一种车联网通信协议的设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车联网技术，特别是涉及车端与云端之间的通信协议的软件设计技术。
【背景技术】
[0002]车联网的其中一项基本功能是实现对车辆的运行数据进行提取和利用，并根据不同的功能需求对车辆运行状态进行有效监管和提供综合服务；通常来说，车联网由三端组成，即车端、云端和客户端；而这三端之间就需要进行有效的数据通信，这就需要制定数据传输协议。
[0003]一般来说，数据信息包括汽车CAN总线信息、传感器信息、GPS位置信息等。需要传输的信息越来越多，就会导致流量资费增加，很多专利已经提到了各种解决办法来降低传输成本，比如“车联网的数据传输方法及装置”(中国发明专利申请号201510023491.6)提到了利用外部的短距无线通讯模块来传输数据，从而避免利用移动网络来传输，但目前要建立如此多的外部通讯模块并不现实。
[0004]目前的车联网数据传输大多还是靠移动网络，无论是2G，3G，4G，尽管移动数据的流量资费在不断降低，但由于车联网的应用越来越广，需要上传的数据越来越多，还是存在不低的传输成本。
[0005]发明人在研宄过程中发现，现有技术中，这些传输的数据其实存在大量冗余信息、无效信息、重复信息等。比如很多数据在短时间内可能没有变化，但还是在周期性地频繁上传，造成资源浪费，如果移动网络信号不好，还会造成数据大量积压，存在丢失风险。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是解决上述问题，提出一种车端和云端之间的通信协议的设计方法，使传输数据更经济有效。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下。
[0008]发送协议和接收协议均采用统一的通信协议格式；发送协议是由车载产品发送且由后台服务器接受的通信协议；接收协议是由后台服务器发送且由车载产品接受的通信协议；数据结构组成为:数据长度，车载产品ID，数据，CRC校验。
[0009]具体地，数据长度是指车载产品ID长度+数据长度+CRC编码长度，HEX编码；车载产品ID为唯一硬件识别码，HEX编码。
[0010]具体地，所述数据又按照信息的类别和不同传输方式及目的，分为6种类型，其中，车辆信息周期包，诊断事件包，缓冲滞留包，属于发送类型，由车端向云端发送；车辆信息周期应答包，诊断事件请求包，缓冲滞留应答包，属于接收类型，由云端向车端发送；包的属性在数据帧中的功能ID中定义。
[0011]具体地，车辆信息周期包是指在车辆非睡眠状态下，车端硬件周期发送信息，当所述车端硬件成功接收到后台服务器的特定正反馈信息，将视为一次成功发送；否则该车辆信息周期包将被自动计入缓冲滞留包，按照缓冲滞留包的发送格式和策略处理。
[0012]具体地，所述车辆信息周期包的数据帧结构由固态数据和动态数据组成。
[0013]进一步地，固态数据包括所述的6种功能包的ID定义、时间、车辆睡眠状态、滞后信息状态、滞后计数器及车辆信息更新标志位。
[0014]具体地，时间是记录车联网信息的重要标志，它必须包含年月日时分秒。
[0015]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。
[0016]所述车辆睡眠状态标志位，O表示车辆处于非睡眠状态，I表示车辆处于睡眠状态；所述滞后信息状态，O表示没有滞留信息，I表示有滞留信息；两个标志位各占I个位，其余6位预留作为扩展用，这样组成一个字节。
[0017]所述滞后计数器，当滞后信息状态位为O时，滞后计数器为O ;当滞后信息状态位为I时，滞后计数器为实际未成功发送的包的数量。
[0018]这些未发送成功的包即作为缓冲滞留包，等待移动信号强的时候继续发送，每发送成功一个包，所述滞后计数器的值就减1，直至为0，这样就保证不会丢失任何一个数据。
[0019]所述车辆信息更新标志位，即是将车辆信息中每次与前次比较，数据有无更新并将其标识出来，具体地，当在上个发送周期内，该更新标志位对应的车辆信息与上一次已发送的信息发生了更新变化，则置I ;反之则置O。这样就可以以非常精简的数据位的开销，标志出很多信息，从而无需重复发送未变化的信息。
[0020]优选地，所述动态数据，即是放置有更新变化的车辆信息。当某些行车信息在下一发送周期未发生变化时，即对应的该信息的更新标志位为0，则该对应的车辆信息的内容将不会在动态数据中体现，且不需要发送到后台服务器处理；后台服务器接收到该报文时，只需识别这些更新标志位即可。
[0021]优选地，所述车辆信息更新标志位与动态数据的各字节定义，必须一一对应，包含车速、转速、加速度、经玮度、里程信息等等。
[0022]与所述车辆信息周期包相对应的车辆信息周期应答包，是后台服务器成功接受到车辆信息周期包的应答反馈信号包，它的数据格式由三部分组成:3种接收类的功能ID，时间信息，及反馈结果。
[0023]具体地，3种接收类的功能ID与3种发送类一一对应，是对它们的应答；时间也与所述发送类的描述一致；反馈结果即只要正反馈或负反馈，当车端或云端接受到正反馈信息，即为完成该条报文的正常发送，如为负反馈，则车端或云端需要继续保留该条报文在缓冲滞留区，等待重新发送。
[0024]所述的缓冲滞留包，以及对应的缓冲滞留应答包，其数据类型与正常周期发送的数据包一致，唯一的区别即是功能ID位，在它们的第一次发送时，都是属于车辆信息周期包，当且仅当发送失败后，才转为滞留状态。
[0025]所述的诊断事件包，以及诊断事件请求包，则是另一种类型，考虑到车联网并非单向地从车端向云端发送数据，也存在从客户端发送命令指令，经云端发送至车端，这样就需要诊断事件请求包，由于其非周期性特征，以及主要可能应用于诊断车辆范畴，因此取名为诊断事件请求包，其数据格式亦与所述周期发送数据包类似，在本专利中不再赘述。
[0026]本发明的有益效果是:发送与接收的数据格式统一，便于车端云端的同步开发；增加滞留信息数据包，及相应的标志位，使避免了因移动网络等原因造成的传输数据丢失，且由于增加滞后计数器，使后台能实时地清楚地收到未及时发送的数据包个数；设计固态、动态数据格式，以及设置各数据的标志位的方法，使以极小的数据开销，取得完整的数据，使车联网的传输数据的成本大幅降低。
【附图说明】
[0027]图1为本发明车联网通信协议设计方法实施例的车辆信息周期包的数据结构示意图。
[0028]图2为本发明车联网通信协议设计方法实施例的固态数据详解图。
[0029]图3为本发明车联网通信协议设计方法实施例的车辆信息更新标志位示例图。
[0030]图4为本发明车联网通信协议设计方法实施例的动态数据示例图。
[0031]图5为本发明车联网通信协议设计方法实施例的车辆信息周期应答包的数据结构示意图。
[0032]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图对本发明进一步说明。
【具体实施方式】
[0033]以下将结合附图及具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便更清晰直观地理解本发明的发明实质，但应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0034]参照图1所示，本发明提供一种车联网车端与云端之间数据传输的通信协议的数据结构图，它由数据长度101，车端ID 102，数据103，CRC校验104四大部分组成。
[0035]其中，数据长度101为I个字节，以HEX编码，其内容为车载产品ID长度+数据长度+CRC编码长度。
[0036]车端产品ID 102为唯一硬件识别码，由3个字节构成，HEX编码。
[0037]数据103分为固态数据201和动态数据202两部分。
[0038]优选地，CRC校验由2个字节构成，采用CRC16编码。
[0039]进一步地，所述固态数据201，即固定格式，每个周期都发送，它由6部分组成:功能ID301，时间302，睡眠状态303，滞后信息状态304，滞后计数器305，更新标志位306。
[0040]如图2固态数据详解图所示。
[0041]优选地，按照信息数据的分类和不同传输方式及目的，功能ID301分为6种类型的通信格式包，车辆信息周期包、诊断事件包、缓冲滞留包、车辆信息周