一种车用多功能网关的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种车用多功能网关及其控制方法，包括主控制器，收发器，3G模块和WI‑FI模块，其中，所述主控制器为多功能网关的处理器，其控制连接至所述收发器，3G模块和WI‑FI模块；所述收发器均通讯连接至主控制器，用于网络信号的收取和发送；所述3G模块用于提供3G互联网功能；所述WI‑FI模块用于以网关为WI‑FI热点，供终端电子设备使用。本发明专利技术多功能网关是一个实现车内网、互联网及车际网三网融合的网关，扩展集成了防火墙、远程诊断、3G、WIFI、电源安全级别管理等功能，扩展功能硬件和软件是模块化设计，同时本发明专利技术作为一个平台化的多功能网关，扩展功能具有可移植性，适用于平台内不同配置、不同等级车型，能够有效降低开发成本和开发次数。

【技术实现步骤摘要】
一种车用多功能网关的控制方法
本专利技术涉及汽车电子电气架构，具体涉及一种车用多功能网关及其控制方法。
技术介绍
随着汽车工业的发展，电子电器产品在整个汽车产业的成本比重逐步攀升，各种网络通讯在信息传递的过程中承载着重要的使命，各种电子控制模块功能及数量迅速增长，由此产生的对各种网络通讯速率、负载率和稳定性等方面要求也越来越高，作为整个通讯中枢的网关逐步成为汽车电器开发、测试过程中的关注重点，对其的需求甚至已经不再局限于车内网的网络信息转换及管理的功能。目前广泛采用的集成网关在软硬件上和其他功能共用ECU单元，多用于网络结构简单、网络传输信息量较少的中低级别车辆。由于其网关功能与其他功能容易相互抢占资源，实时性、稳定性欠佳，失效状况相互影响，逐步不再适用于与日俱增的网络通讯负载率及实时性、稳定性的要求。同时集成网关大多集成其他车身控制的功能，常因不同车型外设差异导致软硬件品种繁多，不易通用。对于高安全等级的信息中转与安全等级较低的车身功能共同集中于一般质量控制的开发管理体系下的集成网关中，对软硬件的健壮程度也是很大的挑战。独立网关很好地解决了硬件资源问题，有通讯速度快、性能稳定、易通用等优点，但是目前大多车型使用的独立网关功能相对单一，主要集中于车内网络的协议转换，信号中转及部分网络管理功能。且目前迫于成本的压力，独立网关大多用于网络节点多、电气功能复杂的中、高端车型中。随着信息技术的发展，3G、4G移动网络通讯技术的推广和普及，人们对车载信息娱乐、移动通讯、车载热点、互联网络通信、语音控制等方面的功能要求也越来越高，主机厂也不断推出远程协助、远程诊断、远程启动等多方位的个性化定制服务功能，与此同时使用车辆安全的问题，包括车辆电量使用安全及网络信息安全，也凸显出其特有的重要意义。而这些新的要求不仅仅局限于高端车型用户，中低端车型用户的需求同样迫切。这一切对原有的车内网通讯提出了巨大的挑战，而适用于原有网络的网关技术及产品已显得力不从心，越来越无法适应新时代的用户需求。车载网关如何满足车内网、互联网及车际网三网融合的需求成为迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种车用多功能网关及其控制方法，实现车内网关功能、车内网络管理功能、车内网与互联网的网关功能、车内设备与互联网的网关功能、车内网与生产、诊断设备的网关功能、网络防火墙功能、电源安全级别管理功能等使车内网、互联网及车际网三网融合；专利技术一种扩展功能可移植，适用于平台内所有车型的多功能网关。针对目前集成网关和已有独立网关的功能不足和局限，专利技术了一种集成车内网、互联网、生产设备、诊断设备、用户设备等互联、转换中枢功能，网络管理，网络通讯安全防护功能，整车电源管理功能的多功能网关，具体功能如下：车内网关功能，车内不同网段的信息转换和传递，主要包括不同通讯协议的翻译、不同通讯速率转换、信号路由、关键报文正确性验证。■车内网络管理功能，按照各类管理策略进行网络管理，包括对各网段的睡眠、唤醒管理、按照网络通讯故障策略，实时监控车内各网络通讯状态，故障出现时进行实时干预，并记录故障信息、发送重要通用信号和车辆模式等广播消息。■车内网与互联网的网关功能，多功能网关集成3G模块，主要包括互联网连接、后台服务、远程车辆诊断、远程启动等功能。■车内设备与互联网的网关功能，通过与WI-FI热点的连接，相互提供网络连接功能。■车内网与生产、诊断设备的网关功能，在车辆生产或售后服务过程中，设备经过多功能网关的合法认证后，通过诊断服务可以对车载相应的ECU单元进行软件版本的刷新、实时状态数据读取、故障诊断信息读取、工作模式更改等操作。■网络防火墙功能，多功能网关进行与互联网、外部设备数据交互时，进行相应的安全拦截、阻隔，实现信息安全防护功能。■电源安全级别管理功能，通过蓄电池电压、温度、荷电状态、发电机负载等信号，根据电源管理策略，实时进行电量监控和动静态管理。具体技术方案如下：一种车用多功能网关，包括主控制器，收发器，3G模块和WI-FI模块，其中，所述主控制器为多功能网关的处理器，其控制连接至所述收发器，3G模块和WI-FI模块；所述收发器均通讯连接至主控制器，用于网络信号的收取和发送；所述3G模块用于提供3G互联网功能；所述WI-FI模块用于以网关为WI-FI热点，供终端电子设备使用。进一步地，所述收发器包括CAN收发器，LIN收发器和FlexRay收发器，其中，CAN收发器实现CAN网络信号的收取和发送，LIN收发器实现LIN网络信号的收取和发送，FlexRay收发器实现FlexRay网络信号的收取和发送。进一步地，还包括电源芯片，其一端连接至蓄电池，另一端连接至主控制器，用于将蓄电池电源转换成5V电源，为各芯片提供电源。进一步地，CAN收发器为2个，还包括其他预留收发器。进一步地，还包括防火墙，用于在进行与互联网、外部设备数据交互时，进行相应的安全拦截、阻隔，实现信息安全防护功能。进一步地，安全气囊模块ABM通过高速CAN连接至一个CAN收发器，和/或，音响模块RRM和空调模块CLM通过低速CAN连接至另一个CAN收发器，和/或，蓄电池传感器EBS通过LIN连接至LIN收发器，和/或，DVD通过FlexRay连接至FlexRay收发器。进一步地，还包括诊断口，用于连接诊断设备，和/或进行远程诊断。上述车用多功能网关的控制方法，车内网关功能的控制采用如下步骤：多功能网关实现不同通讯协议的翻译、相同通讯协议不同通讯速率转换、将接收到的报文不经过解包，重新打包等处理，直接转发至目标子网，将嵌入在不同报文中的不同信号取出，重新组成新的报文，并以网关自主性周期报文的形式发送到目标子网、关键报文正确性验证等功能；和/或，车内网络管理功能控制采用如下步骤：多功能网关实现在不同的网络节点，对各网段的睡眠、唤醒管理策略，按照网络通讯故障策略，实时监控车内各网络通讯状态，故障出现时进行实时干预，并记录故障信息，发送重要通用信号广播消息和车辆运行模式广播消息至主节点；和/或，车内设备与互联网的网关功能控制采用如下步骤：1)通过3G与WI-FI协议转换，以多功能网关为热点，实现网络连接功能；2)车内的手机、PAD等移动终端设备可以通过WI-FI认证连接，进行互联网访问；3)无3G功能配置时，多功能网关通过与手机或其他WI-FI热点认证连接，提供通过车载HMI进行互联网访问的功能；和/或，车内网与生产、诊断设备的网关功能控制采用如下步骤：1)在车辆生产或售后服务过程中，设备经过多功能网关的合法认证后，通过诊断服务可以对车载相应的ECU单元进行相应操作；2)对零件号及软硬件版本信息读取、检查；3)在线配置信息读写；4)软件版本的刷新；5)实时状态数据读取；6)故障诊断信息读取；7)工作模式更改；8)遥控器、防盗器、胎压传感器等匹配、标定；9)其他初始化过程。进一步地，多功能网关网络防火墙功能控制采用如下步骤：1)车内网通讯安全防护，多功能网关通过对车内网各节点的身份认证保障发送和接收信息的合法性，防止非法节点接入；2)生产及诊断设备接入的安全防护，通过对设备身份及权限的认证，确保诊断行为的安全性，必要时可进行数据加密；3)互联网对车内网的访问的安全防护，防止非法读取车内网及节点信息，甚至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用多功能网关的控制方法，其特征在于，车用多功能网关包括主控制器，收发器，3G模块和WI‑FI模块，所述主控制器为多功能网关的处理器，其控制连接至所述收发器，3G模块和WI‑FI模块；所述收发器均通讯连接至主控制器，用于网络信号的收取和发送；所述3G模块用于提供3G互联网功能；所述WI‑FI模块用于以网关为WI‑FI热点，供终端电子设备使用；所述收发器包括2个CAN收发器，LIN收发器和FlexRay收发器，其中，CAN收发器实现CAN网络信号的收取和发送，LIN收发器实现LIN网络信号的收取和发送，FlexRay收发器实现FlexRay网络信号的收取和发送；还包括电源芯片，其一端连接至蓄电池，另一端连接至主控制器，用于将蓄电池电源转换成5V电源，为各芯片提供电源；还包括防火墙，用于在进行与互联网、外部设备数据交互时，进行相应的安全拦截、阻隔，实现信息安全防护功能；安全气囊模块ABM通过高速CAN连接至一个CAN收发器，和/或，音响模块RRM和空调模块CLM通过低速CAN连接至另一个CAN收发器，和/或，蓄电池传感器EBS通过LIN连接至LIN收发器，和/或，DVD通过FlexRay连接至FlexRay收发器；还包括诊断口，用于连接诊断设备，和/或进行远程诊断；车内网关功能的控制采用如下步骤：多功能网关实现不同通讯协议的翻译、相同通讯协议不同通讯速率转换、将接收到的报文不经过解包，重新打包处理，直接转发至目标子网，将嵌入在不同报文中的不同信号取出，重新组成新的报文，并以网关自主性周期报文的形式发送到目标子网、关键报文正确性验证功能；车内网络管理功能控制采用如下步骤：多功能网关实现在不同的网络节点，对各网段的睡眠、唤醒管理策略，按照网络通讯故障策略，实时监控车内各网络通讯状态，故障出现时进行实时干预，并记录故障信息，发送重要通用信号广播消息和车辆运行模式广播消息至主节点；车内设备与互联网的网关功能控制采用如下步骤：1)通过3G与WI‑FI协议转换，以多功能网关为热点，实现网络连接功能；2)车内的手机、PAD移动终端设备可以通过WI‑FI认证连接，进行互联网访问；3)无3G功能配置时，多功能网关通过与手机或其他WI‑FI热点认证连接，提供通过车载HMI进行互联网访问的功能；车内网与生产、诊断设备的网关功能控制采用如下步骤：1)在车辆生产或售后服务过程中，设备经过多功能网关的合法认证后，通过诊断服务可以对车载相应的ECU单元进行相应操作；2)对零件号及软硬件版本信息读取、检查；3)在线配置信息读写；4)软件版本的刷新；5)实时状态数据读取；6)故障诊断信息读取；7)工作模式更改；8)遥控器、防盗器、胎压传感器匹配、标定；9)其他初始化过程。...

【技术特征摘要】
1.一种车用多功能网关的控制方法，其特征在于，车用多功能网关包括主控制器，收发器，3G模块和WI-FI模块，所述主控制器为多功能网关的处理器，其控制连接至所述收发器，3G模块和WI-FI模块；所述收发器均通讯连接至主控制器，用于网络信号的收取和发送；所述3G模块用于提供3G互联网功能；所述WI-FI模块用于以网关为WI-FI热点，供终端电子设备使用；所述收发器包括2个CAN收发器，LIN收发器和FlexRay收发器，其中，CAN收发器实现CAN网络信号的收取和发送，LIN收发器实现LIN网络信号的收取和发送，FlexRay收发器实现FlexRay网络信号的收取和发送；还包括电源芯片，其一端连接至蓄电池，另一端连接至主控制器，用于将蓄电池电源转换成5V电源，为各芯片提供电源；还包括防火墙，用于在进行与互联网、外部设备数据交互时，进行相应的安全拦截、阻隔，实现信息安全防护功能；安全气囊模块ABM通过高速CAN连接至一个CAN收发器，和/或，音响模块RRM和空调模块CLM通过低速CAN连接至另一个CAN收发器，和/或，蓄电池传感器EBS通过LIN连接至LIN收发器，和/或，DVD通过FlexRay连接至FlexRay收发器；还包括诊断口，用于连接诊断设备，和/或进行远程诊断；车内网关功能的控制采用如下步骤：多功能网关实现不同通讯协议的翻译、相同通讯协议不同通讯速率转换、将接收到的报文不经过解包，重新打包处理，直接转发至目标子网，将嵌入在不同报文中的不同信号取出，重新组成新的报文，并以网关自主性周期报文的形式发送到目标子网、关键报文正确性验证功能；车内网络管理功能控制采用如下步骤：多功能网关实现在不同的网络节点，对各网段的睡眠、唤醒管理策略，按照网络通讯故障策略，实时监控车内各网络通讯状态，故障出现时进行实时干预，并记录故障信息，发送重要通用信号广播消息和车辆运行模式广播消息至主节点；车内设备与互联网的网关功能控制采用如下步骤：1)通过3G与WI-FI协议转换，以多功能网关为热点，实现网络连接功能；2)车内的手机、PAD移动终端设备可以通过WI-FI认证连接，进行互联网访问；3)无3G功能配置时，多功能网关通过与手机或其他WI-FI热点认证连接，提供通过车载HMI进行互联网访问的功能；车内网与生产、诊断设备的网关功能控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡定辉，张百山，李蕊，孙羽，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34