DE102022113112A1 - Method and system for collecting data for vehicles - Google Patents
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Abstract
Daten von mehreren Datenquellen (SWC, CS) sollen effizient gesammelt werden können. Dazu werden ein System und ein Verfahren zum Sammeln von Daten mehrerer Datenquellen (SWC, CS) eines Datensystems für Fahrzeuge (FZ) vorgeschlagen. Es wird eine Loggingkampagne mit spezifischen Filterkonfigurationen für die jeweiligen Datenquellen (SWC, CS) erstellt. Die Filterkonfigurationen werden automatisch an die mehreren Datenquellen (SWC, CS) verteilt. Die jeweiligen Datenquellen (SWC, CS) werden mit der jeweils spezifischen Filterkonfiguration automatisch konfiguriert. Schließlich werden Daten von jeder Datenquelle (SWC, CS) zu einer zentralen Datensammeleinrichtung (DL) des Datensystems entsprechend der jeweiligen Filterkonfiguration übertragen.Data from multiple data sources (SWC, CS) should be able to be collected efficiently. For this purpose, a system and a method for collecting data from multiple data sources (SWC, CS) of a data system for vehicles (FZ) are proposed. A logging campaign is created with specific filter configurations for the respective data sources (SWC, CS). The filter configurations are automatically distributed to the multiple data sources (SWC, CS). The respective data sources (SWC, CS) are automatically configured with the specific filter configuration. Finally, data from each data source (SWC, CS) is transferred to a central data collection device (DL) of the data system according to the respective filter configuration.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sammeln von Daten mehrerer Datenquellen eines Datensystems für Fahrzeuge. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Sammeln von Daten mehrerer Datenquellen, das eine Zentraleinheit und mindestens ein Fahrzeug aufweist, wobei die mehreren Datenquellen über die Zentraleinheit und das mindestens eine Fahrzeug verteilt sind.The present invention relates to a method for collecting data from multiple data sources of a data system for vehicles. In addition, the present invention relates to a system for collecting data from multiple data sources, which has a central unit and at least one vehicle, the multiple data sources being distributed across the central unit and the at least one vehicle.
Sogenannte „Connected Cars“ sind drahtlos mit einem Endgerät zur entsprechenden Datenübertragung verbunden. Beispielsweise kann so das Öffnen einer Tür eines Fahrzeugs mit einem Smartphone erfolgen, der Ladezustand des Fahrzeugs von entfernter Stelle abgerufen werden oder eine Ferndiagnose erstellt werden.So-called “connected cars” are wirelessly connected to a device for data transmission. For example, a vehicle door can be opened using a smartphone, the vehicle's charge status can be retrieved remotely, or a remote diagnosis can be carried out.
Die Funktionen von „Connected Cars“ können über viele Software-Komponenten, ECUs (elektronische Steuereinheiten) im Fahrzeug, aber auch in IT-Systemen im (Cloud-)Backend verteilt sein. Für eine einzige Funktion spielen oft mehrere Software-Komponenten über lange Funktionsketten (im Fahrzeug und/oder Cloud-Backend) zusammen. Um das Verhalten dieser langen Funktionsketten im Fehlerfall und auch für Fahrzeuge in der Entwicklung, in der Produktion und „im Feld“ optimal analysieren zu können, sollen Protokoll- beziehungsweise Logdaten (d.h. durch die Software-Komponenten selbst produzierte Logeinträge, die Auskunft über das innere Verhalten der jeweiligen Software-Komponente geben) aus allen beteiligten Komponenten zu einem zentralen Analysepunkt (Data Lake beziehungsweise Datensammeleinrichtung ggf. mit Analysesystem) verbracht und dort zeitlich korrekt einsortiert ausgewertet werden können. Hierbei besteht das Problem von Bandbreiten- und Ressourcenlimitierungen, insbesondere im Fahrzeug auf der Kommunikationsstrecke zwischen Fahrzeug und Cloud-Backend (mobile Drahtlosnetzwerke). Ein naiver Ansatz, alle Logdaten auf dem höchsten Verbositätslevel einzusammeln, ist daher nicht realisierbar.The functions of “connected cars” can be distributed across many software components, ECUs (electronic control units) in the vehicle, but also in IT systems in the (cloud) backend. For a single function, several software components often work together over long function chains (in the vehicle and/or cloud backend). In order to be able to optimally analyze the behavior of these long function chains in the event of an error and also for vehicles in development, production and "in the field", protocol or log data (i.e. log entries produced by the software components themselves, which provide information about the internal behavior of the respective software component) from all components involved can be brought to a central analysis point (data lake or data collection device, if necessary with an analysis system) and can be evaluated there in the correct chronological order. The problem here is bandwidth and resource limitations, especially in the vehicle on the communication route between the vehicle and the cloud backend (mobile wireless networks). A naive approach of collecting all log data at the highest verbosity level is therefore not feasible.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Daten von mehreren Datenquellen bedarfsgerecht zu sammeln.The object of the present invention is to collect data from multiple data sources as needed.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird dazu ein Verfahren zum Sammeln von Daten mehrerer Datenquellen eines Datensystems für Fahrzeuge bereitgestellt. Das Datensystem weist beispielsweise ein (Cloud-)Backend und eines oder mehrere Fahrzeuge sowie gegebenenfalls andere Komponenten eines IOT-Systems (wie Smartphones) auf. Die Datenquellen sind über die Einheiten des Datensystems verteilt. So kann beispielsweise eine Fahrzeugkomponente oder eine Backend-Komponente eine Datenquelle darstellen. Insbesondere kann auch eine Software-Komponente in dem Fahrzeug oder dem Backend-System eine Datenquelle repräsentieren. Die Datenquellen sind mit einer Zentraleinheit des Datensystems zum Datenaustausch verbunden.According to the present invention, a method for collecting data from multiple data sources of a data system for vehicles is provided. The data system has, for example, a (cloud) backend and one or more vehicles and possibly other components of an IOT system (such as smartphones). The data sources are distributed across the units of the data system. For example, a vehicle component or a backend component can represent a data source. In particular, a software component in the vehicle or the backend system can also represent a data source. The data sources are connected to a central unit of the data system for data exchange.
In einem ersten Schritt des Verfahrens erfolgt ein Erstellen einer Logging-Kampagne, die für jede der mehreren Datenquellen eine spezifische Filterkonfiguration umfasst, welche jeweils eine Kennung für die jeweilige Datenquelle und eine oder mehrere Filterbedingungen für die jeweilige Datenquelle aufweist, in der Zentraleinheit. Beispielsweise weist ein Cloud-Backend ein Logging-Management-System auf, das Teil der Zentraleinheit sein kann. In diesem Logging-Management-System wird beispielsweise die Logging-Kampagne erstellt. Die Logging-Kampagne dient dazu, spezifische Logdaten von den Datenquellen beziehungsweise Software-Komponenten abzurufen und gegebenenfalls zu speichern beziehungsweise zu analysieren. Die Logging-Kampagne enthält für jede der mehreren Datenquellen eine spezifische Filterkonfiguration. Eine spezifische Filterkonfiguration wiederum besitzt eine Kennung der jeweiligen Datenquelle (z.B. Datenquellen-ID) und eine oder mehrere Filterbedingungen, die für die Datenquelle in Bezug auf das Senden von Daten gelten sollen. Beispielsweise besagt die Filterbedingung, dass nur Fehlermeldungen von der Datenquelle zu der Zentraleinheit übertragen werden sollen. Aufgrund dieser Filterbedingungen werden dann andere Daten von der Datenquelle nicht an die Zentraleinheit übermittelt.In a first step of the method, a logging campaign is created in the central unit, which includes a specific filter configuration for each of the multiple data sources, each of which has an identifier for the respective data source and one or more filter conditions for the respective data source. For example, a cloud backend has a logging management system that can be part of the central processing unit. For example, the logging campaign is created in this logging management system. The logging campaign is used to retrieve specific log data from the data sources or software components and, if necessary, store or analyze them. The logging cam pagne contains a specific filter configuration for each of the multiple data sources. A specific filter configuration in turn has an identifier of the respective data source (e.g. data source ID) and one or more filter conditions that should apply to the data source with regard to sending data. For example, the filter condition states that only error messages should be transmitted from the data source to the central processing unit. Due to these filter conditions, other data from the data source is then not transmitted to the central unit.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein automatisches Verteilen der Filterkonfigurationen der Logging-Kampagne an jede der mehreren Datenquellen. Die in der Zentraleinheit erstellte Logging-Kampagne wird nun bezüglich eines Datenstroms von den Datenquellen zur Zentraleinheit stromaufwärts an die Datenquellen, soweit erforderlich, übermittelt. Dabei ist es nicht notwendig, dass die gesamte Logging-Kampagne an jede Datenquelle übermittelt wird. Vielmehr genügt es, wenn an jede Datenquelle nur diejenige Filterkonfiguration aus der Logging-Kampagne übermittelt wird, die der jeweiligen Kennung der Datenquelle zugeordnet ist. Falls jede Datenquelle die gesamte Logging-Kampagne und damit alle Filterkonfigurationen erhält, muss sie selbst eigene Intelligenz besitzen, um die für sie spezifische Filterkonfiguration zu exzerpieren. Andernfalls, wenn die Datenquelle nur die für sie vorgesehene Filterkonfiguration aus der Logging-Kampagne erhält, muss eine Intelligenz zwischen die Zentraleinheit und die Datenquelle geschaltet sein (z.B. Konzentrationseinrichtung beziehungsweise Konzentrator), die die Verteilung der Filterkonfigurationen aus der Logging-Kampagne auf die verschiedenen Datenquellen realisiert.In a second step of the method according to the invention, the filter configurations of the logging campaign are automatically distributed to each of the multiple data sources. The logging campaign created in the central unit is now transmitted in terms of a data stream from the data sources to the central unit upstream to the data sources, if necessary. It is not necessary that the entire logging campaign is transmitted to every data source. Rather, it is sufficient if only the filter configuration from the logging campaign that is assigned to the respective identifier of the data source is sent to each data source. If each data source receives the entire logging campaign and therefore all filter configurations, it must have its own intelligence to extract the filter configuration specific to it. Otherwise, if the data source only receives the filter configuration intended for it from the logging campaign, an intelligence must be connected between the central unit and the data source (e.g. concentration device or concentrator), which distributes the filter configurations from the logging campaign to the various data sources realized.
In einem anschließenden Schritt erfolgt ein automatisches Konfigurieren der jeweiligen Datenquelle mit der jeweils spezifischen Filterkonfiguration. Jede Datenquelle, die ihre spezifische Filterkonfiguration aus der Logging-Kampagne von der Zentraleinheit erhalten hat, muss entsprechend dieser Filterkonfiguration automatisch konfiguriert werden oder sich selbst entsprechend dieser Filterkonfiguration konfigurieren.In a subsequent step, the respective data source is automatically configured with the specific filter configuration. Each data source that has received its specific filter configuration from the logging campaign from the central processing unit must be automatically configured according to this filter configuration or configure itself according to this filter configuration.
Schließlich erfolgt in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Übertragen von Daten durch jede Datenquelle zu einer zentralen Datensammeleinrichtung (Data Lake) des Datensystems entsprechend der jeweiligen Filterkonfiguration. Vorzugsweise ist die zentrale Datensammeleinrichtung auch Teil der Zentraleinheit in dem Cloud-Backend. Dies bedeutet, dass zunächst die Filterkonfigurationen stromaufwärts von der Zentraleinheit zu den Datenquellen und anschließend Daten von den Datenquellen zu der Zentraleinheit stromabwärts übermittelt werden.Finally, in a further step of the method according to the invention, data is transferred through each data source to a central data collection device (data lake) of the data system in accordance with the respective filter configuration. Preferably, the central data collection device is also part of the central unit in the cloud backend. This means that first the filter configurations are transmitted upstream from the central processing unit to the data sources and then data from the data sources are transmitted downstream to the central processing unit.
In vorteilhafter Weise ist somit eine kampagnenbasierte Sammlung, Filterung, gegebenenfalls Zwischenspeicherung, Ausleitung und gegebenenfalls zentrale Auswertung von attributierten Logdaten aus Flotten von „Connected Cars“ optional unter Einbeziehung der Logdaten aus den mit ihnen verbundenen Cloud-Backendsystemen möglich.Advantageously, campaign-based collection, filtering, if necessary buffering, extraction and, if necessary, central evaluation of attributed log data from fleets of “connected cars” is possible, optionally including the log data from the cloud backend systems connected to them.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Datensystem mindestens zwei Elemente aus der Menge Fahrzeuge, Cloud und Endgeräte aufweist, und die mehreren Datenquellen Software-Komponenten des jeweiligen Elements sind. Dies bedeutet, dass das Datensystem beispielsweise eines oder mehrere Fahrzeuge und eine Cloud umfasst. Gegebenenfalls kann das Datensystem aber auch beispielsweise ein Fahrzeug und ein Endgerät aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die oben genannte Zentraleinheit, in der die Logging-Kampagne erstellt wird, in die Cloud eingebunden. Vorzugsweise sind die genannten Datenquellen Software-Komponenten in den Fahrzeugen, in der Cloud oder in den Endgeräten. Ziel ist es dann beispielsweise, eine Funktionskette von einer Software-Komponente eines Fahrzeugs bis zu einer Software-Komponente in der Cloud beziehungsweise im Endgerät zu analysieren.In a preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that the data system has at least two elements from the set of vehicles, cloud and terminals, and the multiple data sources are software components of the respective element. This means that the data system includes, for example, one or more vehicles and a cloud. If necessary, the data system can also have, for example, a vehicle and a terminal. In an advantageous embodiment, the above-mentioned central unit in which the logging campaign is created is integrated into the cloud. The data sources mentioned are preferably software components in the vehicles, in the cloud or in the end devices. The aim is then, for example, to analyze a functional chain from a software component of a vehicle to a software component in the cloud or in the end device.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das automatische Verteilen der Filterkonfigurationen durch eine Konzentrationseinrichtung, die die Logging-Kampagne aufsplittet, sodass jede Datenquelle nur diejenige der Filterkonfigurationen erhält, die ihrer Kennung entspricht. Die Filterkonfigurationen der Logging-Kampagne werden also in diesem Fall stromaufwärts durch die eine oder mehrere Konzentrationseinrichtungen verteilt. Dadurch erhält jede Datenquelle vorzugsweise nur diejenige oder diejenigen Filterkonfigurationen, die für die jeweilige Datenquelle vorgesehen ist. Wenn also beispielsweise eine Filterkonfiguration einer Datenquellen-ID zugeordnet ist, erhält nur die spezielle Datenquelle mit der bestimmten ID die Filterkonfiguration. Auf diese Weise kann bereits stromaufwärts die Datenmenge bis in die letzten Zweige reduziert werden.In an advantageous embodiment, the filter configurations are automatically distributed by a concentration device that splits the logging campaign so that each data source only receives that filter configuration that corresponds to its identifier. In this case, the filter configurations of the logging campaign are distributed upstream through the one or more concentration devices. As a result, each data source preferably only receives the filter configuration or configurations that are intended for the respective data source. So, for example, if a filter configuration is associated with a data source ID, only the specific data source with the specific ID will receive the filter configuration. In this way, the amount of data upstream can be reduced right down to the last branches.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass bei dem Übertragen von Daten von mindestens zweier der Datenquellen jeweils ein Teildatenstrom zu der Konzentrationseinrichtung gesendet wird, die Teildatenströme in der Konzentrationseinrichtung zu einem Gesamtdatenstrom konzentriert werden und der Gesamtdatenstrom zu der zentralen Datensammeleinrichtung übertragen wird. Dies bedeutet, dass die Daten stromabwärts mittels der Konzentrationseinrichtung(en) zu dem Gesamtdatenstrom zusammengefügt beziehungsweise konzentriert werden. Dies wiederum hat den Vorteil, dass bei der in der Regel notwendigen drahtlosen Übertragung des Gesamtdatenstroms zur Zentraleinheit die Effizienz der Datenübermittlung erhöht wird.In a preferred development of the method, it can be provided that when data is transmitted from at least two of the data sources, a partial data stream is sent to the concentration device, the partial data streams are concentrated in the concentration device to form a total data stream and the total data stream is transmitted to the central data collection device. This means that the data is stored downstream using concentration Device(s) are combined or concentrated into the overall data stream. This in turn has the advantage that the efficiency of data transmission is increased with the wireless transmission of the entire data stream to the central unit, which is usually necessary.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Datensystem in einem Datenstrom von einer der Datenquellen zu der zentralen Datensammeleinrichtung zusätzlich zu der Konzentrationseinrichtung mindestens eine weitere Konzentrationseinrichtung der genannten Art aufweist. Da eine Konzentrationseinrichtung eine Verzweigung des Datenstroms repräsentiert, bedeuten mehrere Konzentrationseinrichtungen hintereinander im Datenstrom eine mehrfache Verzweigung des Datenstroms. Grundsätzlich kann so der Datenstrom nach Bedarf verzweigt werden. Beispielsweise kann eine Konzentrationseinrichtung in einem Steuergerät eines Fahrzeugs untergebracht sein. Ein Zentralsteuergerät kann dann entsprechend einen zentralen Logging-Konzentrator aufweisen, von dem dann der gesamte Datenstrom eines Fahrzeugs zu der zentralen Datensammeleinrichtung beziehungsweise Zentraleinheit übertragen wird.In addition, it can be provided that the data system has at least one further concentration device of the type mentioned in addition to the concentration device in a data stream from one of the data sources to the central data collection device. Since a concentration device represents a branch of the data stream, several concentration devices one behind the other in the data stream mean a multiple branching of the data stream. In principle, the data stream can be branched as required. For example, a concentration device can be housed in a control unit of a vehicle. A central control device can then have a central logging concentrator, from which the entire data stream of a vehicle is then transmitted to the central data collection device or central unit.
Bei einem ebenfalls bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Logging-Kampagne zusätzlich zu den Filterkonfigurationen mindestens ein Element aus Vorverarbeitungsanweisungen, Triggerbedingungen, Laufzeiten, Speichervorgaben und Attributen aufweist, das mindestens eine Element bei dem automatischen Verteilen an eines oder mehrere der Datenquellen verteilt wird und das automatische Konfigurieren sowie das Übertragen der Daten zusätzlich in Abhängigkeit von dem verteilten mindestens einen Element erfolgt. Dies bedeutet, dass die Logging-Kampagne auf der Basis weiterer Attribute erfolgen kann, die mit den Filterkonfigurationen zu den jeweiligen Datenquellen verteilt werden. So können beispielsweise als Vorverarbeitungsanweisungen sogenannte Skripte an die Datenquellen verteilt werden. Triggerbedingungen können den Datenquellenauslöser liefern, wann beispielsweise Daten gesammelt werden sollen. Laufzeiten können definiert sein, um das Datensammeln zeitlich einzugrenzen. Außerdem können im Rahmen der Logging-Kampagne Speichervorgaben erstellt und mit den Filterkonfigurationen an die Datenquellen verteilt werden, um beispielsweise die Größe eines Ringpuffers oder einen Speicherort festzulegen. Darüber hinaus können mit den Filterkonfigurationen auch noch andere Attribute beispielsweise in Bezug auf Authentifizierungen und Verschlüsselungen übermittelt werden. Eines oder mehrere dieser oben genannten Elemente beziehungsweise Attribute werden in diesem Fall neben der jeweiligen Filterkonfiguration an die Datenquelle übertragen und dort für die automatische Konfiguration verwendet. Beispielsweise wird also eine Datenquelle mit einer spezifischen Filterkonfiguration und einem spezifischen Vorverarbeitungsskript und einer spezifischen Triggerbedingung et cetera automatisch konfiguriert.In a likewise preferred exemplary embodiment, it is provided that, in addition to the filter configurations, the logging campaign has at least one element of preprocessing instructions, trigger conditions, runtimes, storage specifications and attributes, the at least one element being distributed to one or more of the data sources during the automatic distribution and that Automatic configuration and transfer of data also takes place depending on the distributed at least one element. This means that the logging campaign can be based on additional attributes that are distributed to the respective data sources with the filter configurations. For example, so-called scripts can be distributed to the data sources as preprocessing instructions. Trigger conditions can provide the data source trigger, for example when data should be collected. Runtimes can be defined to limit the time of data collection. In addition, storage specifications can be created as part of the logging campaign and distributed to the data sources with the filter configurations, for example to specify the size of a ring buffer or a storage location. In addition, other attributes, for example regarding authentication and encryption, can also be transmitted with the filter configurations. In this case, one or more of the above-mentioned elements or attributes are transferred to the data source in addition to the respective filter configuration and used there for the automatic configuration. For example, a data source is automatically configured with a specific filter configuration and a specific preprocessing script and a specific trigger condition, etc.
Wie oben dargestellt wurde, besteht eine Filterkonfiguration aus einer Kennung der Datenquelle und aus einer oder mehreren Filterbedingungen. Dabei können die Filterbedingungen ausgewählt sein z.B. aus a) Kritikalitätsstufen der Daten, b) Logging-Kategorien, c) Datenschutz-Kategorien, d) Sicherheits-Kategorien, e) Wertebereichsvorgaben und f) Vorverarbeitungsskripte d.h. ins Fahrzeug als Teil der Kampagnenkonfiguration ladbare Skripte, die erweiterte Filteralgorithmen implementieren können). Es kann also eine oder mehrere dieser Filterbedingungen in der jeweiligen Filterkonfiguration enthalten sein. In der Kritikalitätsstufe werden die Daten beispielsweise unterteilt in Klassen wie Fehler, Warnung, Information und dergleichen. Bei der Logging-Kategorie kann unterschieden werden, wie ausführlich das Logging stattfinden soll und inwieweit beispielsweise Dateien eingebettet werden sollen. Die Datenschutz- und Sicherheitskategorien können dazu verwendet werden, um Persönlichkeitsrechte und Sicherheitsanforderungen zu berücksichtigen. Wertebereichsvorgaben ermöglichen beispielsweise die Eingrenzung von Werten mittels Vergleichsoperatoren. Die Filterbedingungen sind nicht auf die genannten Varianten begrenzt. Sie ermöglichen in ihrer vielfältigen Ausgestaltung, die Logging-Kampagne sehr individuell anzupassen und die nötigen Datenströme auf ein Minimum zu reduzieren.As shown above, a filter configuration consists of a data source identifier and one or more filter conditions. The filter conditions can be selected, for example, from a) criticality levels of the data, b) logging categories, c) data protection categories, d) security categories, e) value range specifications and f) pre-processing scripts, i.e. scripts that can be loaded into the vehicle as part of the campaign configuration can implement advanced filter algorithms). One or more of these filter conditions can be included in the respective filter configuration. In the criticality level, for example, the data is divided into classes such as error, warning, information and the like. In the logging category, a distinction can be made as to how detailed the logging should take place and to what extent, for example, files should be embedded. The privacy and security categories can be used to take into account privacy rights and security requirements. Value range specifications, for example, enable values to be limited using comparison operators. The filter conditions are not limited to the variants mentioned. With their diverse design, they make it possible to adapt the logging campaign very individually and to reduce the necessary data flows to a minimum.
Das Datensystem kann beispielsweise ein Fahrzeug aufweisen, wobei die Logging-Kampagne von der Zentraleinheit drahtlos auf das Fahrzeug übertragen wird und in dem Fahrzeug das Verteilen der Filterkonfigurationen an Software-Komponenten als Datenquellen erfolgt. Beispielsweise wird die Logging-Kampagne über eine sogenannte OTA-Verbindung (Over the Air) von der Zentraleinheit zu dem Fahrzeug übertragen. Solche OTA-Verbindungen können im konventionellen Fahrzeugbetrieb genutzt werden. Alternativ kann auch ein lokales Netz oder ein Memory- bzw. USB-Stick verwendet werden, um die Logging-Kampagne beispielsweise in einer Servicestelle (Backend beziehungsweise Zentraleinheit) auf das Fahrzeug zu übertragen. Die drahtlose Übertragung der Logging-Kampagne erlaubt das Vermeiden mühevoller drahtgebundener Übertragungen der Kampagne-Daten.The data system can, for example, have a vehicle, with the logging campaign being transmitted wirelessly from the central unit to the vehicle and the filter configurations being distributed to software components as data sources in the vehicle. For example, the logging campaign is transmitted from the central unit to the vehicle via a so-called OTA connection (over the air). Such OTA connections can be used in conventional vehicle operation. Alternatively, a local network or a memory or USB stick can be used to transfer the logging campaign to the vehicle, for example in a service point (backend or central unit). Wireless transmission of the logging campaign allows you to avoid the hassle of wired transmission of campaign data.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Datensystem ein Backend mit Cloud auf, wobei die Zentraleinheit in das Backend integriert ist, die Logging-Kampagne von der Zentraleinheit auf ein Backend-System der Cloud übertragen wird und in dem Backend-System das Verteilen der Filterkonfigurationen an mehrere Cloud-Services als Datenquellen erfolgt. Das Backend mit der Zentraleinheit, die wiederum die zentrale Datensammeleinrichtung aufweist, ist in diesem Fall also an eine Cloud angebunden, mit der das Backend Daten austauschen kann. Wie die Steuergeräte in den Fahrzeugen Softwarekomponenten aufweisen, so können Cloud-Backend-Systeme Cloud-Services als Datenquellen aufweisen. Ein derartiger Cloud-Service kann beispielsweise die Verbindung mit einem Endgerät, insbesondere einem Smartphone oder mit einem anderen IOT-Gerät (Internet of Things) herstellen. Damit ist es möglich, eine Logging-Kampagne nicht nur auf verschiedene Fahrzeuge, sondern auch auf Cloud-Backend-Systeme zu verteilen und sogar auf Endgeräte wie Smartphones. Umgekehrt ermöglicht dies aber auch das Sammeln von Daten stromabwärts von den Cloud-Services zu der zentralen Datensammeleinrichtung gegebenenfalls über Logging-Konzentratoren in den Cloud-Backend-Systemen.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the data system has a backend with a cloud, the central unit being integrated into the backend, the logging campaign being transferred from the central unit to a backend system in the cloud and in The backend system distributes the filter configurations to several cloud services as data sources. In this case, the backend with the central unit, which in turn has the central data collection device, is connected to a cloud with which the backend can exchange data. Just as the control devices in vehicles have software components, cloud backend systems can have cloud services as data sources. Such a cloud service can, for example, establish a connection with a terminal device, in particular a smartphone or with another IOT device (Internet of Things). This makes it possible to distribute a logging campaign not only to different vehicles, but also to cloud backend systems and even to devices such as smartphones. Conversely, this also enables the collection of data downstream from the cloud services to the central data collection facility, if necessary via logging concentrators in the cloud backend systems.
Für den Fall, dass das Datensystem ein Fahrzeug aufweist, kann das Fahrzeug einen Ringpuffer besitzen, wobei für das Übertragen der Daten der Ringpuffer entsprechend einer Triggerbedingung der Logging-Kampagne ausgelesen wird. Der Ringpuffer des Fahrzeugs wird in diesem Fall beispielsweise mit einem fortlaufenden Datenstrom gefüllt. Tritt die vorgebbare Triggerbedingung ein, so wird der Ringpuffer ganz oder teilweise ausgelesen. Beispielsweise erfolgt das Auslesen des Ringpuffers, wenn als Triggerbedingung eine Fehlermeldung vorliegt. Dies bedeutet, dass nur dann Logging-Daten übertragen werden, wenn ein Fehler vorliegt. Auf diese Weise lassen sich systematisch Datenübertragungskapazitäten einsparen und die Historie der Log-Einträge, die vor dem Auftreten des Fehlers von den Datenquellen erzeugt wurden, speichern.In the event that the data system has a vehicle, the vehicle can have a ring buffer, with the ring buffer being read out in accordance with a trigger condition of the logging campaign for the data to be transferred. In this case, the vehicle's ring buffer is filled with a continuous data stream, for example. If the predeterminable trigger condition occurs, the ring buffer is read out in whole or in part. For example, the ring buffer is read out if there is an error message as a trigger condition. This means that logging data is only transferred if there is an error. In this way, data transfer capacity can be systematically saved and the history of the log entries that were generated by the data sources before the error occurred can be saved.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel versehen sämtliche Datenquellen des Datensystems ihre zu übertragenden Daten mit einem Zeitstempel, der auf einer gemeinsamen Zeitbasis beruht. Ein derartiger zentraler Zeitstempel ermöglicht es, dass alle Daten des Datensystems synchronisiert und damit zielgerichteter ausgewertet werden können.In a further advantageous exemplary embodiment, all data sources of the data system provide their data to be transmitted with a time stamp that is based on a common time base. Such a central time stamp enables all data in the data system to be synchronized and therefore evaluated in a more targeted manner.
Ferner ist es günstig, wenn sämtliche Datenquellen des Datensystems ihre zu übertragenden Daten mit einer innerhalb des Datensystems eindeutigen Kennung der jeweiligen Datenquelle versehen. Somit kann im Backend beziehungsweise in der Zentraleinheit genau nachvollzogen werden, welche Datenquelle die jeweiligen Daten geliefert hat. Somit kann beispielsweise ein Fehler zielgerichteter gefunden werden.Furthermore, it is favorable if all data sources of the data system provide their data to be transmitted with an identifier of the respective data source that is unique within the data system. This means that in the backend or in the central unit it can be precisely traced which data source supplied the respective data. This means, for example, that an error can be found in a more targeted manner.
Das Datensystem kann, wie erwähnt, eine oder mehrere Konzentrationseinrichtungen beziehungsweise Konzentratoren aufweisen, mit denen die Logging-Kampagne stromaufwärts verteilt und die Daten stromabwärts konzentriert werden können. Dabei kann jede Konzentrationseinrichtung eine Filterung und/oder eine Vorverarbeitung von Daten gemäß der Logging-Kampagne ausführen. Eine Konzentrationseinrichtung kann damit auch als eine Datenquelle gesehen werden, die mittels der Logging-Kampagne automatisch konfiguriert werden kann. Insbesondere kann eine Konzentrationseinrichtung damit hinsichtlich ihrer Filterwirkung stromabwärts fließender Daten oder auch stromaufwärts gerichteter Filterkonfigurationen konfiguriert werden. Gleiches gilt für etwaige Vorverarbeitungsfunktionen der Konzentrationseinrichtung(en).As mentioned, the data system can have one or more concentrators with which the logging campaign can be distributed upstream and the data can be concentrated downstream. Each concentration facility can carry out filtering and/or pre-processing of data according to the logging campaign. A concentration facility can therefore also be seen as a data source that can be automatically configured using the logging campaign. In particular, a concentration device can thus be configured with regard to its filtering effect of data flowing downstream or also of upstream filter configurations. The same applies to any pre-processing functions of the concentration facility(s).
In einem konkreten Ausführungsbeispiel kann das Datensystem, wie oben angedeutet, ein Fahrzeug mit mehreren Steuergeräten und einem Zentralsteuergerät aufweisen, wobei mehrere Datenquellen des Datensystems auf die mehreren Steuergeräte verteilt sind, und das Zentralsteuergerät das automatische Verteilen der Filterkonfigurationen der Logging-Kampagne an die Steuergeräte übernimmt. Insbesondere kann dabei jeweils ein Steuergerät eine oder mehrere Software-Komponenten als Datenquellen aufweisen, die entsprechend der Logging-Kampagne konfiguriert werden können. Die Daten können dann stromabwärts beispielsweise in jedem Steuergerät durch eine jeweilige Konzentrationseinrichtung konzentriert werden, bevor sie an das Zentralsteuergerät übermittelt werden, wo sie wiederum zentral konzentriert werden können. Auf diese Weise kann eine sehr effiziente Datenübertragung auch innerhalb eines Fahrzeugs erreicht werden.In a specific exemplary embodiment, the data system can, as indicated above, have a vehicle with several control devices and a central control device, with several data sources of the data system being distributed among the several control devices, and the central control device taking over the automatic distribution of the filter configurations of the logging campaign to the control devices . In particular, each control device can have one or more software components as data sources that can be configured according to the logging campaign. The data can then be concentrated downstream, for example in each control device by a respective concentration device, before being transmitted to the central control device, where it can in turn be centrally concentrated. In this way, very efficient data transmission can also be achieved within a vehicle.
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein System zum Sammeln von Daten mehrerer Datenquellen mit
- - einer Zentraleinheit,
- - mindestens einem Fahrzeug,
- - den mehreren Datenquellen verteilt über die Zentraleinheit und das mindestens eine Fahrzeug,
- - einer Managementeinrichtung in der Zentraleinheit zum Erstellen einer Logging-Kampagne, die für jede der mehreren Datenquellen eine spezifische Filterkonfiguration umfasst, welche jeweils eine Kennung für die jeweilige Datenquelle und eine oder mehrere Filterbedingungen für die jeweilige Datenquelle aufweist, und
- - einer Konzentrationseinrichtung zum automatischen Verteilen der Filterkonfigurationen der Logging-Kampagne an jede der mehreren Datenquellen, wobei
- - jede Datenquelle dazu ausgebildet ist, sich automatisch mit der jeweils spezifischen Filterkonfiguration zu konfigurieren und Daten zu einer Datensammeleinrichtung der Zentraleinheit entsprechend der jeweiligen Filterkonfiguration zu übertragen.
- - a central unit,
- - at least one vehicle,
- - the multiple data sources distributed across the central unit and the at least one vehicle,
- - a management device in the central unit for creating a logging campaign, which includes a specific filter configuration for each of the multiple data sources, each of which has an identifier for the respective data source and one or more filter conditions for the respective data source, and
- - a concentrator for automatically distributing the filter configurations of the logging campaign to each of the plurality of data sources, wherein
- - Each data source is designed to automatically configure itself with the respective specific filter configuration and to transmit data to a data collection device of the central unit in accordance with the respective filter configuration.
Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschilderten Vorteile und Variationsmöglichkeiten gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße System. Insbesondere können die im Zusammenhang mit dem Verfahren geschilderten Verfahrensmerkmale als funktionelle Merkmale entsprechender Komponenten des Systems gesehen werden.The advantages and possible variations described above in connection with the method according to the invention also apply mutatis mutandis to the system according to the invention. In particular, the process features described in connection with the method can be seen as functional features of corresponding components of the system.
Optional kann auch ein Computerprogramm bereitgestellt werden, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch eine Steuervorrichtung eines Datensystems nach obiger Art dieses veranlassen, ein oben genanntes Verfahren auszuführen. Ferner kann ein computerlesbares Speichermedium bereitgestellt werden, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch eine Steuervorrichtung eines Datensystems nach obiger Art dieses veranlassen, ein oben genanntes Verfahren auszuführen.Optionally, a computer program can also be provided which includes commands which, when the program is executed by a control device of a data system of the above type, cause it to carry out an above-mentioned method. Furthermore, a computer-readable storage medium can be provided, comprising instructions which, when executed by a control device of a data system of the above type, cause it to carry out an above-mentioned method.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von
Dabei können die einzelnen Blöcke auch als entsprechende Hardware-Komponenten eines Systems zum Sammeln von Daten gesehen werden.The individual blocks can also be seen as corresponding hardware components of a system for collecting data.
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.The exemplary embodiments described in more detail below represent preferred embodiments of the present invention.
Eine Logging-Kampagne kann beispielsweise von einem Kampagnenersteller KE mittels eines Logging-Management-Systems LMS im Backend BE beziehungsweise in der Zentraleinheit beispielsweise für den laufenden Betrieb einer Fahrzeugflotte erstellt werden. Alternativ kann die Logging-Kampagne aber auch beispielsweise für die Entwicklungsphase beziehungsweise die Produktionsphase durch einen Entwickler EW beziehungsweise Produktionstechniker in einem Produktionssystem PS erstellt werden.A logging campaign can, for example, be created by a campaign creator KE using a logging management system LMS in the backend BE or in the central unit, for example for the ongoing operation of a vehicle fleet. Alternatively, the logging campaign can also be created, for example, for the development phase or the production phase by a developer EW or production technician in a production system PS.
Eine Logging-Kampagne kann als Datenelement gesehen werden und enthält beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Komponenten:
- - Eine Sammlung von Filterkonfigurationen beispielsweise in Form eines n-Tupel [Datenquelle-ID, Filterbedingung(en)], wobei die Datenquellen Software-Komponenten (SWC beziehungsweise CS) sein können und die Filterbedingungen unten näher definiert sind.
- - Vorverarbeitungsanweisungen (z.B. Skripte)
- - Triggerbedingungen, mit denen definiert werden kann, wann Logdaten erzeugt werden sollen.
- - Laufzeiten, mit denen definiert werden kann, dass eine Kampagne in einem bestimmten Zeitraum ausgeführt werden soll, wobei beispielsweise pro Fahrzeug auch mehrere Kampagnen parallel ausgeführt werden können.
- - Speichervorgaben beispielsweise für einen Ringpuffer FR (Flight Recorder) in einem Fahrzeug, wie etwa Ablageort im Dateisystem, maximale Größe des Ringpuffers für die Kampagne, maximal nutzbarer Speicher auf einem Flash-Speicher eines Zentralsteuergeräts Z oder auf einem externen Speichermedium (z.B. USB-Stick) z.B. für sogenannte „Snapshots“ (Datenschnappschüsse) der Kampagne und maximale Größe pro Snapshot-Datei.
- - Attribute (Parameter/Werte-Paare) z.B. für die Angabe von Authentifizierungsinformationen oder Schlüsselinformationen für die Verschlüsselung der Snapshot-Dateien.
- - A collection of filter configurations, for example in the form of an n-tuple [data source ID, filter condition(s)], where the data sources can be software components (SWC or CS) and the filter conditions are defined in more detail below.
- - Preprocessing instructions (e.g. scripts)
- - Trigger conditions that can be used to define when log data should be generated.
- - Runtimes that can be used to define that a campaign should be carried out within a certain period of time; for example, several campaigns can be carried out in parallel per vehicle.
- - Storage specifications, for example for a ring buffer FR (flight recorder) in a vehicle, such as storage location in the file system, maximum size of the ring buffer for the campaign, maximum usable memory on a flash memory of a central control device Z or on an external storage medium (e.g. USB stick ) e.g. for so-called “snapshots” (data snapshots) of the campaign and maximum size per snapshot file.
- - Attributes (parameter/value pairs) e.g. for specifying authentication information or key information for encrypting the snapshot files.
Über die Filterkonfigurationen können die Filterbedingungen für konfigurierbare Datenquellen definiert werden. Als auswählbare und konfigurierbare Datenquellen kommen beispielsweise sogenannte „Log-Kanäle“ von Software-Komponenten SWC in den Software-Partitionen von Steuergeräten SGP-1 bis SGP-m, also entsprechende Quellen mit Quellenindizes Q1-1 ... Q1-n, ..., Qm-1 ... Qm-n in einem Fahrzeug infrage. Die „Log-Kanäle“ können aber auch Teile dieser Datenquellen sein. Ferner können „Log-Kanäle“ auch von sogenannten Cloud-Services CS1-1 ... CS1-n, ..., CSm-1 ... CSm-n (allg. CS) in verschiedenen Cloud-Backendsystemen BES-1, ..., BES-m sein, die z.B. an der Realisierung einer Connected-Car-Funktion beteiligt sind.The filter conditions for configurable data sources can be defined using the filter configurations. Selectable and configurable data sources include so-called “log channels” from software components SWC in the software partitions of control devices SGP-1 to SGP-m, i.e. corresponding sources with source indices Q1-1 ... Q1-n, .. ., Qm-1 ... Qm-n in a vehicle in question. The “log channels” can also be parts of these data sources. Furthermore, “log channels” can also be used by so-called cloud services CS1-1 ... CS1-n, ..., CSm-1 ... CSm-n (generally CS) in various cloud backend systems BES-1, ..., BES-m, which are involved in the implementation of a connected car function, for example.
Als Filterbedingungen können eine oder mehrere der folgenden Bedingungen genutzt werden:
- - Maximaler Log-Level: Z.B. Kategorien wie „Fatal“, „Error“, „Warning“, „Info“, „Debugg“, „Verbose“ (sortiert nach steigendem Datenumfang).
- - Logging-Kategorie: Z.B. die Kategorien „Trace“, „Log“, „Recording“, wobei „Log“ ein standardmäßiges Logging, „Trace“ ein ausführlicheres Logging und „Recording“ ein Logging mit zusätzlich eingebetteten Referenzen (z.B. Videodateien) bedeuten kann.
- - Datenschutzrechtliche Relevanz der Logdaten (z.B. keine Erfassung von personenbezogenen Daten erlaubt, Indikation einer notwendigen Verschleierung von Standortdaten).
- - Sicherheitsrelevanz der Logdaten: Z.B. keine, authentisch, vertraulich
- - Wertebereiche von beliebigen Attributen, d.h. Konfigurationsinformationen: Z.B. Auswahl von Parameter/Werte-Paaren unter Eingabe eines oder mehrerer Vergleichsoperatoren und eines Referenzwerts, mit dem der jeweilige Wert verglichen werden soll.
- - Maximum log level: E.g. categories such as “Fatal”, “Error”, “Warning”, “Info”, “Debugg”, “Verbose” (sorted according to increasing data size).
- - Logging category: E.g. the categories “Trace”, “Log”, “Recording”, where “Log” can mean standard logging, “Trace” can mean more detailed logging and “Recording” can mean logging with additional embedded references (e.g. video files). .
- - Relevance of the log data under data protection law (e.g. no collection of personal data permitted, indication of necessary concealment of location data).
- - Security relevance of the log data: E.g. none, authentic, confidential
- - Value ranges of any attributes, ie configuration information: E.g. selection of parameter/value pairs by entering one or more comparison operators and a reference value with which the respective value should be compared.
Kampagnen werden im Hauptanwendungsfall, wie oben angedeutet, durch Benutzer (Kampagnenersteller KE) unter Nutzung beispielsweise eines Logging-Management-Systems LMS etwa in einem Cloud-Backend (Backend in einer Cloud) erstellt. Das LMS verteilt die Kampagnen wiederum beispielsweise unter Nutzung eines Auftragsmanagement-Service DCOM eines Fahrzeugflotten-Datensammelsystems GDC automatisch an ausgewählte Fahrzeuge oder ganze Fahrzeugflotten. Das LMS konfiguriert aber auch beispielsweise die mit den Fahrzeugen verbundenen Cloud-Backend-Systeme BES-1, ..., BES-m so, dass die in der Kampagne enthaltenen Filterkonfigurationen für die Backend-Datenquellen (z.B. Smartphone SP) an die betroffenen Cloudservices (CS1-1 ... CS1-n, ..., CSm-1 ... CSm-n) verteilt werden (im Zeitraum, für den eine Kampagne aktiv ist). Dies erfolgt „stromaufwärts“ (durchgezogene Pfeile in
Die Kampagnen und die darin enthaltenen Filterkonfigurationen für die Software-Komponenten SWC in den Fahrzeugen werden nach Erstellung vom Auftragsmanagement-Service DCOM über Drahtlos-Verbindungen (Over-the-Air, OTA) zum jeweiligen Fahrzeug im IOT gesendet und dort z.B. im Zentralsteuergerät Z (Gateway) vom Datensammlungsmaster DCM entgegengenommen und beispielsweise an den Ringpuffer FR weitergeleitet. Der Ringpuffer FR kann die Laufzeit einer Kampagne im Fahrzeug steuern, d.h. in welchem Zeitraum die Logdatenquellen dort mit den in der Kampagne enthaltenen Filterkonfigurationsdaten konfiguriert werden sollen.After creation by the order management service DCOM, the campaigns and the filter configurations they contain for the SWC software components in the vehicles are sent to the respective vehicle in the IOT via wireless connections (over-the-air, OTA) and there, for example, in the central control unit Z ( Gateway) is received by the data collection master DCM and forwarded, for example, to the ring buffer FR. The ring buffer FR can control the runtime of a campaign in the vehicle, i.e. in which period of time the log data sources there should be configured with the filter configuration data contained in the campaign.
Bei aktiver Kampagne werden die Filterkonfigurationsdaten zunächst z.B. vom Ringpuffer FR an die zentrale Logging-Konzentrationseinrichtung VLK-Z im Zentralsteuergerät Z weitergegeben. Danach erfolgt über eine Kaskade von Zwischensammelpunkten, sogenannten „Logging-Konzentrator-Services“ VLK bzw. VLK-1 ... VLK-m, zunächst eine Verteilung (Routing) der Filterkonfigurationen „stromaufwärts“ zu feingranular selektierbaren Logdaten-Quellen („Logkanäle“) in den Softwarekomponenten der Steuergeräte im Fahrzeug. Hieraus ergibt sich eine weitreichende Steuerbarkeit des auftretenden Logdatenvolumens über die in der Kampagne enthaltenen Filterkonfigurationen.When the campaign is active, the filter configuration data is first passed on, for example, from the ring buffer FR to the central logging concentration device VLK-Z in the central control unit Z. Afterwards, a cascade of intermediate collection points, so-called “logging concentrator services” VLK or VLK-1 ... VLK-m, initially distributes (routing) the filter configurations “upstream” to fine-grained, selectable log data sources (“log channels”). ) in the software components of the control units in the vehicle. This results in extensive control of the log data volume that occurs via the filter configurations contained in the campaign.
Die Filterkonfigurationen sollen möglichst bereits an den Quellen angewendet werden, um stromabwärts nur die minimale Menge an Logdaten verarbeiten zu müssen. In Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit der Systeme (sowohl onbordseitig als auch in der Cloud) kann aber entschieden werden, ob komplexere Filterbedingungen auch in den Logging-Konzentrator-Services VLK umgesetzt werden.If possible, the filter configurations should already be applied at the sources so that only the minimum amount of log data has to be processed downstream. Depending on the performance of the systems (both on-board and in the cloud), it can be decided whether more complex filter conditions will also be implemented in the logging concentrator services VLK.
Der Vorteil dieser detailliert einstellbaren Filterkonfigurationen ermöglicht, dass selektiv und feingranular genau diejenigen Datenquellen erschlossen werden, die beispielsweise für ein im Feld gemeldetes Fehlerbild in Verdacht stehen, gegebenenfalls einschließlich historischer Logdaten, die zu einem Fehlerereignis geführt haben. Somit kann ressourcenschonend und trotz geringer zur Verfügung stehender Bandbreiten Ressourcen und gegebenenfalls Übertragungsvolumina eine effiziente Fehlersuche beziehungsweise Analyse durchgeführt werden.The advantage of these filter configurations, which can be set in detail, makes it possible to access precisely those data sources that are suspected of being responsible for an error pattern reported in the field, for example, in a selective and fine-grained manner, possibly including historical log data that led to an error event. This means that efficient troubleshooting and analysis can be carried out in a resource-saving manner and despite low bandwidth resources and, if necessary, transmission volumes.
Das beschriebene System ist offen für weitere Anwendungsfälle mit alternativer Einbringung von Kampagnen. Neben der Definition von Kampagnen über das Logging-Management-System LMS und das Datensammelsystem für Fahrzeugflotten GDC ermöglicht die Erfindung, Kampagnen über einen Diagnosezugang zum Fahrzeug einzubringen. Dafür ist beispielsweise im Fahrzeug eine Komponente mit dem Namen Fahrzeugdiagnoseservice VDS vorgesehen. Dies ermöglicht beispielsweise die beiden folgenden Anwendungsfälle:
- Entwickler EW wollen direkt am Fahrzeug die Logdatenquellen für die Analyse eines beobachteten Fehlers konfigurieren. Sie erstellen hierzu ähnlich wie der Kampagnenhersteller KE eine Kampagne, die in diesem Fall beispielsweise über ein lokales Netz LN oder ein Speichermedium ins Zentralsteuergerät Z des Fahrzeugs übertragen wird. Im Zentralsteuergerät Z empfängt der Fahrzeugdiagnoseservice VDS die Kampagne und übergibt sie an den Ringpuffer FR. Von dort wird die Kampagne stromaufwärts über den Loggingkonzentrator VLK-Z des Zentralsteuergeräts Z an Software-Komponenten SWC QZ-1 ... SWC QZ-n des Steuergeräts Z und/oder an andere Steuergerät-Softwarepartitionen SGP-1 ... SGP-m verteilt. Die Loggingkonzentratoren VLK-1 ... VLK-m der Steuergerät-Softwarepartitionen SGP-1 ... SGP-m verteilen die jeweiligen Filterkonfigurationen der Loggingkampagne an die steuergerätinternen Software-Komponenten SWC Q1-1 ... SWC Q1-n, ..., SWC Qm-1 ... SWC Qm-n.
- Developers EW want to configure the log data sources directly on the vehicle for analyzing an observed error. To do this, you create a campaign similar to the campaign manufacturer KE, which in this case is transmitted, for example, via a local network LN or a storage medium to the central control unit Z of the vehicle. In the central control unit Z, the vehicle diagnostic service VDS receives the campaign and transfers it to the ring buffer FR. From there, the campaign is sent upstream via the logging concentrator VLK-Z of the central control unit Z to software components SWC QZ-1 ... SWC QZ-n of the control unit Z and/or to other control unit software partitions SGP-1 ... SGP-m distributed. The logging concentrators VLK-1 ... VLK-m of the ECU software partitions SGP-1 ... SGP-m distribute the respective filter configurations of the logging campaign to the ECU-internal software components SWC Q1-1 ... SWC Q1-n, .. ., SWC Sqm-1 ... SWC Sqm-n.
Während der Kampagne fließen die entsprechend den jeweiligen Filterkonfigurationen der Datenquellen erzeugten Logdaten von den Software-Komponenten über die Loggingkonzentratoren entsprechend den gestrichelten Pfeilen in
Bei einem weiteren Anwendungsfall soll in der Fahrzeug-Produktion (Fabrik) das innere Verhalten der Software-Komponenten SWC auf den Steuergeräten beziehungsweise den Steuergerätepartitionen SGP während der Inbetriebnahme beobachtet werden, um z.B. Produktionsfehler erkennen zu können. Hierzu können die IT-Systeme der Fabrik, wie etwa ein Produktionssystem-Service PS über das lokale Netz LN Kampagnen via Fahrzeugdiagnoseservice VDS in den Ringpuffer FR beziehungsweise Filterkonfigurationen in den zentralen Loggingkonzentrator VLK-Z zur weiteren Verteilung einbringen. Auf diese Weise können für jeden Produktionsschritt genau die dann relevanten Logkanäle angezapft werden.In another application, in vehicle production (factory), the internal behavior of the software components SWC on the control devices or the control device partitions SGP should be observed during commissioning in order to be able to detect production errors, for example. For this purpose, the factory's IT systems, such as a production system service PS, can introduce campaigns via the local network LN via the vehicle diagnostic service VDS into the ring buffer FR or filter configurations into the central logging concentrator VLK-Z for further distribution. In this way, exactly the relevant log channels can be tapped for each production step.
Nachfolgend wird die Produktion und Weiterleitung der Logdaten näher erläutert. Logdaten bestehen ggf. aus einzelnen Lognachrichten beispielsweise mit folgenden Eigenschaften und Datenfeldern:
- - Eindeutige Angabe der Logdatenquelle (Logkanal) per UUID oder anderer global eindeutiger Identifikationsinformation; beispielsweise besitzt eine Software-Komponente SWC einen oder mehrere Logkanäle.
- - Hochauflösender (z.B. 1µs) und präziser Zeitstempel (z.B. Abweichung maximal +/- 50 µs von der global synchronisierten Referenzzeit SRZ, die beispielsweise in jedem Steuergerät beziehungsweise jedem Cloud-Backend-System BES zur Verfügung steht und auf eine Referenzzeit RZ einer zentralen Zeitbasis bezogen ist). Der Zeitstempel sollte immer in eine absolute Zeit beispielsweise als Differenz zum Datum 01.01.1970 UTC umgerechnet werden können. Hierzu kann es notwendig sein, dass ein Integer-Datentyp mit 64 Bit Größe zur Verfügung gestellt wird. Mit einem derartigen Zeitstempel kann sichergestellt werden, dass in der zentralen Datensammeleinrichtung DL alle Lognachrichten zeitlich korrekt einsortiert werden können. Somit lässt sich eine hohe Datenqualität für gute Auswerteergebnisse beispielsweise in einem großen Datenanalysesystem BDAS, welches mehrere Datenanalysesysteme DAS1 ... DASn aufweisen kann, sicherstellen.
- - Ein sogenannter Logglevel, d.h. eine Kritikalitätsstufe der Lognachrichten, kann beispielsweise folgende Werte annehmen:
- • FATAL (fataler Fehler)
- • ERROR (Fehler in Bezug auf korrekte Funktionalität)
- • WARN (Warnung, wenn korrektes Verhalten nicht sichergestellt werden kann)
- • INFO (hochrangige Information)
- • DEBUG (detaillierte Information für Programmierer)
- • VERBOSE (ausführliche Debug-Nachricht)
- - Nicht-unterdrückbar-Flag: Falls dieses Flag gesetzt ist, darf die Nachricht nicht ausgefiltert werden. Hiermit markierte Lognachrichten werden für die Propagierung interner Fehler des Logging-Systems verwendet.
- - Liste von Attributen (Parameter-Werte-Paare). Eine Lognachricht kann also beispielsweise folgende Attribute aufweisen:
- • „Sicherheitsniveau“ beziehungsweise „Security Level“ (mögliche Werte:
- keines, authentisch, vertraulich): Gibt die Schutzwürdigkeit der Lognachricht an in Bezug auf Cyber-Security-Eigenschaften wie „Authentizität“ und „Vertraulichkeit“. Das Sicherheitsniveau wird zur Filterung und Entscheidung verwendet, ob die Logdaten über bestimmte Verbindungen gesendet beziehungsweise auf Medien gespeichert werden dürfen beziehungsweise in welcher Form (z.B. verschlüsselt). Fehlt die Angabe, so wird die höchste Schutzwürdigkeit angenommen (d.h. vertraulich).
- • „Datenschutzniveau“: Gibt die Schutzwürdigkeitsklasse der Lognachricht in Bezug auf ihre datenschutzrechtliche Relevanz an. Bei fehlender Angabe soll die höchste Schutzwürdigkeitsklasse angenommen werden, da eine datenschutzrechtliche Signifikanz nicht bewertet werden kann.
- • „Kategorie“ mit folgenden möglichen Werten:
- ▪ „Trace“: Diese Kategorie weist beispielsweise darauf hin, dass die Lognachricht instrumentierten Code aufweist.
- ▪ „Log“: Hierbei kann es sich um Standard-Lognachrichten durch Programmablauf handeln.
- ▪ „Recording“: Bei dieser Kategorie kann die Lognachricht eingebettete Dateien im Ereignisstrom aufweisen, wie etwa einen Screenshot.
- ▪ „Referenz“: Die Lognachricht erhält einen Verweis auf eine Datei beziehungsweise Nachricht, die persistent in dem System gespeichert ist (z.B. in Form einer URI, die für ein Log-Ereignis abgelegt ist).
- ▪ „Statistik“: Statistische Informationen
- ▪ „Performance“: Performance-relevante Informationen
- • „Sicherheitsniveau“ beziehungsweise „Security Level“ (mögliche Werte:
- - Nachrichteninhalt(e) („Payload“): Pro Lognachricht, d.h. pro Zeitstempel und gemeinsamen Attributen, können auch mehrere Nachrichteninhalte registriert werden.
- - Clear indication of the log data source (log channel) via UUID or other globally unique identification information; For example, a software component SWC has one or more log channels.
- - High-resolution (e.g. 1µs) and precise time stamp (e.g. maximum deviation of +/- 50 µs from the globally synchronized reference time SRZ, which is available, for example, in every control unit or every cloud backend system BES and based on a reference time RZ of a central time base is). The timestamp should always be able to be converted into an absolute time, for example as a difference to the date 01/01/1970 UTC. For this purpose, it may be necessary to provide an integer data type with a size of 64 bits. With such a time stamp it can be ensured that all log messages can be sorted in the correct time in the central data collection device DL. This makes it possible to ensure high data quality for good evaluation results, for example in a large data analysis system BDAS, which can have several data analysis systems DAS1 ... DASn.
- - A so-called log level, ie a criticality level of the log messages, can, for example, assume the following values:
- • FATAL (fatal error)
- • ERROR (error related to correct functionality)
- • WARN (warning when correct behavior cannot be ensured)
- • INFO (high-level information)
- • DEBUG (detailed information for programmers)
- • VERBOSE (verbose debug message)
- - Non-suppressable flag: If this flag is set, the message may not be filtered out. Log messages marked here are used to propagate internal errors in the logging system.
- - List of attributes (parameter-value pairs). For example, a log message can have the following attributes:
- • “Security level” or “Security Level” (possible values:
- none, authentic, confidential): Indicates the level of protection of the log message in relation to on cyber security properties such as “authenticity” and “confidentiality”. The security level is used to filter and decide whether the log data can be sent over certain connections or stored on media or in what form (e.g. encrypted). If the information is missing, the highest level of protection is assumed (ie confidential).
- • “Data protection level”: Indicates the level of protection of the log message in relation to its relevance to data protection law. If no information is provided, the highest level of protection should be assumed, as significance under data protection law cannot be assessed.
- • “Category” with the following possible values:
- ▪ “Trace”: This category indicates, for example, that the log message contains instrumented code.
- ▪ “Log”: This can be standard log messages from the program flow.
- ▪ “Recording”: In this category, the log message can have embedded files in the event stream, such as a screenshot.
- ▪ “Reference”: The log message receives a reference to a file or message that is persistently stored in the system (e.g. in the form of a URI that is stored for a log event).
- ▪ “Statistics”: Statistical information
- ▪ “Performance”: Performance-relevant information
- • “Security level” or “Security Level” (possible values:
- - Message content(s) (“Payload”): Multiple message contents can be registered per log message, ie per timestamp and common attributes.
Die Übertragung und Speicherung der Logdaten kann in einem standardisierten Format erfolgen. Ein solches standardisiertes Format („kanonische Form“) kann bei gegebener Flexibilität die Konvertierung oder Einbettung auch anderer existierender Logdatenformate in diese „kanonische Form“ ermöglichen. Andere Logdatenformate (z.B. AUTOSAR DLT) können aber auch angepasst werden, um die vorstehenden Eigenschaften und Datenfelder zu unterstützen.The log data can be transferred and stored in a standardized format. Such a standardized format (“canonical form”) can, with given flexibility, enable the conversion or embedding of other existing log data formats into this “canonical form”. However, other log data formats (e.g. AUTOSAR DLT) can also be adapted to support the above properties and data fields.
Die aus der Anwendung der Filterkonfigurationen resultierenden Lognachrichten der jeweiligen Quellen werden „stromabwärts“ über dieselbe Kaskade von Logging-Konzentratoren VLK beziehungsweise BLK - wie oben erwähnt - an eine zentrale Datensammeleinrichtung DL im Backend BE weitergeleitet.The log messages from the respective sources resulting from the application of the filter configurations are forwarded “downstream” via the same cascade of logging concentrators VLK or BLK - as mentioned above - to a central data collection device DL in the backend BE.
Vom Fahrzeug aus gibt es hierbei mehrere Optionen:
- - Direkte Weiterleitung einzelner Lognachrichten vom zentralen Logging-Konzentrator VLK-Z über den Datensammlungsmaster DCM und die Drahtlosschnittstelle OTA via das Datensammelsystem GDC für die Fahrzeugflotte beziehungsweise dessen Datenpumpe DP in die zentrale Datensammeleinrichtung DL.
- - Ringpuffer-Funktionalität („Flight Recorder“ FR): Hierbei zunächst onbordseitige Aufzeichnung und Zwischenspeicherung mehrerer Lognachrichten in Form von Schnappschüssen SN („Log Snapshot Dateien“) in einem persistenten Speicher des Zentralsteuergeräts Z (z.B. Flash-Speicher, am Zentralsteuergerät Z angeschlossener USB-Stick, et cetera). Anschließend erfolgt eine Abgabe der Schnappschüsse SN an den Datensammlungsmaster DCM mit OTA-Weiterleitung an das Datensammelsystem GDC und die Datensammeleinrichtung DL, oder die Schnappschüsse SN werden über die Diagnoseschnittstelle des Fahrzeugs beziehungsweise den Fahrzeugdiagnoseservice VDS ausgelesen.
- - Direct forwarding of individual log messages from the central logging concentrator VLK-Z via the data collection master DCM and the wireless interface OTA via the data collection system GDC for the vehicle fleet or its data pump DP into the central data collection device DL.
- - Ring buffer functionality (“Flight Recorder” FR): Initially, on-board recording and buffering of several log messages in the form of snapshots SN (“Log Snapshot Files”) in a persistent memory of the central control unit Z (e.g. flash memory, USB connected to the central control unit Z -Stick, etc.). The snapshots SN are then sent to the data collection master DCM with OTA forwarding to the data collection system GDC and the data collection device DL, or the snapshots SN are read out via the diagnostic interface of the vehicle or the vehicle diagnostic service VDS.
Die Weiterleitung der Logdaten erfolgt in einem vorzugsweise einheitlich standardisierten Format. Eine mögliche Spezifikation des Formats kann z.B. Teil des „AUTOSAR“-Standards werden.The log data is forwarded in a preferably uniform, standardized format. A possible specification of the format could, for example, become part of the “AUTOSAR” standard.
Optional kann eine Filterung und Vorverarbeitung in den Loggingkonzentratoren beziehungsweise Konzentratoreinrichtungen VLK und BLK erfolgen. Die Einführung der „Zwischensammelpunkte“ VLK und BLK in der Sammelkaskade ermöglicht durch Aggregation und Zwischenspeicherung der Logdaten (= „Flight Recorder“-Funktionalität) Vorverarbeitungen (z.B. Voranalysen, erweiterte Filterungsmöglichkeiten, Datenkompression et cetera) bereits im Fahrzeug („IOT Edge Computing“).Optionally, filtering and preprocessing can take place in the logging concentrators or concentrator devices VLK and BLK. The introduction of the “intermediate collection points” VLK and BLK in the collection cascade enables pre-processing (e.g. pre-analyses, extended filtering options, data compression, etc.) already in the vehicle (“IOT Edge Computing”) by aggregating and temporarily storing the log data (= “Flight Recorder” functionality). .
Die auszuführenden Vorverarbeitungsanweisungen werden beispielsweise in Form von Skripten als Teil der Kampagnendaten eingebracht. Als Skript-Sprache kann z.B. LUA verwendet werden.The preprocessing instructions to be carried out are introduced, for example, in the form of scripts as part of the campaign data. LUA, for example, can be used as a scripting language.
Optional kann weiterhin eine spezielle Triggerung der Schnappschüsse vom Ringpuffer FR erfolgen. Durch die Logdaten-Aggregation in einem oder mehreren Ringpuffern (mindestens einer pro Kampagne und ihrer Filterkonfigurationen) und deren Speicherung als Schnappschuss-Dateien, wenn die in der Kampagne definierten Triggerbedingungen erfüllt sind, kann auch die Historie von Lognachrichten bis zu einem bestimmten Ereignis (z.B. Auftreten eines Fehlers) festgehalten werden. So können beispielsweise immer die letzten zwei Minuten an Lognachrichten im Ringpuffer gespeichert sein und bei Bedarf abgerufen werden.Optionally, a special triggering of the snapshots from the ring buffer FR can also take place. By aggregating log data in one or more ring buffers (at least one per campaign and its filter configurations) and storing them as snapshot files when the trigger conditions defined in the campaign are met, the history of log messages up to a specific event (e.g occurrence of an error). For example, you can always use the last two minutes The number of log messages can be stored in the ring buffer and retrieved when required.
Triggerbedingungen können sein:
- - Der Erhalt einer (bestimmten) Lognachricht auf einem (bestimmten) Logkanal.
- - Eine konfigurierbare Boole'sche Verknüpfung mehrerer Filterbedingungen, die auf die im Ringpuffer FR ankommenden Logdaten angewendet werden.
- - Ein Ergebnis einer Vorverarbeitung per Skript. Dies ermöglicht z.B. auf Statistiken oder Voranalysen der im Ringpuffer FR ankommenden Logdaten basierende Triggerungen.
- - „Manuelle Trigger“: Hierbei handelt es sich um einen expliziten Methodenaufruf am Ringpuffer FR (z.B. durch andere Services im Fahrzeug), der die Speicherung des aktuellen Ringpuffer-Inhalts als Schnappschuss auslöst.
- - The receipt of a (specific) log message on a (specific) log channel.
- - A configurable Boolean combination of several filter conditions that are applied to the log data arriving in the ring buffer FR.
- - A result of pre-processing via script. This enables, for example, triggering based on statistics or pre-analyses of the log data arriving in the ring buffer FR.
- - “Manual trigger”: This is an explicit method call on the ring buffer FR (e.g. by other services in the vehicle), which triggers the storage of the current ring buffer contents as a snapshot.
Die Speicherung der Logdaten in den Schnappschüssen erfolgt wiederum vorzugsweise in einem einheitlich standardisierten Format, das wiederum Teil des AUTOSAR-Standards sein kann.The log data in the snapshots is preferably stored in a uniform standardized format, which in turn can be part of the AUTOSAR standard.
Durch die optionale Verwendung eines Datensammelsystems GDC für eine ganze Fahrzeugflotte können die Kampagnen entsprechend auf Fahrzeugflotten ausgeweitet werden, um damit auch beispielsweise Analyseverfahren, die auf Maschinenlernen basieren, zum Einsatz bringen zu können (z.B. automatische Fehlermustererkennung, Korrelation mit Umweltereignissen et cetera). Derartige Analysen können in einem großen Datenanalysesystem BDAS durchgeführt werden, welches beispielsweise mehrere Datenanalyseservices DAS1 ... DASn (allg. DAS) aufweist. Das Datenanalysesystem BDAS kann hierzu auf die Loggingdateien der zentralen Datensammeleinrichtung DL zugreifen. Von den entsprechenden Analysesystemen können Kunden KD, Vertrieb VT und Qualitätssicherung QS profitieren.Through the optional use of a data collection system GDC for an entire vehicle fleet, the campaigns can be extended to vehicle fleets in order to be able to use analysis methods based on machine learning (e.g. automatic error pattern recognition, correlation with environmental events, etc.). Such analyzes can be carried out in a large data analysis system BDAS, which, for example, has several data analysis services DAS1 ... DASn (generally DAS). For this purpose, the data analysis system BDAS can access the logging files of the central data collection device DL. Customers KD, Sales VT and Quality Assurance QS can benefit from the corresponding analysis systems.
In speziellen Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die zentrale Auswertbarkeit der Lognachrichten aus den verteilten Quellen durch Vorgabe eines zeitsynchronisierten Zeitstempels (synchronisierte Zeitreferenz SRZ) und einer eindeutigen Kennzeichnung von Lognachrichten mit einer Quell-UUID sichergestellt werden. Vorteilhaft kann ferner sein, die Filterung zusätzlich durch die Anwendung eines Datenschutz-Attributs in den Logdaten zu beeinflussen. Ferner kann eine Auswahl von zwischen den Konzentrationspunkten anzuwendenden Cyber-Security-Verfahren durch die Anwendung eines Sicherheits-Attributs in den Logdaten ermöglicht werden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise Systems kann eine automatische beziehungsweise dynamische Anpassung von Logdatenfiltern erfolgen. Weitere Vorteile können bei der Verwendung eines kanonischen Datenlog- und Konfigurationsdaten-Übertragungsformats beziehungsweise -protokolls erzielt werden.In special exemplary embodiments, it can be provided that the central evaluation of the log messages from the distributed sources is ensured by specifying a time-synchronized timestamp (synchronized time reference SRZ) and a unique identification of log messages with a source UUID. It can also be advantageous to additionally influence the filtering by using a data protection attribute in the log data. Furthermore, a selection of cyber security procedures to be applied between the concentration points can be made possible by using a security attribute in the log data. In a further advantageous embodiment of the method or system according to the invention, log data filters can be adjusted automatically or dynamically. Further advantages can be achieved when using a canonical data log and configuration data transfer format or protocol.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- BDASBDAS
- großes Datenanalysesystemlarge data analysis system
- BEBE
- BackendBackend
- BESES
- Cloud-Backend-SystemCloud backend system
- BLKBLK
- LoggingkonzentratorLogging concentrator
- CLCL
- CloudCloud
- CSC.S
- Cloud-ServiceCloud service
- DASTHE
- DatenanalyseserviceData analysis service
- DCMDCM
- DatensammlungsmasterData Collection Master
- DCOMDCOM
- Datensammlung-AuftragsverwaltungData collection order management
- DLDL
- DatensammeleinrichtungData collection facility
- DPDP
- DatenpumpeData pump
- EWEW
- Entwicklerdeveloper
- FRFR
- RingpufferRing buffer
- FZFZ
- Fahrzeugvehicle
- GDCGDC
- Datensammelsystem für FahrzeugflotteVehicle fleet data collection system
- IOTIOT
- Internet of ThingsInternet of Things
- KDKD
- KundendienstCustomer service
- KEKE
- KampagnenerstellerCampaign creator
- LMSLMS
- Logging-Management-SystemLogging management system
- LNLN
- Lokales NetzLocal network
- OTAOTA
- DrahtlosverbindungWireless connection
- PSP.S
- ProduktionssystemProduction system
- Q1-1 ...Qm-nQ1-1 ...Sqm-n
- QuellenindexSource index
- QSQS
- Qualitätssicherungquality assurance
- QZ-1 ...QZ-nQZ-1 ...QZ-n
- QuellenindexSource index
- RZRZ
- ReferenzzeitReference time
- SGPSGP
- Steuergerät-SoftwarepartitionECU software partition
- SNSN
- Schnappschusssnapshot
- SRZSRZ
- synchronisierte Zeitreferenzsynchronized time reference
- SWCSWC
- SoftwarekomponenteSoftware component
- VDSVDS
- FahrzeugdiagnoseserviceVehicle diagnostic service
- VLKVLK
- LoggingkonzentratorLogging concentrator
- VTVT
- Vertriebdistribution
- ZZ
- ZentralsteuergerätCentral control unit
- ZZCurrently
- Zentrale ZeitbasisCentral time base
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 20200263992 A1 [0006]US 20200263992 A1 [0006]
- US 20200263995 A1 [0006]US 20200263995 A1 [0006]
- US 20200263993 A1 [0006]US 20200263993 A1 [0006]
- EP 3492872 A1 [0007]EP 3492872 A1 [0007]
- DE 102020007072 A1 [0008]DE 102020007072 A1 [0008]
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