隨著物聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,各項關(guān)鍵技術(shù)的突破,基于多網(wǎng)融合的智能網(wǎng)聯(lián)汽車開始進(jìn)入人們的生活,車與人,車與車,車與智能終端,車與基礎(chǔ)設(shè)施,通過云服務(wù)、4G或5G網(wǎng)絡(luò)通信、大數(shù)據(jù)交換互聯(lián)在一起。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(shè)備和電子控制單元(ECU)應(yīng)用到汽車當(dāng)中,各個電子設(shè)備及控制器在汽車運行過程中需要相互配合,電子設(shè)備模塊之間交流被架構(gòu)成復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò),有的用CAN總線,有的用以太網(wǎng)。車載網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大、車用電子設(shè)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(wǎng)絡(luò)信息安全問題隨之而來。
車聯(lián)網(wǎng)需要獲取汽車內(nèi)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(jìn)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(fù)制、粘貼就能實現(xiàn),需要通過檢測、轉(zhuǎn)譯、運算、驗證等技術(shù),采集車載 CAN總線信息在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域具有十分重要的意義。
目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車中采用的車載CAN網(wǎng)絡(luò)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(lǐng)域都想要做成汽車或者移動源的黑匣子,必須要進(jìn)入汽車CAN總線實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)報文采集,進(jìn)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(gòu),針對車載 CAN 總線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,采集CAN總線報文信息,以達(dá)到數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)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(nèi)的第一位數(shù)9B(十六進(jìn)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(zhuǎn)化關(guān)系為:
●9B(十六進(jìn)制)=155(十進(jìn)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(nèi)的第二位數(shù)據(jù)41(十六進(jìn)制),查DBC可知,其代表的為尿素溫度信號,其轉(zhuǎn)化關(guān)系關(guān)系為:
●41(十六進(jìn)制)=65(十進(jìn)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(nèi)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(zhuǎn)化關(guān)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(jìn)制)=1920(十進(jìn)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(nèi)的第一位數(shù)80(十六進(jìn)制),查DBC表格可知,其代表的為尿素濃度信號,其轉(zhuǎn)化關(guān)系為:
●80(十六進(jìn)制)=128(十進(jìn)制)
●尿素濃度=(128*0.25%)+0=32 %
類似常用的車速、轉(zhuǎn)速、水溫、電壓、剩余油量、車架號、轉(zhuǎn)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(jìn)行數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)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(jīng)取得的成果:
1)在研究分析車載 CAN 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的基礎(chǔ)上,利用 CAN 網(wǎng)絡(luò)報文及品牌規(guī)律設(shè)計有效的采集方法。速銳得利用正向、逆向技術(shù)分析 CAN 報文數(shù)據(jù)包,破解車載CAN報文指令信息,以達(dá)到控制汽車的目的。車載 CAN 網(wǎng)絡(luò)不同于傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò),其數(shù)據(jù)包沒有計算機網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)的特點,提出了運算檢測模型框架,分別從報文標(biāo)識位ID和報文數(shù)據(jù)字位進(jìn)行檢測與適配,能夠較為全面的檢測針對車載CAN 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集。
2)針對CAN報文標(biāo)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(zhǔn)的CAN總線的數(shù)據(jù)信息。
同時將正常總線中的 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(jié)果顯示,基于汽車CAN總線和特征結(jié)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(zhuǎn)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(jié)合支持偏移量及轉(zhuǎn)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(jié)果顯示,基于支持偏移量及轉(zhuǎn)換運算的檢測系統(tǒng)對總線報文數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)獲取有很好的檢測適配效果。
車聯(lián)網(wǎng)作為新興研究領(lǐng)域,在車載CAN總線數(shù)據(jù)挖掘、功能適配、異常報警、資產(chǎn)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(yīng)用的進(jìn)一步深入研究和應(yīng)用提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。