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国六排放检测对汽车CAN总线网络数据依赖不断增强

发布日期:2020-04-07

GRCC汽车电子电气架构创新发展论坛

2020-04-07 18:51:04

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随着物联网信息产业的发展,各项关键技术的突破,基于多网融合的智能网联汽车开始进入人们的生活,车与人,车与车,车与智能终端,车与基础设施,通过云服务、4G或5G网络通信、大数据交换互联在一起。车联网技术极大的提高了人们的驾乘体验,引发了生活方式的变革,是未来汽车的发展方向。



目前随着越来越多的电子控制设备和电子控制单元(ECU)应用到汽车当中,各个电子设备及控制器在汽车运行过程中需要相互配合,电子设备模块之间交流被架构成复杂的通信网络,有的用CAN总线,有的用以太网。车载网络规模的增大、车用电子设备数量增多,汽车上软件运行的种类和数量也随之加大,网络信息安全问题随之而来。

车联网需要获取汽车内外通信通路中的数据,向CAN总线访问和采集报文,从而完善车载大数据系统,针对汽车进行全生命周期管理和总线数据研究。这些潜在的数据不是可以通过复制、粘贴就能实现,需要通过检测、转译、运算、验证等技术,采集车载 CAN总线信息在车联网应用领域具有十分重要的意义。

目前智能网联汽车中采用的车载CAN网络数据,平台需要对其存在的可重放、可采集、可分析、可存储,不少领域都想要做成汽车或者移动源的黑匣子,必须要进入汽车CAN总线实现实时的数据报文采集,进行深入的分析和解剖,分析车载 CAN 总线数据在未来无人驾驶、自动驾驶、智能驾驶、管理及研究意义,委托第三方公司,比如中汽中心、速锐得等机构,针对车载 CAN 总线进行数据采集,采集CAN总线报文信息,以达到数据采集和远程管控的目的。

其实例演示如下:

数据项:尿素液位

对于数据场内的第一位数9B(十六进制),查CANTEST DBC表格可知,其代表的为尿素液位信号,由DBC文件可以其最终的转化关系为:

●9B(十六进制)=155(十进制)

●尿素液位=(155*0.4%)+0=62 %

 

数据项:尿素温度

对于数据场内的第二位数据41(十六进制),查DBC可知,其代表的为尿素温度信号,其转化关系关系为:

●41(十六进制)=65(十进制)

●尿素温度=(65*1)+(-40)=25℃

 

数据项:尿素液位高度

对于数据场内的第三位和第四位,查DBC可知其代表为尿素液位高度信息,其最终的转化关系为:

●第三位80(低8位)与第四位07(高8位)数据组合为0780(十六进制)=1920(十进制)

●尿素液位高度=(1920*0.1)+0=192mm

 

数据项:尿素浓度

对于数据场内的第一位数80(十六进制),查DBC表格可知,其代表的为尿素浓度信号,其转化关系为:

●80(十六进制)=128(十进制)

●尿素浓度=(128*0.25%)+0=32 %

类似常用的车速、转速、水温、电压、剩余油量、车架号、转向信息、刹车、油门、手刹状态、灯光、档位、雨刮、座椅、排气阀门、水泵,动力电池等等都可以通过CAN协议、LIN协议、BSD协议进行数据采集和转化,不分汽油车、柴油车、新能源车型。

目前,通过多年的积累,已经取得的成果:

1)在研究分析车载 CAN 网络通信协议的基础上,利用 CAN 网络报文及品牌规律设计有效的采集方法。速锐得利用正向、逆向技术分析 CAN 报文数据包,破解车载CAN报文指令信息,以达到控制汽车的目的。车载 CAN 网络不同于传统的计算机网络,其数据包没有计算机网络IP数据包那样的源地址和目的地址。需要根据 CAN 报文数据包结构的特点,提出了运算检测模型框架,分别从报文标识位ID和报文数据字位进行检测与适配,能够较为全面的检测针对车载CAN 网络的数据采集。

2)针对CAN报文标识位 ID,提出了基于特征和信息检测系统。通过检测 CAN 总线中不同报文ID的概率分布,例如高速CAN和低速CAN上的ID排位及变化,计算车载CAN总线的信息位置及速率适配,采集**的CAN总线的数据信息。

同时将正常总线中的 CAN ID 列为白名单独立分析,识别总线中变化出现的CAN ID的特征。实车测试及仿真实验结果显示,基于汽车CAN总线和特征结合的适配检测策略能有效的检测和验证CAN总线数据、大量发动机数据高于车身及低频控制单元数据。

3)针对车载总线CAN报文数据位,提出了基于支持偏移量及转换运算检测系统。根据数据位的特点,将车载总线报文数据位划分的8个特征,结合支持偏移量及转换运算检测系统的检测方法,将正常数据报文与变化数据报文区分开来。

实车及仿真实验结果显示,基于支持偏移量及转换运算的检测系统对总线报文数据的**获取有很好的检测适配效果。

车联网作为新兴研究领域,在车载CAN总线数据挖掘、功能适配、异常报警、资产管理等方面做了一些初步探索,其数据成果为车载CAN总线在大数据应用的进一步深入研究和应用提供了重要的数据基础。

 


作者:木白先森, 来源:面包板社区

链接:https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3904599.html

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