专利名称：家庭与汽车电子互动系统及互动方法
技术领域：
本发明涉及一种家庭与汽车电子互动系统及互动方法，属于电子信息技术领域。
背景技术：
由于现代汽车增加了人们的活动范围、加快了人们的生产生活节奏、给人们带来办公效率提高、提高了人们的生活质量、改变了人们的生活方式，因而它正越来越多的进入寻常人的家庭。如果说最初人们只是把汽车当成“代步工具”的话，现在人们则希望它在给人们带来“方便、安全、经济、效能”的同时，还能给人们带来更多的舒适与享受。受需求的牵动，伴随着电子技术的进步，“汽车电子信息技术”和“信息家电技术”都获得了长足的发展。以汽车为例，就汽车而言，有两类汽车电子产品特别引人注意一类是汽车电子控制装置，包括为提高汽车发动机牵引特性与环保特性的电子燃油喷射系统、牵引力控制、电子控制自动变速器，和对底盘/车身进行电子控制的电子动力转向、制动安全控制以及其他电控单元ECU等；另一类是虽和汽车本身的机械性能似乎并无直接关系，但却能给人们带来方便、舒适，进而可从整体上提高工作效能的所谓“车载电子信息产品”，例如车载无线互联网通信系统、导航与安全系统、汽车音响及电视娱乐系统等。正是由于这些产品在汽车上的应用与普及，才进一步改变了人们的生活方式，提高了人们的生活质量，使人们在发展经济的同时，也享受着现代汽车给人们带来的享受。再以家电为例，由于“信息家电”对改善现代人类的生活质量，创造更舒适、便利、富有人性化的生活环境有着非常重要的意义，因而发展也很快，并相继出现了“家电安全保护装置”、“家电集中控制插座”，近年来随着计算机与通信技术的发展，更是出现了以PC机为核心的家电现场智能控制网络，或通过办公室电话对某些家电进行遥控的装置甚至出现了初级“信息家电”产品，特别是基于OSGI协议的家庭网关的出现，为家电的远程控制提供了便利，但从总体上看，这些产品尚未脱离布线复杂的模式，如再增加新的控制内容，就需要另外重新布线施工，因而多有不便，也有碍于观瞻；更值得一提的就是虽然“汽车电子信息技术”和“信息家电技术”各自都已发展到相当高的水平，但二者之间的互动(即从汽车上遥控家电，以及从家中对汽车电子装置进行遥控或进行信息传递)却存在着明显滞后，甚至至今尚未见到现代意义上的汽车与家庭之间能互动的电子信息产品，即使偶尔能见到，但它们所采用的技术基本上也未脱离人们熟悉的控制模式。这种状况和当今电子信息技术发展的总体水平相差甚远，一般说来也难以满足人们的要求。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种家庭与汽车电子互动系统和一种家庭与汽车电子互动的方法，采用本发明的系统和方法，可以实现家庭内设备和汽车设备的互访，使人们在汽车内就可以对家电进行控制。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案一种家庭与汽车电子互动系统，包括车载分系统和家庭分系统，所述车载分系统包括车载嵌入式控制平台和车载无线通信单元，所述家庭分系统包括家庭通信单元和家庭互动控制单元，所述车载无线通信单元和所述家庭通信单元通过公共通信网络相互通信，其中所述车载无线通信单元接收所述嵌入式控制平台送来的控制信息，依通信协议生成控制代码，发送给所述家庭通信单元，所述车载无线通信单元还接收由家庭通信单元发来的控制代码，传送给所述嵌入式控制平台，由所述车载嵌入式控制平台生成对车载电子设备的控制指令，所述家庭通信单元接收所述家庭互动控制单元送来的控制信息，依通信协议生成控制代码，发送给所述车载无线通信单元，所述家庭通信单元还接收由车载无线通信单元发来的控制代码，传送给所述家庭互动控制单元，由所述家庭互动控制单元生成对家庭电子设备的控制指令。
所述车载无线通信单元通常可以采用车载GPRS/GSM无线通信单元。
所述的家庭通信单元包括依次级联相接的调制解调器、基于OSGi协议的家庭网关和以太网卡。
一种家庭与汽车电子互动控制方法，包括下列步骤(5)在汽车和家庭两方，分别设立各自的互动控制装置，即车载控制装置和家庭控制装置，并设有各自的通信单元，实现在公共通信网络下的相互通信；(6)在汽车或家庭一方的控制装置上人工输入控制命令，由该方控制装置生成控制信息并传送给该方的通信单元；(7)接收本方控制装置送来的控制信息的通信单元依据通信协议，将控制信息转化为控制代码，发送给另一方的通信单元；(8)接收对方通信单元发来的控制代码的通信单元，将接收的控制代码信息发送给本方的控制装置，由该控制装置生成对本方电子设备的控制指令，对本方电子设备进行控制。
其中所述车载控制装置可以采用车载嵌入式控制平台的形式，所述家庭控制装置可以采用家庭互动控制单元的形式。
所述步骤(2)的具体过程可以是(2.1)通过人机对话装置，人工输入控制命令；(2.2)所述控制装置中的控制指令产生器，根据人工输入的命令生成所述的控制信息；(2.3)所述控制装置中的信息交换控制器接收来自控制命令产生器的控制信息，送入所述通信单元。
在所述步骤(3)中，可以依据TCP/IP协议对所述控制信息进行编码和数据打包。
在所述步骤(4)中，通信单元将接收的控制代码采用DMA方式直接传送给本方的信息交换控制器，信息控制交换器接收控制代码信息后，先由指令识别器进行识别，忽略非法信息。
由于本发明以现代电子计算机技术和通信技术等为依托，在现有车载电子信息系统与信息家电系统的基础上进行技术创新，通过分别设置在汽车电子信息系统与信息家电系统内的车载分系统和家庭分系统的相互通信，实现了两者之间的相互控制，使用非常灵活、方便；由于采用一体化设计，采用汽车局域网控制总线以及家庭局域网控制总线对受控对象进行控制，不仅实现起来特别简洁，又特别便于系统控制功能的扩展；此外，由于所述的车载分系统和家车分系统还可以与现有的汽车电子信息系统与信息家电系统共享系统计算机及通用控制器资源，因而不仅适于新增的互动控制，也适于对已有设备的控制，兼容特别性好。由于本发明技术先进、功能强、使用方便、与现有设备兼容性好，而且设备简单、制造成本低、便于实现，同现有技术相比，不仅克服了现有技术中控制方式落后、设计缺乏总体考虑因而系统性比较差、实现起来零乱等弊端，而且能给人们带来方便、舒适、享受，实现了本发明的目的。
图1是本发明的简化结构示意图；图2是本发明一种使用方式的示意图；图3是本发明中的GPRS/GSM无线通信单元的组成结构示意图。
具体实施例方式
参见图1和图2，本发明提供的系统为一种家庭与汽车电子互动系统，包括车载分系统和家庭分系统，所述车载分系统包括车载嵌入式控制平台和车载无线通信单元，所述家庭分系统包括家庭通信单元和家庭互动控制单元，所述车载无线通信单元和所述家庭通信单元通过公共通信网络相互通信，其中所述车载无线通信单元接收所述嵌入式控制平台送来的控制信息，依通信协议生成控制代码，发送给所述家庭通信单元，所述车载无线通信单元还接收由家庭通信单元发来的控制代码，传送给所述嵌入式控制平台，由所述车载嵌入式控制平台生成对车载电子设备的控制指令，所述家庭通信单元接收所述家庭互动控制单元送来的控制信息，依通信协议生成控制代码，发送给所述车载无线通信单元，所述家庭通信单元还接收由车载无线通信单元发来的控制代码，传送给所述家庭互动控制单元，由所述家庭互动控制单元生成对家庭电子设备的控制指令。
依照现有技术，所述车载嵌入式控制平台和所述家庭互动控制单元均可以采用各种适宜形式的微机、单片机或其他类似可编程数据处理装置，所述微机可以采用WINDOWS/LINUX操作系统，以支持本系统所需的各种软件和程序，应用本系统的软件和程序可以在现有公知技术的基础上，依据一般技术人员对本说明的理解自由实现。
所述的车载嵌入式控制平台可以包括车载控制命令产生器、车载信息交换控制器、车载指令识别器和车载控制方案数据库，所述车载控制命令产生器接到人工输出的控制命令后，产成相应的控制信息，通过所述车载信息交换控制器送入所述车载无线通信单元，由该单元进行编码和发送，所述车载无线通信单元接收所述家庭通信单元发来的控制代码后，采用DMA方式将该代码信息传送给所述车载信息交换控制器，所述车载指令识别器读取所述信息交换控制器接收的代码信息并进行识别，在车载控制方案数据库的支持下，得出具体控制字，控制车载受控电子设备进行相应的动作，这些具体控制字、控制程序以及控制方式的选择，应根据现有技术和现有条件适当设置。可以理解的是，为保证同现有技术和现有设备相容，利用现有控制方式、控制软件和控制装置不仅是有益的，有时甚至是必须的，对于家庭设施的控制也同样如此。
鉴于现有汽车已经设置了控制本车电子产品的平台，根据现有平台的能力，可以通过软件的设置将其改进为本发明所需的所谓车载嵌入式控制平台，将各种功能集中在同一平台。实际上，由于本发明的系统主要目的是实现汽车设施和家庭设施的互动，对车内设施和家庭设施的具体控制，包括控制程序、控制方式和控制装置，可依据现有技术和现有系统实现。
所述的车载分系统还可以包括车载显示器和车载人机对话装置，所述车载嵌入式平台、、车载无线通信单元、车载显示器、车载人机对话装置可以通过车载总线连接，实现信息的相互传递，这些信号的传递方式可以采用现有技术。
在现有技术背景下，所述车载无线通信单元通常可以采用车载GPRS/GSM无线通信单元，以便借助于现有的GPRS/GSM通信网络实现和保障车载分系统和家庭分系统之间的通信，但是，这种选择，并不排除对其他已有的和可能的公共通信网络的选择和利用。所述车载显示器通常可以采用液晶显示器，所述车载人机对话装置通常可以采用集成在液晶显示器上的触摸屏，也可以是键盘，或触摸屏和键盘，以及其他任意形式的人机对话装置或它们的组合。这些外设的选择，可以依据设计者或使用者的个人爱好以及其他条件自由实现，考虑到汽车内的使用条件，应选择适宜的人机界面和人工输入方式。
所述的车载GPRS/GSM无线通信单元可以由依次级联相接的串行接口、控制模块、TCP/IP处理模块、GPRS/GSM无线传输模块和GPRS/GSM天线组成，其中的TCP/IP处理模块，根据通信协议完成数据打包，在控制模块与TCP/IP处理模块之间和TCP/IP处理模块与GPRS/GSM无线传输模块之间，各由两个相互独立的平行总线相接，其中一个专门用来传送指令、一个专门用来传送数据，这种结构，在实现本系统所需功能的前提下，保证了结构的简化、低成本及可靠性。
所述的家庭互动控制单元可以包括家庭控制命令产生器、家庭信息交换控制器、家庭指令识别器和家庭控制方案数据库，所述家庭控制命令产生器接到人工输出的控制命令后，产成相应的控制信息，通过所述家庭信息交换控制器送入所述家庭通信单元，由该单元进行编码和发送，所述家庭通信单元接收所述车载无线通信单元发来的控制代码后，采用DMA方式将该代码信息传送给所述家庭信息交换控制器，所述家庭指令识别器读取所述信息交换控制器接收的代码信息并进行识别，在家庭控制方案数据库的支持下，得出具体控制字，控制家庭受控电子设备进行相应的动作。
所述的家庭分系统还可以包括家庭显示器和家庭人机对话装置，所述家庭互动控制单元、家庭通信单元、家庭显示器和家庭人机对话装置通过家庭总线连接，实现信息的相互传递，其信息传递方式可以采用现有技术。
在现有技术背景下，所述家庭显示器通常可以采用液晶显示器，所述家庭人机对话装置通常可以采用集成在液晶显示器上的触摸屏，也可以是键盘，或触摸屏和键盘，以及其他任意形式的人机对话装置或它们的组合。
所述的家庭通信单元可以包括依次级联相接的调制解调器、基于OSGi协议的家庭网关和以太网卡，所述的以太网卡可以通过PCI插槽直接安装在或直接集成在所述家庭互动控制单元的计算机主板上，所述的调制解调器则可以以有线或无线通信方式通过公共通信网络接收或发送信息。
在现有技术背景下，所述家庭通信单元可以采用任意适宜的有线方式或者无线方式同互联网通信基站系统通信，或以其他任意形式接入互联网，也可以直接同GPRS/GSM基站系统通信，对于车载无线通信单元也一样。但根据目前条件，采用车载无锡通信单元—GPRS/GSM基站系统—互联网通信基站系统—家庭家庭通信单元的通信方式将是本系统的一种优选方案。由于公共通信网络技术的发展，可能会出项其他无线和网络通信形式，这些通信技术变化，可以导致所述各通信单元具体形式的变化，但不影响本发明的实施。
顺便指出，随着信息家电技术的进步，家庭电子设备的品种越来越多，目前已投入使用的信息家电就有空调机、微波炉、电冰箱、光源系统、网络电视与视频点播WebTV & IPTV、网络游戏机WebGamer、网络电话webPhone、电子音响系统、家庭定时服务系统、综合信息(记事本、气象、路况、股市等)服务系统、环境与安全监控系统(传感器、烟雾、防盗)等，如何通过互联网对位于不同家庭中的不同类型信息家电进行有效控制，总线技术与通信协议及网关就显得特别重要，鉴于车载以及家庭局域网控制总线技术、GPRS通信技术、Ipv6(Internet Protocol version6)，以及OSGi(Open Service Gateway Initiative)网关有许多能应对未来挑战的特点与优点，所以本发明采用了这种技术，因而具有良好的可扩展性。
权利要求
1.一种家庭与汽车电子互动系统，包括车载分系统和家庭分系统，所述车载分系统包括车载嵌入式控制平台和车载无线通信单元，所述家庭分系统包括家庭通信单元和家庭互动控制单元，所述车载无线通信单元和所述家庭通信单元通过公共通信网络相互通信，其中所述车载无线通信单元接收所述嵌入式控制平台送来的控制信息，依通信协议生成控制代码，发送给所述家庭通信单元，所述车载无线通信单元还接收由家庭通信单元发来的控制代码，传送给所述嵌入式控制平台，由所述车载嵌入式控制平台生成对车载电子设备的控制指令，所述家庭通信单元接收所述家庭互动控制单元送来的控制信息，依通信协议生成控制代码，发送给所述车载无线通信单元，所述家庭通信单元还接收由车载无线通信单元发来的控制代码，传送给所述家庭互动控制单元，由所述家庭互动控制单元生成对家庭电子设备的控制指令。
2.如权利要求1所述的家庭与汽车电子互动系统，其特征在于所述的车载嵌入式控制平台包括车载控制命令产生器、车载信息交换控制器、车载指令识别器和车载控制方案数据库，所述车载控制命令产生器接到人工输出的控制命令后，产成相应的控制信息，通过所述车载信息交换控制器送入所述车载无线通信单元，由该单元进行编码和发送，所述车载无线通信单元接收所述家庭通信单元发来的控制代码后，采用DMA方式将该代码信息传送给所述车载信息交换控制器，所述车载指令识别器读取所述信息交换控制器接收的代码信息并进行识别，在车载控制方案数据库的支持下，得出具体控制字，控制车载受控电子设备进行相应的动作。
3.如权利要求1或2所述的家庭与汽车电子互动系统，其特征在于所述的车载分系统还包括车载显示器和车载人机对话装置，所述车载嵌入式平台、、车载无线通信单元、车载显示器、车载人机对话装置可以通过车载总线连接。
4.如权利要求1或2或3所述的家庭与汽车电子互动系统，其特征在于所述车载无线通信单元采用车载GPRS/GSM无线通信单元，所述车载显示器采用液晶显示器，所述车载人机对话装置采用集成在液晶显示器上的触摸屏，或者键盘，或着触摸屏和键盘。
5.如权利要求5所述的家庭与汽车电子互动系统，其特征在于所述的车载GPRS/GSM无线通信单元由依次级联相接的串行接口、控制模块、TCP/IP处理模块、GPRS/GSM无线传输模块和GPRS/GSM天线组成，其中的TCP/IP处理模块，根据通信协议完成数据打包，在控制模块与TCP/IP处理模块之间和TCP/IP处理模块与GPRS/GSM无线传输模块之间，各由两个相互独立的平行总线相接，其中一个专门用来传送指令、一个专门用来传送数据。
6.如权利要求1所述的家庭与汽车电子互动系统，其特征在于所述的家庭互动控制单元包括家庭控制命令产生器、家庭信息交换控制器、家庭指令识别器和家庭控制方案数据库，所述家庭控制命令产生器接到人工输出的控制命令后，产成相应的控制信息，通过所述家庭信息交换控制器送入所述家庭通信单元，由该单元进行编码和发送，所述家庭通信单元接收所述车载无线通信单元发来的控制代码后，采用DMA方式将该代码信息传送给所述家庭信息交换控制器，所述家庭指令识别器读取所述信息交换控制器接收的代码信息并进行识别，在家庭控制方案数据库的支持下，得出具体控制字，控制家庭受控电子设备进行相应的动作。
7.如权利要求6所述的家庭与汽车电子互动系统，其特征在于所述的家庭分系统还包括家庭显示器和家庭人机对话装置，所述家庭互动控制单元、家庭通信单元、家庭显示器和家庭人机对话装置通过家庭总线连接。
8.如权利要求7所述的家庭与汽车电子互动系统，其特征在于所述家庭显示器采用液晶显示器，所述家庭人机对话装置采用集成在液晶显示器上的触摸屏，或者键盘，或者触摸屏和键盘，所述的家庭通信单元包括依次级联相接的调制解调器、基于OSGi协议的家庭网关和以太网卡，所述的调制解调器则以有线或无线通信方式通过公共通信网络接收或发送信息。
9.一种家庭与汽车电子互动控制方法，包括下列步骤(1)在汽车和家庭两方，分别设立各自的互动控制装置，即车载控制装置和家庭控制装置，并设有各自的通信单元，实现在公共通信网络下的相互通信；(2)在汽车或家庭一方的控制装置上人工输入控制命令，由该方控制装置生成控制信息并传送给该方的通信单元；(3)接收本方控制装置送来的控制信息的通信单元依据通信协议，将控制信息转化为控制代码，发送给另一方的通信单元；(4)接收对方通信单元发来的控制代码的通信单元，将接收的控制代码信息发送给本方的控制装置，由该控制装置生成对本方电子设备的控制指令，对本方电子设备进行控制。
10.如权利要求9所述的家庭与汽车电子互动控制方法，其特征在于所述步骤(2)的具体过程可以是；(2.1)通过人机对话装置，人工输入控制命令；(2.2)所述控制装置中的控制指令产生器，根据人工输入的命令生成所述的控制信息；(2.3)所述控制装置中的信息交换控制器接收来自控制命令产生器的控制信息，送入所述通信单元；在所述步骤(3)中，可以依据TCP/IP协议对所述控制信息进行编码和数据打包；在所述步骤(4)中，通信单元将接收的控制代码采用DMA方式直接传送给本方的信息交换控制器，信息控制交换器接收控制代码信息后，先由指令识别器进行识别，忽略非法信息。
全文摘要
本发明提供一种家庭与汽车电子互动系统及互动方法，该系统包括车载分系统和家庭分系统，所述车载分系统包括车载嵌入式控制平台和车载无线通信单元，所述家庭分系统包括家庭通信单元和家庭互动控制单元，所述车载无线通信单元和所述家庭通信单元通过公共通信网络相互通信，以便将一个分系统的控制命令传输给另一个分系统，所述车载无线通信单元通常可以采用车载GPRS/GSM无线通信单元，所述的家庭通信单元包括依次级联相接的调制解调器、基于OSGi协议的家庭网关和以太网卡。本发明实现了车载分系统与家庭分系统之间的互动，极大地方便了人们对家庭和汽车电子设备的操作。
文档编号H04L29/06GK1787439SQ20051011672
公开日2006年6月14日 申请日期2005年10月28日 优先权日2005年9月9日
发明者王飞跃, 王知学, 艾云锋, 黄武陵, 朱凤华 申请人:中国科学院自动化研究所