一種便于擴展的車聯(lián)網(wǎng)賬號體系

譚倚靖，譚智文，張 亮，韋通明，陳鵬飛

(上汽通用五菱汽車股份有限公司廣西汽車新四化重點實驗室，廣西 柳州 545007)

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)不斷深入到人們的日常生活中，通過用戶賬號關(guān)聯(lián)實現(xiàn)的功能越來越多，從初期對互聯(lián)網(wǎng)虛擬內(nèi)容的操控，到現(xiàn)在能夠控制現(xiàn)實中的智能硬件和車輛。無論是企業(yè)還是用戶，對個人賬號日益重視，從賬號的便捷性、功能性、安全性等方面都提出了更高的要求。目前車聯(lián)網(wǎng)的賬號體系還處于發(fā)展階段，新的車聯(lián)網(wǎng)功能層出不窮，僅僅在原有的用戶賬號體系中進行功能拓展，雖然技術(shù)成熟便于快速迭代，但是各種車輛功能會對用戶基礎數(shù)據(jù)產(chǎn)生很強的依賴關(guān)系，每當需要剝離或修改車輛功能時，其間的依賴耦合關(guān)系往往是一大困難點。為此，提出了一種高擴展性車聯(lián)網(wǎng)賬號體系的設計思路，將核心模塊解耦，以便于業(yè)務功能的縱向擴展，并且體系內(nèi)部的子系統(tǒng)可適應分布式架構(gòu)設計，進一步提高整體的業(yè)務連續(xù)性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

車聯(lián)網(wǎng)賬號體系研究目標是能夠明確用戶與車輛的關(guān)系，區(qū)分車主與授權(quán)用車人，并管理控制權(quán)限時效；能夠進行精確的車輛權(quán)限控制，實現(xiàn)單一功能的可視可控；模塊功能獨立，剝離車輛功能時，不影響用戶賬號的注冊、登錄、認證等功能；能夠基于業(yè)務負載情況支持分布式擴展。

1 車聯(lián)網(wǎng)賬號體系設計

伴隨著車聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，許多過去從未設想過的功能正在逐步實現(xiàn)，在這些功能接入時，若簡單地按高耦合功能聚合方式實現(xiàn)，將會不斷提高系統(tǒng)復雜度，容易出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)沖突，導致維護成本增加。因此，在實現(xiàn)賬號體系高擴展性的同時，還要盡量保證系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡潔，實現(xiàn)高內(nèi)聚低耦合。

在設計車聯(lián)網(wǎng)賬號體系時，首先需要確認車聯(lián)網(wǎng)中的各個主體，雖然車聯(lián)網(wǎng)功能繽紛繁雜，但其核心主體只有3個，即人、車以及作為這兩者之間橋梁的關(guān)聯(lián)關(guān)系。其中，用戶數(shù)據(jù)體系負責用戶賬號注冊登錄、授權(quán)、功能鑒權(quán)等面向用戶操作的環(huán)節(jié)；車輛數(shù)據(jù)體系負責提供車輛生產(chǎn)信息、車型功能配置、車輛實時狀態(tài)、異常報文等數(shù)據(jù)，同時也是車聯(lián)網(wǎng)車控功能的實現(xiàn)層；人車關(guān)系數(shù)據(jù)體系使用戶與實際車輛建立聯(lián)系，是車聯(lián)網(wǎng)功能實現(xiàn)的代理層，也是用戶實際車輛權(quán)限的控制層。車聯(lián)網(wǎng)賬號體系總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 車聯(lián)網(wǎng)賬號體系總體結(jié)構(gòu)

1.1 用戶數(shù)據(jù)體系

用戶數(shù)據(jù)體系主要負責保存用戶基礎數(shù)據(jù)，整合多種用戶登錄方式，關(guān)聯(lián)外部系統(tǒng)賬戶，保障用戶賬號的權(quán)限認證，并提供用戶標簽分析與個性化服務。在目前的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，提供用戶賬號服務已經(jīng)成為一項基礎功能，企業(yè)中可能已存在現(xiàn)成的用戶賬號體系，或簡單或復雜，這并不影響車聯(lián)網(wǎng)賬號體系的建立，可以通過裝飾設計模式對現(xiàn)有的用戶數(shù)據(jù)接口進行功能拓展，在不對現(xiàn)有用戶數(shù)據(jù)服務接口做修改的同時，獨立拓展實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)賬號體系的數(shù)據(jù)交互接口。

以裝飾模式改造為例(見圖2)，在不變動現(xiàn)有賬號系統(tǒng)的基礎上，實現(xiàn)對于車聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)體系的接口建立，原有賬號系統(tǒng)與新加入的裝飾接口可以實現(xiàn)高度解耦，好處在于無需對原有用戶體系進行大型改造，可以保留原有結(jié)構(gòu)，并且2個模塊能夠獨立發(fā)展和拓展功能，將賬號系統(tǒng)的核心職責與交互服務進行區(qū)分，便于開發(fā)團隊進行職責劃分，制定開發(fā)計劃，有利于降低開發(fā)成本。

圖2 用戶數(shù)據(jù)體系改造(以裝飾模式改造為例)

若原賬號系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)體系缺失或過于老舊，文章提供一種較為基礎的用戶數(shù)據(jù)體系的設計概念(見圖3)，圍繞用戶核心數(shù)據(jù)進行設計，分為3個主要方向：一是用戶賬號操作流程，用以支撐用戶賬號的注冊、登錄、認證等基礎操作功能；二是用戶數(shù)據(jù)分析，若要提供千人千面的個性化服務，基于大數(shù)據(jù)的用戶數(shù)據(jù)分析不可或缺；三是用戶數(shù)據(jù)接口，可提供數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)調(diào)用，是與外部系統(tǒng)建立關(guān)系的樞紐，也是車聯(lián)網(wǎng)賬號打通的關(guān)鍵。三者都可設計為獨立服務模型，根據(jù)業(yè)務場景進行縱向和橫向擴展。

圖3 用戶數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)示意

1.2 車輛數(shù)據(jù)體系

車輛數(shù)據(jù)是車聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵部分，其提供了車輛的基礎數(shù)據(jù)以及詳細功能配置等信息，如果簡單按大寬表模型來設計，將車輛功能作為車輛數(shù)據(jù)的屬性，這顯然不合適，系統(tǒng)將難以實現(xiàn)橫向拓展，隨著億級以上的數(shù)據(jù)增長規(guī)模出現(xiàn)，單個超級系統(tǒng)的模型會暴露出費用過高和穩(wěn)定性難以保證的問題。

根據(jù)分布式系統(tǒng)的設計模式，結(jié)合功能類型，將車輛數(shù)據(jù)體系根據(jù)狀態(tài)有無進行模型拆分，可以將車輛數(shù)據(jù)體系分為3大部分，如圖4所示。

圖4 車輛數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)示意

其一，車輛核心數(shù)據(jù)：包含車輛的基礎數(shù)據(jù)、車型配置明細、車聯(lián)網(wǎng)功能元數(shù)據(jù)等信息，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；其二，提供的車輛相關(guān)開放接口：可對外部提供車輛的車型車系配置數(shù)據(jù)，也便于動態(tài)地為不同車型新增或修改車聯(lián)網(wǎng)功能配置；其三，內(nèi)部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流對接：無論是產(chǎn)線還是物流售后，都與車輛數(shù)據(jù)存在相互依賴關(guān)系，為這些系統(tǒng)提供統(tǒng)一準確的車輛數(shù)據(jù)，更便于后續(xù)數(shù)據(jù)整合分析處理。

1.3 人車關(guān)系數(shù)據(jù)體系

作為用戶數(shù)據(jù)與車輛數(shù)據(jù)間的重要橋梁，人車關(guān)系數(shù)據(jù)體系有兩大核心功能：人車關(guān)系綁定與車輛控制功能代理。其中，人車關(guān)系綁定提供鑒權(quán)功能，以保證能夠查看到車輛信息以及執(zhí)行車輛控制功能的用戶都是合法用戶，比如此車輛的車主，或者是獲得了車主授權(quán)的用戶；而車輛控制功能代理則是對于車輛控制功能的封裝實現(xiàn)，不僅限于車窗升降、燈光開閉、空調(diào)溫度控制等基礎功能，還可將基礎功能組合為更契合業(yè)務需求的復合功能。

人車關(guān)系數(shù)據(jù)體系的整體結(jié)構(gòu)(見圖5)，圖中兩側(cè)的“連接外部接口”分別對應的是用戶數(shù)據(jù)接口與車輛數(shù)據(jù)接口，內(nèi)部功能實現(xiàn)可分為2個層次：其中，“車輛功能代理實現(xiàn)”“人車關(guān)系查詢層”“車輛控制命令隊列調(diào)度”為上層應用服務，直接對外提供響應式的操作，能夠通過接口查詢車主，實現(xiàn)車輛遠程控制等功能；“人車綁定數(shù)據(jù)”“用車人車輛授權(quán)關(guān)系數(shù)據(jù)”“車輛抽象功能元數(shù)據(jù)”“車輛功能時效性配置數(shù)據(jù)”為底層數(shù)據(jù)服務，采用分布式存儲，將業(yè)務流程與功能定義具象化存儲，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時性與服務的高可用。在實際應用中，不局限于圖中所示模塊，可以不斷的增加服務或拓展層次結(jié)構(gòu)。

圖5 人車關(guān)系數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)示意

作為中間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系層，人車關(guān)系無法作為獨立系統(tǒng)提供服務與功能，但也具有更強的功能拓展性，這正是不同于用戶數(shù)據(jù)體系與車輛數(shù)據(jù)體系的地方。人車關(guān)系數(shù)據(jù)模塊幫助用戶數(shù)據(jù)體系處理外部的車輛關(guān)系，也有助于車輛系統(tǒng)將車輛控制功能的業(yè)務實現(xiàn)解耦，是復雜業(yè)務邏輯的載體，可以根據(jù)業(yè)務需求頻繁變更體系內(nèi)的服務內(nèi)容，甚至能以動態(tài)配置的方式實現(xiàn)功能更替。

2 結(jié)語

文章提供了一種高擴展性車聯(lián)網(wǎng)賬號體系模型，其將用戶數(shù)據(jù)與車輛數(shù)據(jù)相分離，以人車關(guān)系作為代理和控制層，3個部分自成體系，便于根據(jù)內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行拓展。而由人車關(guān)系數(shù)據(jù)部分承載各項復雜業(yè)務邏輯，使用戶數(shù)據(jù)部分與車輛數(shù)據(jù)部分的系統(tǒng)設計理念能夠保持統(tǒng)一，有利于增加系統(tǒng)分布式拓展的便捷性與穩(wěn)定性。