CN112367233B - 基于面向服务的架构下车载网络ecu通信方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法和装置，具体包括：基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU进行将CAN信号提取有效数据后将有效数据转化为服务；服务提供方通过基于SOME/IP‑SD协议与调用服务的客户端建立创建服务连接；客户端根据需求调用服务提供方的服务执行预设任务时，设置于服务提供方的服务管理模块监视服务在执行时的行为。通过设置服务转化ECU对CAN协议产生的数据信号转化服务，通在服务执行过程中设置服务管理模块进行监督，同时设置服务可信模块进行决策，解决传统CAN协议ECU与车载以太网ECU利用面向服务的架构的通信问题，同时能够确保通信过程是安全可靠的。

Description

基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种基于面向服务的架构下车载网络ECU 通信方法及装置。
背景技术
随着科学技术的发展，现代汽车也伴着科技进步，迈向智能化、网联化发展。随着处理器运算能力和硬件的高速发展，汽车整车功能越来越多、越来越强。鉴于ADAS技术、高品质车载娱乐以及OTA远程升级等新增功能的需求，使得ECU的网络带宽需求也呈现爆发式增长，这一需求超出了传统车载网络的容量极限。另外，为了提供汽车整车功能，车载ECU数量的增多和待传数据的体量增大，普通的CAN网络已经无法满足需求了，特别是在智能座舱，辅助驾驶、无人驾驶等功能需要很大的带宽，这类的需求CAN-FD 也是无法满足的。因此为了满足高带宽的需求，车载以太网由于具备高带宽、低延时以及能够降低车内线束重量而被车载网络引入。尽管车载以太网被引入车载网络，但是传统的CAN网络仍然具备比较大的优点，如高实时、传输距离远、抗电磁干扰能力强等优点，再加上汽车行业安全标准对新进的技术验证需要很长一段时间，目前阶段，传统的基于CAN网络的ECU以及基于车载网络的ECU将共存在车载网络中。现阶段，车载以太网通信的ECU在基于AUTOSAR架构采用了面向服务的架构进行通信，而传统基于CAN网络的ECU并不支持该模式，如何将车载网络中的基于CAN协议传输的ECU 与基于车载以太网传输的ECU在采用面向服务的架构进行通信的方法已经成为制约车载网络通信技术的瓶颈。
发明内容
本发明提供一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，其特征在于，至少包括：
基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU 进行将CAN信号提取有效数据后将有效数据转化为服务；
服务提供方通过基于SOME/IP-SD协议与调用服务的客户端建立创建服务连接；
服务转化ECU对有效数据转化为服务前需要判断有效数据是否已经被转化为服务，若有效数据与之前相比未发生变化并且已经转化为服务，则终止转化，若有效数据发生变化或未被转化为服务，则将有效数据转化为服务。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，进一步地，服务转化ECU内的CAN协议栈将CAN信号进行解析后提取有效数据，服务转化 ECU内的服务转化模块将有效数据按照基于AUTOSAR架构的标准协议将有效数据转化为供客户端调用的服务；
所述服务提供方和客户端包括基于CAN协议的ECU和车载以太网协议的 ECU、服务转化ECU。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，进一步地，客户端根据需求调用服务提供方的服务执行预设任务时，设置于服务提供方的服务管理模块监视服务在执行时的行为；
服务管理模块监视服务以获取预设的事件，然后封装预设的事件和相应的上下文后，发送给设置于服务提供方的服务可信模块。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，进一步地，服务管理模块监视的服务正在执行的行为并将收集服务执行的行为过程形成的反馈信息发送给服务可信模块；
当发现服务执行的行为具有恶意时，服务管理模块暂停服务执行，并向服务可信模块请求许可并等待来自服务可信模块的响应；
服务可信模块响应服务可信模块并根据预设策略指示服务管理模块终止服务执行或允许其正常执行或纠正服务的执行行为。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，进一步地，客户端调用服务后，客户端从服务可信模块请求会话标识，请求成功后，服务可信模块将创建一个会话，会话将负责收集相应的会话反馈，客户端和服务管理模块使用请求的会话标识来维护会话并向服务可信模块报告反馈。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，进一步地，客户端调用服务后，客户端创建一个请求，并将客户标识和会话表示作为标头添加到该请求，调用服务；
若被客户端调用的服务在执行任务时再调用另一服务，则服务管理模块截获传入的请求并提取客户标识和会话标识以用于进一步的会话反馈；
会话反馈包括：会话标识、元数据、当前服务、被当前服务即将调用的服务；
元数据包括额外的上下文信息。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，进一步地，调用完成后，客户端通过服务可信模块以获取会话报告，会话报告至少包括会话的综合信任值以及服务执行期间是否违反了预设策略。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，进一步地，预设策略包括服务执行行为可信度，可信度是动态可变的，可信度的计算依据至少包括：服务的实际执行执行历史记录、服务信誉、客户评分。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，进一步地，基于车载以太网协议ECU作为客户端需要调用基于CAN协议的ECU提供的功能包括：基于车载以太网协议ECU通过SOME/IP协议发送请求信息给服务转化 ECU请求调用相应基于CAN协议的ECU转化的服务，服务转化ECU接收到请求后开始启动对应的服务；
服务启动后，服务转化ECU内设有服务转化模块提取服务的有效数据并经CAN协议发送给相应的基于CAN协议的ECU进行进行执行预设任务。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，包括：基于车载以太网协议的ECU、基于CAN协议的ECU、服务转化ECU、车载以太网交换机，其中，基于CAN协议的ECU与服务转化ECU相连，服务转化ECU、车载以太网ECU通过车载以太网交换机相连接；
基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU 进行将CAN信号提取有效数据后将有效数据转化为基于面向服务的服务。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，进一步地，服务转化ECU包括：CAN协议栈，被配置于用于对基于CAN协议传输信号进行解析并从中提取有效数据或将有效数据转化CAN协议的传输信号；
服务转化模块，被配置于将有效数据转化成基于AUTOSAR标准的服务或将从服务中提取有效数据；
服务转化ECU对有效数据转化为基于面向服务的服务转化前需要判断有效数据是否已经被转化为服务，若有效数据与之前相比未发生变化并且已经转化为服务，则终止转化，若有效数据发生变化或未被转化为服务，则将有效数据转化为服务。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，进一步地，服务转化ECU还包括：服务管理模块，被配置为用于负责在运行时监视服务的执行情况，以检测恶意服务调用或恶意数据泄漏；每当将要进行服务调用时，会向服务可信模块发送反馈消息；当检测到服务恶意行为时，具备停止执行服务并等待从服务可信模块返回的响应，响应将指示阻止服务调用或将其恢复为正常执行；
服务可信模块，被配置为用于根据来自服务转化模块的反馈消息，通过预设策略的执行决定响应服务管理模块；服务可信模块包括用于定义可信数据库，用于分析被调用的服务的执行行为，并在被调用的服务执行后，根据客户端的会话请求将服务的执行过程形成会话报告发送给客户端。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，进一步地，车载以太网协议的ECU包括服务管理模块，被配置为用于负责在运行时监视服务的执行情况，以检测恶意服务调用或恶意数据泄漏；每当将要进行服务调用时，会向服务可信模块发送反馈消息；当检测到服务恶意行为时，具备停止执行服务并等待从服务可信模块返回的响应，响应将指示阻止服务调用或将其恢复为正常执行；
服务可信模块，被配置为用于根据来自服务转化模块的反馈消息，通过预设策略的执行决定响应服务管理模块；服务可信模块包括用于定义可信数据库，用于分析被调用的服务的执行行为，并在被调用的服务执行后，根据客户端的会话请求将服务的执行过程形成会话报告发送给客户端。
一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，进一步地，车载网络中还设置智能天线，智能天线设有包括：服务配置器，车载以太网协议栈、外部通信接口，其中，服务配置器与车载以太网协议栈、外部通信接口相连接；
服务配置器包括：缓存模块，用于缓存外部信息以处理内部网络的可用性。
有益效果：
1.本发明中提供面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，能够将基于 CAN协议的传输的信号转化为服务以提供基于车载以太网的ECU进行调用，同时，在服务调用的过程中，对服务的执行行为进行监控。一方面，实现传统ECU与车载以太网的ECU之间基于面向服务的架构进行通信。另一方面，解决服务执行过程中，现有技术的面向服务的架构在服务执行过程中缺乏反馈与监督的技术问题，使其能够应用的适应车内网络中具有安全性、实时、可靠性的需求。
2.在服务转化时，由于CAN协议的信号发送时周期性的发送，首先判断从CAN信号中提取的有效数据是否发生变化或者已经转化为服务，根据判断结果执行相应操作，并非每次接受到CAN信号都需要转化，这样就降低的服务转化ECU的内部资源消耗。另外一方面，频繁的服务转化也会导致服务与客户端不停的建立通信连接以及消息订阅等，加剧车载网络负荷，严重会导致车载网络瘫痪。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1为本发明一实施例中面向服务的架构下车载网络的结构示意图。
图2为本发明一实施例中智能天线的结构示意图。
图3为本发明一实施例中基于CAN协议ECU发送的信号转化经过服务ECU转化为服务的流程图。
图4为本发明一实施例中客户端调用服务进行执行任务的过程监控流程图。
具体实施方式
为了对本文的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图1 至4说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。为使图面简洁，各图中的示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
关于控制***，功能模块、应用程序(APP)本领域技术人员熟知的是，其可以采用任何适当的形式，既可以是硬件也可以是软件，既可以是离散设置的多个功能模块，也可以是集成到一个硬件上的多个功能单元。作为最简单的形式，所述控制***可以是控制器，例如组合逻辑控制器、微程序控制器等，只要能够实现本申请描述的操作即可。当然，控制***也可以作为不同的模块集成到一个物理设备上，这些都不偏离本发明的基本原理和保护范围。
本发明中“连接”，即可包括直接连接、也可以包括间接连接、通信连接、电连接，特别说明除外。
本文中所使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的并且不旨在限制本公开。如本文中所使用地，单数形式“一个”、“一种”、以及“该”旨在也包括复数形式，除非上下文明确地另作规定。还将理解的是，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”是指存在有所陈述的特征、数值、步骤、操作、元件和/或组分，但是并不排除存在有或额外增加一个或多个其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组分和/或其组成的群组。作为在本文中所使用的，术语“和/或”包括列举的相关项的一个或多个的任何和全部的组合
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
此外，本公开的控制器可被具体化为计算机可读介质上的非瞬态计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器或类似物执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括，但不限于，ROM、RAM、光盘 (CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在通过网络耦合的计算机***中，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)或车载以太网以分布式方式存储和执行。
本实施提供一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，参见图 1，具体包括：基于CAN协议的ECU，服务转化ECU，车载以太网ECU，T- box，其中，基于CAN协议的ECU与服务转化ECU相连接，服务转化ECU、车载以太网协议的ECU、T-box通过车载以太网交换机进行连接；
具体地，车载网络中，传统的ECU大多数都是基于CAN协议的，由于基于CAN协议传输具备实时性和可靠性，而且成本低并且经过上百年的验证，其具有难以替换的优势。另外，为了满足现代智能汽车的高速率、低车身重量传输，传统CAN协议的ECU较难满足，基于车载以太网协议的ECU能够满足高带宽、低线束重量。但是由于汽车涉及众多的ECU，每个ECU的应用场合和需求不同，因此使得基于CAN协议的ECU和基于车载以太网的ECU在很长一段时间内进行共存。但是基于传统的CAN协议的ECU的通信效率较低，为了提高车载网络的ECU的通信效率，提出一种基于面向服务架构的通信机制在车载网络中获得应用，但是由此也带来了很多问题，基于CAN协议通信的ECU 与基于车载以太网的ECU如何通过面向服务的架构进行通信。
服务转化ECU被配置为用于作为基于CAN协议的ECU与基于车载以太网协议的ECU相互通信转化的媒介，服务转化ECU包括：CAN协议栈、服务转化模块、服务管理模块、服务可信模块、车载以太网协议栈；
CAN协议栈用于将信号按照CAN协议的标准格式进行编码封装后发送给基于CAN协议的ECU或对接收到的符合CAN协议的信号进行解码；
服务转化模块用于将对经过解码的CAN协议信号进行有效数据提取并将有效数据转化为服务；
本实施例所定义的服务包括：一个或多个方法，一个或多个事件以及一个或多个字段的逻辑组合；服务可以独立实现某种功能。
服务也可以调用服务，例如假设有A1、A2、A3三个服务，根据事先定义， A1服务的实现需要调用A2，而A2调用的实现需要调用A3，因此当调用A1服务时，A2和A3也要调用。
服务管理模块用于负责在运行时监视服务的执行情况，以检测恶意服务调用或恶意数据泄漏；每当将要进行服务调用时，会向服务可信模块发送反馈消息；当检测到服务恶意行为时，具备停止执行服务并等待从服务可信模块返回的响应，响应将指示阻止服务调用或将其恢复为正常执行；
服务可信模块用于根据来自服务转化模块的反馈消息，通过预设策略的执行决定响应服务管理模块；服务可信模块包括用于定义可信数据库，用于分析被调用的服务的执行行为，并在被调用的服务执行后，根据客户端的会话请求将服务的执行过程形成会话报告发送给客户端；
车载以太网协议栈用于将信号按照车载以太网协议的标准格式进行编码封装后发送给基于车载以太网协议的ECU或对接收到的符合车载以太网协议的信号进行解码后发给应用程序进行数据处理。
车载以太网协议的ECU包括服务管理模块、服务可信模块、车载以太网协议栈；
服务管理模块被配置为用于负责在运行时监视服务的执行情况，以检测恶意服务调用或恶意数据泄漏；每当将要进行服务调用时，会向服务可信模块发送反馈消息；当检测到服务恶意行为时，具备停止执行服务并等待从服务可信模块返回的响应，响应将指示阻止服务调用或将其恢复为正常执行；
服务可信模块，被配置为用于根据来自服务转化模块的反馈消息，通过预设策略的执行决定响应服务管理模块；服务可信模块包括用于定义可信数据库，用于分析被调用的服务的执行行为，并在被调用的服务执行后，根据客户端的会话请求将服务的执行过程形成会话报告发送给客户端。
车载以太网协议栈用于将信号按照车载以太网协议的标准格式进行编码封装后发送给基于车载以太网协议的ECU或对接收到的符合车载以太网协议的信号进行解码后发给应用程序进行数据处理。
具体地，服务可信模块可以单独设置一个ECU，统一设置专门的ECU内置服务可信模块，但是设计方式尽管可以节省每个ECU内的***运行资源，但是其会带来通信成本增加。因为每次服务调用，信号都需要经过多次转化后以通过车载网络总线传输给专门的ECU内的服务可信模块，由此增加的车载网络的负荷。为了解决该问题，本实施设置于能够提供服务的ECU内，但不设置于基于CAN协议的ECU。
在定义服务功能时，基于SOME/IP的协议，其中定义服务的消息ID (message ID)，其包括服务ID(Service ID)和方法ID(Method ID)，消息 ID是一个32位的标识符，用于标识消息，消息ID必须唯一地标识服务的方法或事件，消息ID的分配取决于用户，但是，消息ID对于整个***必须是唯一的，消息ID与CAN ID进行比较，并应通过类似的过程进行处理。
基于SOME/IP协议提供的服务，至少包括：与CAN ID对应的消息ID，服务ID、实例ID、事件组ID；
所述消息ID包括服务ID和方法ID。
服务ID和实例ID用于与客户端建立连接时进行提供服务、发现服务、停止服务，服务ID和实例ID用于SOME IP_SD报文的使用。
为了确保服务消息ID是在整个车载网络***是唯一的，在提供服务的ECU 内设有CAN ID与消息ID的对应映射表以及消息ID映射表，当服务产生时，首先在消息ID映射表申请与服务对应的消息ID，***自动从消息ID映射表未被使用的消息ID中自动分配一个消息ID给服务，同时，通过UDP协议广播车载网络节点中其它提供服务的ECU当前已经被用的消息ID，提供服务的ECU 更新内部的消息ID映射表。
本实施还提供了一种基于面向服务的架构下车载网络ECU的通信方法，参见图3和图4，具体包括：
基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU 进行将CAN信号提取有效数据后将有效数据转化为服务；
服务提供方通过基于SOME/IP-SD协议与调用服务的客户端建立创建服务连接；
服务转化ECU对有效数据转化为服务前需要判断有效数据是否已经被转化为服务，若有效数据与之前相比未发生变化并且已经转化为服务，则终止转化，若有效数据发生变化或未被转化为服务，则将有效数据转化为服务。
具体地，传统基于CAN总线传输的ECU根据触发条件不同，在车身CAN 网络中可分为事件型、周期性及混合型三种传输模式；
在事件型传输模式，随着类型或数据的转变及时发送的消息。此类型消息的好处是极少占用总线资源，但是可能会存在漏发情况，这种消息类似于网络的中断，用于故障诊断的帧可以是事件型的。
在周期型传输模式，以某个时间为周期，循环发送的消息类型。此类型的消息要求的时间精度一般小于10％，可以尽可能的保证消息的可靠性，如果周期过短，可能会使总线的负载过大，影响网络的质量。在设计网络中，可遵循如下的基本规则：如果帧的ID号越小，它的优先级越高，那么它的周期可以越小。用于监督网络状态的帧可以是周期性的。
在混合型传输模式：事件型与周期型混合类型的帧。事件型消息发送实时变化的帧，周期性的发送保证了消息的完备性。如用于监控外部设备的帧，如果帧中的参数无变化，将周期性的发送，如帧中的参数发生了变化，将会以事件发送此帧，然后重新计时以周期帧发送。
因此，在本实施中，基于CAN协议的传输模式采用事件型与周期型混合类型的帧进行传输，但用于诊断传输的情形极少，大多数情况下都是周期性传输模式，基于CAN协议的ECU都是在周期性在CAN网络中发送报文数据，这将导致服务转化ECU不停对来自CAN协议周期性的报文进行转化，一方面进行重复的转化工作，另一方面，加剧了服务转化ECU的***资源过渡消耗而无法进行其本质工作(担任与基于车载以太网ECU与基于CAN协议的ECU的通信媒介)，为了解决该技术问题，每次提取来自CAN协议的ECU发送的有效数据前并非每次都要转化，因为CAN协议的ECU是周期性的发送CAN信号，因此，在转化前实现判断有效数据是否已经被转化为服务或者尽管转化为服务，但是有效数据发生了变化，若有效数据发生变化或没有被转化服务，则将有效数据转化为服务，若有效数据未发生变化或已经转化为服务，则终止转化过程。通过这种对有效数据进行判断后决定是否转化为服务，可以极大的降低服务转化ECU的负荷，以使得服务转化ECU能够正常工作。另一方面，提供的服务可以动态更改。
具体地，服务转化ECU的转化过程包括：
服务转化ECU内的CAN协议栈将CAN信号进行解析后提取有效数据，服务转化ECU内的服务转化模块将有效数据按照基于AUTOSAR架构的标准协议将有效数据转化为供客户端调用的服务；
所述服务提供方和客户端包括基于CAN协议的ECU和车载以太网协议的 ECU、服务转化ECU。
有效数据至少包括CAN ID、载荷数据、请求信息；
具体地，汽车行业相比于消费电子，如手机行业，互联网行业，具有较高的安全性，当采用基于面向服务的架构进行通信时，客户端和服务提供方相对独立，客户端只需要调用需要的服务，而对服务的执行过程并不知晓，如果服务执行恶意行为，如泄露隐私数据、串改数据等危险到安全驾驶的行为时，则可能会导致严重的安全事故发生，为了加强服务执行的过程安全控制，降低风险，本实施例设计了服务管理模块与服务可信模块进行相互配合，以解决基于面向服务的架构应用于汽车的安全问题。另外，由于客户端调用服务，及时当前调用的服务时可信的，但是调用的服务在执行过程中仍然可能调用另外一个服务或多个服务，甚至被调用的服务再次调用其它的服务，这些过程客户端是无法控制，所以存在的风险极大，需要对服务调用过程中的执行行为进行安全性监控和评估。
具体地，参见图4，客户端根据需求调用服务提供方的服务执行预设任务时，设置于服务提供方的服务管理模块监视服务在执行时的行为；
服务管理模块监视服务以获取预设的事件，然后封装预设的事件和相应的上下文后，发送给设置于服务提供方的服务可信模块。
服务管理模块监视的服务正在执行的行为并将收集服务执行的行为过程形成的反馈信息发送给服务可信模块；
当发现服务执行的行为具有恶意时，服务管理模块暂停服务执行，并向服务可信模块请求许可并等待来自服务可信模块的响应；
服务可信模块响应服务可信模块并根据预设策略指示服务管理模块终止服务执行或允许其正常执行或纠正服务的执行行为。
客户端调用服务后，客户端从服务可信模块请求会话标识，请求成功后，服务可信模块将创建一个会话，会话将负责收集相应的会话反馈，客户端和服务管理模块使用请求的会话标识来维护会话并向服务可信模块报告反馈。
客户端调用服务后，客户端创建一个请求，并将客户标识和会话表示作为标头添加到该请求，调用服务；
若被客户端调用的服务在执行任务时再调用另一服务，则服务管理模块截获传入的请求并提取客户标识和会话标识以用于进一步的会话反馈；
会话反馈包括：会话标识、元数据、当前服务、被当前服务即将调用的服务；
元数据包括额外的上下文信息；
调用完成后，客户端通过服务可信模块以获取会话报告，会话报告至少包括会话的综合信任值以及服务执行期间是否违反了预设策略；
预设策略包括服务执行行为可信度，可信度是动态可变的，可信度的计算依据服务的实际执行执行历史记录、服务信誉、客户评分；
服务信誉包括其他服务使用者提供的反馈；
传统的可信度都是定性的，及对于一个服务，要么定义为可信服务，要么定义不可信服务，但是车载网络中涉及的功能较为复杂，很难将一个服务定义为可信服务或者不可信服务，因为即使定义为可信服务，其服务在执行过程中如遇到干扰或攻击或不可预知的情况，可能导致恶意的行为，甚至影响车身安全的行为等。
为了解决该问题，本实施对于服务的可信度采取定量化并且动态可调进行计算：
可信度另一个评分是客户评分，它可以动态更改服务的评分；信任更新机制可以基于客户端定义的策略。
基于车载以太网协议ECU作为客户端需要调用基于CAN协议的ECU提供的功能，具体包括：基于车载以太网协议ECU通过SOME/IP协议发送请求信息给服务转化ECU请求调用相应基于CAN协议的ECU转化的服务，服务转化ECU接收到请求后开始启动对应的服务；
服务启动后，服务转化ECU内设有服务转化模块提取服务的有效数据并经CAN协议发送给相应的基于CAN协议的ECU进行进行执行预设任务。
车载网络的ECU需要与位于云端的服务器或者与外部设备进行连接进行诊断，因此，车载网络中还设置智能天线，具体参见图2，智能天线与车载以太网交换机相连接，智能天线设有包括：服务配置器，车载以太网协议栈、外部通信接口，其中，服务配置器与车载以太网协议栈、外部通信接口相连接；
服务配置器包括：
服务转化模块，对接收到来自不同的协议传来的信号进行解析后提取有效数据，并将提取有效数据翻译为服务；
缓存模块，用于缓存外部信息以处理内部网络的可用性；
安全管理模块，用于应用策略并执行服务级别的访问控制；
IoT物联网协议，用于与外部设备进行通信的协议，协议包括：MQIT、 CoAP等；
外部通信接口用于与外部设备进行通信。
具体地，外部设备根据与需求需要与车载网络节点的ECU进行通信的方法包括：
外部设备与智能天线建立网络连接，具体包括：
外部设备通过智能天线的外部通信接口发送访问连接请求，外部通信接口将请求信息发送给设置于服务配置器中的安全管理模块，安全管理模块对请求信息进行判断是否允许外部设备接入车内网络的请求并将信息反馈外部设备通信接口，若同意接入，则建立外部设备与智能天线的连接但并不允许外部设备直接访问车内网络节点的其它ECU；
外部设备调用车载网络的节点的服务包括：
发送信号给服务转化模块，服务转化模块对信号进行解析后提取有效数据并转化服务，判断服务是控制类型还是数据类型，若为控制类型的应用服务，应用服务作为客户端与为其提供的服务ECU建立通信连接后调用相应的服务实现对目标ECU的功能执行；若为数据类型的服务，此时，服务作为服务提供方，需要与所需服务的客户端建立连接后，客户端订阅服务后，直接向客户端发送数据。
当外部数据传送的数据量大于预设的流量阈值时，例如：用户此时需要打开车载主机，在车内观看电影、听音乐，或者下载大文件，GPS导航升级等，此时传输流量的流量非常大，而车载网络采用基于SOME/IP协议的传输，由于单帧的传输数据大小的限制，大流量传输会占据较多带宽，为了不影响车内网络中涉及低延时、高可行的功能进程的正常运行，传输流量在大于预设阈值的条件下，外部设备的传送的数据暂时缓存到缓存模块中，数据按照先进先出进行排序，利用网络负载空闲时在进行传输数据。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。本领域的技术人员可以清楚，该实施例中的形式不局限于此，同时可调整方式也不局限于此。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，其特征在于，至少包括：
基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU进行将CAN信号提取有效数据后将有效数据转化为服务；
服务提供方通过基于SOME/IP-SD协议与调用服务的客户端建立创建服务连接；
客户端根据需求调用服务提供方的服务执行预设任务时，设置于服务提供方的服务管理模块监视服务在执行时的行为；
服务管理模块监视服务以获取预设的事件，然后封装预设的事件和相应的上下文后，发送给设置于服务提供方的服务可信模块；
客户端调用服务后，客户端从服务可信模块请求会话标识，请求成功后，服务可信模块将创建一个会话，会话将负责收集相应的会话反馈，客户端和服务管理模块使用请求的会话标识来维护会话并向服务可信模块报告反馈。
2.如权利要求1所述基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，其特征在于，服务转化ECU对有效数据转化为服务前需要判断有效数据是否已经被转化为服务，若有效数据与之前相比未发生变化并且已经转化为服务，则终止转化，若有效数据发生变化或未被转化为服务，则将有效数据转化为服务；
服务转化ECU内的CAN协议栈将CAN信号进行解析后提取有效数据，服务转化ECU内的服务转化模块将有效数据按照基于AUTOSAR架构的标准协议将有效数据转化为服务；
所述服务提供方和客户端包括基于CAN协议的ECU和车载以太网协议的ECU、服务转化ECU。
3.如权利要求1所述基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，其特征在于，服务管理模块监视的服务正在执行的行为并将收集服务执行的行为过程形成的反馈信息发送给服务可信模块；
当发现服务执行的行为具有恶意时，服务管理模块暂停服务执行，并向服务可信模块请求许可并等待来自服务可信模块的响应；
服务可信模块响应服务可信模块并根据预设策略指示服务管理模块终止服务执行或允许其正常执行或纠正服务的执行行为。
4.如权利要求1所述基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，其特征在于，客户端调用服务后，客户端创建一个请求，并将客户标识和会话表示作为标头添加到该请求，调用服务；
若被客户端调用的服务在执行任务时再调用另一服务，则服务管理模块截获传入的请求并提取客户标识和会话标识以用于进一步的会话反馈；
会话反馈包括：会话标识、元数据、当前服务、被当前服务即将调用的服务；
元数据包括额外的上下文信息。
5.如权利要求1所述基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，其特征在于，调用完成后，客户端通过服务可信模块以获取会话报告，会话报告至少包括会话的综合信任值以及服务执行期间是否违反了预设策略。
6.如权利要求3所述基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，其特征在于，预设策略包括服务执行行为可信度，可信度是动态可变的，可信度的计算依据至少包括：服务的实际执行执行历史记录、服务信誉、客户评分。
7.如权利要求1所述基于面向服务的架构下车载网络ECU通信方法，其特征在于，基于车载以太网协议ECU作为客户端需要调用基于CAN协议的ECU提供的功能包括：基于车载以太网协议ECU通过SOME/IP协议发送请求信息给服务转化ECU请求调用相应基于CAN协议的ECU转化的服务，服务转化ECU接收到请求后开始启动对应的服务；
服务启动后，服务转化ECU内设有服务转化模块提取服务的有效数据并经CAN协议发送给相应的基于CAN协议的ECU进行进行执行预设任务。
8.一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，其特征在于，包括：基于车载以太网协议的ECU、基于CAN协议的ECU、服务转化ECU、车载以太网交换机，其中，基于CAN协议的ECU与服务转化ECU相连，服务转化ECU、车载以太网ECU通过车载以太网交换机相连接；
基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU进行将CAN信号提取有效数据后将有效数据转化为基于面向服务的服务；
服务转化ECU至少包括服务管理模块，其中，服务管理模块监视服务以获取预设的事件，然后封装预设的事件和相应的上下文后，发送给设置于服务提供方的服务可信模块；
客户端调用服务后，客户端从服务可信模块请求会话标识，请求成功后，服务可信模块将创建一个会话，会话将负责收集相应的会话反馈，客户端和服务管理模块使用请求的会话标识来维护会话并向服务可信模块报告反馈。
9.如权利要求8所述的一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，其特征在于，服务转化ECU还包括：CAN协议栈，被配置于用于对基于CAN协议传输信号进行解析并从中提取有效数据或将有效数据转化CAN协议的传输信号；
服务转化模块，被配置于将有效数据转化成基于AUTOSAR标准的服务或将从服务中提取有效数据；
服务转化ECU对有效数据转化为基于面向服务的服务转化前需要判断有效数据是否已经被转化为服务，若有效数据与之前相比未发生变化并且已经转化为服务，则终止转化，若有效数据发生变化或未被转化为服务，则将有效数据转化为服务。
10.如权利要求8所述的一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，其特征在于，服务管理模块还被配置为用于负责在运行时监视服务的执行情况，以检测恶意服务调用或恶意数据泄漏；每当将要进行服务调用时，会向服务可信模块发送反馈消息；当检测到服务恶意行为时，具备停止执行服务并等待从服务可信模块返回的响应，响应将指示阻止服务调用或将其恢复为正常执行；
服务可信模块，被配置为用于根据来自服务转化模块的反馈消息，通过预设策略的执行决定响应服务管理模块；服务可信模块包括用于定义可信数据库，用于分析被调用的服务的执行行为，并在被调用的服务执行后，根据客户端的会话请求将服务的执行过程形成会话报告发送给客户端。
11.如权利要求8所述一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，其特征在于，车载以太网协议的ECU包括服务管理模块，被配置为用于负责在运行时监视服务的执行情况，以检测恶意服务调用或恶意数据泄漏；每当将要进行服务调用时，会向服务可信模块发送反馈消息；当检测到服务恶意行为时，具备停止执行服务并等待从服务可信模块返回的响应，响应将指示阻止服务调用或将其恢复为正常执行；
服务可信模块，被配置为用于根据来自服务转化模块的反馈消息，通过预设策略的执行决定响应服务管理模块；服务可信模块包括用于定义可信数据库，用于分析被调用的服务的执行行为，并在被调用的服务执行后，根据客户端的会话请求将服务的执行过程形成会话报告发送给客户端。
12.如权利要求8所述一种基于面向服务的架构下车载网络ECU通信装置，其特征在于，车载网络中还设置智能天线，智能天线设有包括：服务配置器，车载以太网协议栈、外部通信接口，其中，服务配置器与车载以太网协议栈、外部通信接口相连接；
服务配置器包括：缓存模块，用于缓存外部信息以处理内部网络的可用性。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112685008A (zh) * 2020-11-30 2021-04-20 上海赫千电子科技有限公司 一种基于autosar采用面向服务架构的服务失效控制方法
CN113037554B (zh) * 2021-03-11 2022-07-29 浙江吉利控股集团有限公司 一种通信协议适配方法、装置、设备及存储介质
CN113067855A (zh) * 2021-03-12 2021-07-02 广州小鹏汽车科技有限公司 一种通信方法、装置和车辆
CN113335018B (zh) * 2021-06-11 2022-12-06 华东理工大学 一种基于some/ip的车载空调服务调用***
CN114051040A (zh) * 2021-11-05 2022-02-15 诚迈科技（南京）股份有限公司 一种基于soa的车身域和座舱域的通讯架构及融合方法
CN114205386B (zh) * 2021-12-06 2024-04-12 上海赫千电子科技有限公司 一种面向服务架构的车载网络通信方法
CN115913809B (zh) * 2022-09-26 2024-05-03 重庆长安汽车股份有限公司 数据分发通信方法、***、计算机设备及存储介质
CN116566790B (zh) * 2023-04-26 2024-05-03 坤联数字技术(深圳)有限公司 车载分布式服务调用***及方法
CN116996551B (zh) * 2023-09-26 2024-01-02 北京云驰未来科技有限公司 一种基于soa化中央网络控制器的车载服务控制***及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103901823A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 联合汽车电子有限公司 车载远程终端
WO2017104112A1 (ja) * 2015-12-16 2017-06-22 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ セキュリティ処理方法及びサーバ
CN109669442A (zh) * 2018-12-25 2019-04-23 深圳市元征科技股份有限公司 一种协议转换方法及转换装置
CN110855558A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 上海博泰悦臻网络技术服务有限公司 车联网网关及CANoverTCP/IP协议连接实现方法、ECU及升级方法
CN111294768A (zh) * 2020-04-07 2020-06-16 大连毅无链信息技术有限公司 远程车载***及其故障诊断、信息获取、远程升级的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020085422A1 (ja) * 2018-10-24 2020-04-30 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ 車載ネットワーク中継装置及び車載ネットワーク中継方法
KR20200079595A (ko) * 2018-12-26 2020-07-06 현대자동차주식회사 메시지 라우팅 시스템 및 그 방법
CN110083088B (zh) * 2019-03-29 2020-12-08 上海赫千电子科技有限公司 信号控制转换装置以及信号控制转换方法
CN110460621A (zh) * 2019-09-10 2019-11-15 上海怿星电子科技有限公司 一种基于some/ip协议的以太网总线与can总线数据转换方法及***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103901823A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 联合汽车电子有限公司 车载远程终端
WO2017104112A1 (ja) * 2015-12-16 2017-06-22 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ セキュリティ処理方法及びサーバ
CN110855558A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 上海博泰悦臻网络技术服务有限公司 车联网网关及CANoverTCP/IP协议连接实现方法、ECU及升级方法
CN109669442A (zh) * 2018-12-25 2019-04-23 深圳市元征科技股份有限公司 一种协议转换方法及转换装置
CN111294768A (zh) * 2020-04-07 2020-06-16 大连毅无链信息技术有限公司 远程车载***及其故障诊断、信息获取、远程升级的方法

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