一种基于智能网关的数据协同处理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于智能网关的数据协同处理系统，其特征在于：它包括主控制器、集成通讯模块、电源和集成天线，主控制器内设置数据协同处理单元，其包括协议解析单元、异构信息融合单元和智能网络切换单元；电源与汽车电源连接用于供电，集成天线将集成通讯模块中部分模块的天线集成在一起，实现无线信息发送与接收；集成通讯模块接收外部通讯信息，并通过接口将其发送到协议解析单元；协议解析单元将获得的通讯信息进行解析后发送到异构信息融合单元；异构信息融合单元在系统时钟单元的支持下将数据进行同步、过滤、重构，并将重构后的信息打包、分发给智能网络切换单元；智能网络切换单元根据应用终端的不同需求在不同通讯网络间的接入与退出，并将数据包通过智能网关发送到相应外部应用终端。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能网关的数据协同处理系统
本专利技术涉及一种数据处理系统，特别是关于一种适用于车联网的基于智能网关的数据协同处理系统。
技术介绍
车联网是融合车内网、车际网和车载移动互联网的一体化网络，其框架包括Telematics、车车协同/车路协同（VehicletoVehicleCooperativeSystem/VehicletoInfrastructureCooperativeSystem，V2V/V2I）及车内网（In-vehicleNetworking）三者体系和技术的融合。车联网通过集成多种通信技术将车辆内部各部件、车辆内部与外部世界之间连接成网络，从国际相关技术的发展趋势来看，Telematics、V2V/V2I及车内网三者技术上逐渐融合，体系上向车-X（X：车、路、行人及互联网等）发展。信息化是车联网的核心，基于车辆信息化的应用是车联网的本质。由于车联网包含大量的多源异构信息，例如：车辆内部的总线信息、外接设备信息（GPS信息和惯性传感器信息等）、路侧设备发送给车辆的交通信息（信号灯相位和配时、车道占有率和平均车速等）、周边车辆发送过来的信息（车辆状态信息和驾驶员操作信息等）、互联网发送过来的信息（GIS信息、内容服务信息和兴趣点信息等）。这些信息由于来源不同、封装协议不同、数据格式不同、发送频率不同，因此具有相当大的差异性，需要在智能网关内对其进行解析、同步、融合、重构、协同和分发。为此，智能网关需要支持GPS/北斗卫星通讯、3G/4G通讯、专用短程无线通讯（DedicatedShort-RangeCommunications,DSRC）、CAN/LIN总线通讯和Wifi/蓝牙（Bluetooth）通讯等通讯方式，能够解析NMEA0183、CDMA2000/WCDMA、802.11p、IEEE1609、CAN2.0、802.11n/802.15等通讯协议。目前为止，现有技术分别对应用于Telematics、车车协同/车路协同或车内网的技术进行了研究。国、内外主要针对车联网中的某一或二项通讯技术进行了创新，主要集中在车载电脑内实现通讯集成（例如车载电脑的3G、Wifi、蓝牙通信），而没有将DSRC、3G/4G、CAN/LIN、Wifi/蓝牙等多种通信方式集成为多模式的通讯模块。同时，由于缺乏支持多模式通信协议、数据解析的标准和数据协同处理系统，一定程度上阻碍了多模式通信模块的开发和应用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于智能网关的数据协同处理系统，该系统集成了以太网通信模块、CAN/LIN总线模块、GPS/北斗模块、DSRC模块、Wifi/蓝牙模块和3G/4G模块，支持多种通信协议及数据解析标准，能够进行多模式通信和车联网数据协同处理。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于智能网关的数据协同处理系统，其特征在于：它包括主控制器、集成通讯模块、电源和集成天线，所述主控制器内设置有数据协同处理单元，所述数据协同处理单元包括协议解析单元、异构信息融合单元和智能网络切换单元；所述电源与汽车电源连接，用于为所述智能网关和集成通讯模块供电；所述集成天线用于将所述集成通讯模块中的GPS/北斗模块、DSRC模块、Wifi/蓝牙模块和3G/4G模块的天线集成在一起，实现无线信息的发送与接收；所述集成通讯模块接收外部通讯信息，并通过相应数据接口将其发送到所述协议解析单元；所述协议解析单元根据内置的协议及数据标准库将获得的通讯信息进行相应解析后发送到所述异构信息融合单元；所述异构信息融合单元在系统时钟单元的支持下将接收的数据依次进行同步、过滤，按照设定的车联网数据交互标准进行重构，并将重构后的信息打包成业务数据包，分发给所述智能网络切换单元；所述智能网络切换单元根据外部应用终端的不同需求有效管理智能网关在不同通讯网络间的接入与退出，根据需要将所述业务数据包通过智能网关发送到相应应用终端。所述集成通讯模块包括以太网通信模块、CAN/LIN总线模块、GPS/北斗模块、DSRC模块、Wifi/蓝牙模块和3G/4G模块。所述协议解析单元包括以太网信息解析模块、NMEA0183坐标解析及坐标变换模块、CAN/LIN总线信息解析模块、DSRC信息解析模块、Wifi/蓝牙信息解析模块和3G/4G信息解析模块；所述协议及数据标准库包括TCP/IP协议、CAN协议、NMEA0183协议、802.11n协议、802.15协议、3G/4G协议、UDP/IP协议和SAEJ2735数据标准。所述异构信息融合单元的工作过程为：（1）按照所述系统时钟单元的采样周期对所有的数据进行同步；（2）采用延时过滤、距离过滤和IP过滤分别对经步骤（1）同步后的数据进行过滤：过滤掉延时超过预设范围的实时信息，过滤掉距离车辆超过预设距离的车-车、车-路通信的动态信息，过滤掉不属于授权车联网中心、云平台和服务网站的IP地址；（3）将经步骤（2）过滤后的所有信息按设定的车联网数据交互标准重构，并在不同的协议下重新打包成业务数据包；（4）将业务数据包进行数据编号后发送到所述智能网络切换单元。所述智能网络切换单元包括事件库和决策库，具体过程为：（1）事件库用于设置事件类型，并根据事件类型进行事件编号；（2）智能网络切换单元识别业务数据包的数据编号，将数据编号与事件库中的事件编号进行比对，确定业务数据包的事件类型；（3）决策库根据业务数据包的事件类型，为应用终端提供所用网络的接入和退出方案。所述步骤（3）中，所用网络的接入和退出方案包括3G/4G、DSRC、Wifi/蓝牙、以太网的接入和退出方案：①基于3G/4G的互联网智能接入和退出机制：通过事件驱动的方式，用预先定义事件触发互联网接入和退出，通过所述智能网络切换单元对互联网接入时机进行管理，合理管理用户流量；②基于DSRC的Ad-Hoc网络接入和退出机制：当车辆进入周边车辆或路侧设备的DSRC通信覆盖区域时，按照固定或临时分配的IP地址，实时接入临时组织的Ad-Hoc网络，当退出通信范围时，自动退出网络；③基于Wifi/蓝牙的局域网络接入和退出机制：通过事件驱动的方式，用预先定义事件触发汽车与车载智能手机组成的局域网络接入和退出；④通信隔离机制：对汽车CAN/LIN总线通信与其他通信进行隔离，任何时候都不允许数据协同处理单元向汽车总线发送信息，避免网络信息干扰车内总线，影响车辆的安全运行。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术包括主控制器、集成通讯模块、电源和集成天线，集成通讯模块包括以太网通信模块、CAN/LIN总线模块、GPS/北斗模块、DSRC模块、Wifi/蓝牙模块和3G/4G模块多种通信模块；可以通过以太网模块实现主控制器与车载终端（车机）的连接，按照规定的协议向车载终端发送数据；可以通过CAN/LIN总线模块采集车辆状态信息和驾驶员操作信息（例如车速、加速度、横摆角速度、方向盘角度、发动机转速、制动踏板开度、制动压力、档位、转向灯状态、车门状态、车锁状态、油门踏板开度等信息）；可以通过GPS/北斗模块采集汽车的空间位置信息（经度、纬度）、运动状态信息（速度、方位角）、协调世界时；可以通过DSRC模块接收周边车辆状态信息和交通信息，并向周边本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能网关的数据协同处理系统，其特征在于：它包括主控制器、集成通讯模块、电源和集成天线，所述主控制器内设置有数据协同处理单元，所述数据协同处理单元包括协议解析单元、异构信息融合单元和智能网络切换单元；所述电源与汽车电源连接，用于为所述智能网关和集成通讯模块供电；所述集成天线用于将所述集成通讯模块中的GPS/北斗模块、DSRC模块、Wifi/蓝牙模块和3G/4G模块的天线集成在一起，实现无线信息的发送与接收；所述集成通讯模块接收外部通讯信息，并通过相应数据接口将其发送到所述协议解析单元；所述协议解析单元根据内置的协议及数据标准库将获得的通讯信息进行相应解析后发送到所述异构信息融合单元；所述异构信息融合单元在系统时钟单元的支持下将接收的数据依次进行同步、过滤，按照设定的车联网数据交互标准进行重构，并将重构后的信息打包成业务数据包，分发给所述智能网络切换单元；所述智能网络切换单元根据外部应用终端的不同需求有效管理智能网关在不同通讯网络间的接入与退出，根据需要将所述业务数据包通过智能网关发送到相应应用终端。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能网关的数据协同处理系统，其特征在于：它包括主控制器、集成通讯模块、电源和集成天线，所述主控制器内设置有数据协同处理单元，所述数据协同处理单元包括协议解析单元、异构信息融合单元和智能网络切换单元；所述电源与汽车电源连接，用于为所述智能网关和集成通讯模块供电；所述集成天线用于将所述集成通讯模块中的GPS/北斗模块、DSRC模块、Wifi/蓝牙模块和3G/4G模块的天线集成在一起，实现无线信息的发送与接收；所述集成通讯模块接收外部通讯信息，并通过相应数据接口将其发送到所述协议解析单元；所述协议解析单元根据内置的协议及数据标准库将获得的外部通讯信息进行相应解析后发送到所述异构信息融合单元；所述异构信息融合单元在系统时钟单元的支持下将接收的数据依次进行同步、过滤，按照设定的车联网数据交互标准进行重构，并将重构后的信息打包成业务数据包，分发给所述智能网络切换单元；所述智能网络切换单元根据外部应用终端的不同需求有效管理智能网关在不同通讯网络间的接入与退出，根据需要将所述业务数据包通过智能网关发送到相应外部应用终端；所述智能网络切换单元包括事件库和决策库，具体过程为：(1)事件库用于设置事件类型，并根据事件类型进行事件编号；(2)智能网络切换单元识别业务数据包的数据编号，将数据编号与事件库中的事件编号进行比对，确定业务数据包的事件类型；(3)决策库根据业务数据包的事件类型，为外部应用终端提供所用网络的接入和退出方案。2.如权利要求1所述的一种基于智能网关的数据协同处理系统，其特征在于：所述集成通讯模块包括以太网通信模块、CAN/LIN总线模块、GPS/北斗模块、DSRC模块、Wifi/蓝牙模块和3G/4G模块。3.如权利要求1到2任一项所述的一种基于智能网关的数据协同处理系统，其特征在于：所述协议解析单元包括以太网信息解析模块、NMEA0183坐标解析及坐标变换模块、CAN/LIN总线信息解析模块、DSRC信息解析...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢伯元，李克强，王建强，秦晓辉，党睿娜，赵树连，丁洁云，虞辰菲，李晓飞，张放，徐成，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：