Design and Implement an Osgi Based Vehicle Interface Module.pdf

1、目前，不同汽車廠商、產(chǎn)品類型和總線類型提取車輛信息的方式各不相同。每個(gè)汽車制造商對CAN總線信息的編碼也大不相同。大多數(shù)汽車制造商都采用了CAN標(biāo)準(zhǔn)，所以車輛之間的應(yīng)用層協(xié)議和消息格式的互操作性仍然不存在，因?yàn)槊總€(gè)廠商都有自己對發(fā)展，安全，成本等的考慮。
　　OSGi框架具有便攜性、動態(tài)性、模塊化和遠(yuǎn)程管理等特點(diǎn)，應(yīng)用于車載平臺上會使汽車制造廠商更獨(dú)立，服務(wù)（部署單位）抽象層度更高和服務(wù)生命周期更長。OSGi作為SOA服務(wù)基本框架

2、引入開發(fā)中，能有效降低開發(fā)和維護(hù)成本，動態(tài)的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序。應(yīng)用程序在框架中以插件(Bundle)的形式存在，在運(yùn)行時(shí)可以被動態(tài)的安裝、啟動、停止和卸載。通過OSGi框架也能遠(yuǎn)程管理車載接口，使用戶不去服務(wù)站也能安裝新應(yīng)用程序。
　　近年來，車輛狀態(tài)的監(jiān)控已變得越來越重要，尤其是在車輛測試的階段。為了處理這些狀態(tài)信息，我們需要一個(gè)穩(wěn)定和直觀的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。目前，存在的這些系統(tǒng)都需要運(yùn)行在特定硬件上，因此這樣的系統(tǒng)開發(fā)費(fèi)用相當(dāng)昂貴。現(xiàn)有

3、的實(shí)現(xiàn)方式是為特定的CAN設(shè)備開發(fā)一套設(shè)備驅(qū)動程序;它們基于字符設(shè)備，并且功能相對較少。通常，只有一個(gè)特定硬件的設(shè)備驅(qū)動提供字符設(shè)備接口從控制器發(fā)送和接收原始的CAN幀。
　　必須克服的另一個(gè)問題是，車載接口模塊應(yīng)用于不同的車型，而在應(yīng)用程序是一直的。為了避免需要為每種車型設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用程序的情況，采用OSGi設(shè)備管理樹(DMT)這個(gè)機(jī)制。OSGi的DMT提供高層訪問設(shè)備的命名方案，它可以根據(jù)不同的汽車廠商映射成不同的本體。DMT以

4、XML形式來提供映射，將車輛的專有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)隱藏起來。這種方法也使得命名方案獨(dú)立于實(shí)際傳感器網(wǎng)絡(luò);因此，傳感器和狀態(tài)元素可以劃分為一個(gè)邏輯的方式，將使應(yīng)用程序的程序員更容易理解。
　　本文的主要工作是在車載環(huán)境下實(shí)現(xiàn)包含SocketCAN框架的OSGi平臺。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這個(gè)方案是可行的。本論文工作中，我們提出了一個(gè)動態(tài)的OSGi平臺，把控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)接口抽象為服務(wù)提供給車載應(yīng)用。我們定義了一個(gè)基于OSGi的標(biāo)準(zhǔn)車載接口

5、，應(yīng)用程序可以通過這個(gè)車載接口訪問車輛相關(guān)的狀態(tài)信息。車載接口模塊獨(dú)立于底層車輛設(shè)備，通過該接口能從CAN總線接收CAN幀。該模塊完具備處理這些小而快速的數(shù)據(jù)的能力。通過加載虛擬驅(qū)動器對VIM的進(jìn)行測試，結(jié)果顯示VIM完全能滿足CAN監(jiān)控需要的所有要求。
　　我們選擇Linux中SocketCAN框架的驅(qū)動程序，原因是這個(gè)框架有很多長處和優(yōu)點(diǎn)。我們使用設(shè)備管理樹(DMT)技術(shù)來存儲和管理車輛信息和遠(yuǎn)程訪問的狀態(tài)元素集合，例如:后臺

6、服務(wù)器采用OMADM規(guī)范，它允許應(yīng)用程序遠(yuǎn)程訪問狀態(tài)元素信息。當(dāng)前的工作將不涉及OMADM層的詳細(xì)規(guī)范，而將側(cè)重于從本地應(yīng)用接入車載數(shù)據(jù)。設(shè)備管理樹與OSGi的模塊化體系結(jié)構(gòu)相結(jié)合，提供了一個(gè)非常靈活的系統(tǒng)，全面增強(qiáng)了汽車的可擴(kuò)展性，是汽車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。更值得注意的是系統(tǒng)無需重新編譯，在運(yùn)行時(shí)就能添加和刪除應(yīng)用Bundle，使它能重新收到新的CAN幀。
　　VIM能滿足下面的需求:VIMAPI能獨(dú)立于車輛底層設(shè)備，提供一個(gè)能

7、訪問狀態(tài)元素的接口給本地用戶，同時(shí)，本地用戶也能通過輪訓(xùn)機(jī)制查詢狀態(tài)元素的值。當(dāng)狀態(tài)元素的值發(fā)生改變時(shí)將通知本地用戶。使用DMT會話機(jī)制能通過應(yīng)用程序在車載設(shè)備樹中添加或者刪除狀態(tài)元素。多用戶可以并發(fā)的訪問狀態(tài)元素。更值得注意的是系統(tǒng)無需重新編譯，在運(yùn)行時(shí)就能添加和刪除應(yīng)用Bundle，使它能重新收到新的CAN幀。
　　最后，通過實(shí)現(xiàn)和測試表明CAN和OSGi的接口是成功的。
　　未來的應(yīng)用擴(kuò)展應(yīng)該提供OMA設(shè)備管理協(xié)議的實(shí)