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一种车载设备通信系统的设计与实现
资料介绍
汽车分时租赁给用车用户带来了很好的用车体验.在用户整个的用车过程中,只需要通过APP取车、还车、支付等操作就可以简单地完成一次用车的体验,过程快捷、方便.给客户带来方便的同时,大量的分时车辆却给运营公司的管理带来了很大挑战,运营系统必须能够快速响应APP的用户请求,并且与相应的车辆进行通信.如何去保证稳定和高效地与这些车载设备进行通信便成为了整个业务的焦点问题,对此提出并实现了一种高效的解决方案,能够很好地满足目前分时租赁企业需求.目前该系统在某分时租赁企业已经成功运行一年多时间没有出现过因通信问题而导致的系统故障.
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（完整内容请下载后查看）第 ３５卷第 ３期
２０１８年 ３月
计算机应用与软件
Ｖｏｌ.３５ Ｎｏ．３
Ｍａｒ．２０１８
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ
一种车载设备通信系统的设计与实现
周鹏飞１ 乔 佳１ 李 良２
１（北京亿华通科技股份有限公司 北京 １００１９２）
２（国家信息中心 北京 １０００４５）
摘
要
汽车分时租赁给用车用户带来了很好的用车体验。在用户整个的用车过程中，只需要通过 ＡＰＰ 取
车、还车、支付等操作就可以简单地完成一次用车的体验，过程快捷、方便。给客户带来方便的同时，大量的分时
车辆却给运营公司的管理带来了很大挑战，运营系统必须能够快速响应 ＡＰＰ 的用户请求，并且与相应的车辆进
行通信。如何去保证稳定和高效地与这些车载设备进行通信便成为了整个业务的焦点问题，对此提出并实现了
一种高效的解决方案，能够很好地满足目前分时租赁企业需求。目前该系统在某分时租赁企业已经成功运行一
年多时间没有出现过因通信问题而导致的系统故障。
关键词
分时租赁 车载设备 业务控制器 路由控制器 ＩＯ 控制器
中图分类号 ＴＰ３
文献标识码
Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００-３８６ｘ．２０１８．０３．０１２
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF A COMMUNICATION SYSTEM IN VEHICLES
１
１
２
Ｚｈｏｕ Ｐｅｎｇｆｅｉ Ｑｉａｏ Ｊｉａ Ｌｉ Ｌｉａｎｇ
1 （Beijing SinoHytec Co．，Ltd．，Beijing 100192，China）
2 （State Information Center，Beijing 100045，China）
Abstract
Ｔｈｅ ｃａｒ ｔｉｍｅ-ｓｈａｒｉｎｇ ｌｅａｓｅ ｂｒｉｎｇｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃａｒ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ ｔｏ ｃａｒ ｕｓｅｒｓ ．Ｕｓｅｒｓ ｃａｎ ｐｉｃｋ ｕｐ ａｎｄ ｒｅｔｕｒｎ
ｃａｒｓ，ｐｒｏｃｅｅｄ ｐａｙｍｅｎｔ ｂｙ ｓｉｍｐｌｙ ｕｓｉｎｇ ＡＰＰ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｉｍｅ-
ｓｈａｒｉｎｇ ｃａｒｓ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｎｙ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｗｈｉｌｅ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ｔｏ ｃｕｓｔｏｍｅｒｓ ．Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｍｕｓｔ ｂｅ
ａｂｌｅ ｔｏ ｑｕｉｃｋｌｙ ｒｅｓｐｏｎｄ ｔｏ ｕｓｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｒｏｍ ＡＰＰｓ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｖｅｈｉｃｌｅ ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅ ｍａｉｎ
ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｉｓ ｈｏｗ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ．Ａｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｗｈｉｃｈ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｉｍｅ -ｓｈａｒｉｎｇ ｌｅａｓｅ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ，ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ
ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｆｏｒ ｏｖｅｒ ｏｎｅ ｙｅａｒ ｉｎ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｔｉｍｅ-ｓｈａｒｉｎｇ ｌｅａｓｉｎｇ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｗｉｔｈ ｎｏ ｓｙｓｔｅｍ ｆａｉｌｕｒｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ．
Keywords
Ｔｉｍｅ-ｓｈａｒｉｎｇ ｌｅａｓｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｒｏｕｔｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ＩＯ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
作，而分时租赁不可能像传统的租车公司那样去操作，
分时租赁在用户用车和还车的过程中都是通过 ＡＰＰ
自助完成的，不需要跟任何运营公司的人员进行沟通
0 引 言
交流。因此，分时租赁的车辆必须依靠先进和稳定的
ＩＴ 系统去管理在租的车辆，那么与车辆通信就成了分
时租赁的整个业务环节中必不可少的一部分［２］。
汽车分时租赁是租车行业新兴的一种租车模式。
它指以小时或分钟计算提供汽车的随取即用租赁服
务，消费者可以按个人用车需求和用车时间预订租车
的小时数，其收费将按小时或分钟来计算，这种形式给
用户在用车方面带来了极大的方便［１，５］。给用户带来
方便的同时，也给运营分时租赁的公司带来了极大的
管理困难。因为分时租赁的车辆不像传统的租车公
1 现状和问题分析
目前的车载设备通信管理大致上是车载设备通过
司，用户需要到公司的门店去办理取车、还车等相关操 ３Ｇ 网络［６，８］将车辆的数据信息上报到服务器，然后服
收稿日期：２０１７－０５－２６。国家科技支撑计划课题项目（２０１５ＢＡＧ１１Ｂ０２）。周鹏飞，硕士，主研领域：电动汽车控制。乔佳，本
万方数据
科。李良，助理研究员。
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计算机应用与软件
２０１８年
务器就能够识别和控制上报的车载设备与车辆进行通
信，给相应的业务系统提供服务［７］。在整个通信的过
程中存在一些问题如：
４）业务控制器：负责具体的业务处理，如：数据的
入库、告警的处理、跟其他业务系统的对接等。
５）业务接口：负责对外部的业务系统提供接口，
完成业务系统和车辆的对接。
１）由于设备是需要车载电源供电的，如果车辆长
时间没有开动的情况下，可能导致设备掉线，也会引起
车辆打火失败；
６）选择器：负责选择那个业务控制器跟 ＩＯ 控制
器进行对接，实现负载的分配策略。
２）如果服务器线路繁忙的时候，导致车载设备控
制失败；
从图 １可以看出，整个系统的所有模块都是独立
存在，并且通信都是双链路的，当某个模块出现问题
时，系统都能快速地切换到其他模块进行相应的业务
处理，避免了系统的单点故障问题。另外，当系统的业
务控制模块出现性能上的瓶颈时，我们可以通过水平
扩展的方式，增加一个业务控制器来分担其他控制器
的性能压力。
３）单点的服务器压力很大。
为了解决上述问题，我们进行了如下改造：
１）在车辆没有开动的时候，延长设备的上报信息
周期，使设备尽可能少消耗电量；
２）在设备检测到电瓶电量低的时候，实时上报设
备低电压告警，推送给相应的车辆维护人员，通知他们
开动车辆，给电瓶充电，以保证车辆的正常使用；
３）车载设备采用 １∶１的双通道保护策略，尽可能
减少由于设备和服务器之间的链路问题导致的设备离
线问题；
3 业务流程
业务控制流程大致如图 ２所示。
４）服务器的部署采用分布式的部署方式，能够水
平扩容，有效地降低服务器的单点压力。
2 系统整体结构
车载设备通信服务的大致结构如图 １所示。
图 ２ 业务控制流程
１）首先是业务接口从其他业务系统接收到控制
车辆的命令。
图 １ 车载设备系统整体结构
如图 １所示，整个系统包括以下几个部分：
２）使用选择器从当前可用的业务控制中选择（有
多种选择的策略）一个可用的业务控制器。
３）把车辆控制命令传送给业务控制器。
４）业务控制器拿到相应的控制命令，对其做相应
的编码，转换成具体的通信协议单元。
５）使用路由控制器从路由表中获取相应车辆所
对应的 ＩＯ 控制器。
１）车载设备：安装在分时租赁车辆上的电子设
备，负责车辆跟上层服务器的通信。
２）ＩＯ 控制器：负责接收车载设备上传的数据信
息，然后解析上报给业务服务器，接收上层服务器的控
制指令，下发给车载设备。
３）路由控制器：负责记录每个车载设备的路由信
万方数据
息，保证上次业务系统到车载设备的通信通畅。
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