隨著物聯(lián)網信息產業(yè)的發(fā)展,各項關鍵技術的突破,基于多網融合的智能網聯(lián)汽車開始進入人們的生活,車與人,車與車,車與智能終端,車與基礎設施,通過云服務、4G或5G網絡通信、大數(shù)據(jù)交換互聯(lián)在一起。車聯(lián)網技術極大的提高了人們的駕乘體驗,引發(fā)了生活方式的變革,是未來汽車的發(fā)展方向。
目前隨著越來越多的電子控制設備和電子控制單元(ECU)應用到汽車當中,各個電子設備及控制器在汽車運行過程中需要相互配合,電子設備模塊之間交流被架構成復雜的通信網絡,有的用CAN總線,有的用以太網。車載網絡規(guī)模的增大、車用電子設備數(shù)量增多,汽車上軟件運行的種類和數(shù)量也隨之加大,網絡信息安全問題隨之而來。
車聯(lián)網需要獲取汽車內外通信通路中的數(shù)據(jù),向CAN總線訪問和采集報文,從而完善車載大數(shù)據(jù)系統(tǒng),針對汽車進行全生命周期管理和總線數(shù)據(jù)研究。這些潛在的數(shù)據(jù)不是可以通過復制、粘貼就能實現(xiàn),需要通過檢測、轉譯、運算、驗證等技術,采集車載 CAN總線信息在車聯(lián)網應用領域具有十分重要的意義。
目前智能網聯(lián)汽車中采用的車載CAN網絡數(shù)據(jù),平臺需要對其存在的可重放、可采集、可分析、可存儲,不少領域都想要做成汽車或者移動源的黑匣子,必須要進入汽車CAN總線實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)報文采集,進行深入的分析和解剖,分析車載 CAN 總線數(shù)據(jù)在未來無人駕駛、自動駕駛、智能駕駛、管理及研究意義,委托第三方公司,比如中汽中心、速銳得等機構,針對車載 CAN 總線進行數(shù)據(jù)采集,采集CAN總線報文信息,以達到數(shù)據(jù)采集和遠程管控的目的。
其實例演示如下:
數(shù)據(jù)項:尿素液位
對于數(shù)據(jù)場內的第一位數(shù)9B(十六進制),查CANTEST DBC表格可知,其代表的為尿素液位信號,由DBC文件可以其最終的轉化關系為:
●9B(十六進制)=155(十進制)
●尿素液位=(155*0.4%)+0=62 %
數(shù)據(jù)項:尿素溫度
對于數(shù)據(jù)場內的第二位數(shù)據(jù)41(十六進制),查DBC可知,其代表的為尿素溫度信號,其轉化關系關系為:
●41(十六進制)=65(十進制)
●尿素溫度=(65*1)+(-40)=25℃
數(shù)據(jù)項:尿素液位高度
對于數(shù)據(jù)場內的第三位和第四位,查DBC可知其代表為尿素液位高度信息,其最終的轉化關系為:
●第三位80(低8位)與第四位07(高8位)數(shù)據(jù)組合為0780(十六進制)=1920(十進制)
●尿素液位高度=(1920*0.1)+0=192mm
數(shù)據(jù)項:尿素濃度
對于數(shù)據(jù)場內的第一位數(shù)80(十六進制),查DBC表格可知,其代表的為尿素濃度信號,其轉化關系為:
●80(十六進制)=128(十進制)
●尿素濃度=(128*0.25%)+0=32 %
類似常用的車速、轉速、水溫、電壓、剩余油量、車架號、轉向信息、剎車、油門、手剎狀態(tài)、燈光、檔位、雨刮、座椅、排氣閥門、水泵,動力電池等等都可以通過CAN協(xié)議、LIN協(xié)議、BSD協(xié)議進行數(shù)據(jù)采集和轉化,不分汽油車、柴油車、新能源車型。
目前,通過多年的積累,已經取得的成果:
1)在研究分析車載 CAN 網絡通信協(xié)議的基礎上,利用 CAN 網絡報文及品牌規(guī)律設計有效的采集方法。速銳得利用正向、逆向技術分析 CAN 報文數(shù)據(jù)包,破解車載CAN報文指令信息,以達到控制汽車的目的。車載 CAN 網絡不同于傳統(tǒng)的計算機網絡,其數(shù)據(jù)包沒有計算機網絡IP數(shù)據(jù)包那樣的源地址和目的地址。需要根據(jù) CAN 報文數(shù)據(jù)包結構的特點,提出了運算檢測模型框架,分別從報文標識位ID和報文數(shù)據(jù)字位進行檢測與適配,能夠較為全面的檢測針對車載CAN 網絡的數(shù)據(jù)采集。
2)針對CAN報文標識位 ID,提出了基于特征和信息檢測系統(tǒng)。通過檢測 CAN 總線中不同報文ID的概率分布,例如高速CAN和低速CAN上的ID排位及變化,計算車載CAN總線的信息位置及速率適配,采集精準的CAN總線的數(shù)據(jù)信息。
同時將正??偩€中的 CAN ID 列為白名單獨立分析,識別總線中變化出現(xiàn)的CAN ID的特征。實車測試及仿真實驗結果顯示,基于汽車CAN總線和特征結合的適配檢測策略能有效的檢測和驗證CAN總線數(shù)據(jù)、大量發(fā)動機數(shù)據(jù)高于車身及低頻控制單元數(shù)據(jù)。
3)針對車載總線CAN報文數(shù)據(jù)位,提出了基于支持偏移量及轉換運算檢測系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)據(jù)位的特點,將車載總線報文數(shù)據(jù)位劃分的8個特征,結合支持偏移量及轉換運算檢測系統(tǒng)的檢測方法,將正常數(shù)據(jù)報文與變化數(shù)據(jù)報文區(qū)分開來。
實車及仿真實驗結果顯示,基于支持偏移量及轉換運算的檢測系統(tǒng)對總線報文數(shù)據(jù)的精準獲取有很好的檢測適配效果。
車聯(lián)網作為新興研究領域,在車載CAN總線數(shù)據(jù)挖掘、功能適配、異常報警、資產管理等方面做了一些初步探索,其數(shù)據(jù)成果為車載CAN總線在大數(shù)據(jù)應用的進一步深入研究和應用提供了重要的數(shù)據(jù)基礎。