CN112511396A - 一种整车通信监控方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整车通信监控方法及装置，当网关在工作周期内检测到总线发送的总线报文时，网关会中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收总线报文的操作，在当前接收的总线报文的报文ID，与需由网关将报文从该报文所在的网段转发至目标网段的待接收总线报文ID相同，且目标网段不包含诊断仪或TBox所在网段，则在接收到包含总线报文ID的映射请求的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送映射请求的诊断仪或TBox。本发明利用网关连接各个网段的拓扑特性，实现了对车内任意一条或一组报文的实时监控，通过将总线报文发送至诊断仪或是Tbox，实现基于总线报文对总线数据进行分析并查找故障原因。
Description
技术领域
本发明涉及汽车网络通信技术领域，更具体的说，涉及一种整车通信监控方法及装置。
背景技术
随着汽车电子技术的飞速发展，汽车上开始涌现出多种功能复杂的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)和多种总线通讯协议，例如CAN(ControllerArea Network，控制器局域网络)总线、LIN(Local Interconnect Network，局域互联网络)总线、Enthernet(以太网)总线等，这些总线承载了整车内部多个ECU之间的通讯。整车厂通常基于不同ECU的安全性和稳定性等多方面的考虑，将整车上所有ECU拆分至不同的拓扑网络，同时各拓扑网络的分支网络又统一连接到网关(Gateway，GW)上，比如图1所示的整车通信网络架构图，以CAN总线为例进行说明，ECU1和ECU2连接至CAN1，ECU3、ECU4和ECU5连接至CAN2，ECU6和ECU8连接至CAN3，ECU7连接至CAN4，GW分别与CAN1、CAN2、CAN3、CAN4、CAN5和CAN6连接，Tester(诊断仪)连接至CAN5，TBox(车载智能终端)连接至CAN6。网关通过OBD(On-Board Diagnostics，车载自动诊断系统)口与Tester连接，也即OBD口仅与CAN5连接。
通常网关负责拆分、重组或转发不同的网络信号，比如CAN->CAN转发、CAN->LIN转发、CAN->Enthernet转发等。从整车通信安全的角度出发，在实际应用中，网关既作为整车内所有ECU与Tester和Tbox相互通讯的枢纽，也作为隔绝外界非法通讯的“防火墙”。
现有整车总线设计中，参见图1，总线监控设备连接至OBD口后，仅能直接获取CAN5中的总线数据，而无法直接获取其他总线上的数据，从而可以避免用户通过将总线监控设备连接至OBD口来直接分析所有总线数据，因此降低了数据泄露的风险。但是当车辆出现故障时，由于无法直接对所有总线数据进行分析，因此无法获知功能异常的ECU，使得维修人员需要花费很长时间进行故障排查。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种整车通信监控方法及装置，以利用网关连接各个网段的拓扑特性，实现对车内任意一条或一组报文的实时监控，通过将总线报文发送至诊断仪或是Tbox，实现基于总线报文对总线数据进行分析，查找故障原因，从而大大减少因无法直接对所有总线数据进行分析，而在故障排查时所花费的时间。
一种整车通信监控方法，应用于网关，所述网关被配置为能够接收所有的总线报文，该方法包括：
当在工作周期内检测到总线发送的所述总线报文时，中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收所述总线报文的操作；
在接收中断中执行如下过程：
判断当前接收的所述总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID是否相同，其中，所述预存储的待接收总线报文ID为：需由所述网关从该总线报文所在的网段转发至目标网段的报文ID；
若当前接收的所述总线报文的报文ID与所述预存储的待接收总线报文ID相同，则判断所述目标网段是否包含诊断仪所在网段或TBox所在网段；
若所述目标网段不包含所述诊断仪所在网段或所述TBox所在网段，则判断是否接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的映射请求；
若接收到所述映射请求，则采用动态发送方式，将当前接收的所述总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox。
可选的，采用动态发送方式，将当前接收的所述总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox之后，还包括：
在将所述当前接收的所述总线报文转发到目标网段后，进入发送中断，在发送中断中，采用动态发送方式，将所述总线报文再次映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox。
可选的，还包括：
若所述当前接收的所述总线报文的报文ID与所述预存储的待接收总线报文ID不相同，则判断是否接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的所述映射请求；
如果接收到所述映射请求，则采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox；
如果没有接收到所述映射请求，则丢弃当前接收的总线报文。
可选的，还包括：
若当前接收的所述总线报文的报文ID与所述预存储的待接收总线报文ID相同，且所述目标网段包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，则将所述当前接收的所述总线报文在所述接收中断中直接发送至所述诊断仪所在网段或TBox所在网段对应的总线上。
可选的，还包括：
若所述目标网段不包含所述诊断仪所在网段或所述TBox所在网段，且未接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的映射请求，则在所述接收中断中直接将所述当前接收的所述总线报文发送至所述目标网段。
一种整车通信监控装置，应用于网关，所述网关被配置为能够接收所有的总线报文，该装置包括：
报文接收单元，用于当在工作周期内检测到总线发送的所述总线报文时，中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收所述总线报文的操作；
在接收中断中执行如下过程：
报文ID判断单元，用于判断当前接收的所述总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID是否相同，其中，所述预存储的待接收总线报文ID为：需由所述网关从该总线报文所在的网段转发至目标网段的报文ID；
网段判断单元，用于在所述报文ID判断单元判断为是的情况下，判断所述目标网段是否包含诊断仪所在网段或TBox所在网段；
第一映射请求判断单元，用于在所述网段判断单元判断为否的情况下，判断是否接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的映射请求；
第一报文发送单元，用于在所述第一映射请求判断单元判断为是的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的所述总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox。
可选的，还包括：
再次映射单元，用于在所述第一报文发送单元采用动态发送方式，将当前接收的所述总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox之后，在将所述当前接收的所述总线报文转发到目标网段后，进入发送中断，在发送中断中，采用动态发送方式，将所述总线报文再次映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox。
可选的，还包括：
第二映射请求判断单元，用于在所述报文ID判断单元判断为否的情况下，判断是否接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的所述映射请求；
第二报文发送单元，用于在所述第二映射请求判断单元判断为是的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox；
丢弃单元，用于在所述第二映射请求判断单元判断为否的情况下，丢弃当前接收的总线报文。
可选的，还包括：
第一直接发送单元，用于若当前接收的所述总线报文的报文ID与所述预存储的待接收总线报文ID相同，且所述目标网段包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，则将所述当前接收的所述总线报文在所述接收中断中直接发送至所述诊断仪所在网段或TBox所在网段对应的总线上。
可选的，还包括：
第二直接发送单元，用于若所述目标网段不包含所述诊断仪所在网段或所述TBox所在网段，且未接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的映射请求，则在所述接收中断中直接将所述当前接收的所述总线报文发送至所述目标网段。
从上述的技术方案可知，本发明公开了一种整车通信监控方法及装置，网关被设置为能够接收所有总线报文，当网关在工作周期内检测到总线发送的总线报文时，网关会中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收总线报文的操作，在接收中断中执行过程：当确定当前接收的总线报文的报文ID，与需由网关将报文从该报文所在的网段转发至目标网段的待接收总线报文ID相同，并且，确定目标网段不包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，则网关在确定接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送映射请求的诊断仪或TBox。本发明利用网关连接各个网段的拓扑特性，实现了对车内任意一条或一组报文的实时监控，通过将总线报文发送至诊断仪或是Tbox，实现基于总线报文对总线数据进行分析，查找故障原因，从而大大减少了因无法直接对所有总线数据进行分析，而在故障排查时所花费的时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为整车通信网络架构图；
图2为本发明实施例公开的一种整车通信监控方法流程图；
图3为本发明实施例公开的另一种整车通信监控方法流程图；
图4为本发明实施例公开的一种EMS与PEPS之间通信过程流程图；
图5为本发明实施例公开的一种整车通信监控装置的结构示意图；
图6为本发明实施例公开的另一种整车通信监控装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种整车通信监控方法及装置，网关被设置为能够接收所有总线报文，当网关在工作周期内检测到总线发送的总线报文时，网关会中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收总线报文的操作，在接收中断中执行过程：当确定当前接收的总线报文的报文ID，与需由网关将报文从该报文所在的网段转发至目标网段的待接收总线报文ID相同，并且，确定目标网段不包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，则网关在确定接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送映射请求的诊断仪或TBox。本发明利用网关连接各个网段的拓扑特性，实现了对车内任意一条或一组报文的实时监控，通过将总线报文发送至诊断仪或是Tbox，实现基于总线报文对总线数据进行分析，查找故障原因，从而大大减少了因无法直接对所有总线数据进行分析，而在故障排查时所花费的时间。
另外，本发明还可以实现样车设计阶段的网络延迟、异常检测，以及故障远程诊断时的快速定位。
参见图2，本发明一实施例公开的一种整车通信监控方法流程图，该方法应用于网关，该网关被设置为能够接收所有的总线报文，该方法包括步骤：
步骤S101、当在工作周期内检测到总线发送的总线报文时，中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收总线报文的操作；
在实际应用中，首先需要根据网关的硬件资源，配置网关用于接收报文的MailBox(简写为MB，邮箱)，为便于论述，以下简称接收MailBox，根据参考文档《AUTOSAR_SWS_CANDriver》，可以将网关所有的接收MailBox均进行设置，以使所有总线报文均可以通过网关的硬件滤波，从而保证网关的接收MailBox可以接收所有的总线报文，并触发网关进入接收中断，以及对接收的总线报文开始计数累加。
具体的，以CAN报文为例进行说明，根据参考文档《AUTOSAR_SWS_CANDriver》，可以将网关所有的接收MailBox均设置为Basic-Can，同时匹配过滤器(mask)全部为0，以使所有的CAN报文均可以通过网关的硬件滤波，从而保证网关的接收MailBox可以接收所有的CAN报文，并触发网关进入接收中断，以及对接收的CAN报文开始计数累加。
需要说明的是，网关的一些任务是周期执行的，比如，每5ms执行一次任务处理，在网关执行任务的工作周期内，当网关接收到某报文，也即当某报文被放入接收MailBox后，网关会进入接收中断，并该报文进行处理，在对该报文处理完毕后，网关退出接收中断，继续执行正常的周期任务。
其中，MailBox：网关主芯片的每路总线控制器用于发送或者接收报文的硬件单元。不同主芯片的每路总线控制器所包含的MailBox总数也不一样，比如，型号为NXP5604C的芯片的每路总线控制器有64个硬件单元。在实际应用中，可以根据使用需求设置一个MailBox用来发送报文或是接收报文。
Basic-Can：当一个MailBox被设置为接收报文时，该接收MailBox可以有两种模式，一种模式为：接收MailBox被设置为Full-Can，即接收MailBox只能接收总线上的预设报文，例如0x100，除预设报文之外的任意报文都不能放入该接收MailBox；另一种模式为：接收MailBox被设置为Basic-Can，即接收MailBox可以用于接收一组预设报文。通过设置与该接收MailBox匹配的过滤器，来过滤掉无关报文，并将过滤得到的报文放至该接收MailBox。
其中，当过滤器设置为全0时，与该过滤器对应的接收MailBox可以接收任意报文。
在接收中断中执行步骤S102～步骤S105所示步骤。
步骤S102、判断当前接收的总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID是否相同，如果是，则执行步骤S103；
其中，预存储的待接收总线报文ID为：需由网关将总线报文从该总线报文所在的网段转发至目标网段的报文ID。
需要说明的是，网关将当前接收的报文ID与预存储的待接收总线报文ID进行比较的过程，也即网关对接收的报文ID进行软件滤波的过程。所谓软件滤波指的是：用软件来识别有用信号和干扰信息，并滤除干扰信号的方法。
步骤S103、判断目标网段是否包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，如果否，则执行步骤S104；
其中，当目标网段包含诊断仪所在网段或TBox所在网段时，由于后台服务器可以直接获取到当前接收的总线报文ID，以便根据该总线报文ID进行诊断处理，因此，在该情况下，无需对当前接收的总线报文进行处理，只需要通过网关将当前接收的总线报文ID直接发送至目标网段即可。
步骤S104、判断是否接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求，如果是，则执行步骤S105；
其中，映射请求由诊断仪或TBox发送至网关。
当网关没有接收到包含总线报文ID的映射请求时，则在接收中断中直接将当前接收的总线报文发送至目标网段所在总线即可。
步骤S105、采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送映射请求的诊断仪或TBox。
其中，动态发送：根据Autosar规范中所述可知，总线驱动支持带有动态参数的总线报文发送，参数可以是报文ID，也可以是报文长度，也可以是报文内容。
现有一般采用静态发送报文，在静态发送前，必须将该报文的数据长度，报文ID预先定义好，且还需在内存中为该报文开辟缓存空间。而动态发送则无需考虑这些，在接收到源网段任意报文时，可以将源网段报文原封不动的转发至目标网段。本实施例中，总线报文经过总线驱动及接口层后由网关转发到诊断仪或Tbox。
为便于理解本实施例，下面举例说明。
例如，某车辆仪表显示胎压检测故障，此时，通过诊断仪/Tbox进行检测，可以从轮胎OEM(Original Equipment Manufacturer，原始设备制造商)研发端确认该故障灯的点亮策略，并检测信号所在的报文ID和信号布局等信息。网关在接收总线报文时，会实时检测接收到的总线报文ID是否为信号所在的报文ID，当接收到的总线报文ID为信号所在的报文ID时，网关就会将接收的总线报文发送至Tbox，以供后台分析数据是否正常，查找故障原因。
综上可知，本发明公开的整车通信监控方法，网关被设置为能够接收所有总线报文，当网关在工作周期内检测到总线发送的总线报文时，网关会中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收总线报文的操作，在接收中断中执行过程：当确定当前接收的总线报文的报文ID，与需由网关将报文从该报文所在的网段转发至目标网段的待接收总线报文ID相同，并且，确定目标网段不包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，则网关在确定接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送映射请求的诊断仪或TBox。本发明利用网关连接各个网段的拓扑特性，实现了对车内任意一条或一组报文的实时监控，通过将总线报文发送至诊断仪或是Tbox，实现基于总线报文对总线数据进行分析，查找故障原因，从而大大减少了因无法直接对所有总线数据进行分析，而在故障排查时所花费的时间。
另外，本发明还可以实现样车设计阶段的网络延迟、异常检测，以及故障远程诊断时的快速定位。
需要说明的是，上述实施例中，若当前接收的总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID相同，且目标网段包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，则将当前接收的总线报文在接收中断中直接发送至诊断仪所在网段或TBox所在网段对应的总线上。
本实施例在接收中断中将总线报文发送到诊断仪或Tbox的过程为：将总线报文放入发送MB(发送报文的MailBox)，由该发送MB将总线报文发送至总线上，在发送完成后触发发送中断，在发送中断中不执行任何动作。
另外，若当前接收的总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID相同，且目标网段不包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，且未接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求，则在接收中断中直接将当前接收的总线报文发送至目标网段，在发送完成后触发发送中断，在发送中断中不执行任何动作。
上述实施例中，当确定当前接收的总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID不相同时，则表明除了总线报文所在的网段，其他网段并不关心该总线报文，在这种情况下，当前接收的总线报文无法通过软件滤波，此时，则继续判断是否接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求。
因此，参见图3，本发明另一实施例公开的一种整车通信监控方法流程图，在图2所示实施例的基础上，在步骤S102判断为否的情况下，整车通信监控方法还可以包括步骤：
步骤S106、判断是否接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求，如果是，则执行步骤S107，如果否，则执行步骤S108；
其中，映射请求由诊断仪或TBox发送至网关；
步骤S107、采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送映射请求的诊断仪或TBox；
具体的，是在接收中断中，由接收MB将报文发送到发送MB，由发送MB发送到发送映射请求的诊断仪或TBox，发送完成后会触发发送中断，在此发送中断中不执行任何动作。
步骤S108、丢弃当前接收的总线报文。
具体的，在当前接收的总线报文既没有通过软件滤波，又没有接收到映射请求的情况下，在该接收中断中，由接收MB直接将其丢弃，而不会再放入发送MB中。可以理解的是，该报文只是在本网段之内进行节点之间的转发，并不需要网关进行接收和转发，因此在网关中会选择将其丢弃。
为保证网关可以将当前接收的总线报文成功映射到发送映射请求的诊断仪或TBox，上述实施例中在步骤S105之后，具体可以包括：
在将当前接收的总线报文转发到目标网段后，进入发送中断，在发送中断中，采用动态发送方式，将总线报文再次映射到发送映射请求的诊断仪或Tbox。
需要说明的是，在本实施例中，S105的步骤是在接收中断中执行的，因为目标网段并不包含有诊断仪或TBox，所以在接收到映射请求的情况下，网关既要将当前接收的总线报文映射到诊断仪或TBox，同时也要执行将报文转发到目标网段的任务，在将当前接收的总线报文映射到诊断仪或TBox后触发的发送中断中，不执行任何动作，而在将报文转发到目标网段后触发的发送中断中，需要将该报文再次映射到发送映射请求的诊断仪或Tbox。
需要特别说明的是，根据Autosar的软件架构规范，总线报文从总线驱动层接收，经过总线驱动层的硬件滤波，传递至接口层。整个BSW(Basic Software，基础软件层)分为驱动层、硬件抽象层、通信服务层和抽象层，总线报文进过抽象层后，根据实际的需求，无论是诊断报文还是网络管理报文，都会向上分发至不同模块。上述实施例中，总线报文在接口层处理完毕后，根据实际需求，可将该总线报文传递给BSW的上层模块。
基于上述实施例中的机制，为便于理解，结合图1，本发明提供了几种实车设计阶段的典型应用场景，如下：
1、基于网段的映射机制，Tbox或是诊断仪向网关发送诊断指令31 01 2A 00 XX，XX代表具体的网段，01代表图1中的CAN1，02代表图1中的CAN2，03代表图1中的CAN3，04代表图1中的CAN4。通过上述实施例中的机制，网关可以将该网段上所有报文转发至Tbox或是诊断仪。该机制适用于实车显示某一个网段的大部分控制器功能异常。
2、基于ECU的映射机制，Tbox或是诊断仪向网关发送诊断指令31 01 2A 01 YY，YY代表具体的节点，01代表ECU1，02代表ECU2，03代表ECU3，以此类推。网关需要预先了解各个节点都会发送哪些条报文，例如ECU1发送报文，0x100，0x101，0x102。当网关接收到指令3101 2A 01 01时，只将上述三条报文转发给Tbox或者诊断仪。该机制适用于定位具体ECU是否存在异常，可以长时间监控该节点所有报文的周期和数据。
3、基于报文的映射机制，Tbox或是诊断仪向网关发送诊断指令31 01 2A 02 ZZTT，ZZ TT为报文ID，例如发送31 01 2A 02 01 00，网关收到该指令后会在接收中断中监测报文0x100，收到后直接转发至目标。该机制适用于定位某ECU的特定功能异常，该特定功能只和某一条报文中的某信号相关。
4、基于预设策略的映射机制，Tbox或是诊断仪向网关发送诊断指令31 01 2A 03KK，KK代表策略编号，例如发动机解锁认证策略对应编号0，远程升降车窗对应编号1，远程闭锁解锁策略对应编号2，以此类推。其中，网关需要提前了解与具体策略相关的报文和逻辑。以编号0为例，认证策略如图4所示的EMS与PEPS之间通信过程的监控流程图，具体如下：
a、EMS(Engine Management System，发动机管理系统)首先发送0x100认证请求帧，数据内容为一个随机产生的种子，通过GW(网关)发送给PEPS(Passive Entry PassiveStart，无钥匙进入与无钥匙启动系统)。
b、PEPS收到网关转发的0x100后，经过预先和EMS定好的秘钥生成算法，对收到的种子进行计算，生成秘钥后，将该秘钥通过报文0x101发送给网关，由网关转发给EMS。
c、EMS收到网关转发的0x101后，对发送来的秘钥和EMS本身计算的秘钥进行匹配，匹配成功后解锁成功。
基于如上所述，与发动机解锁认证策略相关的报文是0x100和0x101，网关可以实现上述两条报文的实时监控。
在步骤a中，当网关收到EMS发送的0x100后，将0x100转发至Tbox和PEPS，当网关完成将0x100转发至PEPS后，在0x100的发送确认中断中，网关将0x100再次转发至Tbox。这样可以确认网关在EMS-网关-PEPS这条转发路径的后半段是否存在问题，如果存在问题，则根据0x100的发送路径即可定位问题出在哪个环节。
在步骤b中，当网关收到PEPS发送的0x101后，将0x101转发至Tbox，当网关完成转发0x101后，在0x101的发送确认中断中，将0x101再次转发至Tbox。这样我们根据后台收到的数据进行反向推理，即可定位问题出在哪个环节。
如图4所示，如果在发动机认证解锁流程中，Tbox未收到任何相关报文，则表明EMS节点存在问题，由于其未主动发出0x100认证帧，故导致之后的系列报文都无法转发至Tbox。
如果Tbox只收到一帧0x100报文，则表明网关关于0x100的报文转发存在问题，这是因为正常来说，只要网关收到源节点发送的0x100报文，网关就会相继向Tbox转发两条报文。如果Tbox只收到了两帧0x100报文，则代表PEPS节点存在问题，该节点收到认证请求报文后，未主动发出0x101回应帧。如果Tbox只收到了两帧0x100报文和一帧0x101报文，则表明网关关于0x101的报文转发存在问题。如果Tbox收到了两帧0x100报文和两帧0x101报文，但是解锁仍未成功，此时就需要分析报文的数据内容，查看是PEPS端还是EMS端的秘钥计算问题导致的匹配认证失败。该机制适用于多个ECU之间存在交互流程，当交互流程出现问题时的定位分析。
需要说明的是，映射请求可以理解为：Tbox或诊断仪向网关发送诊断请求，请求网关将某一条或某一组报文，映射到Tbox或诊断仪。
下面简述映射请求的置位的工作机制：
1、当采用基于网段的映射机制时，网关在当前网段接收到的所有报文的映射请求都会被置位，例如EMS节点在CAN1(参见图1)上周期发送报文0x85，则0x85报文的映射请求，在CAN1的映射打开时就会被置位(具体为置1)，其中，EMS属于CAN1网段中的节点，映射请求由Tbox或诊断仪向网关发送。
2、当采用基于ECU的映射机制时，则网关在当前节点接收到的所有报文的映射请求都会被置位，例如EMS节点周期发送报文0x85，0x86，0x87，则上述报文0x85，0x86，0x87的映射请求，在EMS的映射打开时就会被置位。
3、当采用基于报文的映射机制时，则网关针对该报文的映射请求会被置位。
4、当采用针对预设策略的映射机制时，所有和该预设策略相关的报文的映射请求均被置位。
基于上述论述，当网关收到报文0x85时，网关按照图2和图3所示流程判断报文0x85是否存在映射请求，若存在映射请求，则执行映射操作。
与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种整车通信监控装置。
参见图5，本发明实施例公开的一种整车通信监控装置的结构示意图，该装置应用于网关，网关被配置为能够接收所有的总线报文，该装置包括：
报文接收单元201，用于当在工作周期内检测到总线发送的总线报文时，中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收总线报文的操作；
在实际应用中，首先需要根据网关的硬件资源，配置网关用于接收报文的MailBox(简写为MB，邮箱)，为便于论述，以下简称接收MailBox，根据参考文档《AUTOSAR_SWS_CANDriver》，可以将网关所有的接收MailBox均进行设置，以使所有总线报文均可以通过网关的硬件滤波，从而保证网关的接收MailBox可以接收所有的总线报文，并触发网关进入接收中断，以及对接收的总线报文开始计数累加。
需要说明的是，网关的一些任务是周期执行的，比如，每5ms执行一次任务处理，在网关执行任务的工作周期内，当网关接收到某报文，也即当某报文被放入接收MailBox后，网关会进入接收中断，并该报文进行处理，在对该报文处理完毕后，网关退出接收中断，继续执行正常的周期任务。
在接收中断中执行如下过程：
报文ID判断单元202，用于判断当前接收的总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID是否相同，其中，预存储的待接收总线报文ID为：需由网关从该总线报文所在的网段转发至目标网段的报文ID；
需要说明的是，网关将当前接收的报文ID与预存储的待接收总线报文ID进行比较的过程，也即网关对接收的报文ID进行软件滤波的过程。所谓软件滤波指的是：用软件来识别有用信号和干扰信息，并滤除干扰信号的方法。
网段判断单元203，用于在报文ID判断单元判断为是的情况下，判断目标网段是否包含诊断仪所在网段或TBox所在网段；
其中，当目标网段包含诊断仪所在网段或TBox所在网段时，由于后台服务器可以直接获取到当前接收的总线报文ID，以便根据该总线报文ID进行诊断处理，因此，在该情况下，无需对当前接收的总线报文进行处理，只需要通过网关将当前接收的总线报文ID直接发送至目标网段即可。
第一映射请求判断单元204，用于在网段判断单元判断为否的情况下，判断是否接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求；
其中，映射请求由诊断仪或TBox发送至网关。
当网关没有接收到包含总线报文ID的映射请求时，则在接收中断中直接将当前接收的总线报文发送至目标网段所在总线即可。
第一报文发送单元205，用于在第一映射请求判断单元判断为是的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送映射请求的诊断仪或TBox。
其中，动态发送：根据Autosar规范中所述可知，总线驱动支持带有动态参数的总线报文发送，参数可以是报文ID，也可以是报文长度，也可以是报文内容。
综上可知，本发明公开的整车通信监控装置，网关被设置为能够接收所有总线报文，当网关在工作周期内检测到总线发送的总线报文时，网关会中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收总线报文的操作，在接收中断中执行过程：当确定当前接收的总线报文的报文ID，与需由网关将报文从该报文所在的网段转发至目标网段的待接收总线报文ID相同，并且，确定目标网段不包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，则网关在确定接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送映射请求的诊断仪或TBox。本发明利用网关连接各个网段的拓扑特性，实现了对车内任意一条或一组报文的实时监控，通过将总线报文发送至诊断仪或是Tbox，实现基于总线报文对总线数据进行分析，查找故障原因，从而大大减少了因无法直接对所有总线数据进行分析，而在故障排查时所花费的时间。
另外，本发明还可以实现样车设计阶段的网络延迟、异常检测，以及故障远程诊断时的快速定位。
为进一步优化上述实施例，整车通信监控装置还可以包括：
第一直接发送单元，用于若当前接收的总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID相同，且目标网段包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，则将当前接收的总线报文在接收中断中直接发送至诊断仪所在网段或TBox所在网段对应的总线上。
本实施例在接收中断中将总线报文发送到诊断仪或Tbox的过程为：将总线报文放入发送MB(发送报文的MailBox)，由该发送MB将总线报文发送至总线上，在发送完成后触发发送中断，在发送中断中不执行任何动作。
为进一步优化上述实施例，整车通信监控装置还可以包括：
第二直接发送单元，用于若目标网段不包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，且未接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求，则在接收中断中直接将当前接收的总线报文发送至目标网段。
其中，第二直接发送单元在发送完成后触发发送中断，在发送中断中不执行任何动作。
上述实施例中，当确定当前接收的总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID不相同时，则表明除了总线报文所在的网段，其他网段并不关心该总线报文，在这种情况下，当前接收的总线报文无法通过软件滤波，此时，则继续判断是否接收到包含当前接收的总线报文的报文ID的映射请求。
因此，参见图6，本发明另一实施例公开的一种整车通信监控装置的结构示意图，在图5所示实施例的基础上，还可以包括：
第二映射请求判断单元206，用于在报文ID判断单元202判断为否的情况下，判断是否接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的所述映射请求；
第二报文发送单元207，用于在第二映射请求判断单元206判断为是的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送映射请求的诊断仪或TBox；
具体的，是在接收中断中，由接收MB将报文发送到发送MB，由发送MB发送到发送映射请求的诊断仪或TBox，发送完成后会触发发送中断，在此发送中断中不执行任何动作。
丢弃单元208，用于在第二映射请求判断单元206判断为否的情况下，丢弃当前接收的总线报文。
具体的，在当前接收的总线报文既没有通过软件滤波，又没有接收到映射请求的情况下，在该接收中断中，由接收MB直接将其丢弃，而不会再放入发送MB中。可以理解的是，该报文只是在本网段之内进行节点之间的转发，并不需要网关进行接收和转发，因此在网关中会选择将其丢弃。
为保证网关可以将当前接收的总线报文成功映射到发送映射请求的诊断仪或TBox，整车通信监控装置还可以包括：
再次映射单元，用于在第一报文发送单元205采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送映射请求的诊断仪或TBox之后，在将当前接收的所述总线报文转发到目标网段后，进入发送中断，在发送中断中，采用动态发送方式，将总线报文再次映射到发送映射请求的诊断仪或TBox。
需要说明的是，在本实施例中，第一报文发送单元205是在接收中断中执行的，因为目标网段并不包含有诊断仪或TBox，所以在接收到映射请求的情况下，网关既要将当前接收的总线报文映射到诊断仪或TBox，同时也要执行将报文转发到目标网段的任务，在将当前接收的总线报文映射到诊断仪或TBox后触发的发送中断中，不执行任何动作，而在将报文转发到目标网段后触发的发送中断中，需要将该报文再次映射到发送映射请求的诊断仪或Tbox。
需要特别说明的是，根据Autosar的软件架构规范，总线报文从总线驱动层接收，经过总线驱动层的硬件滤波，传递至接口层。整个BSW(Basic Software，基础软件层)分为驱动层、硬件抽象层、通信服务层和抽象层，总线报文进过抽象层后，根据实际的需求，无论是诊断报文还是网络管理报文，都会向上分发至不同模块。上述实施例中，总线报文在接口层处理完毕后，根据实际需求，可将该总线报文传递给BSW的上层模块。
需要说明的是，装置实施例中各组成部分的具体工作原理，请参见方法实施例对应部分，此处不再赘述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种整车通信监控方法，其特征在于，应用于网关，所述网关被配置为能够接收所有的总线报文，该方法包括：
当在工作周期内检测到总线发送的所述总线报文时，中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收所述总线报文的操作；
在接收中断中执行如下过程：
判断当前接收的所述总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID是否相同，其中，所述预存储的待接收总线报文ID为：需由所述网关从该总线报文所在的网段转发至目标网段的报文ID；
若当前接收的所述总线报文的报文ID与所述预存储的待接收总线报文ID相同，则判断所述目标网段是否包含诊断仪所在网段或TBox所在网段；
若所述目标网段不包含所述诊断仪所在网段或所述TBox所在网段，则判断是否接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的映射请求；
若接收到所述映射请求，则采用动态发送方式，将当前接收的所述总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox。
2.根据权利要求1所述的整车通信监控方法，其特征在于，采用动态发送方式，将当前接收的所述总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox之后，还包括：
在将所述当前接收的所述总线报文转发到目标网段后，进入发送中断，在发送中断中，采用动态发送方式，将所述总线报文再次映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox。
3.根据权利要求1所述的整车通信监控方法，其特征在于，还包括：
若所述当前接收的所述总线报文的报文ID与所述预存储的待接收总线报文ID不相同，则判断是否接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的所述映射请求；
如果接收到所述映射请求，则采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox；
如果没有接收到所述映射请求，则丢弃当前接收的总线报文。
4.根据权利要求1所述的整车通信监控方法，其特征在于，还包括：
若当前接收的所述总线报文的报文ID与所述预存储的待接收总线报文ID相同，且所述目标网段包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，则将所述当前接收的所述总线报文在所述接收中断中直接发送至所述诊断仪所在网段或TBox所在网段对应的总线上。
5.根据权利要求1所述的整车通信监控方法，其特征在于，还包括：
若所述目标网段不包含所述诊断仪所在网段或所述TBox所在网段，且未接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的映射请求，则在所述接收中断中直接将所述当前接收的所述总线报文发送至所述目标网段。
6.一种整车通信监控装置，其特征在于，应用于网关，所述网关被配置为能够接收所有的总线报文，该装置包括：
报文接收单元，用于当在工作周期内检测到总线发送的所述总线报文时，中止在工作周期内的执行任务，进入接收中断，并执行接收所述总线报文的操作；
在接收中断中执行如下过程：
报文ID判断单元，用于判断当前接收的所述总线报文的报文ID与预存储的待接收总线报文ID是否相同，其中，所述预存储的待接收总线报文ID为：需由所述网关从该总线报文所在的网段转发至目标网段的报文ID；
网段判断单元，用于在所述报文ID判断单元判断为是的情况下，判断所述目标网段是否包含诊断仪所在网段或TBox所在网段；
第一映射请求判断单元，用于在所述网段判断单元判断为否的情况下，判断是否接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的映射请求；
第一报文发送单元，用于在所述第一映射请求判断单元判断为是的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的所述总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox。
7.根据权利要求6所述的整车通信监控装置，其特征在于，还包括：
再次映射单元，用于在所述第一报文发送单元采用动态发送方式，将当前接收的所述总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox之后，在将所述当前接收的所述总线报文转发到目标网段后，进入发送中断，在发送中断中，采用动态发送方式，将所述总线报文再次映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox。
8.根据权利要求6所述的整车通信监控装置，其特征在于，还包括：
第二映射请求判断单元，用于在所述报文ID判断单元判断为否的情况下，判断是否接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的所述映射请求；
第二报文发送单元，用于在所述第二映射请求判断单元判断为是的情况下，采用动态发送方式，将当前接收的总线报文映射到发送所述映射请求的诊断仪或TBox；
丢弃单元，用于在所述第二映射请求判断单元判断为否的情况下，丢弃当前接收的总线报文。
9.根据权利要求6所述的整车通信监控装置，其特征在于，还包括：
第一直接发送单元，用于若当前接收的所述总线报文的报文ID与所述预存储的待接收总线报文ID相同，且所述目标网段包含诊断仪所在网段或TBox所在网段，则将所述当前接收的所述总线报文在所述接收中断中直接发送至所述诊断仪所在网段或TBox所在网段对应的总线上。
10.根据权利要求6所述的整车通信监控装置，其特征在于，还包括：
第二直接发送单元，用于若所述目标网段不包含所述诊断仪所在网段或所述TBox所在网段，且未接收到包含当前接收的所述总线报文的报文ID的映射请求，则在所述接收中断中直接将所述当前接收的所述总线报文发送至所述目标网段。
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