CN113905461B - 一种集成网关的无线通讯模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成网关的无线通讯模块,包括通讯硬件以及集成在硬件上的无线通讯模块功能模块和车载网关功能模块,所述无线通讯模块功能模块通过CAN总线与整车各控制器进行通讯获取整车信息并通过移动运营商网络和主机厂后台服务器连接;所述车载网关功能模块用于实现整车通信。本发明的优点在于:基于AutoSar 4.0.3分层架构设计,Linux3.18.20操作系统开发,支持完整的软件和硬件模块独立开发,软硬件分离的分层设计,减少开发成本,提高整车系统的兼容性和可靠性。

Description

一种集成网关的无线通讯模块
技术领域
本发明涉及汽车整车通信领域,特别涉及一种集成网关的无线通讯模块。
背景技术
随着智能网联汽车新技术配置的需求,整车功能不断增加,整车上各种控制器也在不断增加,导致整车线束不断增加,大量的控制器也使得整车的系统兼容性和可靠性受到影响,车载控制器的集成化已成为必然趋势。将实现车内通信的网关和车外通信的无线通信模块集成在一起则可以节省车内的线束,优化控制器的布置,提高整车的集成化程度,因此需要开发一种集成网关的车载无线通讯模块。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种集成网关的无线通讯模块,用于实现无线通讯模块集成网关。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种集成网关的无线通讯模块,包括通讯硬件以及集成在硬件上的无线通讯模块功能模块和车载网关功能模块,所述无线通讯模块功能模块通过CAN总线与整车各控制器进行通讯获取整车信息并通过移动运营商网络和主机厂后台服务器连接;所述车载网关功能模块用于实现整车通信。
所述无线通讯模块功能模块用于实现对车辆的数据监控、报警警示、故障诊断、远程操作车辆和/或FOTA安全性信息服务。
所述车载网关功能模块具备6路CAN/CAN FD通信接口,其中5路用于整车通信,实现跨网段之间的信号、直接报文及周期报文的路由;其中1路诊断CAN连接到整车OBD诊断接口,整车总线信号通过配置诊断CAN来实现诊断功能。
所述通讯硬件上运行Linux操作系统并通过AutoSar分层架构设计无线通讯模块功能模块和车载网关功能模块。
通讯硬件上运行Linux操作系统采用UBIFS 文件系统,架构分为系统组件和应用组件,组件间内部采用消息通讯。
通讯硬件上运行Linux操作系统的网络服务架构采用路由机制,支持最多8路APN可配,支持WIFI网络路由,支持RNDIS网络路由;支持日志存储等级配置、CANoe可回放原始CAN log存储、高频数据信号存储;支持tcp、http、https多种网络协议数据传输。
AutoSar分层架构设计无线通讯模块功能模块和车载网关功能模块来进行软件开发,包括上层应用软件、中间层RTE、下层基础软件,中间RTE用于虚拟功能总线VFB的实现,其用于隔离上层的应用软件层与下层的基础软件。
本发明的优点在于:基于AutoSar 4.0.3分层架构设计,Linux3.18.20操作系统开发,支持完整的软件和硬件模块独立开发,软硬件分离的分层设计,减少开发成本,提高整车系统的兼容性和可靠性。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1为本发明AutoSar 4.0.3分层架构示意图;
图2为本发明Open-Linux3.18.20操作系统示意图;
图3为本发明集成网关的无线通信模块功能框图。
具体实施方式
下面对照附图,通过对最优实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明是设计一种无线通讯模块集成网关的技术方案,基于AutoSar 4.0.3分层架构设计,Linux3.18.20操作系统开发,支持完整的软件和硬件模块独立开发,软硬件分离的分层设计,减少开发成本,提高整车系统的兼容性和可靠性。具体方案如下:
如图1、2、3所示,一种无线通讯模块集成网关方案包含无线通讯模块功能模块和车载网关功能模块。无线通讯模块功能模块通过CAN总线与整车各控制器进行通讯获取整车信息,由移动运营商网络和主机厂后台服务器连接,实现对车辆的数据监控、报警警示、故障诊断、远程操作车辆及FOTA等安全性信息服务。车载网关功能模块具备6路CAN/CAN FD通信接口,5路用于整车通信,实现跨网段之间的信号、直接报文及周期报文等路由,1路诊断CAN连接到整车OBD诊断接口,整车总线信号通过配置诊断CAN,打开各路CAN通道,实现对各路CAN信号的读取,保证整车数据的安全性。
清晰的规划架构及强大的操作系统,承担车内网络和车外网络网关功能,支持全车FOTA功能,通过集中硬件隔离和通讯加密,提高信息安全。基于AutoSar 4.0.3分层架构设计,Open-Linux3.18.20操作系统开发,支持完整的软件和硬件模块独立开发。
AutoSar 4.0.3分层架构,中间RTE(Runtime Environment)作为虚拟功能总线VFB的实现,隔离了上层的应用软件层(Application Layer)与下层的基础软件(BasicSoftware),摆脱了以往ECU软件开发与验证时对硬件系统的依赖。
Open-Linux3.18.20操作系统采用 UBIFS 文件系统,支持完整的软件独立开发;架构分为系统组件和应用组件,组件间内部采用消息通讯,开发移植扩展性较强,增强不同项目的可复制性并提高开发效率;网络服务架构采用路由机制,支持最多8路APN可配,支持WIFI网络路由,支持RNDIS网络路由,两者属于一个网段;支持日志存储等级配置、CANoe可回放原始CAN log存储、高频数据信号存储;支持tcp、http、https多种网络协议数据传输等等。
本方案采用软硬件分离的分层设计,减少开发成本,提高系统的整合能力和可靠性,减少零部件管控,降低整车成本;集成网关功能支持更高速度的本地和远程诊断刷新,方便支持全车ECU的生命周期远程FOTA升级,互联与升级一步到位。标准化交互接口以及软件组件模型的定义提高了各层的软件复用能力,从而降低了开发成本,使得系统集成与产品推出的速度极大提升,软件处理能力可根据具体通讯模块定义进行平行复制,各业务关联层采用内部通讯,与APP无关,资源统一使用。
如图3所示,在无线通讯模块硬件ECU的基础上,基于AutoSar 4.0.3分层架构设计应用软件,基于Open-Linux来运行开发设计的软件,从而实现现有技术中的TBOX(车载无线通讯)和网关的功能,具体包括:TBOX功能:分时租赁、监控平台、国标平台、位置服务、数据加密、时钟、电压管理、xCall服务、短信服务、远程诊断、数据采集、FOTA、数据存储、数据补发、远程控车、远程设置、数据传输等功能,通过软件开发设计来集成在硬件ECU上从而实现TBOX功能;网关功能与TBOX功能实现相同,通过软件开发实现网关功能包括:CAN、CANPD和以太网报文、路由、信号路由、Bootloader、以太网网络管理、CAN网络管理、UDS、Dolp诊断服务、诊断路由、协议翻译、报文路由、速率转换、协议兼容等功能,依赖于OBD接口、车机通讯接口、车载以太网、CAN/CANFD等来实现软件功能与外部的连接以及通过ECU硬件等来为软件工作提醒基础。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种集成网关的无线通讯模块,其特征在于:包括通讯硬件以及集成在硬件上的无线通讯模块功能模块和车载网关功能模块,所述无线通讯模块功能模块通过CAN总线与整车各控制器进行通讯获取整车信息并通过移动运营商网络和主机厂后台服务器连接;所述车载网关功能模块用于实现整车通信;所述无线通讯模块功能模块用于实现对车辆的数据监控、报警警示、故障诊断、远程操作车辆和/或FOTA安全性信息服务;所述车载网关功能模块具备6路CAN/CAN FD通信接口,其中5路用于整车通信,实现跨网段之间的信号、直接报文及周期报文的路由;其中1路诊断CAN连接到整车OBD诊断接口,整车总线信号通过配置诊断CAN来实现诊断功能;所述通讯硬件上运行Linux操作系统并通过AutoSar分层架构设计无线通讯模块功能模块和车载网关功能模块;通讯硬件上运行Linux操作系统采用UBIFS 文件系统,架构分为系统组件和应用组件,组件间内部采用消息通讯;通讯硬件上运行Linux操作系统的网络服务架构采用路由机制,支持最多8路APN可配,支持WIFI网络路由,支持RNDIS网络路由;支持日志存储等级配置、CANoe可回放原始CAN log存储、高频数据信号存储;支持tcp、http、https多种网络协议数据传输;AutoSar分层架构设计无线通讯模块功能模块和车载网关功能模块来进行软件开发,包括上层应用软件、中间层RTE、下层基础软件,中间RTE用于虚拟功能总线VFB的实现,其用于隔离上层的应用软件层与下层的基础软件;
在无线通讯模块通讯硬件ECU的基础上,基于AutoSar 4.0.3分层架构设计应用软件,基于Open-Linux来运行开发设计的软件,从而实现TBOX和网关的功能,具体包括:TBOX功能:分时租赁、监控平台、国标平台、位置服务、数据加密、时钟、电压管理、xCall服务、短信服务、远程诊断、数据采集、FOTA、数据存储、数据补发、远程控车、远程设置、数据传输功能,通过软件开发设计来集成在硬件ECU上从而实现TBOX功能;网关功能与TBOX功能实现相同,通过软件开发实现网关功能包括:CAN、CANPD和以太网报文、路由、信号路由、Bootloader、以太网网络管理、CAN网络管理、UDS、Dolp诊断服务、诊断路由、协议翻译、报文路由、速率转换、协议兼容功能,依赖于OBD接口、车机通讯接口、车载以太网、CAN/CANFD来实现软件功能与外部的连接以及通过ECU硬件来为软件工作提醒基础。
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