夏寶華 李佳 胡孟永
(北京福田汽車工程研究總院智博汽車科技(上海)有限公司 上海市 201101)
T-Box 是現(xiàn)代車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的部件,其主要功能是:用戶可以通過(guò)T-Box 提供的Telematics 服務(wù)功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控汽車的目的。通常TSP 部署智能T 服務(wù)的策略,車輛T-Box 與TSP 通過(guò)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互,配合車輛BCM/ECU 完成用戶遠(yuǎn)程操控汽車的命令請(qǐng)求。
當(dāng)車輛在用戶落鎖后車輛進(jìn)入安全防護(hù)狀態(tài),T-Box 以及整車CAN 進(jìn)入休眠態(tài)。若此時(shí)用戶想遠(yuǎn)程操控自己的車輛,用戶需要打開(kāi)手機(jī)APP 發(fā)送遠(yuǎn)程操控指令(如遠(yuǎn)程打開(kāi)空調(diào)等功能)到TSP,TSP 收到用戶的遠(yuǎn)程操控指令后先檢查該車輛的T-Box 是否處于休眠狀態(tài),若T-Box 處于休眠狀態(tài)TSP 根據(jù)策略需立即喚醒T-Box,T-Box 被喚醒后立即執(zhí)行來(lái)自TSP 的遠(yuǎn)程操作指令,并將執(zhí)行結(jié)果回送給TSP,TSP 將執(zhí)行結(jié)果推送到用戶手機(jī)APP 并呈現(xiàn)執(zhí)行結(jié)果給用戶。
TSP 喚醒車輛休眠中的T-Box,通用的方法基本上都是發(fā)送喚醒短信到T-Box 移動(dòng)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的,整個(gè)作業(yè)流程如圖1。
因?yàn)門(mén)-Box 休眠后雖然主CPU 是處于凍結(jié)非工作狀態(tài),但是T-Box 的移動(dòng)模塊處于DRX 模式。若有喚醒短信送達(dá)T-Box 所在的基站,通常1-2 個(gè)DRX 周期(運(yùn)營(yíng)商DRX 周期大多設(shè)定為1200 毫秒)就能收取到該喚醒短信,那么T-Box 的移動(dòng)模塊就可以立即喚醒主CPU,那么整個(gè)T-Box 就立即處于工作狀態(tài)且同時(shí)也喚醒整車CAN。喚醒后的T-Box 馬上就可以執(zhí)行來(lái)自TSP 的遠(yuǎn)控命令。
另外TSP 喚醒T-Box 同樣也可以采用電話呼叫來(lái)實(shí)現(xiàn),即TSP需要喚醒處于休眠態(tài)的T-Box 時(shí)直接呼叫該T-Box 的電話號(hào)碼,通常1-2 個(gè)DRX 周期T-Box 的電話模塊就能收到喚醒來(lái)電,完成T-Box的喚醒過(guò)程。
使用短信和電話呼叫喚醒T-Box,有以下缺點(diǎn):
(1)發(fā)送短信需要TSP 運(yùn)營(yíng)平臺(tái)支付費(fèi)用,TSP 運(yùn)營(yíng)成本很高;
(2)電話呼叫,TSP 運(yùn)營(yíng)平臺(tái)需要租用電話中繼線路,TSP運(yùn)營(yíng)成本也比較高。另外電話呼叫比發(fā)送短信速度慢,并發(fā)呼叫數(shù)量也遠(yuǎn)不如并發(fā)發(fā)送短信數(shù)量大,用戶使用遠(yuǎn)程控制等待T-Box 喚醒時(shí)間長(zhǎng),體驗(yàn)差。
現(xiàn)在的T-Box 移動(dòng)無(wú)線模塊都支持:
(1)短信喚醒(2G 網(wǎng)絡(luò)或VoIP 支持);
(2)電話喚醒(2G 網(wǎng)絡(luò)或VoIP 支持);
(3)數(shù)據(jù)喚醒(3G/4G/5G 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)支持);
因此本案提出使用數(shù)據(jù)喚醒方式來(lái)喚醒休眠中的T-Box。
針對(duì)以上短信/電話喚醒的缺點(diǎn)這一現(xiàn)狀,本案試圖通過(guò)3G/4G/5G 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)喚醒T-Box。
圖1
現(xiàn)在車輛的T-Box 都支持3G/4G/5G 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),休眠后根據(jù)3GPP DRX標(biāo)準(zhǔn),若有數(shù)據(jù)到達(dá)該T-Box所在的蜂窩,休眠中的T-Box在下一個(gè)活動(dòng)DRX 周期若發(fā)現(xiàn)有送來(lái)的數(shù)據(jù)T-Box 的3G/4G/5G無(wú)線模塊就立即喚醒來(lái)接收數(shù)據(jù),而3G/4G/5G 無(wú)線模塊喚醒后也會(huì)將整個(gè)T-Box 喚醒,這樣的方法就實(shí)現(xiàn)了通過(guò)數(shù)據(jù)喚醒T-Box 的目的。
TSP 使用數(shù)據(jù)喚醒T-Box 的必要條件:TSP 能實(shí)現(xiàn)P2P 訪問(wèn)T-Box 并將喚醒數(shù)據(jù)發(fā)送到對(duì)應(yīng)的T-Box 上。
為了實(shí)現(xiàn)P2P 數(shù)據(jù)喚醒T-Box,本案中TSP 與T-Box 之間的喚醒數(shù)據(jù)通信協(xié)議將使用UDP。
建立TSP 與T-Box 喚醒方案模型如圖2,在圖2 的模型中,主要部件為:
(1)【TSP 喚醒交換服務(wù)程序】 部署在TSP 公網(wǎng)IP 所在服務(wù)器上,負(fù)責(zé)幫助T-Box 程序與TSP 喚醒服務(wù)程序建立UDP P2P數(shù)據(jù)通道。
(2)【T-Box 程序】 部署在T-Box 上,在TSP 喚醒交換服務(wù)程序的幫助下,穿透移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與TSP 喚醒服務(wù)程序建立UDP P2P 數(shù)據(jù)通道。
(3)【TSP 喚醒服務(wù)程序】 部署在TSP 其他服務(wù)器上,在TSP 喚醒交換服務(wù)程序的幫助下,穿透互聯(lián)網(wǎng)與T-Box 程序建立UDP P2P數(shù)據(jù)通道。維護(hù)T-Box喚醒資源表。在需要喚醒某T-Box時(shí),將UDP喚醒數(shù)據(jù)發(fā)送到UDP P2P數(shù)據(jù)通道上,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)喚醒T-Box。
表1
圖2
圖3
(4)【T-Box 喚醒資源表】 存放T-Box 身份識(shí)別信息與UDP P2P 數(shù)據(jù)通道對(duì)應(yīng)關(guān)系。
(5)【T-Box 與TSP 喚醒服務(wù)程序UDP P2P 數(shù)據(jù)通道】 當(dāng)TSP 喚醒服務(wù)程序需要喚醒某T-Box 時(shí),通過(guò)此通道發(fā)送喚醒數(shù)據(jù)到T-Box 程序,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)喚醒T-Box。
【T-Box 程序】和【TSP 喚醒服務(wù)程序】首先連接部署在公網(wǎng)IP 服務(wù)器上的【TSP 喚醒交換服務(wù)程序】,在【TSP 喚醒交換服務(wù)程序】的幫助下【T-Box 程序】和【TSP 喚醒服務(wù)程序】交換雙方的UDP IP 地址和端口號(hào),這樣【T-Box 程序】和【TSP 喚醒服務(wù)程序】都知道對(duì)方NAT 后的UDP IP 地址和端口號(hào)。這樣雙方就能建立穿透NAT 的【T-Box 與TSP 喚醒服務(wù)程序UDP P2P 數(shù)據(jù)通道】。同時(shí)【TSP 喚醒服務(wù)程序】維護(hù)【T-Box 喚醒資源表】,即建立T-Box身份識(shí)別信息與UDP P2P 數(shù)據(jù)通道對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣當(dāng)TSP 需要喚醒某T-Box 時(shí),【TSP 喚醒服務(wù)程序】查詢【T-Box 喚醒資源表】獲取到該T-Box 對(duì)應(yīng)的【T-Box 與TSP 喚醒服務(wù)程序UDP P2P 數(shù)據(jù)通道】參數(shù),隨即【TSP 喚醒服務(wù)程序】發(fā)送喚醒數(shù)據(jù)到該通道上,這樣就實(shí)現(xiàn)了使用數(shù)據(jù)喚醒T-Box 的目的。
圖3 說(shuō)明了數(shù)據(jù)喚醒T-Box 作業(yè)流程:
(1)當(dāng)TSP 收到手機(jī)APP 發(fā)來(lái)的遠(yuǎn)程控制命令后,發(fā)喚醒T-Box 請(qǐng)求到【TSP 喚醒服務(wù)程序】。
(2)【TSP 喚醒服務(wù)程序】先檢查該T-Box 是否處于休眠狀態(tài),若不是處于休眠狀態(tài)就結(jié)速本次喚醒作業(yè)。
(3)【TSP 喚醒服務(wù)程序】查詢【T-Box 喚醒資源表】獲取到該T-Box 對(duì)應(yīng)的【T-Box 與TSP 喚醒服務(wù)程序UDP P2P 數(shù)據(jù)通道】參數(shù)。
(4)【TSP 喚醒服務(wù)程序】發(fā)送喚醒數(shù)據(jù)到該通道上,發(fā)送完畢后結(jié)速本次喚醒作業(yè)。
下面列表比較一下電話、短信、數(shù)據(jù)喚醒的指標(biāo)參數(shù),如表1所示。
通過(guò)表1 不難看出本案實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)喚醒T-Box 有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)實(shí)現(xiàn)可靠,TSP 可以落地實(shí)現(xiàn)。
(2)作業(yè)速度快,響應(yīng)快。
(3)平均喚醒T-Box 時(shí)間實(shí)測(cè)3-5 秒,用戶體驗(yàn)佳。
(4)無(wú)需租用專門(mén)線路,使用現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)鏈路就可以實(shí)現(xiàn)本案。
(5)因?yàn)闊o(wú)需租用專門(mén)線路,因此本案實(shí)現(xiàn)不需支付發(fā)送短信費(fèi)用以及租用電話中繼線路費(fèi)用。
(6)并發(fā)喚醒T-Box 數(shù)量沒(méi)有上限。
本案除了在部署實(shí)現(xiàn)上需要有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)門(mén)檻,其他指標(biāo)都優(yōu)于電話、短信喚醒,因此在未來(lái)車聯(lián)網(wǎng)方案設(shè)計(jì)部署時(shí)需要加強(qiáng)推廣與落地。