CN104869053A - 车载局域网的可切换式网关、监测方法和车载局域网系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种车载局域网的可切换式网关、监测方法和车载局域网系统。该可切换式网关中的线路切换装置分别和车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换。可切换式网关中的通信装置接收外部的监测设备通过外部通信接口传输过来的监测指令，将所述监测指令传输给所述线路切换装置。本发明实施例通过在车载局域网中设置可切换式网关，在可切换式网关中增加诊断总线与其他通信总线之间的切换功能，使诊断仪或报文监测设备等监测设备可以通过外部通信接口、可切换式网关对接到诊断总线或通信总线上，来实现车载局域网的诊断和监测的分时复用，实现了对车载局域网进行有效的监测。

Description

车载局域网的可切换式网关、监测方法和车载局域网系统

技术领域

本发明涉及车载局域网技术领域，尤其涉及一种车载局域网的可切换式网关、监测方法和车载局域网系统。

背景技术

车载局域网是为实现车辆内部各电控系统之间的信息共享与功能协作而设计的控制器局域网，组成车载局域网的通信总线一般为CAN(ControllerArea Network，控制器局域网络)总线、LIN(Local Interconnect Network，局域互连网络)总线、K_line总线以及Flexray总线等。此外，为实现各条通信总线之间的通信，通常会在车载局域网中增加一个可切换式网关，该可切换式网关还承担诊断仪与汽车的电控系统之间诊断帧的路由功能时，称此局域网为诊断可切换式网关式车载局域网。

当汽车内部各电控系统出现故障时，工程师/技师们为获得故障相关信息，通常将诊断仪连接到OBD(车载诊断系统，On-Board Diagnostic)接口以进行故障码读取等操作；或将其他通信设备连接到车载局域网上，进行网络报文的监测/记录。

为方便诊断仪或其他通信设备连接到车载局域网上，通常在设计网络时，将车载局域网的1条或多条总线连接到OBD接口上；当需要对各电控系统进行诊断通信、或网络报文的监测/记录时，诊断仪或其他通信设备可通过与OBD接口对接来实现。

现有技术中的一种OBD接口与车载局域网的连接方式示意图如图1所示，图1中显示只有可切换式网关上的一条诊断总线连接到OBD接口上，诊断仪连接到OBD接口后，可通过可切换式网关对诊断报文的路由功能来实现对各条通信总线上的各个ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)的诊断，但网络报文的监测/记录则不能通过对接到OBD接口来进行。

上述现有技术中的OBD接口与车载局域网的连接方式的缺点为：当车厂自己的工程师需要监测/记录网络报文，以分析故障时，监测设备不能直接通过OBD接口来进行网络报文的监测/记录。

发明内容

本发明的实施例提供了一种对车载局域网进行管理的方法和装置，以实现对车载局域网进行有效的监测。

本发明提供了如下方案：

一种车载局域网中的可切换式网关，包括：

线路切换装置，用于分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换。

所述可切换式网关还包括通信装置；

所述通信装置和所述线路切换装置连接，接收外部的监测设备传输过来的监测指令，将所述监测指令传输给所述线路切换装置。

所述的线路切换装置是硬件切换装置或软件切换装置。

所述的线路切换装置中存储有诊断总线和各条通信总线的线路标识信息，所述可切换式网关根据所述监测指令将所述线路标识信息对应的诊断总线或者通信总线和所述通信装置连接。

所述的线路切换装置默认连接在诊断总线上。

所述监测指令中携带有需要监测的总线的线路标识信息；

所述线路切换装置根据所述监测指令中的线路标识信息来建立所述通信装置与相应的总线的通信连接。

一种车载局域网系统，包括：可切换式网关和外部通信接口；

所述的外部通信接口，用于接收外部的监测设备发送的监测指令，将所述监测指令传输给所述可切换式网关；

所述的可切换式网关，用于分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；根据所述监测指令选择将所述车载局域网中的相应的总线和所述外部通信接口连接。

所述的外部通信接口包括车载诊断系统接口。

所述的可切换式网关包括：

通信装置，用于和所述外部通信接口连接，接收所述外部通信接口传输过来的监测指令，所述监测指令中携带有需要监测的总线的线路标识信息，将所述监测指令传输给所述线路切换装置。

线路切换装置，用于分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；预先存储诊断总线和各条通信总线的线路标识信息，根据所述监测指令中的线路标识信息来建立所述通信装置与相应的总线的通信连接。

所述的线路切换装置是硬件切换装置或软件切换装置。

一种车载局域网监测方法，在车载局域网中设置可切换式网关和外部通信接口，所述方法具体包括：

所述外部通信接口接收外部的监测设备发送的监测指令，将所述监测指令传输给所述可切换式网关；

所述可切换式网关分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；根据所述监测指令选择将所述车载局域网中的相应的总线和所述外部通信接口连接。

所述的外部通信接口包括车载诊断系统接口。

所述的外部通信接口接收外部的监测设备发送的监测指令，将所述监测指令传输给所述可切换式网关，包括：

所述可切换式网关中的通信装置和所述外部通信接口连接，接收所述外部通信接口传输过来的监测指令，所述监测指令中携带有需要监测的总线的线路标识信息，将所述监测指令传输给所述可切换式网关中的线路切换装置。

所述的可切换式网关分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；根据所述监测指令选择将所述车载局域网中的相应的总线和所述外部通信接口连接，包括：

所述可切换式网关中的线路切换装置分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；预先存储诊断总线和各条通信总线的线路标识信息；

所述线路切换装置提取所述监测指令中的线路标识信息，根据所述线路标识信息来建立所述通信装置与相应的总线的通信连接。

所述的方法还包括：

当需要对车载局域网中的各条通信总线上的ECU进行诊断时，所述的外部通信接口和诊断仪进行连接；

所述的可切换式网关中的通信装置通过所述外部通信接口和所述诊断仪之间建立安全链接，所述通信装置通过所述安全链接接收所述诊断仪发送过来的监测指令，所述监测指令中包括诊断总线的线路标识信息，将所述监测指令发送给所述的线路切换装置；

所述可切换式网关中的线路切换装置提取所述监测指令中的所述诊断总线的线路标识信息，根据所述诊断总线的线路标识信息选择将所述诊断总线和所述通信装置连接，以使得所述诊断仪通过所述外部通信接口和所述诊断总线连接，利用所述诊断总线对所述车载局域网中的各条通信总线上的ECU进行诊断。

所述的方法还包括：

当需要对车载局域网中的某条通信总线上的通信报文进行监测时，所述的外部通信接口和报文监测设备连接；

所述可切换式网关中的通信装置通过所述外部通信接口和所述报文监测设备之间建立安全链接，所述通信装置通过所述安全链接接收所述报文监测设备发送过来的监测指令，所述监测指令中包括所述某条通信总线的线路标识信息，将所述监测指令发送给所述的线路切换装置；

所述可切换式网关中的线路切换装置提取所述监测指令中的所述某条通信总线的线路标识信息，根据所述某条通信总线的线路标识信息选择将所述某条通信总线和所述通信装置连接，以使得所述报文监测设备通过所述外部通信接口和所述某条通信总线连接，对所述某条通信总线上的报文的接收情况进行监测。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过在车载局域网中设置可切换式网关，在可切换式网关中增加诊断总线与其他通信总线之间的切换功能，使诊断仪或报文监测设备等监测设备可以通过OBD接口、可切换式网关对接到诊断总线或通信总线上，来实现车载局域网的诊断和监测的分时复用，实现了对车载局域网进行有效的监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种OBD接口与车载局域网的连接方式示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种车载局域网中的可切换式网关的具体结构，图中，通信装置21，线路切换装置22；

图3为本发明实施例一提供的一种车载局域网系统的具体结构图，图中，可切换式网关31和外部通信接口32；

图4为本发明实施例二提供的一种对车载局域网进行管理的方法的处理流程图

图5为本发明实施例一提供的一种设置了可切换式网关和OBD接口的车载局域网的线路连接示意图。

具体实施方式

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

本发明实施例要求开发可切换式网关时，不仅要实现诊断帧、通信帧路由功能，同时也要实现连接外部通信接口的引脚在诊断总线与通信总线之间切换的功能。

该实施例提供了一种车载局域网中的可切换式网关，其具体结构如图2所示，包括：

所述的通信装置21，用于和车载局域网中的外部通信接口连接，并且和所述线路切换装置连接，接收外部的监测设备通过所述外部通信接口传输过来的监测指令，将所述监测指令传输给所述线路切换装置。上述外部通信接口可以为OBD接口。

线路切换装置22，用于分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换。所述的线路切换装置可以是硬件切换装置或软件切换装置。

进一步地，所述的线路切换装置21，具体用于预先存储诊断总线和各条通信总线的线路标识信息，提取所述监测指令中携带的线路标识信息，选取所述线路标识信息对应的诊断总线或者通信总线，将所述线路标识信息对应的诊断总线或者通信总线和所述通信装置连接。

所述的线路切换装置默认连接在诊断总线上。

该实施例提供了一种车载局域网系统，其具体结构如图3所示，包括：可切换式网关31和外部通信接口32；

所述的外部通信接口32，用于接收外部的监测设备发送的监测指令，将所述监测指令传输给所述可切换式网关；上述外部通信接口可以为OBD接口。

所述的可切换式网关31，用于和所述车载局域网的外部通信接口连接，接收外部的监测设备通过所述外部通信接口发送的监测指令；根据所述监测指令选择将所述车载局域网中的诊断总线或者通信总线和所述监测设备连接，利用所述诊断总线或者通信总线对所述车载局域网进行监测。

所述的可切换式网关31可以包括：

通信装置，用于和所述外部通信接口连接，接收所述外部通信接口传输过来的监测指令，所述监测指令中携带有需要监测的总线的线路标识信息，将所述监测指令传输给所述线路切换装置。

线路切换装置，用于分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；预先存储诊断总线和各条通信总线的线路标识信息，根据所述监测指令中的线路标识信息来建立所述通信装置与相应的总线的通信连接。

进一步地，所述的外部通信接口32，用于当需要对车载局域网中的各条通信总线上的ECU进行诊断时，和诊断仪进行连接；

所述可切换式网关31中的通信装置，用于通过所述外部通信接口和所述诊断仪之间建立安全链接，所述通信装置通过所述安全链接接收所述诊断仪发送过来的监测指令，所述监测指令中包括诊断总线的线路标识信息。

所述可切换式网关31中的线路切换装置，用于分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；所述线路切换装置预先存储诊断总线和各条通信总线的线路标识信息；

所述通信装置将所述监测指令发送给所述的线路切换装置，所述线路切换装置提取所述监测指令中的所述诊断总线的线路标识信息，根据所述诊断总线的线路标识信息选择将所述诊断总线和所述通信装置连接，以使得所述诊断仪通过所述外部通信接口和所述诊断总线连接，利用所述诊断总线对所述车载局域网中的各条通信总线上的ECU进行诊断。

进一步地，所述的外部通信接口32，用于当需要对车载局域网中的某条通信总线上的通信报文进行监测时，和报文监测设备连接；

所述可切换式网关31中的通信装置，所述通信装置通过所述OBD接口和所述报文监测设备之间建立安全链接，所述通信装置通过所述安全链接接收所述报文监测设备发送过来的监测指令，所述监测指令中包括所述某条通信总线的线路标识信息。

所述可切换式网关31中的线路切换装置，所述线路切换装置分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；所述线路切换装置预先存储诊断总线和各条通信总线的线路标识信息；

所述通信装置将所述监测指令发送给所述的线路切换装置，所述线路切换装置提取所述监测指令中的所述某条通信总线的线路标识信息，所述线路切换装置根据所述某条通信总线的线路标识信息选择将所述某条通信总线和所述通信装置连接，以使得所述报文监测设备通过所述外部通信接口和所述某条通信总线连接，对所述某条通信总线上的报文的接收情况进行监测。

实施例二

在该实施例中，以外部通信接口为OBD接口为例来描述，本领域技术人员应能理解上述OBD接口仅为举例，其他现有的或今后可能出现的车载局域网中的外部通信接口应用类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

该实施例提供了一种车载局域网监测方法的处理流程如图4所示，包括如下的处理步骤：

步骤S410、在车载局域网中设置互相连接的可切换式网关和OBD接口，上述OBD接口用于外接监测设备，该监测设备可以为诊断仪或者报文监测设备。

在所述可切换式网关中设置通信装置和线路切换装置，通信装置和所述OBD接口连接，接收所述外部通信接口传输过来的监测指令。所述监测指令中携带有需要监测的总线的线路标识信息，将所述监测指令传输给所述可切换式网关中的线路切换装置。所述线路切换装置分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；根据所述监测指令选择将所述车载局域网中的相应的总线和所述外部通信接口连接。上述线路切换装置可以为切换电子开关等。上述线路切换装置默认连接在诊断总线上。所述的线路切换装置可以是硬件切换装置或软件切换装置。

该实施例提供的一种设置了可切换式网关和OBD接口的车载局域网的线路连接示意图如图5所示，图5中，可切换式网关内部增加了切换电子开关，切换电子开关分别和一条诊断总线和4条通信总线连接，设置诊断总线和各条通信总线的线路标识，例如：001表示通信总线1，010表示通信总线2，011表示通信总线3，100表示通信总线4，000表示诊断总线。切换电子开关可根据工具配置的内容将需要监测的总线切换到连接OBD接口的引脚上，这样既满足了诊断仪通过可切换式网关进行诊断通信的需求，又使通信设备可通过与OBD接口对接来实现网络报文的监测/记录。

步骤S411、将监测设备和所述OBD接口连接，所述监测设备通过所述OBD接口向所述可切换式网关发送监测指令。

当需要对车载局域网中的各条通信总线上的ECU进行诊断时，将诊断仪和所述OBD接口连接。

所述可切换式网关中的通信装置通过所述OBD接口和所述诊断仪之间建立安全链接，所述可切换式网关中的通信装置通过所述安全链接接收所述诊断仪发送过来的监测指令，所述监测指令中包括诊断总线的线路标识信息。

当需要对车载局域网中的某条通信总线上的通信报文进行监测时，将报文监测设备和所述OBD接口连接。所述可切换式网关中的通信装置通过所述OBD接口和所述报文监测设备之间建立安全链接，所述可切换式网关中的通信装置通过所述安全链接接收所述报文监测设备发送过来的监测指令，所述监测指令中包括所述某条通信总线的线路标识信息。

上述安全链接可以为带有加密功能的专用网络等，上述监测指令中携带的通信总线或者诊断总线的线路标识信息可以由设定的加密算法进行加密，这样就既保障了车辆网络报文的保密性，又实现了通过OBD接口的监测/记录网络报文。

步骤S212、所述可切换式网关根据所述监测指令选择将车载局域网中的诊断总线或者通信总线和所述监测设备连接，所述监测设备利用所述诊断总线或者通信总线对所述车载局域网进行监测。

当将诊断仪和OBD接口连接时，所述可切换式网关中的通信装置接收到所述监测指令后，将所述监测指令发送给所述的线路切换装置，所述线路切换装置提取所述监测指令中的所述诊断总线的线路标识信息。所述线路切换装置根据所述诊断总线的线路标识信息选择将所述诊断总线和所述OBD接口连接，所述诊断仪通过所述OBD接口和所述诊断总线连接，所述诊断仪利用所述诊断总线对所述车载局域网中的各条通信总线上的ECU进行诊断。

当将报文监测设备和OBD接口连接时，所述可切换式网关中的通信装置接收到所述监测指令后，将所述监测指令发送给所述的线路切换装置，所述线路切换装置提取所述监测指令中的所述某条通信总线的线路标识信息。所述线路切换装置根据所述某条通信总线的线路标识信息选择将所述某条通信总线和所述OBD接口连接，所述报文监测设备通过所述OBD接口和所述某条通信总线连接，对所述某条通信总线上的报文的接收情况进行监测。

比如，若想监测通信总线2上的报文，只需将报文监测设备连接OBD接口，所述报文监测设备通过所述OBD接口和所述可切换式网关之间建立安全链接，所述报文监测设备通过所述安全链接向所述可切换式网关发送监测指令，所述监测指令中包括利用预先设定的加密算法加密后的通信总线2的线路标识信息010。

所述可切换式网关接收到所述监测指令后，利用预先设定的解密算法对所述监测指令进行解密处理，提取所述监测指令中的所述通信总线2的线路标识信息。所述切换电子开关根据所述通信总线2的线路标识信息选择将所述通信总线2和所述OBD接口连接，所述报文监测设备通过所述OBD接口和所述通信总线2连接，对所述通信总线2上的报文的接收情况进行监测。

综上所述，本发明实施例通过在车载局域网中设置可切换式网关，在可切换式网关中增加诊断总线与其他通信总线之间的切换功能，使诊断仪或报文监测设备等监测设备可以通过OBD接口、可切换式网关对接到诊断总线或通信总线上，来实现车载局域网的诊断和监测的分时复用，实现了对车载局域网进行有效的监测。

本发明实施例实现了监测设备直接通过OBD接口来进行网络报文的监测/记录。通过监测设备和可切换式网关之间建立安全链接，对监测指令中包含的信息进行加密处理，这样就既保障了车辆网络报文的保密性，又实现了通过OBD接口的监测/记录网络报文。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种车载局域网中的可切换式网关，其特征在于，包括：

线路切换装置，用于分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换。

2.根据权利要求1所述的车载局域网中的可切换式网关，其特征在于，所述可切换式网关还包括通信装置；

所述通信装置和所述线路切换装置连接，接收外部的监测设备传输过来的监测指令，将所述监测指令传输给所述线路切换装置。

3.根据权利要求1或2任一所述的车载局域网中的可切换式网关，其特征在于，所述的线路切换装置是硬件切换装置或软件切换装置。

4.根据权利要求2所述的车载局域网中的可切换式网关，其特征在于：

所述的线路切换装置中存储有诊断总线和各条通信总线的线路标识信息，所述可切换式网关根据所述监测指令将所述线路标识信息对应的诊断总线或者通信总线和所述通信装置连接。

5.根据权利要求4所述的车载局域网中的可切换式网关，其特征在于，所述监测指令中携带有需要监测的总线的线路标识信息；

所述线路切换装置根据所述监测指令中的线路标识信息来建立所述通信装置与相应的总线的通信连接。

6.一种车载局域网系统，其特征在于，包括：可切换式网关和外部通信接口；

所述的外部通信接口，用于接收外部的监测设备发送的监测指令，将所述监测指令传输给所述可切换式网关；

所述的可切换式网关，用于分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；根据所述监测指令选择将所述车载局域网中的相应的总线和所述外部通信接口连接。

7.根据权利要求6所述的车载局域网系统，其特征在于，所述的外部通信接口包括车载诊断系统接口。

8.根据权利要求6所述的车载局域网系统，其特征在于，所述的可切换式网关包括：

通信装置，用于和所述外部通信接口连接，接收所述外部通信接口传输过来的监测指令，所述监测指令中携带有需要监测的总线的线路标识信息，将所述监测指令传输给所述线路切换装置。

线路切换装置，用于分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；预先存储诊断总线和各条通信总线的线路标识信息，根据所述监测指令中的线路标识信息来建立所述通信装置与相应的总线的通信连接。

9.一种车载局域网监测方法，其特征在于，在车载局域网中设置可切换式网关和外部通信接口，所述方法具体包括：

所述外部通信接口接收外部的监测设备发送的监测指令，将所述监测指令传输给所述可切换式网关；

所述可切换式网关分别和所述车载局域网中的诊断总线和各条通信总线连接，并且能够在诊断总线和各条通信总线之间切换；根据所述监测指令选择将所述车载局域网中的相应的总线和所述外部通信接口连接。

10.根据权利要求9所述的车载局域网监测方法，其特征在于，所述的外部通信接口接收外部的监测设备发送的监测指令，将所述监测指令传输给所述可切换式网关，包括：

所述可切换式网关中的通信装置和所述外部通信接口连接，接收所述外部通信接口传输过来的监测指令，所述监测指令中携带有需要监测的总线的线路标识信息，将所述监测指令传输给所述可切换式网关中的线路切换装置。