脈沖寬度調制)，波特 率為41.6x 1000b/s，診斷連才秦器中使用的端子是2、 4、 5、 10、 16; SAEJ1850 VPM (可變脈沖寬度調制)波特率為10.4 x 1000 b/s，診斷連接器中所使用的端 子是2、 4、 5、 16;以及ISO 9141-2 (或ISO/DIS 14230-4),波特率為10.4x1000 b/s,診斷連接器中使用的端子是4、 5、 7、 15、 16。
背景技術：
2_—第三代移動通信技術
第三代移動通信一般地講，是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結 合的新一代移動通信系統(tǒng)。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式， 提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。為了提供這些服務， 無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度，也就是說在室內、室外和行車的 環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps (兆字節(jié)/每秒)、384kbps (千字節(jié)/每秒) 以及144kbps的傳輸速度。國際電信聯盟(ITU )在2000年5月確定WCDMA、 CDMA2000和TDSCDMA三大主流無線"l矣口標準，并寫入3G技術指導性文件 《2000年國際移動通訊計劃》。
2009年1月7日14: 30,工業(yè)和信息化部為中國移動、中國電信和中國聯 通發(fā)放3張第三代移動通信(3G)牌照，此舉標志著我國正式進入3G時代。其中， 批準中國移動增加基于TD-SCDMA技術制式的3G牌照，中國電信增加基于 CDMA2000技術制式的3G牌照，中國聯通增加了基于WCDMA技術制式的3G牌照。
背景技術：
3 — _GPS
全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,通常簡稱GPS )是一個中距離圓 型軌道衛(wèi)星導航系統(tǒng)。它可以為地球表面絕大部分地區(qū)(98% )提供準確的定位、 測速和高精度的時間標準。系統(tǒng)由美國國防部研制和維護，可滿足位于全球任 何地方或近地空間的軍事用戶連續(xù)精確的確定三維位置、三維運動和時間的需 要。使用者只需擁有GPS接收機，無需另外付費。GPS信號分為民用的標準定
5位服務(SPS， Standard Positioning Service)和軍規(guī)的精確定位服務(PPS, Precise Positioning Service)兩類。民用定位精確度大概在100米左右；軍規(guī)的精度在十 米以下。
背景技術：
4——數字版權管理DRM:
數字版權管理技術被廣泛應用于互聯網下載，用于保護信息內容不被非授 權用戶使用，目前主要的技術有，微軟的DRM技術，蘋果的DRM技術和OMA 的DRM技術，其中，OMA開放的DRM技術作為信息加密手段，可以用于車 輛信息的數據加密，保證信息的專有性，還可對車輛定制的信息進行有效的管 理。并且作為開放的標準，目前已獲得了絕大多數的移動終端廠商及運營商的 支持
OMA ( Open Mobile Alliance——移動開放聯盟)于2002年發(fā)布了數字版權 管理的1.0版本標準，并于2006年三月發(fā)布了 2.0版本，l.O版本主要定義了三 種數字版權管理模式轉發(fā)受限——Forward Lock;混合遞送——Combined
Delivery和分開遞送--Separated Delivery。
目前移動終端設備廠商及運營商主要采用1.0版本的規(guī)范和標準進行業(yè)務 開展，但未來幾年2.0版本的應用會越來越普及。2.0版本主要針對移動設備與 數字版權內容進行了更可靠的加密和可適用性的升級，主要有四部分組成公 鑰安全認證系統(tǒng)，權限對象查詢協議，數字版權管理格式，權限描述語言。公 鑰安全認證系統(tǒng)為非對稱鑰匙系統(tǒng)，減少了由于密鑰被竊造成的信息失密，權 限對象信息被使用公鑰進行數字簽名后發(fā)送給授權設備進行權限查詢。在2.0版 本定義的應用中，首先內容信息被使用加密算法(例如AES)后，打包成加密 內容格式(DCF)的信息發(fā)送給使用終端，終端接受到信息后由設備中的DRM 代理向權證中心發(fā)送請求內容信息的權限對象，權限對象被用終端的公鑰加密 并使用權證中心的私鑰進行數字簽名，終端通過驗證權限對象數字簽名和使用 自己公鑰解密權限對象信息后，獲得加密信息內容的解密鑰匙，然后對信息內 容進行使用。
背景技術：
5——網頁服務(web services ):
基于網絡瀏覽器的應用程序開發(fā)不但能滿足各種平臺間的信息交互需求， 而且在不同平臺中的界面要求一致而友好，并能滿足包括多輛汽車組成的信息系統(tǒng)對分布式及并發(fā)的要求。采用網頁服務程序來完成汽車信息終端與后臺， 及后臺與其他信息平臺間信息的交換和協同，能很好的保證該發(fā)明的信息內容 最大化和調用接口的標準化易于使用擴展的分布式需求。
為保證信息在不同平臺間的信息交互需求，網頁服務程序主要采用下列幾
種標準
1. XML和XSD,應用程序可才艮據需要通過XML任意定義數據格式，而 XSD通過定義好的標準數據類型達成統(tǒng)一的數據類型定義，解決了自定義數據 類型不能復相匹配的問題；
2. SOAP，簡單對象訪問協議(SOAP )提供了標準的RPC( Remote Procedure Call,遠程過程調用)方法調用網頁l良務程序(Web Services) , SOAP規(guī)范定 義了 SOAP消息的格式，以及通過HTTP協議來《吏用SOAP, SOAP基于XML 進行數據編碼；
3. WSDL, ( Web Services Description Language )網頁服務描述語言同樣是 基于XML的語言，用于描述Web Services及其函數，參數和返回值；
4. UDDI， ( Universal Description, Discovery, and Integration )通用描述， 發(fā)現及集成，用于存儲web services的信息目錄。
將開發(fā)的web Services發(fā)布在網站后，可通過HTTP的表單和post (張貼) 方法向web services交換數據，例如大量的汽車行l(wèi)史信息，包括汽車的瞬時油耗， 車速，方向，GPS信息等。
上述各項技術在其各自領域中均相對成熟，但對于汽車實時信息系統(tǒng)的應 用卻是相對獨立的，或者有些技術根本從未應用到這一領域。例如，申請?zhí)枮?200610070623.1,名為"基于第三代移動通信網絡的汽車防盜系統(tǒng)"的發(fā)明專利 申請公開了一種基于第三代移動通信網絡的汽車防盜系統(tǒng)，它是由3G移動通信 運營網絡和用戶單元(103)組成，其中3G移動通信運營網絡由核心網(IOI)和無 線4妾入網(102)兩部分組成，用戶單元(103)由車載終端(114)和手才幾終端(115)組 成；基于第三代移動通信網絡的汽車防盜系統(tǒng)是利用3G移動通信運營網絡和藍 牙技術相結合來有效地實現汽車防盜。其中用到了 3G通信系統(tǒng)，但對于由于 3G通信的高帶寬所能帶來的豐富的功能支持卻沒有加以利用
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，設計一種能支持后臺服務器和車載終端之間進行快速 智能的信息交互，能獲取車輛行駛信息，應用后臺服務器對車輛信息進行處理， 為車輛提供多種服務的綜合信息系統(tǒng)。而本發(fā)明提出的實現這一 目的的方法是 集成上述各種技術手段，構造一種基于笫三代移動通信的汽車實時信息系統(tǒng)。 通過汽車行駛信息的傳輸與管理，車載裝置和服務器的通信與交互，實現實時 有效的車、人、網絡三者之間的智能交互。
本發(fā)明的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，包括服務器和車載終 端，服務器和車載終端之間通過第三代移動通信網絡進行通信，且其中，
所述車載終端包括嵌入式控制模塊和與之相連的汽車總線接口模塊、3G 移動通信調制解調器模塊，其中，所述汽車總線接口模塊通過車輛的標準板上 診斷系統(tǒng)接口接入汽車的內部控制總線，獲取車輛的行駛信息，并將之傳送給 嵌入式控制模塊；所述3G移動通信調制解調器模塊，進行數據信息的調制與解 調，支持符合第三代移動通信標準中的至少一種，實現通過3G運營網絡的無線 移動通信；嵌入式控制模塊，獲取來自汽車總線接口模塊的車輛的行駛信息并 對所述行駛信息進行處理，并且通過與之相連的3G移動通信調制解調器模塊與 服務器進行交互通信；
所述服務器包括信息接收模塊、信息存儲模塊、功能模塊和信息發(fā)布模塊， 其中，所述信息接收模塊用于接收通過第三代移動通信網絡進行傳輸的來自車 載終端的信息；所述信息存儲模塊存儲所述信息接收模塊的信息以及包括地圖 信息、路況信息在內的應用信息；所述功能模塊用于實現包括車輛定位、地圖 導航、實時路徑規(guī)劃、車輛防盜、行駛信息統(tǒng)計中的一種或多種在內的應用功 能；所述信息發(fā)布模塊用于將服務器提供的信息發(fā)送到車載終端。
較佳地，所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)中，所述車載終 端還包括一與所述嵌入式控制模塊通信連接的GPS定位信息接收模塊，獲取車 輛位置信息；所述服務器的功能模塊包括一導航模塊，該導航模塊根據服務器 存儲的地圖信息、路況信息和所述車輛位置信息提供實時的在線導航服務。
較佳地，所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)中，所述汽車總 線接口模塊包括一總線協議識別單元，以對車輛的總線協議進行自動識別。
較佳地，所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)中，所述車載終 端還包括加密模塊，其在發(fā)送信息時將欲通過3G移動通信調制解調器模塊發(fā)送 的信息先進行加密再行發(fā)送，接收信息時，對接收的信息進行解密；所述服務
8器包括解密模塊，對來自車載終端的信息進行解密和對發(fā)送到車載終端的部分 信息進行加密。
較佳地，所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)中，所述車載終 端還包括信息顯示模塊，其與所述嵌入式控制模塊通信連接，顯示車輛行駛信 息和提示信息。
較佳地，所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)中，所述車載終 端還包括移動數字媒體接收模塊，其與嵌入式控制模塊相連，接收通過第3代 移動移動通信平臺傳播的數字媒體信號并提供給嵌入式控制模塊和信息顯示模 塊。
較佳地，所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)中，所述車載終 端還包括與嵌入式控制模塊通信連接的汽車影音設備接口模塊，所述汽車影音 接口模塊通過有線和/或無線方式接入汽車音響系統(tǒng)。
較佳地，所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)中，所述車載終 端和服務器的信息接收模塊、信息存儲模塊、功能模塊以及信息發(fā)布模塊之間 通過網頁服務程序實現信息的交換和協同。
較佳地，所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)中，所述服務器 還包括一防盜模塊，該防盜模塊通過判斷一用戶預定義的條件是否滿足來生成 報警信息。
本發(fā)明的有益效果在于，車載終端通過連接到汽車的控制模塊能獲取車輛
的實施行駛信息，如車速、油耗等，并能利用3G平臺高數據速率的優(yōu)勢與后臺 服務器實現及時的通信。將車輛信息在服務器上進行保存，并能利用后臺服務 器的強大運算能力對汽車行駛狀態(tài)進行實時分析，實現包括安全狀態(tài)評估，駕 駛情況分析，影音娛樂等高級功能。并且，當車載終端結合了 GPS定位，模塊 的情況下，可以實現結合實時路況的導航。
比之現有的車載離線GPS導航儀，其優(yōu)點是一能夠實時更新地圖，對道路 修建、路口交通規(guī)則等進行及時更新；而是能夠結合實時路況信息進行智能導 航，引導司機避開車流高峰和堵車路段等；三是借助3G平臺的高通信速率，在 車載終端本機上可以不進行地圖數據存儲，而是將所有應用通過網絡服務實現。 無需高端內置(In dash) GPS為實現導航算法等所需的昂貴成本，也克服了低 端PND ( Pictorial Navigation Display導航圖象顯示器)導航能力不足的缺點。在汽車的使用中針對汽車信息數據的實時紀錄和分析不僅有利于汽車廠商 更精確了解汽車的使用特性，并針對特性提供精細化的服務，而且有利于汽車 廠商更準確地把握消費者對汽車的使用習慣從而為下一代汽車的研制提供重要 的參考數據。而且通過該系統(tǒng)，汽車用戶將可以通過該系統(tǒng)定制需要的信息服 務，例如位置信息，咨詢信息，娛樂信息等。
更近一步地，基于本發(fā)明的系統(tǒng)更可以為未來基于同 一規(guī)劃的智能交通調 度提供良好的平臺。車載終端可以向服務器提供車輛的位置、速度、目的地、 路線規(guī)劃，在服務器端由于可以使用非常高性能的計算機，因此可綜合大量車 輛的信息后對一定區(qū)域(例如整個城市)范圍內的交通流量進行統(tǒng)一規(guī)劃，為 車輛選擇最優(yōu)路徑，乃至控制交通燈切換等。
圖1是本發(fā)明基于第三代移動通信的汽車實時信息系統(tǒng)的結構示意圖； 圖2是本發(fā)明系統(tǒng)中，車載終端的實施例結構示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明基于第三代移動通信的汽車實時信息系統(tǒng)的 一 實施例的結構示意圖 如圖1所示。該系統(tǒng)包括車載終端、用戶終端和服務器三部分。其中，服務器 劃分成業(yè)務數據服務器和應用服務器，這種劃分可以是物理上的劃分，也可以 僅是邏輯上的劃分，即服務器可由一部或多部計算機實現。用戶終端可以是手 機、PC (個人電腦)或PDA (個人數字助理)等具備有線或無線通信能力的設 備，供用戶(駕駛員)與服務器進行信息交互。車載終端具有無線通信能力， 車載終端和用戶終端通過無線通信網絡和/或國際互聯網與服務器通信連接。優(yōu) 選的，在服務器和國際互聯網(Internet)之間設有防火墻。其中，車載終端和 服務器為必需的系統(tǒng)最小組成。
下面首先對車載終端進行詳細介紹，其一實施例的結構示意圖如圖2所示。 在圖2中，包括嵌入式控制模塊和與之相連的汽車總線接口模塊、3G移動通 信調制解調器模塊、GPS定位信息接收模塊、移動數字媒體接收模塊、汽車影 音設備接口和加密模塊。其中，必需的是嵌入式控制模塊、汽車總線接口模塊、 3G移動通信調制解調器模塊，有了這三者，即可實現本發(fā)明的基本功能_一獲
10取汽車行駛信息并使用3G通信平臺發(fā)送到服務器進行處理。接下來對各個模塊
逐一介紹。
汽車總線接口模塊其通過標準的OBDII接口接入汽車的內部控制總線， 并含有一總線協議識別單元，可自動鑒別總線通信協議。汽車總線接口模塊還 包括^接口單元和汽車信息采集單元。通常，歐洲車系^使用ISO 9141 - 2通訊協議， 美國通用汽車7>司使用SAE J1850 VPM通訊協議，美國福特汽車公司使用的是 SAE J1850 PWM通訊協議。 一種汽車只能同時使用 一種協議，汽車信息釆集單 元在識別出車輛通信協議的類型后，可使用相應協議與汽車內部所有與總線相 連的控制單元進行通信，查詢后者的狀態(tài)瞬時數據及故障信息。該汽車信息采 集單元的核心包含總線收發(fā)芯片和總線控制芯片，以CAN總線為例，可使用 ATMEL AT90CAN128芯片，該芯片為ARM7核芯片，具有CAN總線接口 ， 可方便快捷的形成CAN總線控制接入解決方案。具有兼容各個汽車廠商總線協 議的能力，并提供總線偵聽和數據診斷的功能。汽車總線模塊與汽車信息采集 單元間可采用同步串口或USB連接，具體配置可由硬件跳線完成。
GPS定位信息接收模塊GPS定位信息接收模塊作為車載終端的重要組成 部分，負責獲取汽車的實時位置信息數據，該單元可使用GPS模組進行實現， 例如ublox的LEA-5seris模組，也可以使用獨立的GPS芯片進行定制開發(fā)。GPS 定位信息接收模塊與嵌入式模塊可以通過串口協議(UART)進行通信，也可采 用USB方式接入，采用獨立和分布才莫塊，以方便進行擴展。
嵌入式控制模塊一般由中央處理器(CPU)、存儲器、輸入/輸出接口和人 機交互接口構成。例如，可釆用高性能的ARM9或11的控制芯片，其具有強大 的外設能力，可對圖2中的車載終端的框架上進行靈活的擴展或刪減。設備啟 動時，嵌入式控制模塊能夠自動輪詢接口，獲得各模塊的連接狀態(tài)和型號信息。
汽車信息釆集可通過兩種方式進行1,以一定的時間間隔進行采集，例如 每隔10~30秒，由嵌入式控制模塊的核心控制單元配合時鐘控制單元向總線控 制單元和GPS單元發(fā)出信息采集指令，信息采集完成后在核心控制單元進行信 息的打包和加密，然后發(fā)送給無線數據收發(fā)單元。2。汽車采集單元自主釆集， 一般用于故障狀態(tài)時，當汽車出現故障時，故障信息通過中斷的方式觸發(fā)核心 控制單元，核心控制單元的中斷程序執(zhí)行存儲數據采集前端發(fā)來的信息，進行 打包和發(fā)送處理。嵌入式控制才莫塊中可預留相應的Flash單元作為FOTA(Firmware Over The Air,固件無線更新)應用，當該單元的程序需要升級時，該單元可通過自身的無 線通信連接獲得升級數據包，將相應程序的升級代碼下載到相應的flash地址覆 蓋原程序后，重起后完成升級，原程序還可通過事先存儲與另一區(qū)域實現備份， 當新程序不能正常執(zhí)行時，用原程序替換不成功的升級程序段。
3G調制解調器模塊本發(fā)明采用第三代移動模塊，該模塊可采用現行3G 移動網絡的任意一種標準(TD-SCDMA， WCDMA， CDMA2000 )進行適配， 為實現這一功能，需設置一制式選擇單元，以方便用戶通過該制式選擇單元來 選擇特定的第三代移動通信制式進行通信。3G移動網絡通信帶寬已達到下行 3Mbit/s上行IMbit/s,可以滿足該系統(tǒng)高速地并發(fā)連接需求。3G無線收發(fā)模組 可通過統(tǒng) 一接口與核心控制系統(tǒng)進行熱插拔，例如PCMCIA ( Personal Computer Memory Card International Association, PC才幾內存卡國際聯合會)4妻口等。從而 可以根據客戶的需求和不同地區(qū)的特殊要求靈活選用3G通信模組。在嵌入式控 制模塊的核心控制系統(tǒng)中軟件可以甄別不同的通信模塊并使用相應地通信協議 進行無線傳輸。在3G調制解調器模塊中，數據采集單元通過AT命令與通信單 元進行通信，保證了底層協議的無關性，為保障不同協議和標準的通信模塊的 有效使用提供了可能。
車載終端的無線通信系統(tǒng)通過后臺定制的一系列web service (網頁服務) 完成相應的數據上傳與返回，它具有非常良好的通用性，由于采用了高級的開 發(fā)協議，與底層通信協議無關，而且作為通用的網站數據交換協議，可以方便 的擴展數據處理功能。例如，結合加密模塊，可通過PKI加密算法進行數據加 密，該加密算法通過后臺的權證中心為每一個采集設備生成唯一的鑰匙對，分 別為設備公鑰和私鑰。數據通過數據加密模塊加密后向后端的數據中心進行設 備提供一鍵無線數據收發(fā)禁止功能，方便駕駛員在車輛進入加油站前快速禁止 調制解調器的收發(fā)，保證安全。在數據收發(fā)禁制時，所有數據緩存在嵌入式控 制模塊的存儲器中，待數據連接恢復后再進行傳送。
加密模塊與嵌入式控制模塊間采用同步串口連接，提供加密/解密運算功能。 例如，數據的加密可通過PKI ( Public Key Infrastructure公鑰基礎設施)加密算 法進行，該加密算法通過后臺的權證中心為每一個采集設備生成唯一的鑰匙對，分別為設備公鑰和私鑰。系統(tǒng)私鑰存儲在嵌入式控制模塊的非易失性存儲器的 一次性寫入單元中，防止非法改寫。上行傳輸時使用私鑰進行數字簽名，在數 據被服務器的數據中心接收后，使用相應的配對的公鑰進行數字簽名認證，以 保證數據的完整性和系統(tǒng)的專屬性。而當數據通過服務器的數據中心向設備進
行下行傳輸時可使用例如數字版權管理(DRM)技術實現加密，可以釆用OMA DRM1.0規(guī)范的分別遞送方式，加密內容向設備投遞，設備通過WAP ( Wireless Application Protocol)推送(push )申請斥又證信息用于解密，也可以采用DRM2.0 規(guī)范利用已有的PKI獲得加密的權證信息，用設備私鑰解密后獲得內容信息的 加密鑰匙。本發(fā)明可采用數字版權技術1.0版本的標準和規(guī)范對大量的車載終端 與后臺的通信之間進行加密和解密管理，主要應用分開發(fā)送的方式。也可采用 數字版權管理2.0的技術，應用開放的標準接口在數據采集端開發(fā)相應的數字版 權代理，用于與后臺搭建的數字權證中心進行數字版權信息及權限信息的通信。
移動數字i某體4妄收才莫塊可采用I2C(Inter - Integrated Circuit,內部集成電路) 總線進行控制，也可通過顯示并行接口和音頻接口與嵌入式控制模塊相連。汽 車影音接口分為有線接入和無線接入兩種模塊。有線接入接口提供標準的1.7音 頻接口，并具有驅動高阻抗揚聲器的能力。無線接入可釆用調頻和藍牙兩種方 式接入汽車音響系統(tǒng)。
并且，優(yōu)選地，本發(fā)明的裝置設為可根據工作狀態(tài)配置各模塊的工作/省電 模式，減小設備的功耗。當汽車熄火時，設備會自動進入休眠模式，將功耗控 制在幾個毫安的水平。
接下來，介紹服務器端的結構。服務器劃分成業(yè)務數據服務器和應用服務 器，其中業(yè)務數據服務器主要用于各種數據信息的存儲，而應用服務器主要用 于應用程序的執(zhí)行，這樣利于結構清晰，但二者并不一定嚴格區(qū)分，因此，在 下文的描述中，對于某個具體的功能模塊屬于哪個服務器并不進行限定。服務 器主要由信息接收、信息存儲、功能模塊和信息發(fā)布四類模塊構成。
信息接收模塊車載終端完成了前段汽車信息的采集、傳輸后，服務器通 過信息接收模塊進行接收。接收模塊能提供支持第3代移動通信平臺與互聯網 平臺的接口，用以接收通過3G傳輸的信息。車載終端與服務器之間通過預先開 發(fā)完成的相應web service網頁服務模塊程序進行信息交換。信息存儲模塊存儲來自車載終端的信息和其它各種應用信息。其可使用現 有的數據庫語言進行后臺數據庫的管理、調用和查詢等。
例如，服務器通過信息接收模塊收到的數據經過解密以后，通過預先定義
的數據結構通過SQL語言對數據庫執(zhí)行寫入處理，通過數據庫的事件及日志等
技術提供數據的冗余保護。
后臺數據庫可根據不同的功能進行虛擬的獨立化存儲，不同的數據庫之間
可進行方便、快速的數據交換。例如，后臺數據庫可劃分為汽車基本信息數 據庫，用來記錄車輛信息采集設備采集的汽車個體信息；客戶數據庫，用來創(chuàng) 建、更改、刪除用車客戶的信息；查詢數據庫用來生成交叉查詢，存儲臨時查 詢結果。還可根據進一步需要建立實時路況數據庫，以向車輛實時發(fā)送最新的 實時路況和地理數據信息，以及娛樂信息數據庫，可以存儲各種個樣的多媒體 內容，已經與其它第三方平臺交換的多媒體信息。
通過后臺數據庫對于用戶車輛信息的記錄和整理，汽車廠商可以更準確的 分析客戶的用車習慣，有針對性地研發(fā)針對性更強的車輛，例如更省油的車輛， 最適合地區(qū)特點的車輛，例如，針對道路起伏較大的地區(qū)釆用低轉速，大扭矩 車輛以增加車輛爬坡能力，增加剎車可靠性等。4S店可更具實時地客戶用車信 息提供更有針對性、預防性的用車服務。
功能模塊是服務器實現各種應用服務的核心，根據提供服務的不同，可以 有各種實現，例如實時路況模塊，汽車信息顯示模塊，汽車防盜模塊，4S服 務項目模塊，影音娛樂模塊等等。功能模塊與車載終端的交互同樣可以基于網 頁服務(web service )實現。
導航模塊基于實時路況的導航是車輛行駛中最重要的服務之一。本發(fā)明 的系統(tǒng)與以往的導航方式相比具有先天的優(yōu)勢。首先，地圖信息不是采用在設 備端存儲的方式，而采用在后臺數據庫進行整合的方式，地圖信息可以來自各 種信息平臺，在后臺數據進行比對和選擇精度最高的地圖信息最終整合，而且 可以實時更新，避免了傳統(tǒng)的導航軟件地圖需要定期回到廠家進行更新，否則 地圖信息在一段時間后無法保證其準確性的缺點。并且傳統(tǒng)導航很難完成實時 性要求更高的實時路況信息的發(fā)布，只能通過電話呼叫中心等人工服務方式來 進行實時路況或高精度的導航。而本系統(tǒng)在完成地理信息整合以后，還可將獲
取的實時路況信息整合至已有的地理信息上，形成完整的交通信息圖，結合用 戶在車載終端設定的目的地來規(guī)劃路徑，避讓擁堵路段，并在引導過程中不斷
14修正路線，以獲得最優(yōu)路徑。同時還可根據所計算的路徑提出該路徑的預計到 達時間，以達到給車輛用戶提供精確的交通信息的目的。由于車輛信息不斷在 后端進行記錄，后端信息在記錄一段時間后，如果用車人員每天的目的地大致 相同的情況下，還可根據用戶不同的路徑計算每條路徑的油耗和時間，并能結 合其他的交通信息，例如修路，單行，限行，禁左等變化比較大而且具有城市 特色的交通信息對車輛的未來使用提供提示，所有信息的存儲更新都將在后端 數據庫完成，這就保證了前端的信息終端不需要返廠更新，和具備強大的計算 能力，減低了設備成本。
而對于交通決策者而言，隨著未來交通管理信息化的增強，可以根據該系 統(tǒng)收集的實時車輛信息更準確地了解車輛對道路的利用效率，制定有針對性， 精確的交通政策。
后臺數據庫系統(tǒng)采用成熟的負載均衡技術，數據可根據需要方便擴展和整 合，信息完全模塊化，對于不同的客戶需求形成獨特、安全的用戶信息定制。
汽車防盜模塊可以從來自車載終端的信息之中提取報警信息，當出現車
輛行駛異常時自動向用戶終端如手機等發(fā)送警告。這里所謂報警信息可以是來 自車載的報警器的信號，也可以是用可自定義的報警條件信息。例如，某用戶
定義在夜晚0: 00到凌晨5: OO時間內，車輛位置運動超出某一范圍為報警條 件，則將該條件在服務器上設置后，汽車防盜模塊可以通過對車載終端的GPS 信息進行監(jiān)控來判斷報警條件是否滿足，當出現報警條件成立的情況則向用戶 客戶端，例如手機，發(fā)送報警信號，例如振鈴和短信提醒。
解密模塊與車載終端的加密模塊相對應，根據預先設定的算法提供相應 數據的加解密服務。要說明的是，無論是車載終端的加密模塊還是服務器端的 解密模塊，都是同時具有數據的加密和解密功能的。并不因其名稱而對其功能 產生限制。
影音娛樂模塊根據客戶的定制內容向車輛發(fā)送娛樂多媒體服務信息，多 媒體娛樂信息發(fā)送到車載終端后，即可通過車載終端本身的移動數字媒體接收 模塊接收，之后通過不同途徑播放，例如通過有線與汽車本身音響系統(tǒng)相連的 可通過開放車載終端的相應語音通道送往汽車音響輔助輸入通道，通過汽車音 響播放聲音，或通過車載終端本身的高阻抗揚聲器進行聲音播放，也可在與具 備藍牙匹配的汽車進行藍牙配對后通過藍牙協議傳輸聲音數據到汽車音響播放，顯示信號則通過顯示設備接口向車載終端本身采用的高分辨率TFT顯示屏
進行送顯。
信息發(fā)布模塊信息發(fā)布可以根據用戶需求定制特定的信息服務內容，發(fā) 送到車栽終端上，對于實時性高的信息，可采取語音播放的方式在車載終端上 進行語音合成后通過揚聲器播放給用車客戶，用以達到信息的及時快速傳遞。 用戶也可以通過人機交互接口或移動數字影音模塊的語音識別功能向數據釆集 終端設備發(fā)出固定的語音指令用于在駕駛中隊設備的操作方式。增加汽車駕駛 過程中對設備操作的安全性。
以上對本發(fā)明的描述是說明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術人員理解， 在權利要求限定的精神與范圍之內可對其進行許多修改、變化或等效，但是它 們都將落入本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1、一種基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，包括服務器和車載終端，其特征在于，服務器和車載終端之間通過第三代移動通信網絡進行通信，且其中，所述車載終端包括嵌入式控制模塊和與之相連的汽車總線接口模塊、3G移動通信調制解調器模塊，其中，所述汽車總線接口模塊通過車輛的標準板上診斷系統(tǒng)接口接入汽車的內部控制總線，獲取車輛的行駛信息，并將之傳送給嵌入式控制模塊；所述3G移動通信調制解調器模塊，進行數據信息的調制與解調，支持符合第三代移動通信標準中的至少一種，實現通過3G運營網絡的無線移動通信；嵌入式控制模塊，獲取來自汽車總線接口模塊的車輛的行駛信息并對所述行駛信息進行處理，并且通過與之相連的3G移動通信調制解調器模塊與服務器進行交互通信；所述服務器包括信息接收模塊、信息存儲模塊、功能模塊和信息發(fā)布模塊，其中，所述信息接收模塊用于接收通過第三代移動通信網絡進行傳輸的來自車載終端的信息；所述信息存儲模塊存儲所述信息接收模塊的信息以及包括地圖信息、路況信息在內的應用信息；所述功能模塊用于實現包括車輛定位、地圖導航、實時路徑規(guī)劃、車輛防盜、行駛信息統(tǒng)計中的一種或多種在內的應用功能；所述信息發(fā)布模塊用于將服務器提供的信息發(fā)送到車載終端。
2、 根據權利要求1所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，其特 征在于，所述車載終端還包括一與所述嵌入式控制模塊通信連接的GPS定位信 息接收模塊，獲取車輛位置信息；所述服務器的功能模塊包括一導航模塊，該 導航模塊根據服務器存儲的地圖信息、路況信息和所述車輛位置信息提供實時 的在線導航服務。
3、 根據權利要求1所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，其特 征在于，所述汽車總線接口模塊包括一總線協議識別單元，以對車輛的總線協議進行自動識別。
4、 根據權利要求1所迷的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，其特 征在于，所述車載終端還包括加密模塊，其在發(fā)送信息時將欲通過3G移動通信 調制解調器模塊發(fā)送的信息先進行加密再行發(fā)送，接收信息時，對接收的信息 進行解密；所述服務器包括解密模塊，對來自車載終端的信息進行解密和對發(fā) 送到車載終端的部分信息進行加密。
5、 根據權利要求1所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，其特 征在于，所述車載終端還包括信息顯示模塊，其與所述嵌入式控制模塊通信連 接，顯示車輛行駛信息和提示信息。
6、 根據權利要求6所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，其特 征在于，所述車載終端還包括移動數字媒體接收模塊，其與嵌入式控制模塊相 連，接收通過第3代移動移動通信平臺傳播的數字媒體信號并提供給嵌入式控 制模塊和信息顯示模塊。
7、 根據權利要求1所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，其特 征在于，所述車載終端還包括與嵌入式控制模塊通信連接的汽車影音設備接口 模塊，所述汽車影音接口模塊通過有線和/或無線方式接入汽車音響系統(tǒng)。
8、 根據權利要求1所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，其特 征在于，所述車載終端和服務器的信息接收模塊、信息存儲模塊、功能模塊以 及信息發(fā)布模塊之間通過網頁服務程序實現信息的交換和協同。
9、 根據權利要求1所述的基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，其特 征在于，所述服務器還包括一防盜模塊，該防盜模塊通過判斷一用戶預定義的 條件是否滿足來生成報警信息。
全文摘要
基于第三代移動通信的汽車綜合信息系統(tǒng)，包括通過3G網絡進行通信的服務器和車載終端，車載終端包括汽車總線接口模塊，通過OBD接口接入汽車的內部控制總線，獲取車輛行駛信息并將之傳送給嵌入式控制模塊；3G移動通信調制解調器模塊；嵌入式控制模塊，獲取車輛的行駛信息并進行處理，通過與之相連的3G移動通信調制解調器模塊與服務器進行交互通信；服務器包括信息接收模塊，接收通過3G網絡傳輸的車載終端的信息；信息存儲模塊，存儲信息接收模塊信息以及應用信息；功能模塊，用于實現車輛定位、地圖導航、實時路徑規(guī)劃、車輛防盜等應用功能；信息發(fā)布模塊用于將服務器提供的信息發(fā)送到車載終端。
文檔編號H04W4/00GK101621735SQ200910090400
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權日2009年8月7日
發(fā)明者朱思行, 虎 田, 陽 趙 申請人:趙 陽;田 虎;朱思行