CN107995258A - 连接设备及数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连接设备，包括离线下载模块、汽车CAN总线读取模块、可编程逻辑模块和无线网络模块，其中，汽车CAN总线读取模块连接汽车CAN总线和可编程逻辑模块，无线网络模块连接可编程逻辑模块和车联网终端，离线下载模块连接可编程逻辑模块；将车载终端和汽车CAN总线进行物理隔离，克服了现有车联网终端直接读取CAN总线消息带来的信息安全问题，实现车联网终端在读取CAN总线数据的同时，对CAN总线数据进行隔离和保护。

Description

连接设备及数据传输方法

技术领域

本发明属于车联网技术领域，涉及一种连接设备及数据传输方法。

背景技术

目前车联网技术迅速发展，基于车-车、车-路通信的车联网安全/非安全应用已经成为信息技术领域、汽车工业领域以及公路交通领域研究的热点。车联网通过车辆之间的位置、运动状况等信息的交互，实现交通参与者之间的信息共享，从而实现各种各样的交通应用。其中CAN总线信息包含着丰富的车辆运行状态，且实时性强，准确度高，是理想的车联网信息源。车联网终端通过获取CAN总线信息，能够显著提高车联网应用效用，达到用信息技术手段提高车辆运行安全，提高公路交通效率，节能减排的目的。

与此同时，车联网可能带来车辆CAN总线信息安全隐患。车辆CAN总线上有大量车辆控制信息，通过车联网，网络攻击者可以获取车辆数据，甚至远程控制车辆，造成危险。为了保证车辆现场总线安全，车企一般采用对CAN总线的地址和内容的编码信息保密，不开放给车联网终端厂商或车机厂商，或只使用自己研发的终端。这种方式并不能从技术上、结构上保证车联网及CAN总线安全，反而在一定程度上制约车联网相关技术的发展。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种连接设备，其克服了现有车联网终端直接读取汽车CAN总线消息带来的信息安全问题，实现车联网终端在读取CAN总线数据的同时，对CAN总线数据进行隔离和保护。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种数据传输方法，包括以下步骤：

步骤1，离线下载汽车CAN总线逻辑信息；

步骤2，从汽车CAN总线数据流中读取数据，将数据编成“节点ID-数据内容”的格式；

步骤3，将具有“节点ID-数据内容”格式的数据按照汽车CAN总线逻辑信息，翻译成具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息；若检测到外部接入设备，则返回步骤1；

步骤4，将具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息采用无线方式传输到车联网车载终端。

本发明的另一方面提供一种连接设备，包括离线下载模块、汽车CAN总线读取模块、可编程逻辑模块和无线网络模块，其中，汽车CAN总线读取模块连接汽车CAN总线和可编程逻辑模块，无线网络模块连接可编程逻辑模块和车联网终端，离线下载模块连接可编程逻辑模块；

其中，离线下载模块用于下载汽车CAN总线逻辑信息，并控制可编程逻辑模块的启动；

汽车CAN总线读取模块用于从汽车CAN总线数据流中读取数据，将数据编成“节点ID-数据内容”的格式；

可编程逻辑模块用于将具有“节点ID-数据内容”格式的数据按照汽车CAN总线逻辑信息，翻译成具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息；

无线传输模块用于将具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息采用无线方式传输到车联网车载终端。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明将车载终端和汽车CAN总线进行物理隔离，并在功能上满足车载终端对汽车数据的读取需求，使得在车载终端受到信息安全威胁时，保护车辆CAN总线不被攻击，从而保证车辆安全。

2、本发明添加了可编程逻辑模块，汽车厂家通过包括有线、无线、外部存储设备等传输方式，可以实现包含有CAN总线地址和物理含义的CAN总线逻辑下载，可编程逻辑模块根据这些信息，能够实现对汽车CAN总线数据解密的同时，***露信息具体内容；车载终端仅能通过连接设备调用CAN总线信息，无法获知特定数据对应的CAN总线地址，达到保护车辆CAN总线协议的目的。

3、本发明所包含的基于单片机的离线下载模块只可写不可读，在设备使用时离线，这两点保证车辆CAN总线逻辑保密且不被攻击，间接保证车辆安全。

4、中间件和车载终端间的通信通过无线网络完成，满足对各类车载终端的软硬件结构兼容；该结构能够方便的兼容各种车载终端，为不同类型的车载终端，包括智能车机、智能手机方便的获取CAN消息提供了可能。保证了***的兼容性和易用性。

附图说明

图1是本发明适用的工作场景示意图；

图2是本发明的连接设备的***结构示意图；

附图标记说明：1汽车CAN总线，2数据传输接口，3无线连接设备，4数据传输接口，5车联网终端，6车联网终端天线，7其他车联网终端。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

具体实施方式

本发明提供了一种连接设备，用于本地车联网终端与汽车CAN总线相连，包括离线下载模块、汽车CAN总线读取模块、可编程逻辑模块和无线网络模块，其中，汽车CAN总线读取模块连接汽车CAN总线和可编程逻辑模块，无线网络模块连接可编程逻辑模块和车联网终端，离线下载模块连接可编程逻辑模块。

其中，离线下载模块采用单片机，离线下载模块通过有线接入、无线接入或者外部存储设备接入的方式实现汽车CAN总线逻辑信息的下载；离线下载模块将下载的汽车CAN总线逻辑信息通过HID总线连接可编程逻辑模块，并控制可编程逻辑模块的启动；离线下载模块检测外部接入，若检测到外部设备接入，则控制可编程逻辑模块停止工作。基于单片机的离线下载模块只可写不可读，在设备使用时离线，这两点保证车辆CAN总线逻辑保密且不被攻击，间接保证车辆安全。

CAN总线读取模块用于读取汽车CAN总线数据流中的数据，并将数据编写成“节点ID-数据内容”的格式，并将编写后的数据发送给可编程逻辑模块。

可编程逻辑模块通过FPGA实现，受到离线下载模块的控制；在每次上电时，其从离线下载模块获取CAN总线逻辑信息；可编程逻辑模块将接收到的具有“节点ID-数据内容”的格式的数据按照CAN总线逻辑信息的固有逻辑，翻译成“事件设备-事件状态”的CAN信息，并将翻译好的CAN信息发送给无线传输模块。可编程逻辑模块根据CAN总线逻辑信息，能够实现对汽车CAN总线数据解密的同时，***露信息具体内容。车载终端仅能通过本发明的无线连接设备调用CAN总线信息，无法获知特定数据对应的CAN总线地址，达到保护车辆CAN总线协议的目的。

无线传输模块将接收到的“事件设备-事件状态”的CAN信息通过无线网络输送到车联网车载终端；本发明的无线传输模块不对任何***无线网络信息进行响应，以保证汽车CAN总线的安全。本发明的无线连接设备和车载终端间的通信通过无线网络完成，满足对各类车载终端的软硬件结构兼容；该结构能够方便的兼容各种车载终端，为不同类型的车载终端，包括智能车机、智能手机方便的获取CAN消息提供了可能，保证了***的兼容性和易用性。

本发明的连接设备隔离车载设备和汽车CAN总线，在保证车身总线安全、车辆总线协议安全的前提下，实现车载终端对车辆数据的读取；并向上兼容现有与CAN总线直连的车联网终端。本发明通过无线网络方式和车载终端与车联网终端设备相连，结构简单，通用性强，能够满足各车载终端厂商和汽车生产商的需求。

利用上述连接设备的数据传输方法，包括以下步骤：

步骤1，上电启动时，离线下载模块判断是否有汽车CAN总线逻辑下载设备接入，如存储卡、有线网络、无线网络等。若无汽车CAN总线逻辑下载设备接入，则执行步骤2，若有汽车CAN总线逻辑下载设备接入，则离线下载模块下载汽车CAN总线逻辑，下载完成后，离线下载模块停止下载工作，并将下载的汽车CAN总线逻辑写入可编程逻辑模块，并启动可编程逻辑模块。

步骤2，汽车CAN总线读取模块从汽车CAN总线数据流中读取数据，并将数据编成“节点ID-数据内容”的格式，将具有“节点ID-数据内容”格式的数据发送到可编程逻辑模块；CAN总线数据内容为“节点ID、数据内容”两部分为一条，其中节点ID代表着数据发生的设备，数据内容代表着状态。如“左转向灯亮”这个信息，节点ID为4C1，数据内容为1A2B3C；

步骤3，可编程逻辑模块根据汽车CAN总线逻辑将具有“节点ID-数据内容”格式的数据翻译成具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息；将具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息发送到无线传输模块；例如，“左转向灯亮”这个信息，节点ID为4C1，其对应的事件设备为左转向灯，数据内容为1A2B3C，对应的事件状态为亮。

步骤4，无线传输模块将具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息传输到车联网车载终端。

本发明的另一个方面提供了一种数据传输方法，具体包括以下步骤：

步骤1，离线下载汽车CAN总线逻辑信息；

步骤2，从汽车CAN总线数据流中读取数据，将数据编成“节点ID-数据内容”的格式；

步骤3，将具有“节点ID-数据内容”格式的数据按照汽车CAN总线逻辑信息，翻译成具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息；若检测到外部汽车CAN总线逻辑下载设备，如存储卡、有线网络、无线网络等，则返回步骤1；

步骤4，将具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息采用无线方式传输到车联网车载终端。

实施例

本实施例的工作场景如图1所示。***结构如图2所示。假设某汽车在CAN总线地址“4C1”上有左转向灯数据“1A2B3C”，代表左转向灯开启。且对于车联网终端。车载终端需要在不清楚车辆CAN总线地址及数据内容的情况下，读取“左转向灯开启”的状态。具体工作流程如下：

步骤1：汽车厂商通过有线、无线或存储介质等方式将“4C1-1A2B3C-左转向灯-开启”的对应逻辑关系下载到离线下载模块中；离线下载模块将“4C1-1A2B3C-左转向灯-开启”内容传到可编程逻辑模块，并启动可编程逻辑模块。

步骤2：汽车CAN总线读取模块从汽车CAN总线数据流中读取数据，将数据编成“节点ID-数据内容”的格式，并转发给可编程逻辑模块。

步骤3：当可编程逻辑模块读取到地址为“4C1”的消息“1A2B3C”时，将其翻译成“左转向灯-开启”。

步骤4：无线网络模块将“左转向灯-开启”传送到车联网车载终端，车载终端读取到“左转向灯-开启”消息，获取到所需的CAN总线消息内容。

本发明涉及包含汽车总线、车联网和智能交通领域，主要解决车联网终端在读取车辆CAN总线信息时，可能造成的汽车CAN总线消息被窃取、篡改甚至控制车辆的问题。利用本发明的连接设备，可以达到车辆CAN总线与车载终端隔离，实现保护CAN总线的同时，实现车联网车载终端读取车辆状态的目的，最终实现车联网应用的实现，车辆总线安全的目的。

Claims (2)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，离线下载汽车CAN总线逻辑信息；

步骤2，从汽车CAN总线数据流中读取数据，将数据编成“节点ID-数据内容”的格式；

步骤3，将具有“节点ID-数据内容”格式的数据按照汽车CAN总线逻辑信息，翻译成具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息；若检测到外部接入设备，则返回步骤1；

步骤4，将具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息采用无线方式传输到车联网车载终端。

2.一种连接设备，包括离线下载模块、汽车CAN总线读取模块、可编程逻辑模块和无线网络模块，其中，汽车CAN总线读取模块连接汽车CAN总线和可编程逻辑模块，无线网络模块连接可编程逻辑模块和车联网终端，离线下载模块连接可编程逻辑模块；

其中，离线下载模块用于下载汽车CAN总线逻辑信息，并控制可编程逻辑模块的启动；

汽车CAN总线读取模块用于从汽车CAN总线数据流中读取数据，将数据编成“节点ID-数据内容”的格式；

可编程逻辑模块用于将具有“节点ID-数据内容”格式的数据按照汽车CAN总线逻辑信息，翻译成具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息；

无线传输模块用于将具有“事件设备-事件状态”格式的CAN信息采用无线方式传输到车联网车载终端。