CN117041301B - 一种车载边缘计算系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载边缘计算系统，包括车载边缘计算机，车载边缘计算机的一端与车端域控制器信号连接，另一端与云端基础组件信号连接；车端域控制器，车端域控制器设置有多个，且能够通过车载边缘计算机实现相互之间的网络隔离；云端基础组件，云端基础组件能够通过车载边缘计算机获取不同车端域控制器对应的车辆信息；车端域控制器与云端基础组件物理隔离且相互解耦；且车载边缘计算机与车端域控制器之间、以及车载边缘计算机与云端基础组件之间采用同一种通信架构；能够有效助力汽车行业软件设计及验证，解决云端应用开发和车端应用开发的矛盾。

Description

一种车载边缘计算系统

技术领域

本发明涉及车载计算系统的技术领域，具体涉及一种车载边缘计算系统。

背景技术

传统的汽车采用的分布式 E/E架构是面向信号的软件结构，ECU 之间通过LIN/CAN 等总线进行点对点静态通信。随着汽车智能化需求的快速增长，汽车行业开始借鉴 IT行业 SOA软件架构，车端对控制器的运算能力有了更高的要求，同时云端也需要和车端进行交互，云端调用车端服务或者车端调用云端服务，甚至是手机端的服务等。

在汽车行业，近年来都开始考虑如何实现车云一体，在此基础之上能够提供远程访问控制的功能。实现车端边缘计算机落地的关键点在于：边缘计算机有一套采用同一套技术栈，且既适用于车端的SOA 软件框架也适用于云端或者手机端的 SOA软件框架。

现有技术中，当前汽车行业存在云端软件开发和车端软件开发无法高效协同开发的问题和缺陷，主要体现在：

1）云端对车端的需求越来越高，传统方式是车端通过mqtt方式将信号解析发给云端，但是云端的需求随时变化，而车端应用变化的速度无法满足云端的变化需求；

2）现有技术中主要通过智能车载终端T-BOX将车端数据传输至云端，但是T-BOX算力不高，且不支持灵活的二次开发工作；

3）随着云端的需求和与车端交互的增多，车端需要配合云端实现的业务逻辑也逐步增多，这样会导致车端的应用越来越庞大且会影响汽车的行车安全；

4）随着智能汽车的发展，越来越强调车云、车人、车路协同，对车端的软件需求也越来越多，同时也需要考虑车端如何调用云端的服务等工作；

5）车端技术主要考虑安全可靠且软件灵活度不高，云端技术主要为车端软件灵活提供各种功能且不影响车端软件的安全使用；

6）车云协同需要大量使用网络通信，传统都是采用4G通信，通信速率和通信延时都不能满足车云协同的需求。

因此，亟需提供一种车载边缘计算系统以解决上述现有技术中存在的缺陷与不足。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，本发明提供了一种车载边缘计算系统。

本发明提供的具体方案为：

一种车载边缘计算系统，其特征在于：所述系统包括

车载边缘计算机，所述车载边缘计算机的一端与车端域控制器信号连接，另一端与云端基础组件信号连接；

车端域控制器，所述车端域控制器设置有多个，且能够通过车载边缘计算机实现相互之间的网络隔离；

云端基础组件，所述云端基础组件能够通过车载边缘计算机获取不同车端域控制器对应的车辆信息；

所述车端域控制器与所述云端基础组件物理隔离且相互解耦；

且所述车载边缘计算机与车端域控制器之间、以及所述车载边缘计算机与云端基础组件之间采用同一种通信架构。

作为本发明的进一步优选实施方式，所述车载端域控制器至少包括有车身域控制器以及自动驾驶域控制器；其中，

所述车身域控制器能够提供车身控制服务、热管理服务、运动控制服务及能量管理服务；

所述自动驾驶域控制器能够提供感知服务、定位服务及融合服务。

作为本发明的进一步优选实施方式，所述云端基础组件至少包括有云定位模块、云安全模块及云交互模块；其中，

云定位模块为云端基础组件提供接入车辆的调度和服务查询功能；

云安全模块为云交互模块提供数字证书签发服务；

云交互模块为车载边缘计算机与云端基础组件之间构建虚拟网络。

作为本发明的进一步优选实施方式，所述车载边缘计算机内部设置有系统应用模块、车机应用模块、第三方应用模块、权限隔离模块及车载系统模块，所述第三方应用模块通过权限隔离模块分别与系统应用模块、车机应用模块及车载系统模块信号连接，且所述权限隔离模块对用户通过第三方应用模块或云端基础组件与系统应用模块、车机应用模块及车载系统模块之间的交互服务进行权限设置。

作为本发明的进一步优选实施方式，所述权限隔离模块包括用户身份判断单元、访问权限判断单元、及权限限制判断单元；

所述用户身份判断单元对用户身份进行判定，以确定用户为超级用户、普通用户、或非法用户；

所述访问权限判断单元对普通用户的访问权限进行判定，以确定其是否具备对应的访问权限；

所述权限限制判断单元对具备访问权限的普通用户的访问次数和访问时间进行判定，以确定其是否符合对应的访问次数限制和访问时间限制。

作为本发明的进一步优选实施方式，所述车载系统模块至少包括有负载均衡单元、仓储单元、及连接单元；其中，

所述负载均衡单元控制并调节系统内部负载均衡；

所述仓储单元暂存从车端域控制器获取的对应车辆信息；

所述连接单元为所述仓储单元提供网络连接。

作为本发明的进一步优选实施方式，所述车载边缘计算机内部设置有在车载边缘计算机与云端基础组件之间建立安全交互通道的云端接入模块。

作为本发明的进一步优选实施方式，所述车载边缘计算机内部设置有用于远程投屏的分布显示模块。

作为本发明的进一步优选实施方式，所述车载边缘计算机内部设置有支持用户二次开发的编程开发模块。

作为本发明的进一步优选实施方式，所述车载边缘计算机内部还设置有网络多域安全模块和掉电安全文件模块；其中，

所述网络多域安全模块实现多个车端域控制器相互之间的网络隔离；

所述掉电安全文件模块实现掉电时的系统内部文件安全。

相较于现有技术，本发明能够实现的技术效果包括：

1）本发明提供一种车载边缘计算系统，能够有效助力汽车行业软件设计及验证，解决云端应用开发和车端应用开发的矛盾，云端可以在车载边缘计算机上采用互联网技术栈开发云端应用，车端专注在域控制器上进行车端业务开发，两者物理隔离且相互解耦。

2）本发明提供一种车载边缘计算系统，车载边缘计算机与车端域控制器材和云端基础组件都采用同一套VSOA分布式通信架构软件实现信号连接和信息交互，通信架构统一，方便云端和车端信息交流。

3）本发明提供一种车载边缘计算系统，通过设置有分布显示模块，车载边缘计算机可以通过5G联网或WIFI访问的能力，提供远程控制和显示能力，手机、平板及电脑端无需开发APP，车载边缘计算机可以直接把应用投屏显示到手机、平板及电脑端。

4）本发明提供一种车载边缘计算系统，通过设置有编程开发模块，面向互联网开发，能够让云端研发人员参与车端开发，快速搭建和云端交互应用，同时支持二次开发。

5）本发明提供一种车载边缘计算系统，通过设置有云端接入模块，方便用户快速搭建车载边缘计算机和云端基础组件之间的安全交互通道。

6）本发明提供一种车载边缘计算系统，车载边缘计算机支持用户权限管理对不同用户通过云端或者手机端访问车端服务实现对应的权限管理。

附图说明

如图1所示为本发明的逻辑结构图。

如图2所示为本发明的权限隔离模块的步骤流程图。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[第一实施例]

如图1所示为本发明提供的第一实施例，本实施例中提供一种车载边缘计算系统，系统包括

车载边缘计算机，车载边缘计算机的一端与车端域控制器信号连接，车载边缘计算机通过订阅车端域控制器的原子服务便可获取车辆信息；然后通过车载系统服务进行信息缓存和对应的抽象服务；车载边缘计算机的另一端与云端基础组件信号连接；作为优选，本实施例中车载边缘计算机与车端域控制器之间、以及车载边缘计算机与云端基础组件之间采用同一种通信架构，即VSOA分布式通信架构软件，以实现信号连接和信息交互，通信架构统一，方便云端和车端信息交流；本实施例中的VSOA分布式通信架构软件支持C/C++、JavaScript、JAVA、Golang等编程语言，同时也支持SylixOS、Linux、Android、MacOS、Windows等操作系统，从而进一步提高适用性。

本系统还包括车端域控制器，车端域控制器设置有多个，如图1所示，本实施例中的车载端域控制器至少包括有车身域控制器以及自动驾驶域控制器；其中，车身域控制器能够提供车身控制服务、热管理服务、运动控制服务及能量管理服务；而自动驾驶域控制器能够提供感知服务、定位服务及融合服务。

本实施例中，在车载边缘计算机内部还设置有网络多域安全模块，通过网络多域安全模块实现多个车端域控制器相互之间的网络隔离，从而使得多个车端域控制器之间相互不干扰，保证彼此间信息安全。

本系统还包括云端基础组件，云端基础组件能够通过车载边缘计算机获取不同车端域控制器对应的车辆信息；如图1所示，本实施例中的云端基础组件至少包括有云定位模块、云安全模块及云交互模块；其中，云定位模块为云端基础组件提供接入车辆的调度和服务查询功能；云安全模块为云交互模块提供数字证书签发服务；云交互模块为车载边缘计算机与云端基础组件之间构建虚拟网络，使云端基础组件和车端边缘计算机能够像在局域网中一样进行服务交互。

在本实施例中，车端域控制器与云端基础组件物理隔离且相互解耦；通过物理隔离，保证车端域控制器的使用安全，而通过相互解耦降低车端与云端之间的代码依懒性，降低其中一者发生改动时对另一者可能造成的影响。

如图1所示，在本实施例中，车载边缘计算机内部设置有系统应用模块、车机应用模块、第三方应用模块、权限隔离模块及车载系统模块；其中，

系统应用模块包括数据采集应用，其采集车端的基础信息，例如BMS能量相关信息，车辆状态基础信息等，然后通过VSOA的接口给到云端使用，可以实现云端主动GET，边缘计算机主动定时PUB数据等功能；车载边缘计算机可以通过JavaScript开发系统应用模块；

车机应用模块则包括则包括仪表应用和中控应用，仪表应用可以获取车辆的车速、里程等车辆基础信息；中控应用则可以在获取车辆基础信息的同时也可以对车辆配件，例如空调、车窗等进行设置；车载边缘计算机可以通过JavaScript开发车机应用模块；

第三方应用模块允许用户通过手机、平板和电脑等远程访问车载边缘计算机，车载边缘计算机提供5G联网和WIFI访问能力，用户通过执行车机应用模块这样就可以实现远程控制功能，同时手机、平板及电脑端无需开发APP，边缘计算机可以直接将车机应用模块应用投屏显示于手机、平板及电脑端；车载边缘计算机即在车端实现对应控制功能，而手机、平板及电脑端通过分布式显示实现显示功能。

作为本实施例的优选，第三方应用模块通过权限隔离模块分别与系统应用模块、车机应用模块及车载系统模块信号连接，且权限隔离模块对用户通过第三方应用模块或云端基础组件与系统应用模块、车机应用模块及车载系统模块之间的交互服务进行权限设置。

在本实施例中，如图2所示，权限隔离模块包括用户身份判断单元、访问权限判断单元、及权限限制判断单元；其中，

所述用户身份判断单元对用户身份进行判定，以确定用户为超级用户、普通用户、或非法用户；判定结果为超级用户时，无需后续访问权限判定及权限限制判定，即可享受对所有设备、模块及服务的访问权限，且没有访问次数和访问时间的限制；判定结果为非法用户时，直接认定其不具备后续访问权限；判定结果为普通用户时，需要进行后续进一步的访问权限判定及权限限制判定；

所述访问权限判断单元对普通用户的访问权限进行判定，以确定其是否具备对应的访问权限；判定结果为无权限时，直接结束，无需进行后续权限限制判定；判定结果为有权限时，则需要进行后续权限限制判定；

所述权限限制判断单元对具备访问权限的普通用户的访问次数和访问时间进行判定，以确定其是否符合对应的访问次数限制和访问时间限制；判定结果为符合对应的访问次数限制和访问时间限制时，允许用户对对应设备中的服务进行访问；判定结果为超出对应的访问次数限制或访问时间限制时，则结束。

从而可以通过用户身份判定、访问权限判定及权限限制判定为不同用户提供不同的使用权限，进一步提高系统使用安全性。

作为本实施例的进一步优选，超级用户还可以拥有增减用户的权限，并能够设置新增用户的访问权限，以及具体设置新增用户的访问权限和权限限制，例如可以具体设置新增用户可以访问哪些设备、设置新增用户访问设备的读写权限、设置新增用户访问设备的次数限制和时间限制等。在本实施例中，所有外部的访问，例如通过云端和手机端的远程访问等，都是以用户去访问，通过设置用户身份判定、访问权限判定及权限限制判定为不同用户提供不同的使用权限。

如图1所示，本实施例中的车载系统模块至少包括有负载均衡单元、仓储单元、及连接单元；其中，负载均衡单元控制并调节系统内部负载均衡；仓储单元暂存从车端域控制器获取的对应车辆信息；而连接单元为仓储单元提供网络连接。

此外，如图1所示，车载边缘计算机内部设置有在车载边缘计算机与云端基础组件之间建立安全交互通道的云端接入模块，方便用户快速搭建车载边缘计算机和云端基础组件之间的安全交互通道。

车载边缘计算机内部设置有用于远程投屏的分布显示模块，车载边缘计算机可以通过5G联网或WIFI访问的能力，提供远程控制和显示能力，手机、平板及电脑端无需开发APP，车载边缘计算机可以直接把应用投屏显示到手机、平板及电脑端。

车载边缘计算机内部设置有支持用户二次开发的编程开发模块，面向互联网开发，能够让云端研发人员参与车端开发，快速搭建和云端交互应用，同时支持二次开发。

车载边缘计算机内部还设置有掉电安全文件模块，以通过掉电安全文件模块实现掉电时的系统内部文件安全。

本实施例提供一种车载边缘计算系统，通过车载边缘计算机负责承接车端域控制器和云端基础组件，以进行两者间的数据交互工作，车端域控制器的研发人员只需要实现好车端的原子服务并提供 VSOA的API接口给到车载边缘计算使用，不用对接云端业务。而云端研发人员可以在车载边缘计算机通过订阅车端的原子服务进行车端逻辑处理同时开发云端的业务，能够高效的加速云端功能的开发，同时车载边缘计算机和车端域控制器之间相互物理隔离且相互解耦，不影响车端的安全，同时通过相互解耦降低车端与云端之间的代码依懒性，降低其中一者发生改动时对另一者可能造成的影响。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种车载边缘计算系统，其特征在于：所述系统包括

车载边缘计算机，所述车载边缘计算机的一端与车端域控制器信号连接，另一端与云端基础组件信号连接；

车端域控制器，所述车端域控制器设置有多个，且能够通过车载边缘计算机实现相互之间的网络隔离；

云端基础组件，所述云端基础组件能够通过车载边缘计算机获取不同车端域控制器对应的车辆信息；

所述车端域控制器与所述云端基础组件物理隔离且相互解耦；

且所述车载边缘计算机与车端域控制器之间、以及所述车载边缘计算机与云端基础组件之间采用同一种通信架构；

所述云端基础组件至少包括有云定位模块、云安全模块及云交互模块；其中，

云定位模块为云端基础组件提供接入车辆的调度和服务查询功能；

云安全模块为云交互模块提供数字证书签发服务；

云交互模块为车载边缘计算机与云端基础组件之间构建虚拟网络；

所述车载边缘计算机内部设置有系统应用模块、车机应用模块、第三方应用模块、权限隔离模块及车载系统模块，所述第三方应用模块通过权限隔离模块分别与系统应用模块、车机应用模块及车载系统模块信号连接，且所述权限隔离模块对用户通过第三方应用模块或云端基础组件与系统应用模块、车机应用模块及车载系统模块之间的交互服务进行权限设置；

所述权限隔离模块包括用户身份判断单元、访问权限判断单元、及权限限制判断单元；

所述用户身份判断单元对用户身份进行判定，以确定用户为超级用户、普通用户、或非法用户；

判定结果为超级用户时，无需后续访问权限判定及权限限制判定，即可享受对所有设备、模块及服务的访问权限，且没有访问次数和访问时间的限制；且超级用户拥有增减用户的权限，并能够设置新增用户的访问权限，以及设置新增用户的访问权限和权限限制；

判定结果为非法用户时，直接认定其不具备后续访问权限；

判定结果为普通用户时，所述访问权限判断单元对普通用户的访问权限进行判定，以确定其是否具备对应的访问权限；

所述权限限制判断单元对具备访问权限的普通用户的访问次数和访问时间进行判定，以确定其是否符合对应的访问次数限制和访问时间限制；

所述车载系统模块至少包括有负载均衡单元、仓储单元、及连接单元；其中，

所述负载均衡单元控制并调节系统内部负载均衡；

所述仓储单元暂存从车端域控制器获取的对应车辆信息；

所述连接单元为所述仓储单元提供网络连接。

2.根据权利要求1所述的一种车载边缘计算系统，其特征在于：所述车端域控制器至少包括有车身域控制器以及自动驾驶域控制器；其中，

所述车身域控制器能够提供车身控制服务、热管理服务、运动控制服务及能量管理服务；

所述自动驾驶域控制器能够提供感知服务、定位服务及融合服务。

3.根据权利要求1所述的一种车载边缘计算系统，其特征在于：所述车载边缘计算机内部设置有在车载边缘计算机与云端基础组件之间建立安全交互通道的云端接入模块。

4.根据权利要求1所述的一种车载边缘计算系统，其特征在于：所述车载边缘计算机内部设置有用于远程投屏的分布显示模块。

5.根据权利要求1所述的一种车载边缘计算系统，其特征在于：所述车载边缘计算机内部设置有支持用户二次开发的编程开发模块。

6.根据权利要求1所述的一种车载边缘计算系统，其特征在于：所述车载边缘计算机内部还设置有网络多域安全模块和掉电安全文件模块；其中，

所述网络多域安全模块实现多个车端域控制器相互之间的网络隔离；

所述掉电安全文件模块实现掉电时的系统内部文件安全。