CN110995556B - 用于建立车辆安全网络的系统和方法 - Google Patents

用于建立车辆安全网络的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110995556B
CN110995556B CN201910825089.8A CN201910825089A CN110995556B CN 110995556 B CN110995556 B CN 110995556B CN 201910825089 A CN201910825089 A CN 201910825089A CN 110995556 B CN110995556 B CN 110995556B
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
predecessor
vehicle
leader
field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910825089.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110995556A (zh
Inventor
戴维·林德纳
詹森·马拉基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deere and Co filed Critical Deere and Co
Publication of CN110995556A publication Critical patent/CN110995556A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110995556B publication Critical patent/CN110995556B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/15—Setup of multiple wireless link connections
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291—Fleet control
    • G05D1/0295—Fleet control by at least one leading vehicle of the fleet
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/02—Network architectures or network communication protocols for network security for separating internal from external traffic, e.g. firewalls
    • H04L63/0209—Architectural arrangements, e.g. perimeter networks or demilitarized zones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/04—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks
    • H04L63/0428—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/08—Network architectures or network communication protocols for network security for authentication of entities
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/46—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for vehicle-to-vehicle communication [V2V]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B76/00—Parts, details or accessories of agricultural machines or implements, not provided for in groups A01B51/00 - A01B75/00
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes
    • H04W56/0015—Synchronization between nodes one node acting as a reference for the others

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明的一个实施例涉及一种建立包括多个节点的车辆安全网络的方法，所述多个节点中的每一个包括存储前导者/后随者字段的存储器，该方法包括在第一节点和第二节点之间建立通信路径，所述第一节点在前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值，所述第二节点在前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值；通过所述通信路径在第一节点和第二节点之间进行通信，以通过选择第一节点和第二节点中的一个以将对应于“后随者”的值分配给其前导者/后随者字段来建立车辆安全网络。

Description

用于建立车辆安全网络的系统和方法
技术领域
示例性实施例涉及用于建立安全通信网络的系统和方法，更具体地，涉及用于车辆内的部件的车内通信，以及车辆之间(例如，农用车辆之间)的车间通信。
背景技术
车辆(诸如例如拖拉机、联合收割机、机具等的农用车辆或诸如例如装载机或挖掘机等的施工车辆)包括需要彼此通信的多个电子部件。
示例电子部件可包括发动机控制器、变速器控制器、远程信息处理箱、显示器、车载服务器、无线通信控制器、卫星天线、转向控制器、车窗控制器、机具牵引控制器、发电机/逆变器、制动控制模块、座椅控制器等。车辆可以具有上述每个电子部件的一个以上的实例。当部件在车辆内彼此通信时，每个这样的部件将是通信网络内的节点。示例车辆可以是可以一次种植多行种子的播种机。播种机上的每一行可具有执行类似功能的多个电子部件。每个这样的电子部件必须通信，并且将对应于通信网络内的节点。播种机上的一个节点可以从拉动播种机的拖拉机接收地面速度，并将地面速度传播到播种机的其他节点，使得多个行中的每一个可以确定分配种子的速度。
为车辆内的部件和各个车辆之间的部件建立安全通信网络造成了过多的限制。在车辆内的已知系统中，建立安全网络的时间受到通信总线的带宽以及附加节点的验证时间的约束。节点以串行方式加入网络，以传播期望加入网络的期望。
此外，节点利用有限的资源执行这些验证。例如，计算被委托给专用安全硬件，例如嵌入式微控制器的专用安全核心，或微控制器外部的硬件安全芯片。类似地，例如控制器区域网络(CAN)总线上的车辆数据传输速率是限制因素，而非汽车用通信可能反而依赖于更快的网络类型。值得注意的是，CAN总线是传播网络，因此车辆节点最初可能不具有私人通信装置以帮助建立车辆安全网络。
由于在建立安全网络之前需要每个节点与所有节点通信以验证所有其他节点，因此时间和资源可能很高。因此，需要一种协议在时间减少和资源减少的情况下在车辆内以及多个单独的车辆之间建立安全网络。
发明内容
至少一个示例性实施例提供了一种建立包括多个节点的车辆安全网络的方法，所述多个节点中的每一个包括存储前导者/后随者字段的存储器，该方法包括建立从第一节点到第二节点的通信路径，所述第一节点在前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值，所述第二节点在前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值，所述第一节点具有第一信息；和通过所述通信路径从所述第一节点到所述第二节点进行通信，以通过以下方式建立车辆安全网络(i)从第二节点接收第二信息，以及(ii)基于从第二节点接收的第二信息选举第一节点以在前导者/后随者字段中保持对应于“前导者”的值。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解示例性实施例。图1-9表示如本文所述的非限制性示例性实施例。
图1是描述根据一些示例性实施例的建立用于车内通信的车辆安全网络的方法的流程图；
图2是根据一些示例性实施例的车辆的框图表示；
图3(a)-3(g)是示出根据一些示例性实施例的用于车内通信的车辆上的车辆安全网络的建立的代表性附图；
图4(a)-4(b)是示出根据一些示例性实施例的用于车内通信的车辆上的车辆安全网络的建立的代表性附图；
图5是表示根据一些示例性实施例的通过每次迭代建立的安全网络的数量的表格。
图6(a)-6(c)是示出根据一些示例性实施例的用于车间通信的车辆之间的车辆安全网络的建立的代表性附图；
图7(a)-7(b)是示出根据一些示例性实施例的用于车间通信的车辆之间的车辆安全网络的建立的代表性附图；
图8示出了根据一些示例性实施例的示例性农用车辆；和
图9是示出根据一些示例性实施例的包括卫星和车辆的系统的代表性附图。
具体实施方式
示例性实施例涉及用于建立安全通信网络的系统和方法，更具体地，涉及建立用于车辆内的部件的车内通信的安全通信网络以及车辆之间(例如，农用车辆之间)的车间通信的安全通信网络的系统和方法。
响应于所述第一节点不是基于从所述第二节点接收的所述第二信息而选举的前导者，所述方法还包括：在第一节点的前导者/后随者字段中分配对应于“后随者”的值。
响应于所述第一节点不是基于从所述第二节点接收的所述第二信息而选举的前导者，所述方法还包括：在第一节点的存储器中的标识号码后随的字段中分配对应于第二节点的标识符的值。
所述方法还可以包括响应于第一节点是所选举的前导者，建立从第一节点到第三节点的通信路径，所述第三节点在第三节点的存储器的前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值，并且通过所述通信路径从所述第一节点到所述第三节点进行通信，以通过以下的方式建立车辆安全网络(i)从第三节点接收第三信息，以及(ii)基于从第三节点接收的第三信息选举第一节点以将对应于“后随者”的值分配给该第一节点的所述前导者/后随者字段。
所述选举包括基于第一节点的标识符和第二节点的标识符，选举第一节点以将对应于“后随者”的值分配给所述第一节点的前导者/后随者字段
所述方法还可以包括：响应于由第一节点执行的重置命令，在第一节点中，在前导者/后随者字段中设置对应于“前导者”的值。
所述方法还可以包括：响应于由第一节点执行的唤醒命令，在第一节点中，在前导者/后随者字段中设置对应于“前导者”的值。
从所述第一节点到所述第二节点进行通信包括：通过总线进行通信，所述总线包括CAN总线、无线总线、LIN总线、FlexRay总线、MOST总线或以太网总线中的至少一个。
建立从第一节点到第二节点的通信路径包括：第一节点通过总线传播消息，该消息包括希望加入其他节点的声明，并且其中，第一节点被配置为从第二节点接收通过总线传播的消息，该消息包括希望加入其他节点的声明。
所述多个节点中的第一节点对应于电子部件，并且所述电子部件包括车身控制器、发动机控制器、变速器控制器、远程信息处理箱、显示器、车载服务器、无线通信控制器、卫星天线、转向控制器、车窗控制器、机具牵引控制器、发电机/逆变器、制动控制器或座椅控制器中的至少一个。
所述多个节点中的第一节点对应于农用车辆、采矿车辆或建筑车辆的电子部件，所述农用车辆包括拖拉机、联合收割机、机具中的一个，施工车辆包括装载机或挖掘机中的一个。
所述方法还可以包括通过以下方式改变车辆安全网络的逻辑网络拓扑：
选择多个节点中的在前导者/后随者字段中具有与“后随者”对应的值的一个节点；和
将所选择的节点的标识号码后随的字段中的值分配为如下的值，该值与所述多个节点中的所选举的一个节点所对应的标识号码相对应。
至少一个示例性实施例提供一种在多个车辆之间通信的方法，所述多个车辆中的至少一个车辆包括至少一个电子部件，所述至少一个电子部件包括存储前导者/后随者字段的存储器，所述方法包括：将第一受保护消息从第一车辆中的电子部件发送到第二车辆中的电子部件，第一车辆的至少一个电子部件的前导者/后随者字段具有对应于“网络前导者”的值；和从第二车辆接收第二受保护消息。
第一车辆可包括联合收割机，并且第二车辆包括具有谷物推车的拖拉机，并且第一车辆执行来自第二车辆的每个通信的消息认证。
第一车辆可以通过无线通信路径与第二车辆通信。
所述多个车辆中的第一车辆的第一电子部件在前导者/后随者字段中包括对应于“远程引导前导者”的值，以及所述多个车辆中的第二车辆的第二电子部件在前导者/后随者字段中具有对应于“远程引导后随者”的值，并且其中第一电子部件向第二电子部件发送消息，该消息包括关于如何驱动所述多个车辆中的第二车辆的信息。
所述第一车辆包括拖拉机，并且所述第二车辆包括具有多个行的播种机，所述多个行中的每一行包括所述电子部件中的相应一个，其中，第一车辆中的在前导者/后随者字段中具有对应于“远程引导前导者”的值的第一电子部件被配置为传播拖拉机的速度，第二车辆中的在前导者/后随者字段中具有对应于“远程引导后随者”的值的第二电子部件被配置为将拖拉机的速度传播到第二车辆中的其他电子部件。
至少一个示例性实施例提供一种农用车辆，所述车辆包括：至少一个电子部件，所述至少一个电子部件被配置为通过通信总线与其他电子部件通信，所述至少一个电子部件包括存储器，所述存储器被配置为(i)存储标识号码，(ii)存储指示所述至少一个电子部件是前导者还是后随者的前导者/后随者字段，以及(ii)存储标识号码后随的字段，所述标识号码后随的字段指示如下节点所关联的标识号码，所述至少一个电子部件委托该节点来加入车辆安全通信网络，在前导者/后随者字段中具有“前导者”的值的节点，所述节点被配置为代表在前导者/后随者字段中具有“后随者”的值的其他电子部件加入车辆安全通信网络，在其前导者/后随者字段中具有“后随者”的值的其他节点中，在所述其他节点的标识号码后随的字段中的值对应于如下的值，该值是在其前导者/后随者字段中具有“前导者”的值的节点的标识号码字段中所存储的标识号码的值。
在前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值的第一电子部件被配置为与在前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值的第二电子部件进行通信，第一电子部件被配置为与第二电子部件通信以选举第一电子部件以将其前导者/后随者字段中的值改变为“后随者”。
多个电子部件中的至少一个被配置为执行这些方法之一。
多个电子部件中的在前导者/后随者字段中具有对应于“后随者”的值的至少一个电子部件不向其他节点传播指示希望加入车辆安全网络的期望的消息。
车辆，例如农用车辆，包括多个机械，例如拖拉机和其他附接的农具。这种机具可包括耕耘机、转子、吊具等；然而，发明构思不限于此。
拖拉机和其他机具包括至少一个电子部件。这些电子元件通过某些通信路径相互通信，例如，一些物理通信路径。通信路径用于建立车辆安全网络。例如，各个电子部件可以通过包括CAN总线或一些其他物理总线的通信路径进行通信，例如通过双绞线通信和/或RS/232通信的一些其他总线；然而，发明构思不限于此。例如，各个电子部件可以通过无线的通信路径进行通信。此外，各个电子部件可以通过包括本地互连网络(LIN)总线的通信路径或通过包括以太网总线的通信路径进行通信。发明构思不限于此。
根据这里描述的示例性实施例，使得电子部件之间的通信安全。各个部件可以加入车辆安全网络。根据示例性实施例，可以建立在车辆安全网络上进行通信的各个电子部件的系统。
现在将更充分地参照图示一些示例性实施例的附图以描述多个示例性实施例。
因此，尽管能够对示例性实施例进行各种修改并且形成可替换形式，但是附图通过示例的方法示出所述实施例并且本文将详细描述所述实施例。然而，应该理解，不旨在将示例性实施例限制到公开的具体形式，而是相反，示例性实施例将覆盖落入权利要求的范围内的所有的修改例、等同例和供选例。在对附图的所有描述中，相同的数字指示相同的元件。
将理解，虽然在本文中术语第一、第二等可以用于描述各种元件，但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且，类似地，第二元件可以被称为第一元件，这没有脱离示例性实施例的范围。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。
将理解，当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，其可以直接连接或耦接到可以存在的另一元件或插入元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，其中不存在插入元件。应该以相同方式理解用于描述元件之间的关系的其它措辞。
本文中使用的术语仅为了描述具体的实施例并且不旨在限制示例性实施例。如本文所用，单数形式“一个”和“所述”旨在同样包括复数形式，除非上下文以其他方式明确表示。将进一步理解，当在本文中使用术语“包括”、“包括”、“包含”和/或“包含”时，指出存在规定的部件、整体、步骤、操作、元件和/或构件，但是不排除存在或增加一个或多个其它的部件、整体、步骤、操作、元件、构件和/或其组群。
还应该注意，说明的功能/作用可以以一些可替换的实现方式不按照图中图示的次序出现。例如，实际上可以大致同时执行或有时可以以相反次序执行连续示出的两个图，这取决于涉及的功能/作用。
除非另有规定，否则本文中使用的所有术语具有的意义与示例性实施例属于的技术领域中的人员通常理解的意义相同。将进一步理解，例如限定在通常使用的字典中的那些术语应该理解成具有的意义与其在相关技术的内容中的意义一致，而不应理解成理想化的意义或过度正式的意义，除非本文中明确地如此限定。
示例性实施例和对应的详细描述的部分明确地呈现被具体地程控以执行软件的处理器，或关于计算机存储器中数据位的操作的算法和符号表示。这些描述和表示是本领域的技术人员向本领域的其他技术人员有效表达其工作的实质的方式。算法，作为本文使用的术语，并且如其被通常使用的那样，被认为是通向结果的一序列有条理的步骤。该步骤对物理量进行要求的物理操纵。通常，虽然不一定，这些物理量采取能够被存储、传送、组合、比较、和以其他方式操纵的光信号、电信号、或磁信号的形式。主要由于普遍使用的原因，有时方便地将这些信号称为位、值、要素、符号、字符、术语、数字等。
在以下描述中，将参照可以执行为实现具体任务或采用具体的抽象数据类型的、包括例行程序、程序、目标、成分、数据结构等的程序模块或功能性过程并且可以使用现有的硬件执行的操作的作用和符号表示来描述说明性实施例。该现有硬件可以包括一个或多个中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列计算机(FPGA)等。
然而，应该明白，所有的这些术语和类似的术语将与适当的物理量相关并且仅是应用于这些物理量的方便的符号。除非以其他方式具体地规定，或如从讨论所显而易见的，诸如“处理”或“运算”或“计算”或“确定”或“显示”等术语指操作被表示为计算机系统的寄存器和存储器中的物理电子量的数据并且将其转换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其它的这种信息存储、传送或显示装置中的物理量的其它数据的计算机系统或类似的电子计算装置的作用和过程。
在包括下面的定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以指代如下硬件、是如下硬件的一部分或包括如下硬件：执行代码的处理器硬件(该处理器硬件是共享的、专用的或组合的)；和存储由处理器硬件执行的代码的存储器硬件(该存储器硬件是共享的、专用的或组合的)。
模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块之间。
此外，本发明的至少一个实施例涉及一种非暂时性计算机可读存储介质，该存储介质包括存储在其上的电子可读控制信息且被配置为使得当存储介质用在控制器中时至少一个实施例方法被执行。
更进一步地，任何前述方法可以以程序的形式体现。程序可以存储在非暂时性计算机可读介质上，并且适于在计算机装置(包括处理器的装置)上运行时执行上述方法中的任何一种。因此，非暂时性有形计算机可读介质适于存储信息，并且适于与数据处理设施或计算机装置交互以执行任何上述实施例的程序和/或执行任何上述实施例的方法。
计算机可读介质或存储介质可以是安装在计算机装置主体内或可移动介质内的内置介质，该可移动介质被布置成使得其可以与计算机装置主体分离。这里使用的术语“计算机可读介质”不包括通过介质传播的瞬时电信号或电磁信号(例如载波上)；因此，术语“计算机可读介质”被认为是有形的和非暂时的。此外，关于存储图像的各种信息(例如，属性信息)可以以任何其他形式存储，或者可以以其他方式提供。
如上所使用的术语“代码”可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、函数、类别、数据结构和/或对象。共享的处理器硬件包含单个微处理器，其执行来自多个模块的一些或所有代码。组合的处理器硬件包括微处理器，其与附加的微处理器组合以执行来自一个或多个模块的一些或所有代码。对多个微处理器的引用包括多个分立芯片上的多个微处理器，单个芯片上的多个微处理器，单个微处理器的多个核，单个微处理器的多个线程，或上述的组合。
共享的存储器硬件包含单个存储器装置，其存储来自多个模块的一些或所有代码。组合的存储器硬件包括存储器装置，该存储器装置与其他存储器装置组合以存储来自一个或多个模块的一些或所有代码。
术语“存储器硬件”是术语“计算机可读介质”的子集。这里使用的术语“计算机可读介质”不包括通过介质传播的瞬时电信号或电磁信号(例如载波上)。因此，术语“计算机可读介质”被认为是有形的和非暂时的。非暂时性计算机可读介质的非限制性示例包括但不限于：可重写非易失性存储器装置(包括例如闪存装置、可擦除可编程只读存储器装置或掩模只读存储装置)；易失性存储器装置(包括例如静态随机存取存储器装置或动态随机存取存储器装置)；磁存储介质(包括例如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)；和光学存储介质(包括例如CD，DVD或蓝光盘)。具有内置可重写非易失性存储器的介质的示例包括但不限于存储卡；和带有内置ROM的介质包括但不限于ROM盒；此外，关于存储图像的各种信息(例如，属性信息)可以以任何其他形式存储，或者可以以其他方式提供。
如本文所提到的，车辆可以包括网络，该网络包括例如车辆(例如机动车辆和/或农用车辆和/或采矿车辆)内的多个单独节点。非限制性的示例车辆可包括拖拉机、播种机、喷洒器、推土机、反铲装载机、叉车、蒸汽式压路机、起重机、拖运卡车、地下平地机、岩石破碎机等；发明构思不限于此。安全网络可以包括安全通信的多个节点。
根据示例性实施例，每个节点将被指定为“后随者节点”或“前导者节点”。后随者节点是安全网络上的节点，其把加入其他安全网络的动作委托给前导者节点。前导者节点是具有零个或多个后随者节点的节点，且被后随者节点授权以代表后随者节点加入其他安全网络。如下面更详细地描述的，通过区分具有特定角色的“前导者节点”和“后随者节点”，车辆安全网络的建立将是有效的。
此外，如本文所提到的，网络前导者节点是不委托加入其他安全网络的动作的前导者节点。
图1是描述根据一些示例性实施例的建立例如用于车内通信的车辆安全网络的方法的流程图。
这里，诸如农用车辆的车辆具有多个电子控制单元，例如电子部件。这些电子控制单元/部件将是车辆安全网络内的节点。每个电子部件包括存储表250的存储器，将在下面参考图2更详细地描述该表250。表250包括字段，这里描述为“前导者/后随者”字段，其指示对应节点是前导者还是后随者。
参考图1，在步骤S100，用于建立车辆安全网络的方法开始。
在步骤S200，存在将加入车辆安全网络的更多电子部件(节点)。作为示例，车辆可以启动或通电，因此每个电子部件将被打开。因此，需要创建车辆网络，使得每个这样的部件/节点可以通信。已被唤醒或已被重置的电子部件将“前导者/后随者”字段设置为“前导者”。
在步骤S300，第一电子部件例如通过车辆内的CAN总线传播消息。所传播的消息将指示电子部件是前导者，并且正在寻找也是前导者的另一电子部件。
例如，通过遵循CAN协议J1939，存在称为“地址声明”的特征。CAN总线上的节点可以请求总线上的其他节点的“源地址”。因此，节点可以通过利用地址声明来发现彼此。
在前导者/后随者字段中具有“前导者”值的节点可以与前导者/后随者字段中具有“前导者”值的其他节点通信。指向另一节点的请求消息和来自另一节点的确认消息可导致“握手”，其中一个节点验证另一节点。该握手可以建立安全通信。
在步骤S400中，确定网络中是否存在另一节点，该另一节点在前导者/后随者字段中具有与“前导者”相对应的值。
如果在传播消息时，网络中没有其他前导者节点，则电子部件在步骤S700中结束该方法。
然而，如果存在另一第二电子部件，该另一第二电子部件在前导者/后随者字段中具有“前导者”值，则在步骤S500，第一电子部件和第二电子部件参与决策协议/选举，在下面将更详细地描述，以确定第一电子部件和第二电子部件中的哪一个将保持前导者的角色，并在前导者/后随者字段中保持对应于“前导者”的值。如下面更详细地描述的，因为后随者节点仅授权前导者节点代表后随者节点加入其他安全网络，所以车辆安全网络的建立将是有效的。
在步骤S600中，如果作为选举的结果，第一电子部件被选为前导者，第一电子部件，则该方法返回到步骤S400。
然而，如果作为选举的结果，第一电子部件不是所选举的前导者，则第一电子部件可以在步骤S800中更新/改变前导者/后随者字段以对应于“后随者”。
在改变前导者/后随者字段以对应于“后随者”时，该方法可以在步骤S700中结束。由于节点安全地进行通信和握手，因此将建立车辆安全网络。
参考图1描述的示例方法不限于此。本领域普通技术人员可以以各种方式修改图1的方法。例如，在通信期间，可以执行数字证书的比较。对不满足数字证书要求的其他节点可能不会执行通信。
图2是根据一些示例性实施例的车辆200的图示。
参考图2，车辆200包括第一电子部件210以及多个其他电子部件211、212、213等。存在连接每个电子部件的通信总线270。通信总线270可以是CAN总线。如上所述，第一电子部件210可以是或包括车身控制器、发动机控制器、变速器控制器、远程信息处理箱等；然而，发明构思不限于此。第一电子部件210包括硬件，该硬件包括存储器225，该存储器225包含表250。表250可以在存储器225内是连续的，或者可以是非连续的；发明构思不限于此。
存储在电子部件210的存储器225中的表250包括字段，该字段包含电子部件210的标识号码251或另一标识符。电子部件的标识号码251包括电子部件的标识符。例如，标识号码251可以是唯一标识符，其对于特定电子部件是唯一的。例如，标识号码251可以与特定电子部件所关联的硬件介质访问控制物理地址相对应；然而，发明构思不限于此，并且标识号码251可以与任何其他标识符或任何其他唯一标识符相对应。例如，标识号码251可以与特定电子部件所关联的序列号相对应。例如，标识号码251可以是数字串、字母数字串或字母串。作为非限制性示例，标识号码可以是由J1939网络管理协议/标准/推荐实践定义的“名称”字段。
此外，表格250还包括前导者/后随者字段252。前导者/后随者字段252指示电子部件210是车辆安全网络中的前导者还是后随者。
另外，表格250还包括标识号码后随的字段(identification numberfollowingfield)253，其对应于电子部件210所后随的另一节点的标识号码或其他标识符。例如，如果在上面参照图1描述的方法中在步骤S600中在第一电子部件210和第二电子部件(未示出)之间进行选举之后，第一电子部件210不被选举为前导者，则表250中的标识号码后随的字段可以包括和/或对应于第二电子部件的标识号码。
然而，如果第一电子部件210被选为前导者，则标识号码后随的字段253可以是或对应于“NULL(空)”，或者可以是第一电子部件210的标识号码；然而，发明构思不限于此。
电子部件210的存储器225可以包括其他字段。例如，其他字段可以是或包括用于安全通信的对称密钥，前导者所导向的地址列表，前导者节点与前导者节点之间的对称密钥，和/或网络的公钥。
图3(a)-3(g)是根据示例性实施例的车内车辆安全网络的图示。
参考图3(a)，多个节点301、302、303、304、305、306、307在车辆300内。每个节点对应于电子部件。多个节点301、302、303、304、305、306、307中的每一个包括上面参考图2描述的存储器225。
在多个节点301、302、303、304、305、306、307中的每一个之间将存在一些物理通信方法。例如，多个节点301、302、303、304、305、306、307中的每一个可以通过CAN总线(例如上面参考图2描述的通信总线270)或通过一些无线通信而传播和通信到多个节点301、302、303、304、305、306、307中的其他节点；然而，发明构思不限于此。
图3(a)中所示的车辆300的状态对应于多个节点301、302、303、304、305、306、307中的每一个已被重置或唤醒的状态。
在多个节点301、302、303、304、305、306、307中的每一个被重置(或唤醒)时，多个节点301、302、303、304、305、306、307中的每一个可以在图2中所示的前导者/后随者字段252中具有对应于“前导者”的值。
多个节点301、302、303、304、305、306、307中的每一个或至少一些将沿着诸如通信总线270的通信信道传播或发送消息，以请求其他节点加入以创建车辆安全网络。例如，节点301、302、303、304、305、306和307中的每一个可以通过CAN总线传播消息；该消息可以包括表明它们希望加入网络的消息。一些车辆可以极大地受益于并行性，例如，如果节点受到计算资源的限制和/或不能或不能容易地并行完成其他操作。
CAN总线仅允许一个节点在任何时间发送消息。例如，具有CAN总线的车辆可以具有一对或多对节点，该一对或多对节点与通过CAN总线来回通信的一对节点并行地在嵌入式安全硬件上执行验证。
如下的每个节点尝试与如下的另一节点配对，该每个节点在前导者/后随者字段252中具有对应于“前导者”的值且已经传播了表示希望加入车辆安全网络的期望的消息，该另一节点在前导者/后随者字段252中具有对应于“前导者”的值的且也已经传播了表示希望加入车辆安全网络的期望的消息。例如，如图3所示，节点301和302传达希望加入的期望；类似地，节点303和304以及节点306和307也传达希望加入的期望。
每个节点可以与可用的第一节点建立安全网络。在同意加入到在前导者/后随者字段252中具有与“前导者”相对应的值的另一节点时，节点可以不发送请求与另一节点配对的其他消息，而是在配对后可以参与选举以确定前导者和后随者。替代地，节点可以指示希望与特定其他节点配对的期望，该特定其他节点在J1939协议中从地址声明过程中选出，在这种情况下节点可以不传播。然而，发明构思不限于此。
例如，节点301和302可以配对，因为节点301和302是响应彼此的传播消息的第一个节点；节点303和304可以配对，因为节点303和304是响应彼此的传播消息的第一个节点；并且节点306和307可以配对，因为节点306和307是响应彼此的传播消息的第一个节点。然而，节点305可能还不能配对。此外，节点可能希望与特定的其他节点配对；例如，发动机控制器可以尝试与变速器控制器配对。
例如，在J1939CAN总线上，存在两种消息目标：传播和点对点。第一节点(例如，节点301)可以通过CAN总线传播“想要加入”的消息，并且第二节点(例如，节点302)可以向节点301发送同意加入的点对点消息。
替代地，优选节点也可以请求加入网络。例如，发动机控制器可能更喜欢加入具有变速器控制器的安全网络。这样的电子部件可以基于J1939地址声明来知道这样做，在该J1939地址声明中，节点传播包含“NAME(名字)”消息的地址声明消息(PGN)。
图3(b)是根据示例性实施例的车辆300的图示。
参考图3(b)，多个节点中的每对节点可参与选举以确定哪个元件将保持前导者，以及哪个元件将前导者/后随者字段252改变为对应于“后随者”。
可以通过任何方法来执行确定哪个节点是前导者以及哪个节点是后随者。例如，可以将前导者确定为具有较低标识号码251的节点，或者具有标识号码251的较低散列(例如较低SHA256散列)的节点。因此，任何节点可以是安全网络的前导者，除非另外通过特定实施方式而被限制。因此，即使车辆安全网络内的节点可能改变，但前导者也可能不会改变。
在确定前导者时，未被确定为前导者的节点将前导者/后随者字段252改变为对应于“后随者”的值，并且将标识号码后随的字段253改变为对应于被确定为前导者的节点的标识号码。
作为说明，假设节点301和302同意加入安全网络。节点301和302比较它们各自的标识号码251。假设节点301具有比节点302更低的标识号码。因此，假设节点301被确定为前导者。节点301在前导者/后随者字段252中将保持与“前导者”相对应的值；节点302将相应的前导者/后随者字段改变为对应于“后随者”，并且将在标识号码后随的字段253改变为对应于节点301的标识号码。
类似地，如图3(b)所示，节点303和304参与通信以确定节点304是前导者，而节点303是后随的。节点306和307参与通信以确定节点306是前导者。
此外，网络内的在前导者/后随者字段252中具有对应于“前导者”的值的节点可以传播另一消息以确定在前导者/后随者字段252中具有对应于“前导者”的值的其他节点。
例如，如图3(b)所示，节点301和304可以传播希望进行通信和加入安全网络的期望。同样地，节点305和306可以传播希望进行通信和加入安全网络的期望。
一些实施方式可以依赖或包括一些计数器以帮助管理一些步骤。例如，根据一些示例性实施例，可以利用计数器实现节点配对的同步一些方法，从而创建循环(round)或循环制(round robin)的概念。例如，循环可以允许节点组织配对以最小化或减少用于建立车辆安全网络的循环总数。
图3(c)是根据示例性实施例的车辆300的图示。
参考图3(c)，节点304和305在前导者/后随者字段252中具有对应于“前导者”的值。此外，节点301、302、303、306和307在前导者/后随者字段252中具有对应于“后随者”的值。此外，节点302在标识号码后随的字段253中具有节点301的标识号码251；节点301和303在相应的标识号码后随的字段253中具有节点304的标识号码251；节点307在标识号码后随的字段253中具有节点306的标识号码251；节点306在标识号码后随的字段253中具有节点305的标识号码251。
在相应前导者/后随者字段252中具有对应于“前导者”的值的节点304和305可以传达消息以加入和配对。
图3(d)是根据示例性实施例的车辆300的图示。
参考图3(d)，在节点304和305配对时，节点304将被选为前导者，而节点305将是后随者。因此，节点304可以在前导者/后随者字段252中具有与“前导者”相对应的值，而节点305可以在前导者/后随者字段252中具有与“后随者”相对应的值。此外，节点305可以在标识号码后随的字段253中具有对应于前导者节点304的标识号码的值。
因此，如图3(d)所示，车辆300的状态将对应于诸如树的数据结构。树的根对应于节点304，而树的内部节点可以对应于节点301、305和306，而树的叶对应于节点302、303和307。
图3(e)是根据示例性实施例的图3(d)所示的车辆安全网络中的每个节点的存储器225的内容的图示。
参考图3(e)，节点301、302、303、304、305、306和307中的每一个具有存储器225。存储器225包括具有所示字段的表。
例如，如图3(e)所示，节点301可以在标识号码后随的字段253中具有对应于“304”的值。同样，节点304在标识号码后随的字段中可以具有值“NULL(空)”。替代地，节点304可以在标识号码后随的字段253中具有如下的值，该值与节点304所对应的标识号码相对应。例如，节点304可以在标识号码后随的字段253中具有自参考标识号码。
图3(f)是根据示例性实施例的车辆300的图示。
比较图3(f)和图3(d)，逻辑网络拓扑是不同的。可以由车辆网络中的节点执行进一步的步骤，以将网络拓扑重构为更有效的拓扑。在后随者节点之间可以存在通信以改变标识号码后随的字段253。例如，节点，(例如，在前导者/后随者字段252中具有后随者的节点305)可以传播对应于相应的标识号码后随的字段253的消息。后随所述节点305的所有节点(例如节点306和307)可以更新它们相应的标识号码后随的字段253以对应于节点305的标识号码。因此，网络拓扑可以改变。与图3(d)所示的车辆网络相比，图3(f)所示的车辆网络可以简化或加速某些操作。从前导者到后随者的更改拓扑的消息应该是安全的。例如，当前前导者可以告诉所有内部节点和叶节点改变拓扑。此外，网络前导者可以传播前导证明。
类似于图3(e)，图3(g)示出了节点304在前导者/后随者字段252中具有对应于“前导者”的值。然而，节点301、302、303、305、306和307都在标识号码后随的字段253中具有与节点304相对应的标识号码。这对应于网络拓扑的这种重构。
图3(g)是根据示例性实施例的图3(f)的每个节点的存储器225的内容的图示。
参考图3(g)，每个节点的存储器225的内容类似于图3(e)中所示的内容。然而，因为图3(e)中所示的每个后随者节点直接后随所述节点304，所以每个后随者节点的标识号码后随的字段253的内容包含或对应于与前导者节点304相对应的标识号码。
如图3(e)和3(g)所示，前导者节点304也可以是网络前导者节点。这样的网络前导者节点不委托加入其他安全网络的动作。
这样的网络前导者节点可以将共享密钥安全地分发给安全网络中的节点，以便与车辆网络上的其他节点安全地通信。例如，图3中的网络前导者节点304可以分发共享的安全CAN总线密钥，以用于传播可以由接收者节点验证的消息，以检测潜在的消息篡改。
发明概念不限于配对网络前导者。例如，根据一些示例性实施例，可能需要第三节点，例如，如网络拓扑所要求的。
此外，示例性实施例可以包含连接到多个车辆网络的网关节点。根据示例性实施例，这样的网关节点可以独立地处理安全网络，例如，该节点可以是一个安全网络上的前导者和另一安全网络上的后随者。
示例性实施例不限于上述网络拓扑。例如，其他网络拓扑可以包括二叉树。这种二叉树可以用循环制协议的版本来实现。
根据一些示例性实施例，可以要求远程节点(即，不在车辆上的节点)在安全网络的配对期间进行交叉验证。例如，车辆300可能需要与远程互联网服务器(未示出)通信。
例如，考虑无水氨施加器机具具有由附接的拖拉机控制的控制阀。为了防止响应恐怖主义动作的篡改，拖拉机前导者节点可能还需要可信远程计算机来验证机具前导者节点或反之亦然，以作为打开控制阀的前提条件。
此外，示例性实施例可以具有来自先前验证序列的具有缓存状态的节点。例如，先前验证的证书可以以紧凑的形式或以更快的验证方式存储。
图4(a)是根据一些示例性实施例的车辆400的图示。
根据一些示例性实施例，网络前导者节点可以将验证委托给一个或多个后随者节点。
如图4(a)所示，网络前导者节点401、402和407先前已经与它们各自的后随者节点建立了共享密钥。网络前导者节点401、402和407可以使用安全密钥来安全地与后随者节点通信以使后随者节点能够执行验证。如果确定两个网络前导者节点(例如网络前导者节点401和402)，则可以减少建立车辆安全网络的时间，其中后随者节点在验证另一网络前导者节点(例如节点406)方面取得了进展。例如，如果车辆验证计算资源受到约束，则可以减少这样的时间。
如图4(a)所示，非配对网络前导者节点407具有足够的后随者节点405和406，以确保后随者节点将在验证配对节点的最终新网络前导者节点方面取得进展。这可能是有意协调的。
图4(b)示出了后续安全网络配对，其中每个网络前导者节点402、407从后随者节点检索验证。因此，即使后随者节点尚未提前完全完成验证，也可以减少在图4(a)和4(b)中建立安全网络的时间。
图5示出了根据一些示例性实施例的建立安全网络所需的多次迭代。
作为示例，考虑诸如上面示出的车辆300的车辆，其具有多个电子部件，例如电子部件210。每个这样的电子部件遵循图1中所示的方法以建立车辆网络，以使得节点与每次迭代合并。
车辆网络内的每个节点并行地执行图1中所示的这种方法。因此，图1中所示的方法的每个这样的执行可以使单个网络的大小大约加倍，并且对于每个这样的迭代，将网络的数量减少一半。因此，给定N个单独节点(其中N是自然数)，安全地定义网络所花费的时间可以是O(log(N))。
相反，如果替代地每个节点都需要与所有节点通信以在建立安全网络之前验证所有其他节点，则这样的安全网络可能花费大约O(N2)时间来验证安全性。因此，如果例如计算验证的时间是建立网络安全性的限制因素，则O(N2)时间可能是有害的。此外，一些节点可能没有足够的存储器来存储所有节点的验证信息，并且可能使得一些节点不能以其他方式参与安全网络或导致验证信息在建立安全网络的同时在车辆网络上冗余地被传输。如果车辆网络在CAN总线上，则串行发送的冗余消息将加剧建立车辆安全网络所需的时间。
图6(a)-6(c)示出了根据示例性实施例的安全车间网络。示例性实施例对于车辆可能是有利的，以形成具有多个其他车辆的车辆安全网络或形成随着时间的推移具有多个不同车辆的车辆安全网络。
在图6(a)-6(c)的上下文中，前导者可以对应于建立前导引导路径的前导车辆，并且后随者可以对应于通常遵循前导车辆的引导路径的车辆或车辆履带。该路径可以包括一个或多个维度上的偏移，例如：(1)相邻行操作或跳行操作中的横向偏移，以允许对作物或地面进行耕作、耕种、平整、土方移动、种植、喷洒、收获、处理或加工，和(2)在一个或多个车辆的行驶方向上的纵向偏移，所述纵向偏移用于避免碰撞，用于在转弯操作期间产生间隙，以及用于后随车辆或多个后随车辆在跟踪前导车辆时产生跟踪/引导的延迟或滞后。
另外，在图6(a)-6(c)的上下文中，在现场或工地的操作期间，后随车辆或前导车辆可以出于效率或其他原因(诸如在定时器到期之后或在由一系列坐标定义的特定地理区域内，重置或重新建立安全网络)而切换角色或逆转角色。操作员(未示出)可以迫使前导车辆成为某个区域、现场或工地内的前导车辆，例如领班或项目负责人指导特定项目的车辆；该前导车辆可以在工作班次结束时转换或者使车辆离线以进行维修或维护或者将前导车辆重新分配到另一工地或区域。
参考图6(a)，两个车辆可以彼此形成安全的车间网络。第一车辆可以是农业联合收割机1100，第二车辆可以是具有谷物推车1150的拖拉机；然而，发明构思不限于此。
根据上述方法，联合收割机1100包括已形成车辆安全网络的多个电子部件/节点1101(a)、1101(b)、......1110。节点1110是前导者或网络前导者，其他节点1101(a)、1101(b)、...是后随者。
类似地，根据上述方法，具有谷物推车1150的拖拉机可包括已形成车辆安全网络的多个电子部件/节点1151(a)、1151(b)、......1160。节点1160是前导者或网络前导者，其他节点1151(a)、1151(b)......是后随者。
假设农业联合收割机1100无线地向具有谷物推车1150的拖拉机发送数据，使得具有谷物推车1150的拖拉机试图与联合收割机1100串联地或协同地驱动，使得联合收割机1100可以将材料传送到具有谷物推车1150的拖拉机。为实现这一点，农业联合收割机1100可以使用图1中描述的方法与具有谷物推车1150的拖拉机形成安全网络。此外，联合收割机1100和具有谷物推车1150的拖拉机可以建立彼此之间的安全通信。
图6(b)示出了根据示例性实施例的安全车间网络的状态。
如图6(b)所示，可以在前导者节点1110和网络前导者节点1160之间发送受保护的消息。例如，联合收割机1100可以为具有谷物推车1150的每个拖拉机的消息加密并添加消息认证(MAC)。因此，由于加密，可以看到解密数据的唯一实体可以是带有谷物推车1150的拖拉机。此外，由于MAC，具有谷物推车1150的拖拉机可以验证所接收的消息是否来自联合收割机1100，并且因此对这些消息采取行动。
可能没有防止任何拒绝服务(Denial of service)，并且进一步可能没有针对诸如堆栈溢出之类的其他漏洞的保护。但是，假设网络的验证在加密方面是强大的，示例性实施例将能够检测不可信身份并选择不与这些实体建立车辆安全网络。节点不应与除已建立车辆安全网络的实体之外的实体建立用于进行认证或保密的密钥。
此外，根据一些示例性实施例，车辆可以识别其他车辆的节点的属性。某些属性可能包括车辆类型、权限、功能、限制等；然而，示例性实施例不限于此。
当形成用于车间通信的车辆安全网络时，一些车辆安全网络可以选择重新组织节点拓扑以设置更好的前导者节点。
图6(c)示出了根据示例性实施例的车间通信网络。
如图6(c)所示，一个节点(例如，联合收割机1100的节点1120)能够远程地(例如无线地)与其他车辆通信。此外，另一节点，例如，具有谷物推车1150的拖拉机的节点1161可以是网络前导者。尽管联合收割机1100的网络前导者可以是节点1120，同时具有谷物推车1150的拖拉机的网络前导者可以是节点1161，但节点1110可以是远程引导前导者，同时节点1160可以是远程引导后随者。远程引导前导者将通知远程引导后随者如何驾驶/旅行。
作为非限制性示例性实施例，联合收割机1100和具有谷物推车1150的拖拉机建立车辆安全网络，并使用数字证书来验证每个车辆的网络前导者节点。然而，除了在联合收割机1100中建立的用于车内通信的车辆安全网络以及在具有谷物推车1150的拖拉机中建立的用于车内通信的车辆安全网络之外，还可以存在建立在联合收割机1100和具有谷物推车1150的拖拉机之间的用于车间通信的另一网关通信。
作为非限制性示例性实施例，考虑带有谷物推车1150的拖拉机追赶联合收割机1100；因此，可能存在形成在两个车辆之间的车间安全通信。可能有利的一个例子是如果带有谷物推车1150的拖拉机在先前装载的谷物卸货之后返回。
此外，在适当时可以存在安全联锁。例如，联合收割机1100的操作者和具有谷物推车1150的拖拉机的操作者可能必须在车辆安全网络形成之前批准例如在车辆上的相应显示器上的提示符。
另外，可以在运行时改变车辆安全网络。例如，假设拖拉机与第一机具(例如具有谷物推车1150的拖拉机)形成安全的车间网络。一段时间之后，拖拉机可以与机具物理地断开连接；例如，拖拉机可能会从谷物推车断开，因为谷物推车已满。拖拉机上的可以对应于拖拉机和谷物推车之间的网络前导者节点的节点可以检测该事件，并且将不再是谷物推车的前导者节点。
根据示例性实施例，系统中的特殊节点与网络前导者节点不同可能是有利的。
进一步假设相同的拖拉机连接到第二机具。与第二机具建立车辆安全网络可以作为该方法的新序列开始。然后，在拖拉机和第二机具之间形成车辆安全网络。
图7(a)和7(b)示出了多个车辆和多个机具之间的车间车辆安全网络。
参考图7(a)，第一联合收割机1400可以具有多个后随者节点1401、网络前导者节点1405、远程引导前导者1410。第一谷物推车1420可以具有多个后随者节点1421、网络前导者节点1425和远程引导后随者1430。第二联合收割机1440可具有多个后随者节点1441、网络前导者节点1445和远程引导前导者1450。第二谷物推车1460可具有多个后随者节点1461、网络前导者节点1465和远程引导后随者1470。
假设联合收割机1400没有例如通过CAN总线与谷物推车1460物理连接。类似地，假设联合收割机1440没有例如通过CAN总线与谷物推车1420物理连接。
然而，在第一谷物推车1420和第一联合收割机1400之间可以存在安全通信。类似地，在第二谷物推车1460和第二联合收割机1440之间可以存在安全通信。
参考图7(b)，假设在一段时间之后，谷物推车1420已满并且需要卸载谷物。根据一些示例性实施例，例如通过来自联合收割机1400或谷物推车1420的请求，可以在断开连接时进行协调。
参考图7(b)，在示例性实施例中，如果可能的话，第一联合收割机1400和第一谷物推车1420可以选择为在车辆安全网络方面是远程的，并且可以建立包括第一联合收割机1400和第二谷物推车1460的第二车辆网络。然而，发明构思不限于此。
根据一些示例性实施例，如果可能的话，远程引导节点可以尝试与多个其他车辆维持车辆安全网络。例如，每个联合收割机可以尝试与每个谷物推车保持车辆安全网络，反之亦然。类似地，每个车辆可以尝试与每个其他车辆保持车辆安全网络。
根据一些示例性实施例，在第二谷物推车1460取代第一谷物推车1420之前，对于物理上远离的第一谷物推车1420可以进行检测或检测和验证。替代地或另外地，可以存在安全联锁，例如操作员确认。
根据一些示例性实施例，车辆安全网络可以自动化进行从第一谷物推车1420的离开转换到第二谷物推车1460的到达。例如，可能存在同步离开。
根据一些示例性实施例，第一谷物推车1420可以在卸下谷物时返回。第一谷物推车1420可以尝试与系统中的一个或多个车辆建立车辆安全网络。在第一谷物推车1420远离以卸载谷物的同时，第一谷物推车可以已经被保存在车辆安全网络的部件中的高速缓存中。例如，先前在第一谷物推车1420和其他车辆之间建立的钥匙仍然可以是有效的并且可以重复使用，而不是使用图1中描述的方法来重新建立车辆安全网络。
图8示出了根据示例性实施例的示例性农用车辆。
如图8所示，拖拉机800可以驱动播种机850。播种机850可以包括多个行850a、850b、850z。
拖拉机800可包括多个电子部件。多个行850a、850b、850z中的每一个可包括一个电子部件或多个电子部件。
包括在多个行850a、850b、850z中的多个电子部件可以参与图1所示的方法以建立车内安全网络。在建立车辆安全网络之后，包括在多个行850a、850b、850z中的多个电子部件中的一个部件在前导者/后随者字段中可以具有与“前导者”相对应的值，而包括在多个行850a、850b、850z中的多个电子部件中的另一部件在前导者/后随者字段中可以具有与“后随者”相对应的值。
拖拉机800和播种机850可以参与图6(a)-7(b)所示的方法，以在车间安全网络中进行通信。
包括在拖拉机800中的多个电子部件中的一个部件可以与包括在播种机850中的多个电子部件中的一个部件通信，向播种机通知拖拉机的速度。
包括在播种机850中的且接收来自拖拉机800的通信的电子部件可以将拖拉机的速度传播到包括在播种机850中的其他电子部件，以通知播种机850的行850a、850b、850z以多快的速度分发种子。
图9是示出根据一些示例性实施例的包括卫星和车辆的系统的代表性附图。
如图9中所示，车辆900可以包括位置确定接收器910、无线收发器920、以及包括路径规划器950和引导跟踪器970的数据处理系统960。位置确定接收器910、无线收发器920和数据处理系统960可以通过总线901连接。车辆900可以对应于如关于图7(a)-7(b)所述的一个或多个车辆。
位置确定接收器910可以从卫星990接收位置信息。位置确定接收器910可以是或对应于卫星导航接收器，例如全球导航卫星系统(GNSS)接收器。从卫星990接收的位置信息可以包括车辆900的位置、速度和航向数据中的至少一个。位置确定接收器910还可以接收车辆900的包括横滚角、倾斜角和偏航角(航行改变角)中的至少一个的高度信息。无线收发器920可以实现与车辆安全网络中的其他车辆的通信。例如，车辆900可以对应于上面参考图7(a)描述的联合收割机1400，并且可以通过无线收发器920与上面参考图7(a)描述的另一车辆(例如谷物推车1420)通信，以协调各自的引导路径。
如果车辆900被指定为前导者，则车辆900可以跟踪前导路径计划，而其他后随车辆可以跟踪后随者路径计划。后随者路径计划可以是前导路径计划的衍生物。
数据处理系统960可以包括被配置为执行机器可读指令的一个或多个处理器，所述机器可读指令在被执行时使得一个或多个处理器执行各种动作。在一些非限制性示例性实施例中，数据处理系统960可以包括路径规划器950和引导跟踪器970。路径规划器950和引导跟踪器970可以体现为硬件和/或软件，当其由一个或多个处理器执行时，使处理器执行各种动作。
例如，路径规划器950可以基于从位置确定接收器910接收的输入来确定路径规划。引导跟踪器970可以响应于从该位置确定接收器910接收的信息而跟踪车辆900所采取的路径。
数据处理系统可以从无线收发器920接收信息并通过无线收发器920发送信息。例如，如果车辆900对应于联合收割机1400，则车辆900可以与谷物推车1420通信以跟踪设置和跟踪路径。
可以以降低的或最小化的速度执行根据示例性实施例的用于建立车辆安全网络的系统和方法。此外，当节点并行地执行验证时，可以减少或最小化独立验证的数量。此外，可以减少或最小化冗余车辆消息。此外，该系统和方法对于车辆或车辆内的部件被重置的情况是稳健的。
由此描述了示例性实施例，显然可以以多种方式改变示例性实施例。不应将这些改变视为脱离示例性实施例的精神和范围，并且对于本领域普通技术人员显而易见的所有这些修改旨在包括在权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种建立包括多个节点的车辆安全网络的方法，所述多个节点包括存储前导者/后随者字段的存储器，所述方法包括：
建立从第一节点到第二节点的通信路径，所述第一节点在前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值，所述第二节点在前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值，所述第一节点具有与所述第一节点的标识符对应的第一信息；和
通过所述通信路径从所述第一节点到所述第二节点进行通信，以通过以下方式建立车辆安全网络(i)从第二节点接收与所述第二节点的标识符对应的第二信息，以及(ii)响应于基于从所述第二节点接收的第二信息而选举所述第一节点为前导者，在所述第一节点的前导者/后随者字段中保持对应于“前导者”的值，并且响应于所述第一节点不是基于从所述第二节点接收的所述第二信息而选举的前导者，在所述第一节点的前导者/后随者字段中分配对应于“后随者”的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于所述第一节点不是基于从所述第二节点接收的所述第二信息而选举的前导者，所述方法还包括：
在第一节点的存储器中的标识号码后随的字段中分配对应于第二节点的标识符的值。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于第一节点是所选举的前导者，建立从第一节点到第三节点的通信路径，所述第三节点在第三节点的存储器的前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值，并且通过所述通信路径从所述第一节点到所述第三节点进行通信，以通过以下的方式建立车辆安全网络：(i)从第三节点接收第三信息，以及(ii)基于从第三节点接收的第三信息选举第一节点以将对应于“后随者”的值分配给该第一节点的所述前导者/后随者字段。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于由第一节点执行的重置命令，在第一节点中，在前导者/后随者字段中设置对应于“前导者”的值。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于由第一节点执行的唤醒命令，在第一节点中，在前导者/后随者字段中设置对应于“前导者”的值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述第一节点到所述第二节点进行通信包括：
通过总线进行通信。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，建立从第一节点到第二节点的通信路径包括：
第一节点通过总线传播消息，该消息包括希望加入其他节点的声明，
并且其中，第一节点被配置为从第二节点接收通过总线传播的消息，该消息包括希望加入其他节点的声明。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个节点中的第一节点对应于电子部件，并且所述电子部件包括以下部件中的至少一个：车身控制器、发动机控制器、变速器控制器、远程信息处理箱、显示器、车载服务器、无线通信控制器、卫星天线、转向控制器、车窗控制器、机具牵引控制器、发电机/逆变器、制动控制器或座椅控制器。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个节点中的第一节点对应于农用车辆、采矿车辆或建筑车辆的电子部件，所述农用车辆包括拖拉机、联合收割机、机具中的一个，施工车辆包括装载机或挖掘机中的一个。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括通过以下方式改变车辆安全网络的逻辑网络拓扑：
选择所述多个节点中的、在前导者/后随者字段中具有与“后随者”的值对应的一个节点；和
将所选择的节点的标识号码后随的字段中的值分配为如下的值，该值与所述多个节点中的所选举的一个节点所对应的标识号码相对应。
11.一种车辆，包括：
至少一个电子部件，所述至少一个电子部件被配置为通过通信总线与其他电子部件通信，所述至少一个电子部件包括存储器，所述存储器被配置为(i)存储标识号码，(ii)存储指示所述至少一个电子部件是前导者还是后随者的前导者/后随者字段，以及(ii)存储标识号码后随的字段，所述标识号码后随的字段指示如下节点所关联的标识号码，所述至少一个电子部件委托该节点来加入车辆安全通信网络，
在前导者/后随者字段中具有“前导者”的值的节点，所述节点被配置为代表在前导者/后随者字段中具有“后随者”的值的其他电子部件加入车辆安全通信网络，在其前导者/后随者字段中具有“后随者”的值的其他节点中，在所述其他节点的标识号码后随的字段中的值对应于如下的值，该值是在其前导者/后随者字段中具有“前导者”的值的节点的标识号码字段中所存储的标识号码的值，
在前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值的第一电子部件被配置为与在前导者/后随者字段中具有对应于“前导者”的值的第二电子部件进行通信，
第一电子部件被配置为与第二电子部件通信以基于所述标识号码选举第一电子部件以将其前导者/后随者字段中的值维持为“前导者”或改变为“后随者”。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中，在前导者/后随者字段中具有对应于“后随者”的值的第一电子部件不向其他节点传播指示希望加入车辆安全网络的期望的消息。
CN201910825089.8A 2018-10-02 2019-08-30 用于建立车辆安全网络的系统和方法 Active CN110995556B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862740070P 2018-10-02 2018-10-02
US62/740,070 2018-10-02
US16/445,704 2019-06-19
US16/445,704 US11178712B2 (en) 2018-10-02 2019-06-19 Systems and methods to establish secure vehicle networks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110995556A CN110995556A (zh) 2020-04-10
CN110995556B true CN110995556B (zh) 2022-07-26

Family

ID=68062849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910825089.8A Active CN110995556B (zh) 2018-10-02 2019-08-30 用于建立车辆安全网络的系统和方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11178712B2 (zh)
EP (1) EP3636062B1 (zh)
CN (1) CN110995556B (zh)
BR (1) BR102019017938A2 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2020366364A1 (en) 2019-10-16 2022-05-05 Locomation, Inc. Vision-based follow the leader lateral controller
KR102701770B1 (ko) 2023-11-15 2024-09-04 주식회사 긴트 우선순위를 이용한 작업차량의 원격제어 방법 및 그 장치
KR102702845B1 (ko) 2023-12-08 2024-09-05 주식회사 긴트 제한설정을 기반으로 작업차량을 공유하는 방법 및 그 장치

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6240188B1 (en) 1999-07-06 2001-05-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Distributed group key management scheme for secure many-to-many communication
CN1276612C (zh) 1999-09-07 2006-09-20 索尼公司 信息发送系统、设备、方法和信息接收设备、方法
US6684331B1 (en) 1999-12-22 2004-01-27 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for distributing and updating group controllers over a wide area network using a tree structure
US6732024B2 (en) * 2001-05-07 2004-05-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for vehicle control, navigation and positioning
US7478233B2 (en) * 2002-05-30 2009-01-13 Microsoft Corporation Prevention of software tampering
US7079020B2 (en) * 2003-02-03 2006-07-18 Ingrid, Inc. Multi-controller security network
US8015604B1 (en) 2003-10-10 2011-09-06 Arcsight Inc Hierarchical architecture in a network security system
KR100555730B1 (ko) 2003-11-04 2006-03-03 삼성전자주식회사 애드혹 네트워크의 리더 선출방법
US8254301B2 (en) 2005-11-22 2012-08-28 Telcordia Technologies, Inc. Group-header based method to organize local peer group of vehicles for inter-vehicle communication
WO2008112048A1 (en) * 2007-02-02 2008-09-18 Tecordia Technologies, Inc. Method and system to authorize and assign digital certificates without loss of privacy
CN101262333B (zh) 2008-04-21 2010-06-02 上海大学 一种车辆网络中节点间的安全通信方法
US7978717B2 (en) * 2008-10-16 2011-07-12 Synapse Wireless, Inc. Systems and methods for reducing power consumption in communication networks
CN101741820B (zh) * 2008-11-13 2013-12-18 华为技术有限公司 Cga公钥识别和cga公钥确定的方法、系统及装置
US8499155B2 (en) 2010-03-24 2013-07-30 GM Global Technology Operations LLC Adaptive certificate distribution mechanism in vehicular networks using variable inter-certificate refresh period
US8627073B2 (en) 2010-03-24 2014-01-07 GM Global Technology Operations LLC Adaptive certificate distribution mechanism in vehicular networks using forward error correcting codes
WO2011126321A2 (ko) * 2010-04-07 2011-10-13 엘지전자 주식회사 그룹 기반 m2m 통신 기법
JP5479408B2 (ja) 2011-07-06 2014-04-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載ネットワークシステム
KR101863564B1 (ko) * 2011-08-18 2018-06-04 삼성전자주식회사 와이파이 다이렉트 연결 설정 시 그룹 오너를 결정하기 위한 장치 및 방법
WO2013123057A1 (en) 2012-02-13 2013-08-22 Intertrust Technologies Corporation Trusted connected vehicle systems and methods
US9798799B2 (en) * 2012-11-15 2017-10-24 Sri International Vehicle personal assistant that interprets spoken natural language input based upon vehicle context
US10003642B2 (en) 2013-06-28 2018-06-19 Apple Inc. Operating a cluster of peer-to-peer devices
JP6189779B2 (ja) * 2014-03-27 2017-08-30 株式会社クボタ 作業車協調システム
US10091087B2 (en) 2015-07-20 2018-10-02 Cisco Technology, Inc. Methods and systems for load balancing based on data shard leader
CN109565516B (zh) 2016-04-19 2024-08-23 工业科技有限公司 工作人员安全系统
US10511668B2 (en) 2016-10-07 2019-12-17 Hyundai Motor Company Method of transmitting and receiving data in vehicle network and apparatus for the same
JP6832793B2 (ja) * 2017-05-29 2021-02-24 株式会社クボタ 子作業車と協調して作業を行う親作業車
DE102017222882A1 (de) * 2017-12-15 2019-06-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtungen, Verfahren und Computerprogramm zum Freischalten von Fahrzeugkomponenten, Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsmodul
US11171940B2 (en) * 2018-03-30 2021-11-09 Intel Corporation Secure type-enforced actions

Also Published As

Publication number Publication date
EP3636062B1 (en) 2022-12-21
US20210392712A1 (en) 2021-12-16
US11943826B2 (en) 2024-03-26
US11178712B2 (en) 2021-11-16
US20200107384A1 (en) 2020-04-02
CN110995556A (zh) 2020-04-10
EP3636062A1 (en) 2020-04-15
BR102019017938A2 (pt) 2020-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110995556B (zh) 用于建立车辆安全网络的系统和方法
JP7364724B2 (ja) ブロックチェーンＩｏＴ装置のためのオペレーティングシステム
US20220092586A1 (en) Off network identity tracking in anonymous cryptocurrency exchange networks
EP3639536B1 (en) Naming and blockchain recording for the internet of things
JP7250411B2 (ja) モータ車両運転者支援システムに関する方法
US10279775B2 (en) Unauthorized access event notification for vehicle electronic control units
US11456874B2 (en) Vehicle control system for cybersecurity and financial transactions
CN111740854B (zh) 用于安全装置通信的设备、方法和系统
US11728987B2 (en) Secure vehicular part communication
US20200293361A1 (en) Method and distributed database system for computer-aided execution of a program code
JP2019023823A (ja) 台帳管理ノード、台帳管理システム、車載の情報提供装置
Petri et al. Evaluation of lightweight TPMs for automotive software updates over the air
US20210278823A1 (en) Device and Method for Setting Up and/or Providing a Working Environment
Mansor et al. Don't brick your car: firmware confidentiality and rollback for vehicles
Dobaj et al. Cybersecurity Threat Analysis, Risk Assessment and Design Patterns for Automotive Networked Embedded Systems: A Case Study.
CN115088232A (zh) 数据加密的方法、数据传输的方法、相关装置以及设备
Alqarni et al. Authenticated wireless links between a drone and sensors using a blockchain: Case of smart farming
US20220174077A1 (en) Intrusion detection for computer systems
EP3742304B1 (en) Validation of measurement datasets in a distributed database
WO2020090418A1 (ja) 電子制御装置、電子制御装置のリプログラミング方法
CN113949432B (zh) 面向飞行任务无人机区块链建立方法、系统、设备、终端
US20230153094A1 (en) Robust over the air reprogramming
JP7571353B2 (ja) モノのインターネット
Alyoubi A Multi-Agent Reinforcement Learning Blockchain Framework for Improving Vehicular Internet of Things Cybersecurity
Chowdhury et al. An Overview of Cyber Attacks and Defenses on Intelligent Connected Vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant