一种车载大数据的传输方法、系统、设备、介质

技术领域

本申请涉及汽车软件技术领域，具体涉及一种车载大数据的传输方法、系统、设备、介质。

背景技术

在智能网联汽车的背景下，汽车不再作为一个单一载体，是一种物理产品(终端)，而是作为一个智能车载终端，作为一种服务，提供给用户，并以此产生新的价值(价值延展)。在这样的背景下，围绕特定的对象，对其进行数据画像，是进行价值延展的核心关键；并进一步，数据只有流动起来，并在特定载体聚集汇聚，进行信息的提取,分析，才会提供价值延展的可能性。

在整车数据上云的路径中，会面对数据量大，数据的时间特征，空间特征不能保证在传输过程中不丢失，数据的压缩，数据的丢失，通道在建立前的数据完整性没法保障，数据的信息安全容易出错等问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种车载大数据的传输方法、系统、设备、介质，以解决现有技术中数据上云的路径中，会面对数据量大，数据的时间特征，空间特征不能保证在传输过程中不丢失，数据的压缩，数据的丢失，通道在建立前的数据完整性没法保障，数据的信息安全容易出错的问题。

本发明提供的，包括：

一种车载大数据的传输方法，包括步骤：

确定需要的缓存大小，获取车机系统单位时间内的数据产生量以及数据消耗量，基于车机系统单位时间内数据产生量与数据消耗量之间的差值确定缓存大小；

获取所述车机系统上电信号，通过所述车机系统对平台端发起认证，所述平台端通过认证后，所述车机系统对云端发起认证，所述云端认证流程与平台端认证流程相同，当所述平台端与云端均通过车机系统认证之后，所述云端与平台端之间建立车机系统数据传输通道；

设计传输控制-白名单，通过所述车机系统进行多次采样数据，并获取数据采样模式、采样时间以及采样区域定义每次数据采样的身份属性，并将身份属性进行标记，标记完成后通过所述车机系统数据传输通道分别将多次采样数据上传至云端；

建立传输协议，通过所述车机系统对经过传输通道进行传输的数据进行添加传输协议。

于本发明的一实施例中，所述基于车机系统单位时间内数据产生量与数据内存消耗量确定缓存大小包括步骤：

计算输入端口的数据在速率固定时，其单位时间内的数据量的传输限值；

计算输出端口的数据在速率固定时，其存在单位时间内的最大数据量传输限值；

计算两个传输限值之间的差值，并叠加预设的数据处理损耗数值后，获取需要的缓存大小。

于本发明的一实施例中，所述建立车机系统数据传输通道包括步骤：

在预设次数内，每隔预设时间，由平台端发起一次认证，判断是否在预设时间内收到反馈信息；若收到认证信息，则平台端认证成功；若在预设次数内均为收到反馈信息，则认证失败；

平台端认证成功后，在预设次数内，每隔预设时间，由云端发起一次认证，判断是否在预设时间内收到反馈信息；若收到认证信息，则云端认证成功；若在预设次数内均为收到反馈信息，则认证失败；

云端认证成功后，建立平台端与云端之间的数据传输通道。

于本发明的一实施例中，所述建立传输协议包括获取数据传输协议码、数据传输物理通道号、加密标识码和数据体建立数据传输协议，根据传输协议对数据进行加密标记，对使用传输协议加密后的数据由所述车机系统数据传输通道传输至云端。

于本发明的一实施例中，对使用传输协议加密后的数据由所述车机系统数据传输通道传输至云端步骤中还包括步骤：

所述车机系统对车机数据进行校验，验证加密后的车机数据与加密前的车机数据吻合度，保证数据的完整性。

于本发明的一实施例中，所述建立传输协议还包括步骤：

将串口收上来的原始数据，所述原始数据为字节数组，将所述原始数据处理为帧数据；

对字节数组buffer的预处理；

对字节数据buffer增加有效数据；

将字节数据处理为结构体数据。

于本发明的一实施例中，

所述数据的产生量基于整车CAN网络产生的CAN报文数据，产生时间间隔为5ms；

所述数据的消耗量基于串口网络产生的通信数据，产生时间间隔为5ms。

本发明还提供一种车载大数据的传输系统，包括：

缓存模块，用于确定需要的缓存大小；

虚拟通道建立模块，用于建立虚拟化传输通道；

白名单设计模块，用于设计传输控制-白名单；

传输协议设计模块，建立传输协议，保证传输数据的加密性和完整性。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如权利要求1至7中任一项所述的车载大数据的传输方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的车载大数据的传输方法。

本发明的有益效果：

本发明保证传输数据的加密性和完整性。通过缓存设计，保证了数据的完整性，尤其是在最坏工况下，保证数据可以复原真实工况；同时通过白名单协议设计，保证动态的配置接收的CAN报文，保证了在有限的带宽下全车数据的有效上传；并通过协议和认证管理，保证数据在云端与平台的传递过程中的完整性、加密性和传输可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1显示为本发明车载大数据的传输方法的流程方框示意图。

图2显示为本发明中缓存的设计。

图3显示为本发明中认证过程的示意图。

图4显示为本发明中白名单信息的结构示意图。

图5显示为本发明中将串口收上来的原始数据，处理为帧数据的处理过程。

图6显示为本发明中对字节数组buffer的预处理的处理过程。

图7显示为本发明中对字节数据buffer增加有效数据处理过程。

图8显示为本发明中将字节数据处理为结构体数据的处理过程。

图9显示为本发明的系统结构示意图。

图10示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以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可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

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发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明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。

在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。

如图1至图8所示，图1显示为本发明车载大数据的传输方法的流程方框示意图。图2显示为本发明中缓存的设计。图3显示为本发明中认证过程的示意图。图4显示为本发明中白名单信息的结构示意图。图5显示为本发明中将串口收上来的原始数据，处理为帧数据的处理过程。图6显示为本发明中对字节数组buffer的预处理的处理过程。图7显示为本发明中对字节数据buffer增加有效数据处理过程。图8显示为本发明中将字节数据处理为结构体数据的处理过程。其中CAN代表控制器局域网；SPI代表同步传输总线；ID代表号码；BB代表基带模块；TBOX代表车载信息网络终端。本实施例提出了一种车载大数据的传输方法，包括步骤：

S110、确定需要的缓存大小，获取车机系统单位时间内的数据产生量以及数据消耗量，基于车机系统单位时间内数据产生量与数据消耗量之间的差值确定缓存大小；在本发明一实施例中，所述步骤S110包括步骤：计算输入端口的数据在速率固定时，其单位时间内的数据量的传输限值；计算输出端口的数据在速率固定时，其存在单位时间内的最大数据量传输限值；计算两个传输限值之间的差值，并叠加预设的数据处理损耗数值后，获取需要的缓存大小。如图2所示，在以5ms的处理周期内，单位产生的数据量比消耗的数据量多403字节，考虑处理延迟和周期抖动，将缓存设置为512字节。

S120、建立数据传输通道，获取所述车机系统上电信号，通过所述车机系统对平台端发起认证，所述平台端通过认证后，所述车机系统对云端发起认证，所述云端认证流程与平台端认证流程相同，当所述平台端与云端均通过车机系统认证之后，所述云端与平台端之间建立车机系统数据传输通道；所述平台端即BB端，所述云端即MCU端，进一步地，所述步骤S120包括步骤：在预设次数内，每隔预设时间，由BB端发起一次认证，判断是否在预设时间内收到反馈信息；若收到认证信息，则BB端认证成功；若在预设次数内均为收到反馈信息，则认证失败；BB端认证成功后，在预设次数内，每隔预设时间，由MCU端发起一次认证，判断是否在预设时间内收到反馈信息；若收到认证信息，则MCU端认证成功；若在预设次数内均为收到反馈信息，则认证失败；MCU端认证成功后，建立BB端与MCU端的虚拟化传输通道。如图3所示，系统开始工作后(上电或者唤醒)，由BB端首先发起认证，如图3中所示，如果在1S内收到反馈信息，则BB认证成功，否则BB每个1S发送一次，一共发送三次；之后，再有MCU端发起认证，流程相同；当双方握手成功后，则建立了虚拟通信通道。

S130、设计传输控制-白名单，通过所述车机系统进行多次采样数据，并获取数据采样模式、采样时间以及采样区域定义每次数据采样的身份属性，并将身份属性进行标记，标记完成后通过所述车机系统数据传输通道分别将多次采样数据上传至云端；优选地，所述步骤S130包括步骤：在对整车CAN报文进行数据采集时，定义白名单接收规则；所述白名单接收规则包括：采集ID，采样模式，采样时间，以及采样区域来定义每个采样的ID的属性；将白名单接收规则进行上传，用于数据采样与发送。如图4是白名单的设置规则，以及采集ID，采样模式，采样时间，以及采样区域来定义每个采样的ID的属性，并将这样的属性配置传递到数据采样与发送的处理单元，保证了在有限的资源下，可以将全车CAN报文动态的全部上传。

S140、建立传输协议，通过所述车机系统对经过传输通道进行传输的数据进行添加传输协议；保证传输数据的加密性和完整性。传输协议通常包括协议头，物理通道号，加密标识，数据体，以及校验数据等内容，通过加密标识，对协议进行加密处理保证了信息的加密性；通过对数据进行校验，保证了数据的完整性。具体如表1所示。

BB与MCU传输数据结构说明

字段数据类型字段描述说明

Header 2消息头0x550xaa

Channel Number 1通道号0x11、0x12、0x10、0x13

Reserve 7bit预留

EncryptFlag 1bit(低位)加密标识不加密：0加密：1(只有11通道的下行消息需加密)

Count1上行计数位0x00～0xFF(只针对11的上行消息)

Lenth 2消息长度只计算Data的长度

Data BYTE[n]消息具体内容遵照本MUX通讯消息协议

CRC 2消息尾整个消息体校验

表1为本发明中处理协议的结构说明

在一实施例中，所述步骤140包括步骤：将串口收上来的原始数据，处理为帧数据；如图5所示，该子功能不进行转义等处理；对字节数组buffer的预处理；如图6所示；对字节数据buffer增加有效数据；如图7所示；将字节数据处理为结构体数据，如图8所示。从而实现将采集的数据通过规则化的传输协议传递到TBOX，保证传输数据的加密性，完整性。

本发明还提供了一种车载大数据的传输系统，如图9所示，包括：缓存模块910，用于确定需要的缓存大小；虚拟通道建立模块920，用于建立虚拟化传输通道；白名单设计模块930，用于设计传输控制-白名单；传输协议设计模块940，建立传输协议，保证传输数据的加密性和完整性。

在一实施例中，所述缓存模块910包括：输入端计算单元，用于计算输入端口的数据在速率固定时，其单位时间内的数据量的传输限值；输出端计算单元，用于计算输出端口的数据在速率固定时，其存在单位时间内的最大数据量传输限值；缓存计算单元，用于计算两个传输限值之间的差值，并叠加预设的数据处理损耗数值后，获取需要的缓存大小。如图2所示，在以5ms的处理周期内，单位产生的数据量比消耗的数据量多403字节，考虑处理延迟和周期抖动，将缓存设置为512字节。

进一步地，所述虚拟通道建立模块920包括：BB端认证单元，用于在预设次数内，每隔预设时间，由BB端发起一次认证，并在预设时间内收到反馈信息时认定BB端认证成功，在预设次数内均为收到反馈信息时认定认证失败；MCU端认证单元，用于在预设次数内，每隔预设时间，由MCU端发起一次认证，判断是否在预设时间内收到反馈信息时认定MCU端认证成功，在预设次数内均为收到反馈信息时认定认证失败；通道建立单元，用于建立BB端与MCU端的虚拟化传输通道。如图3所示，系统开始工作后(上电或者唤醒)，由BB端首先发起认证，如图3中所示，如果在1S内收到反馈信息，则BB认证成功，否则BB每个1S发送一次，一共发送三次；之后，再有MCU端发起认证，流程相同；当双方握手成功后，则建立了虚拟通信通道。

优选地，所述白名单设计模块930包括：定义单元，用于在对整车CAN报文进行数据采集时，定义白名单接收规则；所述白名单接收规则包括：采集ID，采样模式，采样时间，以及采样区域来定义每个采样的ID的属性；上传单元，用于将白名单接收规则进行上传，用于数据采样与发送。如图4是白名单的设置规则，以及采集ID，采样模式，采样时间，以及采样区域来定义每个采样的ID的属性，并将这样的属性配置传递到数据采样与发送的处理单元，保证了在有限的资源下，可以将全车CAN报文动态的全部上传。

传输协议通常包括协议头，物理通道号，加密标识，数据体，以及校验数据等内容，通过加密标识，对协议进行加密处理保证了信息的加密性；通过对数据进行校验，保证了数据的完整性。具体如表1所示。所述传输协议设计模块包括：第一处理单元，用于将串口收上来的原始数据，处理为帧数据；如图5所示，该子功能不进行转义等处理；第二处理单元，用于对字节数组buffer的预处理；如图6所示。第三处理单元，用于对字节数据buffer增加有效数据；如图7所示。第四处理单元，用于将字节数据处理为结构体数据。如图8所示。从而实现将采集的数据通过规则化的传输协议传递到TBOX，保证传输数据的加密性，完整性；

本发明通过一种车载大数据的传输方法和系统，通过缓存设计，保证了数据的完整性，尤其是在最坏工况下，保证数据可以复原真实工况；同时通过白名单协议设计，保证动态的配置接收的CAN报文，保证了在有限的带宽下全车数据的有效上传；并通过协议和认证管理，保证数据在传递过程中的完整性，加密性。

需要说明的是，上述实施例所提供的车载大数据的传输方法与上述实施例所提供的车载大数据的传输方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的路况刷新装置在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现上述各个实施例中提供的车载大数据的传输方法方法。

图10示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。需要说明的是，图10示出的电子设备的计算机系统1000仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图10所示，计算机系统1000包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)1001，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)1002中的程序或者从储存部分1008加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在RAM 1003中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 1001、ROM 1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口1005也连接至总线1004。

以下部件连接至I/O接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的储存部分1008；以及包括诸如LAN(Local AreaNetwork，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至I/O接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分1008。

特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请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计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1001执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。

需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以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可以是电、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可以包括但不限于：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(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读的信号介质可以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计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、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计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、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。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、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可以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可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以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，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本申请的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如前车载大数据的传输方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

本申请的另一方面还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各个实施例中提供的车载大数据的传输方法。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。