[發明專利]一種優化車載T-BOX數據存儲和轉發方法

有效

• 申請號: 201810351409.6
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108564678B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 鄒密;秦貴和;崔杰;孫迪;赫工博;許騫藝;戴培森;任一帆;張鐘翰;姜慧明
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G07C5/00
• 分類號: G07C5/00;G07C5/08
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 陳宏偉

1.一種優化車載T-BOX數據存儲和轉發方法，包括以下步驟：

1)對車載T-BOX進行初始化：

設置數據采集時鐘周期、內存空間剩余容量臨界點，清除車載T-BOX存儲器中所有數據；

2)數據采集：

車載T-BOX根據采集時鐘周期采集車內控制器中各種實時狀態信號，并將獲取的車內實時狀態信號加上所對應的信號ID發送至數據封裝模塊，信號ID用自然數描述；

3)數據封裝：

數據封裝模塊接收到數據采集模塊傳輸的車內實時狀態信號后，封裝成車載實時數據幀，其中：

自定義的數據幀共十六字節，第零字節表示幀起始，值為十六進制的0xAA；

第一至第六字節為幀優先級域，第一字節和第二字節表示控制器信號優先級，使用信號ID表示，值越小，優先級越高；

第三至第六字節表示時間優先級，使用車載T-BOX系統時間表示，用自然數描述，時間格式為年月日時分秒毫秒，單位為毫秒；其中，年為4位數值、月為2位數值、日為2位數值、時為24小時制的2位數值、分為2位數值、秒為2位數值、毫秒為3位數值；時間值越小，表示時間越早，時間優先級越高；車載實時數據幀的優先級由幀優先級域所表示的優先級決定，幀優先級域優先級越高，車載實時數據幀優先級越高；幀優先級域所表示優先級由控制器信號優先級和時間優先級共同構成；判斷幀優先級域優先級時，先比較控制器信號優先級，控制器信號優先級越高，則幀優先級域優先級越高，車載實時數據幀優先級越高；在控制器信號優先級相同的情況下，比較時間優先級，時間優先級越高，則幀優先級域優先級越高，車載實時數據幀優先級越高；

第七字節至第十四字節為數據域，數據域中第七字節為數據域數據長度；

第八字節至第十四字節為具體車載實時數據值，用于儲存控制器信號數據；

第十五字節表示幀結束，值為十六進制的0x55；封裝的車載實時數據幀存儲在數據封裝模塊使用的內部存儲器空間中；

4)數據調度：

當計算得到的數據調度時鐘周期到來時，觸發數據調度模塊；計算數據調度時鐘周期的公式1.0如下：

其中：

μ表示數據調度時鐘周期，單位秒；

Tw表示通信模塊的數據傳輸速率，單位b/s(位每秒)；

由于通信模塊的數據傳輸速率的單位為b/s(位每秒)，每個車載實時數據幀的大小為16字節，1個字節是8個二進制位，公式1.0計算得出數據調度時鐘周期；

當數據調度時鐘周期到來時，將數據封裝模塊使用的內部存儲器空間中優先級最高的車載實時數據幀傳輸到數據調度模塊，并由數據調度模塊傳輸到仲裁模塊；傳輸到仲裁模塊的車載實時數據幀在數據封裝模塊使用的內部存儲器空間中仍然保存一個副本；

當數據調度時鐘周期到來時，如果車載T-BOX的數據存儲模塊中的第一外部存儲器有數據幀，選出該外部存儲器中優先級最高的車載實時數據幀傳輸到數據調度模塊，并由數據調度模塊傳輸到數據仲裁模塊，該外部存儲器中保留該數據幀的副本；如果數據存儲模塊中的第二外部存儲器有數據幀，選出該外部存儲器中優先級最高的車載實時數據幀傳輸到數據調度模塊，并由數據調度模塊傳輸到數據仲裁模塊，該外部存儲器中保留該數據幀的副本；如果數據存儲模塊中的第一外部存儲器和第二外部存儲器都有數據幀，選出每個外部存儲器中優先級最高的車載實時數據幀傳輸到數據調度模塊，并由數據調度模塊傳輸到數據仲裁模塊，每個外部存儲器中保留所選數據幀的副本；

如果步驟3)中數據封裝模塊沒有接收到數據采集模塊傳輸的車內實時狀態信號，當數據調度時鐘周期到來時，如果數據存儲模塊中的第一外部存儲器有數據幀，選出該外部存儲器中優先級最高的車載實時數據幀傳輸到數據調度模塊，并由數據調度模塊傳輸到數據仲裁模塊，該外部存儲器中保留該數據幀的副本；如果數據存儲模塊中的第二外部存儲器有數據幀，選出該外部存儲器中優先級最高的車載實時數據幀傳輸到數據調度模塊，并由數據調度模塊傳輸到數據仲裁模塊，該外部存儲器中保留該數據幀的副本；如果數據存儲模塊中的第一外部存儲器和第二外部存儲器都有數據幀，選出每個外部存儲器中優先級最高的車載實時數據幀傳輸到數據調度模塊，并由數據調度模塊傳輸到數據仲裁模塊，每個外部存儲器中保留所選數據幀的副本；

5)數據仲裁：

數據仲裁模塊中的車載實時數據幀，可能經過數據調度模塊來自數據封裝模塊使用的內部存儲器，也可能經過數據調度模塊來自數據存儲模塊中的第一外部存儲器或第二外部存儲器，數據仲裁模塊選取優先級最高的車載實時數據幀傳輸到通信模塊；

同時如果傳輸到通信模塊的車載實時數據幀來自數據存儲模塊中的第一外部存儲器或第二外部存儲器，數據仲裁模塊向數據存儲模塊發送一個仲裁成功消息，數據存儲模塊收到該消息后刪除對應外部存儲器中的對應車載實時數據幀副本；如果傳輸到通信模塊的車載實時數據幀來自數據封裝模塊使用的內部存儲器，數據仲裁模塊向數據封裝模塊發送一個仲裁成功消息，數據封裝模塊刪除所使用內部存儲器中的對應車載實時數據幀副本；傳輸到通信模塊的車載實時數據幀在第一外部存儲器、第二外部存儲器或數據封裝模塊所使用內部存儲器中的副本被刪除；沒有傳輸到通信模塊的車載實時數據幀在第一外部存儲器、第二外部存儲器或數據封裝模塊所使用內部存儲器中的副本被保留；

6)數據通信：

傳輸到通信模塊的車載實時數據幀，通過車載T-BOX的網絡傳輸模塊發送至遠程控制終端，完成優化車載T-BOX的數據存儲和轉發。

2.如權利要求1所述的一種優化車載T-BOX數據存儲和轉發方法，其特征在于：

步驟4)還可以為：

如果數據采集時鐘周期小于數據調度時鐘周期，或者多次仲裁成功的車載實時數據幀均來自數據存儲模塊中第一外部存儲器或數據存儲模塊中第二外部存儲，數據封裝模塊使用的內部存儲器空間會因為不斷存儲新產生的車載實時數據幀而造成剩余容量空間逐漸減少；

如果數據封裝模塊所使用內部存儲器空間剩余容量小于系統設定內存空間剩余容量臨界點，當數據采集時鐘周期到來時，將數據封裝模塊使用的內部存儲器空間中優先級最高的車載實時數據幀傳輸到數據調度模塊，并在數據調度模塊調用公式1.1和公式1.2；

使用公式1.1計算存儲介質的存儲速率和剩余存儲空間對車載實時數據存儲和轉發的影響權重；

公式1.1如下：

ω_tr＝ω-ω_sr

ω_te＝ω-ω_se

其中：

ω_sr表示第一外部存儲器的剩余存儲空間所占的權重，其初始值為1；

Sr表示第一外部存儲器的剩余存儲空間容量,單位為字節；

ASr表示第一外部存儲器的存儲空間總容量,單位為字節；

ω_tr表示第一外部存儲器的存儲速率所占的權重，其初始值為0；

ω表示總權重，其值為1，恒定不變；

ω_se表示第二外部存儲器的剩余存儲空間所占的權重，其初始值為1；

Se表示第二外部存儲器的剩余存儲空間容量，單位為字節；

ASe表示第二外部存儲器的存儲空間總容量，單位為字節；

ω_te表示第二外部存儲器的存儲速率所占的權重，其初始值為0；

公式1.2將傳輸到數據調度模塊的車載實時數據幀，根據當前存儲器狀態，傳輸到數據存儲模塊中的第一外部存儲器或第二外部存儲器；公式1.2使本方法能夠存儲的車載實時數據幀數量主要受外部存儲器空間大小約束，不會因為內存空間不足而丟失或刪除車載實時數據幀；

公式1.2如下：

τ＝max(Tr·ω_tr+Sr·ω_sr，Te·ω_te+Se·ω_se)

其中：

τ表示第一外部存儲器和第二外部存儲器中優先級最高的優先級值；

Tr表示第一外部存儲器的存儲速率，單位為字節每秒；

ω_tr表示第一外部存儲器的存儲速率所占的權重，由公式1.1計算得出；

Sr表示第一外部存儲器的剩余存儲空間容量，單位為字節；

ω_sr表示第一外部存儲器的剩余存儲空間所占的權重，由公式1.1計算得出；

Te表示第二外部存儲器的存儲速率，單位為字節每秒；

ω_te表示第二外部存儲器的存儲速率所占的權重，由公式1.1計算得出；

Se表示第二外部存儲器的剩余存儲空間容量，單位為字節；

ω_se表示第二外部存儲器的剩余存儲空間所占的權重，由公式1.1計算得出；

max表示取最大值。