一种支持车载终端多种数据类型上传的协议.pdf

设计研究/Designresearch66-AutoelectricpartsNo.08,2023一种支持车载终端多种数据类型上传的协议许凌睿，张亮，桂康哲（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西新能源汽车实验室，广西汽车新四化重点实验室，广西柳州5450 0 7)【摘要】本文描述一种支持车载终端多种数据类型上传的协议，该协议以HTTPS协议为基础，是一套实用通用的文件上传协议，除常规的结构化数据外，还支持非结构化数据的上传，能丰富采集数据类型的多样性，同时也支持文件的分片上传和断点续传，既可以减少大文件上传失败的概率，也可以解决大文件重复上传导致资源、流量浪费的问题。【关键词】车载终端；上传协议；断点续传；分片上传中图分类号：U469.72(SAIC GM Wuling Automoblie Co.,Ltd.,Guangxi Laboratory of New Energy Automobile,Guangxi Key Laboratory of Automobile Four New Features,Liuzhou 545007,China)Abstract This article describes a protocol that supports uploading multiple data types to vehicle terminals.Theprotocol is based on the HTTPS protocol and is a practical and universal file upload protocol.In addition to regularstructured data,it also supports uploading unstructured data,which can enrich the diversity of data collection types.At the same time,it also supports fragmented uploading and breakpoint continuation of files,which can reduce theprobability of large file upload failure,It can also solve the problem of resource and traffic waste caused by repeateduploading of large files.Key words vehicle terminal;upload protocol;breakpoint resume;segment upload作者简介许凌睿（1995一），女，数据工程师，硕士，主要从事大数据平台相关的工作。1研究背景汽车“节能减排”观念深入人心，加上国家政策的大力推广，国内新能源汽车尤其是纯电动汽车发展迅速，在全国汽车保有量的占比越来越重，因此对新能源汽车运行的数据进行全面远程监控、远程故障诊断、远程故障更新等功能的实现，显得日益重要。新能源汽车是一个复杂的机电一体化产品，经过近几年的发展，现有新能源汽车的车载终端已经可以实现对一种或几种通信线上数据的采集，能做到定时上传，包括在网络不好时的补发机制也在日益完善，逐渐形成了一个比较成熟的数据上报机制。这种数据往往是结构化数据（行数据，可以用二维表结构来逻辑表达），最终需求都是以表格化的形式存储。这种结构化数据的采集和上报完全满足新能源汽车的法律法规要求和一定程度的远程诊断和远程升级功能。随着新能源汽车的功能越来越丰富，对采集数据的多样化需求越来越迫切，不同类型的数据尤其是音视频、图像这类文件，对智能驾驶、AI算法训练等很多功能的优化都有很大的帮助，并且目前车辆故障分析最常见的方法就收稿日期：2 0 2 2-12-2 1文献标志码：A文章编号：10 0 3-8 6 3 9（2 0 2 3)0 8-0 0 6 6-0 2Design of Visualization System Based on Chip Localization DataXU Ling-rui,ZHANG Liang,GUI Kang-zhe全的文件上传协议。2文件上传接口介绍1）终端上传认证接口。终端上传认证接口用于对上传任务的终端进行身份认证和鉴权。其通过授权码和终端ID生成请求认证TOKEN，作为文件上传接口授权令牌，有效期为2 4h，且用业务系统识别码来判断不同的业务、厂家等信息，并存到相应的位置。授权码、终端ID和业务系统识别码都是线下约定的固定参数，按照接口文档里约定好的签名加密方式调用接口请求认证，会返回TOKEN，作为后续接口调用的身份认证。若任何一个参数有问题，或加密方是先收集车载终端的日志再进行数据分析，日志的文件往往都比较大，车端提供的网络信号不够稳定，且周围环境的信号也无法时刻保持通畅，一个大文件反复传输不仅会占用车载终端的功能资源，对车载终端的网络流量也是一种极大的浪费。因此，支持以文件流的形式上传非结构化文件（类似于文本、办公文档、各类报表、图片、图像、音频/视频等）并实现文件的分片上传和断点续传功能就显得尤为重要。本文介绍一种基于https文本传输协议、由多个接口组成的支持多数据类型上传的文件协议，且支持分片上传和断点续传，适用于所有车载终端，用CA证书做双向认证和TLS通道加密，是一个适用范围极广、应用简便，且能保证安67Designresearch/设计研究汽车电器2 0 2 3年第8 期式未通过认证，则都不会获取到TOKEN这个参数，保证了服务端的安全性，使其不会被任何一个车载终端访问到。2）服务端任务查询。服务端任务查询接口主要用于查询服务端支持的相关信息。调用该接口需要输入1）接口中获得的TOKEN参数，服务端会对TOKEN做校验，通过后会返回fileMaxSize（单个文件最大上传大小，单位byte）、checksumAlgorithm（服务端支持的CHECKSUM算法，多个以逗号分隔）和partMaxSize（单个分片的上传大小为4x1024x1024，单位byte）这3个参数，表示服务端支持的文件上传分片信息，用于指导车载终端对文件进行分割。3）创建上传任务。创建上传任务接口主要用于创建上传任务，同一个任务下可以上传多个文件。因为每个接口都可以独立被调用，所以调用每个接口都同样需要输入1)接口中获得的TOKEN参数，服务端会对TOKEN做校验，通过后返回taskId（任务id）给到车载终端。4）创建上传文件。创建上传文件接口用于创建一个传输任务下具体的文件，并可以得到文件的存储地址。同理，传人TOKEN做校验，传人taskId、f i l e Na m e（文件名）和fileSize（文件总长度，单位byte）作为该文件的基本信息，服务端会返回location（文件上传地址）、fileld（文件id）作为应答，location为完整的url，也包含了fileid，操作文件相关均调用该url访问接口。5）上传文件。上传文件接口用于上传一个具体的文件。传入TOKEN做校验，传人taskId、p a r t Nu m文件分片编号，范围（1-10 0 0 0)1、partChecksum（值为校验算法名和校验值，中间使用空格分隔）、partSize（本次上传内容长度，单位byte）作为参数，最后传输partContent（文件的二进制流内容）。文件分片编号的目的是为了断点续传更加方便，可以从断掉的那个分片号开始传输，不会影响最终的文件合成。6）上传文件完成。上传文件完成接口用于在上传文件完成时通知服务端。传人TOKEN认证通过后，传参taskId、fileSize、p a r t Co u n t（文件上传总分片数量）告知服务端该文件已上传完成。如若该文件用了数据加密，则需额外传一个参数（encryptkey）通知服务端，以便服务端在后续下载该文件的时候知道是否需要做解密。一个文件上传完成之后可以去调用4）的接口重新再上传一个新的文件。7）上传任务完成。上传任务完成接口用于在上传任务完成时通知服务端，注意一个任务可以包含很多个完整的文件，等这次所有的文件上传完成之后再调用该接口。TOKEN校验通过后，传人taskId，并用数组形式传入其中每个文件对应的参数（fileld、f i l e Na m e 和fileSize）告知服务端，服务端再收到通知后会根据参数值将每个文件的分片合并复原为一个完整的文件存储起来。3文件查询相关接口介绍1）查询上传文件/分片状态。查询上传文件/分片状态接口用于查询上传文件或者分片的状态。传人需要查询的taskId和partNum，服务端会将该任务下该分片编号的上传状态返回，fileSize、f i le St a t u s（文件上传状态，具体信息见表1）、p a r t I n f o s（文件分片信息，包括partNum、p a r t Si z e 和partChecksum)。上传方根据服务端返回的状态值可以知道在某个任务下，某几个文件或某几个分片的上传状态。表1文件上传状态说明状态说明01调用创建上传任务接口后，任务状态置为Created任务中第1个文件开始上传后（调用创建文件上传接02口后），任务状态置为Uploading03上传任务下所有文件传输完成后任务状态置为Competed调用取消上传任务接口后，任务状态置为Canceld，无04法继续上传任务创建后超过N小时后无继续上传动作，任务状态05置为Expired，上传任务作废，无法继续上传2）查询上传任务状态。查询上传任务状态接口用于查询某个任务的整体上传状态。验证通过后传人taskld，服务端会返回uploadStatus（文件上传状态），同表1，调用查询状态接口可以在任何一个步骤中进行，以便于上传方在任何时候都可以掌握上传任务、文件或分片的上传信息，及时进行补传、取消上传等操作。3）取消上传文件。取消上传文件接口用于取消未完成的上传文件，已完成的上传文件无法通过此接口删除服务端资源。验证通过后，传入fileld，服务端会取消未上传完成的文件，已经上传成功的文件会作为该任务下的文件存储，不会受到影响。4）取消上传任务。取消上传任务接口用于取消未完成的上传任务，已完成的上传文件无法通过此接口删除服务端资源。验证通过后，传入fileld，服务端会取消对应的文件，该fileld也会被同步删除。此处需要注意的是无法取消一个文件中的任一个分片的上传任务，如已上传的分片总数量和最初输人的分片总数量（partCount）对不上，则服务端会报错，无法继续合成文件。车载终端上传/查询文件流程如图1所示。【车载终端加密+鉴权查询服务器信息件详细信息T取消上传/查询上传状态+服务端图1车载终端上传/查询文件流程4文件合并文件上传时，一般有两种文件合并方式：第1种为边上传边合并，服务端仅需要存储最近一次上传成功的分片，占用服务器的存储资源较少；第2 种为服务器把所有上传的分片文件暂存到临时文件夹中，等文件分片全部上传完成后再合并所有的文件，并删除临时存储的文件。本文采用的是第2 种文件合并方法，该方法虽然会占用部分服务器存(下转第6 9页）得到上传文一仓创建任务通知上传完成上传文件创建上传任务69Designresearch/设计研究汽车电器2 0 2 3年第8 期3耐受电压连接器的耐压等级主要由绝缘材料、爬电距离、空气湿度等决定，常用的连接器材料有PBT、PA 6 6、PA 6 T、PA9T等。当然，不同材料的性能不同，价格也不同。根据USCAR-37标准，连接器的额定电压可以分为2 0 10 0 V、110300V、30 0 6 0 0 V 几个等级。1）低压连接器主要用在ECU、传感器等位置，适用于电压小于30 VAC/60VDC的环境。2）高压连接器主要用来连接电池包、PDU、电机、空调压缩机、加热器等高压设备，目前高压连接器的额定电压在10 0 0 VDC左右。为了解决新能源汽车续航里程的问题，各大主机厂陆续推出8 0 0 V甚至10 0 0 V的高压架构。高压连接器的耐压等级受空间环境以及材料的限制，未来8 0 0 V甚至1000V的高压架构对高压连接器材料提出了更高的要求。4防护要求连接器根据有无密封要求，可以分为密封连接器和非密封连接器。低压连接器根据使用部位的不同，对密封的要求也不同，如表1所示，大致可以分为S1、S2、S3这3个等级。湿区连接器一般会有密封要求，干区连接器则没有密封要求。低压连接器只有S3才达到了IP6K9K的密封等级。表1低压连接器密封等级密封等级有无密封要求S1无密封要求S2密封S3密封（高压喷雾）高压连接器密封等级需满足IP6K9K，同时还需要满足IP67甚至IP68。高压连接器防护等级未装配满足IPXXB，装配后满足IPXXD。I PXXB是防触指防护等级，IPXXD是探针进入探测等级。5EMC兼容低压连接器主要应用于30 VAC（6 0 V D C）以下的电压环境，该环境所产生的电磁干扰有限，线束通常通过绞合或者是外面包裹铝箔的方式来屏蔽电磁干扰。高压连接器主要用来连接导线和高压设备，经过高压导线及高压设备的电流高达几百安，其产生的电磁干扰不容忽视，必须考虑36 0 的屏蔽方式。目前，高压导线一般有一层屏蔽层，该屏蔽层通常由编织线和铝箔共同构成。相应地，高压连接器在设计时也集成有屏蔽层，如图4所示。连接器的屏蔽层通过屏蔽环和导线的屏蔽层连通，实现36 0 屏蔽。6更高的阻燃等级低压连接器的阻燃等级根据不同的使用部位有不同的要求。高压连接器的阻燃等级要求最高阻燃等级VO。未来低压连接器的发展方向是高速数据传输、轻型化、小型化、集成化。与低压连接器相比，高压连接器除了满应用部位足传统汽车连接器的高插拔次数、抗振动等基本要求外，干区在高电压、大电流环境下，对散热、高压防护、抗电磁干湿区扰等方面的要求更加严格，对材料的要求也更高。湿区参考文献：1 USCAR-2,Performance Specification for AutomotiveElectrical Connector Systems(Revision 6)S.屏蔽层图4连接器屏蔽层(编辑凌波)(上接第6 7 页）储资源，但是存储资源本身费用较低，而且也具备以下优点：等所有分片都在服务端保存成功时才进行文件合并，能很好地保证接收文件的完整性；若文件上传中途失败，服务端不会主动发起文件合并的操作，减少了计算资源的浪费。5结论本文介绍一种车载终端上传数据的通用协议，不仅支持通用结构化数据的上传，也支持非结构化数据的上传，在保证传统功能的同时支持发展智能驾驶等新兴功能。对于网络环境不稳定的车载终端，为了保证车端上传数据的完整性、准确性，补发数据的功能是必不可少的，但像大文件的传输，本身成功率会比小文件低，且重新传输消耗的流量、时间和资源代价都比较大。本文介绍的协议支持分片上传和断点续传的功能，把难上传的大文件切割成易于上传的小文件，遇到网络原因未上传成功的小文件可以等网络环境通畅以后继续上传，在提高了上传成功率的同时减少重新上传整个文件的次数，既保证了车载终端上传数据的完整和准确度，又减少了车端资源的浪费，在保障车端基本功能顺利实现的同时可以增大功能的多样性和复杂性。参考文献：1】朱爱梅利用Htp协议实现断点续传 企业家天地(下旬刊)，2 0 0 7(9)：18 1-18 2.2 王莉敏，梁正和，段全锋基于HTML5大文件断点续传的实现方案.计算机与现代化，2 0 16（3)：91-95.(编辑凌波）