一种基于云架构智能儿童安全出行通信方法和系统与流程

本技术涉车载控制系统、车联网、汽车安全防护等领域，具体为一种适用于汽车安全服务行业的基于云架构智能儿童安全出行通信方法和系统。

背景技术：

随着网络技术的发展，尤其是gps技术的成熟，通信系统的应用被扩展到汽车行业，现代车辆上的电子系统，广泛采用无线通信网络来实现彼此之间以及车辆与信息服务系统之间的通信。为保证孩子的乘车安全，越来越多的家庭购置儿童安全座椅。但目前市面销售的儿童安全座椅都不具备座椅与车载通信终端之间的数据交换功能，给驾乘人员带来诸多不便，尤其是当发生儿童滞留车内时，无法实时发出求救信息，导致儿童生命处于危险之中。针对现有儿童安全座椅存在的问题，需要制定数据通讯协议。

技术实现要素：

本发明公开了一种基于云架构智能儿童安全出行通信方法和系统，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于云架构智能儿童安全出行通信方法，所述通信方法具体包括以下步骤：

s1)数据发送端和数据接收端建立心跳连接，确定一个固定的seq值；

s2)数据发送端将需要发送的数据打包，生成数据包，并发送；

s3)数据接收端接收数据发送端发送来数据包，对数据包身份验证，通过后进行解包，对数据包的内容的有效性进行验证，通过后对数据包的数据进行处理；

s4)将处理后的数据发送给终端设备，完成远程监控。

进一步，所述s2)的具体步骤为：

s2.1)数据发送端将确定的seq值写入数据包的起始地址，

s2.2)再将需要发送信息写入数据包，

s2.3)判断本次发送数据包的长度是否大于7字节，如果大于7字节，则按照指定的长度重新进行分包组包处理，否则直接将数据信息写入数据包直接打包，

s2.4)将crc校验码写入s2.4)处理后的数据包，

s2.5)最后写入数据包结束标志end，得到数据包，并发送。

进一步，所述s3)的具体步骤如下：

s3.1)数据接收端接收到数据包后，读取握手信号seq值，

s3.2)确认接收到的seg值是否为本次建立的心跳连接seq值，如果不，则接收的数据包无效，结束解包工作，退出，是则执行s3.3)

s3.3)读取本次接收的数据长度值，阈值进行对比，如果大于阈值则按照指定的长度重新组合数据；否则进入则直接读出数据信息，

s3.4)读取接收到的crc值，与接收到的crc之进行校验，如果比较结果一致，则本次接收数据有效，否则接收数据错误，提示重发，返回s3.1)，

s3.5)将接收有效数据进行解包。

进一步，所述数据包包括固定长度数据单元和变动长度数据单元。

进一步，所述固定长度数据单元包括起始标识单元、信息数据长度单元、通信设备标识单元、功能组件标识单元、控制信息类别标识单元、时间信息单元和结束标志单元；

所述变动长度数据单元包括信息数据单元。

进一步，所述固定长度数据单元的长度为不大于6个字节，

所述的信息数据单元为n字节，n＝0～255。

进一步，所述阈值为7。

本发明的另一目的通体一种基于云架构智能儿童安全出行通信系统，所述通信系统包括，数据发送端、数据接收端、无线/有线通信模块，应急电源，

其中，所述数据发送端，用于将待发送数据拆分成数据包，并发送，

所述数据接收端，用于接收数据包，并对接收到的数据进行验证，并解包，存储；

所述无线/有线通信模块，用于实现所述数据发送端和数据接收端通信，

所述应急电源，用于供电。

进一步，所述通信系统还包括云服务器和终端设备，

所述云服务器，用于存储数据接收端解包处理后的数据，

所述终端设备，用于根据数据接收端解包处理后的数据内容，提请驾乘人员及相关人员第一时间进行施救处理。

进一步，所述数据发送端为智能儿童安全座椅通信系统；

所述数据接收端为车载控制系统、车载智能终端或gprs。

本发明的有益效果是：采用多种通信接口方式，使得本系统更具普适性。采用统一的通信协议数据包格式和can总线通信方式，可将智能儿童安全座椅加入到标准车载设备进行统一管理，可在车载仪表盘开发过程中，直接导入儿童安全座椅状态数据，丰富了仪表功能。采用云服务器数据库管理模式及多通信协议方式，使得远程控制更便捷。

附图说明

图1为本发明一种基于云架构智能儿童安全出行通信方法的流程框图。

图2为本发明一种基于云架构智能儿童安全出行通信系统的逻辑框图。

图3为本发明的实施例的系统逻辑框图。

图4为本发明的实施例的数据发送端的数据包打包过程流程图。

图5为本发明的实施例的数据接收端的数据包解包过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1所示，本发明一种基于云架构智能儿童安全出行通信方法，所述通信方法具体包括以下步骤：

s1)数据发送端和数据接收端建立心跳连接，确定一个固定的seq值；

s2)数据发送端将需要发送的数据打包，生成数据包，并发送；

s3)数据接收端接收数据发送端发送来数据包，对数据包身份验证，通过后进行解包，对数据包的内容的有效性进行验证，通过后对数据包的数据进行处理；

s4)将处理后的数据发送给终端设备，完成远程监控。

所述s2)的具体步骤为：

s2.1)数据发送端将确定的seq值写入数据包的起始地址，

s2.2)再将需要发送信息写入数据包，

s2.3)判断本次发送数据包的长度是否大于7字节，如果大于7字节，则按照指定的长度重新进行分包组包处理，否则直接将数据信息写入数据包直接打包，

s2.4)将crc校验码写入s2.4)处理后的数据包，

s2.5)最后写入数据包结束标志end，得到数据包，并发送。

所述s3)的具体步骤如下：

s3.1)数据接收端接收到数据包后，读取握手信号seq值，

s3.2)确认接收到的seg值是否为本次建立的心跳连接seq值，如果不，则接收的数据包无效，结束解包工作，退出，是则执行s3.3)

s3.3)读取本次接收的数据长度值，阈值进行对比，如果大于阈值则按照指定的长度重新组合数据；否则进入则直接读出数据信息，

s3.4)读取接收到的crc值，与接收到的crc之进行校验，如果比较结果一致，则本次接收数据有效，否则接收数据错误，提示重发，返回s3.1)，

s3.5)将接收有效数据进行解包。

所述数据包包括固定长度数据单元和变动长度数据单元。

所述固定长度数据单元包括起始标识单元、信息数据长度单元、通信设备标识单元、功能组件标识单元、控制信息类别标识单元、时间信息单元和结束标志单元；

所述变动长度数据单元包括信息数据单元。

所述固定长度数据单元的长度为不大于6个字节，

所述的信息数据单元为n字节，n＝0～255。

所述阈值为7。

一种基于云架构智能儿童安全出行通信系统，所述通信系统包括，数据发送端、数据接收端、无线/有线通信模块，应急电源，

其中，所述数据发送端，用于将待发送数据拆分成数据包，并发送，

所述数据接收端，用于接收数据包，并对接收到的数据进行验证，并解包，存储；

所述无线/有线通信模块，用于实现所述数据发送端和数据接收端通信，

所述应急电源，用于供电。

所述通信系统还包括云服务器和终端设备，

所述云服务器，用于存储数据接收端解包处理后的数据，

所述终端设备，用于根据数据接收端解包处理后的数据内容，提请驾乘人员及相关人员第一时间进行施救处理。

所述数据发送端为智能儿童安全座椅通信系统；

所述数据接收端为车载控制系统、车载智能终端或gprs。

实施例：

如图3所示，一种基于云架构智能儿童安全出行通信系统，系统包括

儿童安全座椅通信系统、车载控制系统、车载智能终端、gprs通信模组、云服务器、终端设备、无线通信系统wifi、can总线、蓝牙ble、串口总线tx/rd、紧急电源供电系统等部分组成。

优化的儿童安全座椅通信系统可与车载控制系统+can总线、车载智能终端+蓝牙ble、gprs通信模组+串口总线tx/rd以及无线通信网络wifi、云服务器组成多种通信系统，将儿童安全座椅安全状态数据传输到云服务器，实现对儿童安全出行的实时远程监测。

优化的儿童安全座椅通信系统可以单独通过can总线与车载控制系统、云服务器、无线通信网络wifi组成通信系统，将儿童安全座椅安全状态数据传输到车载仪表及中控系统，再通过车载t-box将数据传输到云服务器。

优化的儿童安全座椅通信系统也可以单独通过低功耗蓝牙ble1与车载智能终端(如中控、驾乘人员智能手机)、云服务器、无线通信网络wifi组成通信系统，将儿童安全座椅安全状态数据传输到车载智能终端设备，再通过智能终端将数据传到云服务器，解决了一些进口车控制系统接口不开放的难题。

优化的儿童安全座椅通信系统还可以直接通过总线接口、串口总线与gprs通信模组连接、云服务器、无线通信网络wifi组成通信系统，将儿童安全座椅安全状态数据传输到云服务器，当发生因驾乘人员离车将儿童滞留车内时，提请驾乘人员及相关人员第一时间进行施救处理，解决了儿童滞留而产生的安全隐患，确保儿童乘坐时的安全。

优化的儿童安全座椅通信系统主要包括微处理器、传感器接口、总线接口等组成。所述的微处理器可选用通用的stm、51系列等工业级系列产品，实现对各传感器数据的采集、预处理、数据打包与解包、执行等工作，通过总线与各终端设备进行数据交换，数据打包与解包将在后续详细叙述，也是本发明的重点。

优化的车载控制系统主要包括中央控制器ecu、仪表盘、中控系统，为汽车所固有的，本发明仅涉及通过can协议进行相关数据信息交换，不改变原有系统的软硬件功能，此部分本发明不作赘述。

优化的车载智能终端主要是指智能手机终端，本发明仅通过蓝牙ble技术与手机相关应用程序进行数据交换，不手机对手机硬件及系统进行更改，仅要求在进行相关应用程序开发时需遵从本发明所提出的数据通信协议及数据包格式。

优化的gprs通信模块为通用2g、3g、4g、5g移动通信模组，主要承担儿童安全座椅通信系统与云服务器150之间的数据透传，其技术方案为业界技术人员所熟知，故本发明不作赘述。

优化的云服务器主要有云存储服务器、数据库管理软件、通信网络所组成，主要用于存放儿童出行安全状态数据，本发明将直接应用现有的成熟云数据库管理技术，仅要求在进行服务器端后台数据处理过程中需遵从本发明所提出的数据通信协议及数据包格式。其数据库管理技术方案为业界技术人员所熟知，故本发明不作赘述。

优化的终端设备主要是指智能手机终端、数据库后台管理终端等设备，用于对相关数据信息的查询、数据库管理等，此亦为业界技术人员所熟知，故本发明不作赘述。

优化的无线/有线通信网络系统wifi主要是指与云服务器连接的网络系统，可提供无线和有线网络连接方式，与终端的通信协议直接采用tcp协议，此亦为业界技术人员所熟知，故本发明不作赘述。

优化的紧急电源供电系统主要由供电电路、可电池等组成。此为本领域技术人员的公知常识，本发明不作赘述。

一种基于云架构智能儿童安全出行通信方法，

步骤210:数据发送端与数据接收端建立心跳连接，对发送端、接收端设备选择的要求：如数据发送端为智能儿童安全座椅通信系统，则接收端可以为车载控制系统、车载智能终端、gprs中的一种，反之亦然；车载控制系统、车载智能终端、gprs等设备点与点之间的连接进行数据传输不在本发明考虑之内，由此所引起的数据传输错误或系统故障不为本发明所认可；

步骤220:在建立心跳连接后，发送端对要传输的数据按照图3的步骤进行数据打包操作，生成数据包，数据打包操作在后续实施实例中详细叙述；

步骤230:数据包通过相关总线发送到接收端；

步骤240:接收端从总线接收到数据包后，接收的数据按照图3的步骤进行数据打包操作，进行解包操作，同时进行设备id的确认、crc校验等工作，符合要求后此次数据传输工作结束。生成数据包，数据打包操作在后续实施实例中详细叙述.

步骤210-140的执行主体有多种，如智能儿童安全座椅通信系统与车载控制系统之间的通信，当然，在实际应用中，还可能为其他设备，在此不再进行一一详述。

图4为的数据包打包过程流程图。在本发明实施实例中发送端数据包打包过程的详细流程为：

步骤410：数据发送端写入握手信号seq，作为数据接收端建立心跳连接后识别确认。

步骤420：计算本次发送数据的长度，写入数据包的len地址。

步骤430：根据发送数据的归属属性，选择相应的sid、cid、fid，占1字节，写入数据包对应的sid、cid、fid地址，实例：如发送儿童座椅的温度值，则对应的sid＝80h、cid＝04h、fid＝01h；降下后右车窗，则对应的sid＝02h、cid＝60h、fid＝08h。

步骤440：写入当前系统日期数据到date地址，写入的顺序为年月日时分秒，优选地，所述时间位，从精简数据的角度考虑，年信息只取后三位，占一个字节，其余月日时分秒也各占一个字节，共6个字节。

步骤440：判断本次发送数据包的长度是否大于7字节，如果大于7字节，进入步骤451，则按照指定的长度重新进行分包组包处理，再发送；否则进入步骤452；

步骤451：如果发送数据包的长度大于7字节，则执行此步骤，对发送的数据重新进行分组打包处理；

步骤452：如果发送数据包的长度小于7字节，则直接将数据信息写入数据包，如发送温度值24.50为2字节，直接打包写入，准备发送。

步骤460：为了确保发送的数据包不发生错误，本发明对发送的数据采用crc校验，将计算的crc结果写入数据包。

步骤470：写入数据包结束标志end。

经过步骤410～470等步骤处理后，需发送的数据打包完毕，可发送。

图5为在本发明实施实例中发送端数据包解包过程的详细流程为：

步骤510：接收端接收到数据后，读取握手信号seq。

步骤520：确认接收到的seg值是否为本次建立的心跳连接seg值，如果不是则执行步骤521，否则继续执行530。

步骤521：如果seg值不正确，则接收的数据包无效，结束解包工作，退出。

步骤530：读取数据包对应的sid、cid、fid值，读取日期数据date。

步骤540：读取本次接收的数据长度len。

步骤550：判断本次接收的数据包长度是否大于7字节，如果大于7字节，进入步骤561，则按照指定的长度重新组合数据；否则进入步骤562；

步骤551：如果接收的数据长度大于7字节，则执行此步骤，对接收的数据重新进行组合处理；

步骤552：如果接收的数据长度小于7字节，则直接读出数据信息。

步骤560：计算本次接收到的数据crc值，读取接收到的crc值。

步骤570：与接收到的crc之进行校验，如果比较结果一致，则本次接收数据有效，执行步骤580；否则接收数据错误，提示重发，转步骤571。

步骤571：接收到的数据crc校验错误，提示重新发送。为了确保发送的数据包不发生错误，本发明对发送的数据采用crc校验，将计算的crc结果写入数据包。

步骤580：接收数据有效，数据解包工作完毕。

经过步骤510～580等步骤处理后，数据解包工作完毕。

表1为本发明数据包格式。主要由起始标识单元、信息数据长度单元、通信设备标识单元id、功能组件标识单元id、控制信息类别标识单元id、时间信息单元、信息数据单元、数据校验单元、结束标志单元等部分组成。为了以下叙述方便，将用以下简称代替以上单元名称：起始标识单元为seq、信息数据长度单元为len、通信设备标识单元为sid、功能组件标识单元为cid、控制信息类别标识单元为fid、时间信息单元为date、信息数据单元为dat、数据校验单元为crc、结束标志单元为end。对应的字节数为：seq、len、sid、cid、fid、crc、end均为1字节，date为6字节，为固定长度，dat为n字节，为可变长度，考虑到can、ble等相关协议的要求，此部分长度选为0～7字节，大于7字节时，进行分包处理。

进一步，优化的seq为发送端和接收端的握手信号，只有当发送端和接收端的seq匹配时，才能够传输数据。

进一步，优化的sid用于对车载设备、车载产品等系统级部件的统一编码，车载系统仪表盘sid为01h，儿童安全座椅通信系统sid为80h。

进一步，优化的cid用于对系统部件的各组件进行统一编码，如：儿童安全座椅通信系统为系统级部件，主要功能为采集各传感器的数据、播放音乐、数据传输等，儿童安全座椅isofix传感器cid编码为01h，温湿度传感器cid编码为02h等。

进一步，优化的fid用于表示各组件所要完成的某一特定功能，如需要传送儿童座椅的温度则fid的编码为01h，传送湿度则fid的编码为02h等等。

表1为数据包结构

表2车载设备sid编码(1字节)示例

表3组件cid编码(1字节)示例

表4功能fid编码(1字节)示例

注：以上各id编码专利人为叙述方便而给出的预设值，不应理解为各设备的实际编码id。但不影响本专利的权利要求。

综上所述，本发明实施例中，提出一种基于云架构智能儿童安全出行通信系统与通信协议的设计方法，该方案由两部分构成：通信传输系统和传输数据包的构建方法，该方法为：在确定发送端与接收端建立连接之后，接收发送端发送的数据包；从用于建立发送端与接收端之间连接的数据包中获取发送端的数据长度len值；根据len值对接收到的数据包进行重新组合处理，采用分包处理技术使得打包后的数据包能够适应不同的传输协议，提高了传输效率，提高了资源利用率。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和数据处理流程图或方框图来描述的。应理解可由微处理器、总线接口电路、通信协议共同实现流程图或方框图中的每一流程以及流程图或方框图中的流程或方框的结合。使得通过基于云架构智能儿童安全出行通信系统产生用于实现对儿童安全出行进行监测功能的装置。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的所有变更和修改。

应当说明的是，本实施例中，仅对表中sid、cid、fid的数据包进行了优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或者直接或间接运用在其它相关技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。