【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能网联汽车，更为具体地说是指一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法。
技术介绍
1、随着社会经济的飞速发展与工业化进程的加快，由汽车化社会带来的交通堵塞、能源消耗和环境污染等问题越来越严重。以“保障安全、提高效率、改善环境、节约能源”为目标的“智能交通系统”广受关注，车载终端是智能交通系统的重要组成部分。在未来智能交通势在必行的大趋势下，从政策到市场，车载终端的研发，显得尤为必要。
2、近年来，随着技术变革，5g、通信协议、路侧传感器和车载终端的发展加速赋能了智慧交通，而车载终端的部署是智能交通产业化落地应用的一大关键环节，功能也在逐渐完善。智能车载终端可以实时获取本车车速、方向等行车参数以及前方红绿灯、道路危险状况等路网信息；结合智能站台，通过云控平台实时规划车辆实时车速；此外还可以结合红绿灯协同控制，实现智能网联车辆精准到达，提升公众交通和私人驾驶的服务品质。
3、目前市面上车载终端仍处于起步阶段，不能满足智能网联汽车功能日益增加的需求，普遍存在场景固定、功能单一、数据采集延迟丢包、可扩展性差和抗干扰性差等问题，在安全性与可靠性上面临挑战。
技术实现思路
1、本专利技术提供的目的是一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，应用微服务架构，基于分布式微服务的框架下，实现软件系统开发。在软件架构上，将原先智能车载终端集成的单一应用程序划分成一组小的服务，服务之间互相协调、互相配合，为应用层和终端提供最终价值。
2、本专利
3、一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，将系统软件分为软件适配层、系统组件、服务层和应用层。其中：
4、所述硬件适配层包含嵌入式操作系统相关接口和硬件外设接口驱动；
5、所述系统组件包含gnss定位模块、c-v2x模块、5g网络模块、车身数据获取与控制模块、安全模块、系统应用程序、特定协议模块以及数据存储模块，各模块间通过轻量级消息组件通信交流；
6、所述服务层包括系统管理服务、网络管理服务、v2x危险检测算法服务、车联网服务以及固件升级服务，各服务之间通过通信协议相互沟通；
7、所述应用层包含车路协同若干个应用场景具体实现以及相关的hmi服务；
8、所述系统管理服务分别与所述gnss定位模块、所述c-v2x模块、所述5g网络模块通信连接，所述车联网服务分别与车身数据获取与控制模块、安全模块、系统应用程序、特定协议模块以及数据存储模块通信连接；所述网络管理服务分别与5g网络模块、安全模块通信连接，网络管理服务通过5g网络模块使系统软件实现车联网，系统主控制器建立与车辆can总线之间的通信，将解析后的车辆数据通过网络套接字接口传输到车身数据获取与控制模块，最后给到c-v2x模块进行处理。
9、一较佳实施方案中，上述c-v2x模块通过v2x协议栈与系统主控制器通信，所述v2x协议栈包含接入层、网络层和消息层协议，接入层包括uu接口和pc5 接口；所述网络层由数据子层和管理子层两部分构成，数据子层既传输应用层间的数据流，也传输不同设备管理层实体间或管理层实体与应用间的数据流，管理子层通过使用数据子层服务在不同设备间传递管理数据流；所述消息层位于应用层内部，向下对接网络层的数据子层，向上支持具体的用户应用。
10、具体地，上述嵌入式操作系统相关接口实现系统相关函数接口供上层应用统一调用，上层应用调用时配置不同的相关参数；该嵌入式操作系统相关接口包含有内存操作函数、系统任务、信号量、线程同步互斥量、系统消息队列、事件和定时器。
11、上述硬件外设接口实现各个外设的初始化，提供打开、发送或者写数据、接收或者读数据、反初始化或者关闭函数接口，该硬件外设接口包含有串口通信、串行外设spi通信、i2c总线和网络套接字接口。
12、进一步地，上述gnss定位模块为车辆提供基础和高精度差分定位服务，涉及协议有nmea0183、ntrip client和rtcm协议，gnss定位模块提供基本定位数据，所述系统管理服务开启gpsd守护进程负责与硬件定位模组进行通信，硬件定位模组定位信息以nmea0183标准协议输出，系统管理服务开启通过ubx协议对硬件定位模组进行相关参数配置，解析出基本定位信息后再将定位信息注入到所述c-v2x模块，为其提供定位服务。
13、若硬件定位模组支持高精度差分定位，则系统管理服务通过ntrip协议向千寻服务器获取高精度差分定位基站信息，然后注入到高精度差分定位模组内部，其通过内部算法计算输出高精度的定位信息。
14、优选地，上述消息层数据集用asn.1标准进行定义，遵循“消息帧-消息体-数据帧-数据元素”层层嵌套的逻辑进行制定，数据集交互的编解码方式遵循非对齐压缩编码规则uper。
15、优选地，上述c-v2x模块标准定义的消息层数据集主要由1个消息帧格式、5个最基本的消息体以及相应的数据帧和数据元素组成，5个最基本的消息体包括车辆基本安全消息、地图消息、rsi消息、路侧安全消息以及信号灯消息。
16、当有u盘插入时，系统自动挂载到mnt的相应目录下，并检测u盘中是否存放指定应用固件；若存在，系统会自动拷备到特定目录，并对新固件与原固件进行md5值比对；当比对失败则会尝试再次拷备，再重复多次拷备后依然失败则升级失败；若拷备成功，则使用新固件替换旧固件并修改可执行权限，设备重启后生效。
17、本专利技术的每个服务运行在其独立的进程中，服务和服务间采用轻量级的通信机制互相沟通。每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立地部署到生产环境、类生产环境等。
18、基于微服务架构的分布式场景开发方法，使得不同服务模块自由组合组成应用场景，方便单独部署、分布式管理和代码解耦，应用可以独立更新和扩展，降低硬件平台耦合性，提高软件可移植性。
19、由上述对本专利技术的描述可知，和现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
20、1、开发简单，微服务架构把复杂的系统进行拆分，让每个微服务应用的开发都变得非常简单，对于开发者来说，不用对很多代码进行分析，效率大大提高。
21、2、快速响应需求变化，一般的需求变化都来自局部功能的变更，这种变更将落实到每个微服务上，每个微服务的功能相对来说都非常简单，更改起来也比较容易，所以微服务适合使用敏捷开发的方法，能快速响应需求的变化。
22、3、系统更加稳定可靠，微服务运行在分布式环境中，有配套的监控和调度机智，并且可以提供自由伸缩的管理，充分保障系统运行的稳定性和可靠性。
23、4、随时随地的更新，一个微服务的部署和更新不会影响全局系统的正常运行，可以做到在不被察觉的情况下进行，在任何时候都可以进行部署和更新。
24、5、规模可持续扩展，满足智能交通领域应用场景千变万化的需求。
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1.一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于，将系统软件分为硬件适配层、系统组件、服务层和应用层，其中：
2.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：所述C-V2X模块通过V2X协议栈与系统主控制器通信，所述V2X协议栈包含接入层、网络层和消息层协议，接入层包括Uu接口和PC5 接口；所述网络层由数据子层和管理子层两部分构成，数据子层既传输应用层间的数据流，也传输不同设备管理层实体间或管理层实体与应用间的数据流，管理子层通过使用数据子层服务在不同设备间传递管理数据流；所述消息层位于应用层内部，向下对接网络层的数据子层，向上支持具体的用户应用。
3.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：所述嵌入式操作系统相关接口实现系统相关函数接口供上层应用统一调用，上层应用调用时配置不同的相关参数，该嵌入式操作系统相关接口包含有内存操作函数、系统任务、信号量、线程同步互斥量、系统消息队列、事件和定时器。
4.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，
5.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：所述GNSS定位模块为车辆提供基础和高精度差分定位服务，涉及协议有NMEA0183、Ntrip Client和RTCM协议，GNSS定位模块提供基本定位数据，所述系统管理服务开启GPSD守护进程负责与硬件定位模组进行通信，硬件定位模组定位信息以NMEA0183标准协议输出，系统管理服务开启通过UBX协议对硬件定位模组进行相关参数配置，解析出基本定位信息后再将定位信息注入到所述C-V2X模块，为其提供定位服务。
6.如权利要求5所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：若硬件定位模组支持高精度差分定位，则系统管理服务通过Ntrip协议向千寻服务器获取高精度差分定位基站信息，然后注入到高精度差分定位模组内部，其通过内部算法计算输出高精度的定位信息。
7.如权利要求6所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：所述消息层数据集用ASN.1标准进行定义，遵循“消息帧-消息体-数据帧-数据元素”层层嵌套的逻辑进行制定，数据集交互的编解码方式遵循非对齐压缩编码规则UPER。
8.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：所述C-V2X模块标准定义的消息层数据集主要由1个消息帧格式、5个最基本的消息体以及相应的数据帧和数据元素组成。
9.如权利要求8所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：5个最基本的消息体包括车辆基本安全消息、地图消息、RSI消息、路侧安全消息以及信号灯消息。
10.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：当有U盘插入时，系统自动挂载到MNT的相应目录下，并检测U盘中是否存放指定应用固件；若存在，系统会自动拷备到特定目录，并对新固件与原固件进行MD5值比对；当比对失败则会尝试再次拷备，再重复多次拷备后依然失败则升级失败；若拷备成功，则使用新固件替换旧固件并修改可执行权限，设备重启后生效。
...【技术特征摘要】
1.一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于，将系统软件分为硬件适配层、系统组件、服务层和应用层，其中：
2.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：所述c-v2x模块通过v2x协议栈与系统主控制器通信，所述v2x协议栈包含接入层、网络层和消息层协议，接入层包括uu接口和pc5 接口；所述网络层由数据子层和管理子层两部分构成，数据子层既传输应用层间的数据流，也传输不同设备管理层实体间或管理层实体与应用间的数据流，管理子层通过使用数据子层服务在不同设备间传递管理数据流；所述消息层位于应用层内部，向下对接网络层的数据子层，向上支持具体的用户应用。
3.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：所述嵌入式操作系统相关接口实现系统相关函数接口供上层应用统一调用，上层应用调用时配置不同的相关参数，该嵌入式操作系统相关接口包含有内存操作函数、系统任务、信号量、线程同步互斥量、系统消息队列、事件和定时器。
4.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：所述硬件外设接口实现各个外设的初始化，提供打开、发送或者写数据、接收或者读数据、反初始化或者关闭函数接口，该硬件外设接口包含有串口通信、串行外设spi通信、i2c总线和网络套接字接口。
5.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的智能车载终端软件设计方法，其特征在于：所述gnss定位模块为车辆提供基础和高精度差分定位服务，涉及协议有nmea0183、ntrip client和rtcm协议，gnss定位模块提供基本定位数据，所述系统管理服务开启gpsd守护进程负责与硬件定位模组进...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋金，蓝怀盛，
申请(专利权)人：厦门金龙联合汽车工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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