一種便于擴展的車聯網賬號體系

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

隨著物聯網不斷深入到人們的日常生活中，通過用戶賬號關聯實現的功能越來越多，從初期對互聯網虛擬內容的操控，到現在能夠控制現實中的智能硬件和車輛。無論是企業還是用戶，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。目前車聯網的賬號體系還處于發展階段，新的車聯網功能層出不窮，僅僅在原有的用戶賬號體系中進行功能拓展，雖然技術成熟便于快速迭代，但是各種車輛功能會對用戶基礎數據產生很強的依賴關系，每當需要剝離或修改車輛功能時，其間的依賴耦合關系往往是一大困難點。為此，提出了一種高擴展性車聯網賬號體系的設計思路，將核心模塊解耦，以便于業務功能的縱向擴展，并且體系內部的子系統可適應分布式架構設計，進一步提高整體的業務連續性和系統穩定性。

車聯網賬號體系研究目標是能夠明確用戶與車輛的關系，區分車主與授權用車人，并管理控制權限時效；能夠進行精確的車輛權限控制，實現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；能夠基于業務負載情況支持分布式擴展。

1 車聯網賬號體系設計

伴隨著車聯網的高速發展，許多過去從未設想過的功能正在逐步實現，在這些功能接入時，若簡單地按高耦合功能聚合方式實現，將會不斷提高系統復雜度，容易出現內部結構沖突，導致維護成本增加。因此，在實現賬號體系高擴展性的同時，還要盡量保證系統的結構簡潔，實現高內聚低耦合。

在設計車聯網賬號體系時，首先需要確認車聯網中的各個主體，雖然車聯網功能繽紛繁雜，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聯關系。其中，用戶數據體系負責用戶賬號注冊登錄、授權、功能鑒權等面向用戶操作的環節；車輛數據體系負責提供車輛生產信息、車型功能配置、車輛實時狀態、異常報文等數據，同時也是車聯網車控功能的實現層；人車關系數據體系使用戶與實際車輛建立聯系，是車聯網功能實現的代理層，也是用戶實際車輛權限的控制層。車聯網賬號體系總體結構如圖1所示。

圖1 車聯網賬號體系總體結構

1.1 用戶數據體系

用戶數據體系主要負責保存用戶基礎數據，整合多種用戶登錄方式，關聯外部系統賬戶，保障用戶賬號的權限認證，并提供用戶標簽分析與個性化服務。在目前的互聯網環境中，提供用戶賬號服務已經成為一項基礎功能，企業中可能已存在現成的用戶賬號體系，或簡單或復雜，這并不影響車聯網賬號體系的建立，可以通過裝飾設計模式對現有的用戶數據接口進行功能拓展，在不對現有用戶數據服務接口做修改的同時，獨立拓展實現車聯網賬號體系的數據交互接口。

以裝飾模式改造為例(見圖2)，在不變動現有賬號系統的基礎上，實現對于車聯網用戶數據體系的接口建立，原有賬號系統與新加入的裝飾接口可以實現高度解耦，好處在于無需對原有用戶體系進行大型改造，可以保留原有結構，并且2個模塊能夠獨立發展和拓展功能，將賬號系統的核心職責與交互服務進行區分，便于開發團隊進行職責劃分，制定開發計劃，有利于降低開發成本。

圖2 用戶數據體系改造(以裝飾模式改造為例)

若原賬號系統的用戶數據體系缺失或過于老舊，文章提供一種較為基礎的用戶數據體系的設計概念(見圖3)，圍繞用戶核心數據進行設計，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；二是用戶數據分析，若要提供千人千面的個性化服務，基于大數據的用戶數據分析不可或缺；三是用戶數據接口，可提供數據的關聯調用，是與外部系統建立關系的樞紐，也是車聯網賬號打通的關鍵。三者都可設計為獨立服務模型，根據業務場景進行縱向和橫向擴展。

圖3 用戶數據體系結構示意

1.2 車輛數據體系

車輛數據是車聯網中的關鍵部分，其提供了車輛的基礎數據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據的屬性，這顯然不合適，系統將難以實現橫向拓展，隨著億級以上的數據增長規模出現，單個超級系統的模型會暴露出費用過高和穩定性難以保證的問題。

根據分布式系統的設計模式，結合功能類型，將車輛數據體系根據狀態有無進行模型拆分，可以將車輛數據體系分為3大部分，如圖4所示。

圖4 車輛數據體系結構示意

其一，車輛核心數據：包含車輛的基礎數據、車型配置明細、車聯網功能元數據等信息，數據結構穩定；其二，提供的車輛相關開放接口：可對外部提供車輛的車型車系配置數據，也便于動態地為不同車型新增或修改車聯網功能配置；其三，內部系統的數據流對接：無論是產線還是物流售后，都與車輛數據存在相互依賴關系，為這些系統提供統一準確的車輛數據，更便于后續數據整合分析處理。

1.3 人車關系數據體系

作為用戶數據與車輛數據間的重要橋梁，人車關系數據體系有兩大核心功能：人車關系綁定與車輛控制功能代理。其中，人車關系綁定提供鑒權功能，以保證能夠查看到車輛信息以及執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，不僅限于車窗升降、燈光開閉、空調溫度控制等基礎功能，還可將基礎功能組合為更契合業務需求的復合功能。

人車關系數據體系的整體結構(見圖5)，圖中兩側的“連接外部接口”分別對應的是用戶數據接口與車輛數據接口，內部功能實現可分為2個層次：其中，“車輛功能代理實現”“人車關系查詢層”“車輛控制命令隊列調度”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，實現車輛遠程控制等功能；“人車綁定數據”“用車人車輛授權關系數據”“車輛抽象功能元數據”“車輛功能時效性配置數據”為底層數據服務，采用分布式存儲，將業務流程與功能定義具象化存儲，實現數據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構。

圖5 人車關系數據體系結構示意

作為中間的數據關聯關系層，人車關系無法作為獨立系統提供服務與功能，但也具有更強的功能拓展性，這正是不同于用戶數據體系與車輛數據體系的地方。人車關系數據模塊幫助用戶數據體系處理外部的車輛關系，也有助于車輛系統將車輛控制功能的業務實現解耦，是復雜業務邏輯的載體，可以根據業務需求頻繁變更體系內的服務內容，甚至能以動態配置的方式實現功能更替。

2 結語

文章提供了一種高擴展性車聯網賬號體系模型，其將用戶數據與車輛數據相分離，以人車關系作為代理和控制層，3個部分自成體系，便于根據內部的數據結構進行拓展。而由人車關系數據部分承載各項復雜業務邏輯，使用戶數據部分與車輛數據部分的系統設計理念能夠保持統一，有利于增加系統分布式拓展的便捷性與穩定性。