基于多種車聯網協議的網關架構

基于多種車聯網協議的網關架構

車聯網是物聯網在智能交通系統(tǒng)中的應用，其可以實現汽車內、汽車間以及汽車與外部設備間的通信。車聯網的實現依賴于車聯網協議，最早使用的車聯網協議為控制器局域網絡（CAN）協議。由于車內電子控制單元的增加和各種先進駕駛系統(tǒng)對實時性的要求提高，這種CAN協議已經不能滿足汽車需求。為此，開發(fā)了FlexRay協議，該協議采用時分多信道（TDMA）通信機制，與CAN協議相比，該協議具有更快的實時性。但是，FlexRay協議仍然不能滿足車載娛樂系統(tǒng)的要求，因而，又開發(fā)了車載以太網（Ethernet）協議。隨著未來智能駕駛和自動駕駛的實現，對車聯網協議的要求將進一步增加，這使未來汽車可能不僅使用一種車聯網協議，不同汽車的車聯網協議也可能不同。對此，針對現有的車聯網協議，開發(fā)了一個獨立于車聯網協議和軟硬件平臺的網關架構。

所開發(fā)的網關架構一方面可實現車內所有電子信息設備的連接，另一方面則可根據各個電子信息設備的需求選擇接入外部網絡。為了使所開發(fā)的網關架構能夠在CAN協議、FlexRay協議和Ethernet協議下使用，該架構具備接入無線寬帶（WiFi）、全球移動通信（GSM）系統(tǒng)、寬帶碼分多址（WCDMA）和時分同步碼分多址（TD-SCDMA）通信網絡的能力。為適應不同的車聯網協議，整個網關架構采用模塊化設計，各模塊采用的數據接口包括通用串行總線接口（USB接口）、通用輸入/輸出接口（GPIO接口）。網關架構的軟件體系同樣采用分層式設計，包括物理層、操作系統(tǒng)層和應用層3層。每層只需要向上層提供接口，不需要了解下層的實現細節(jié)。為保證網關架構的獨立性和使用性能，在獨立的硬件平臺上進行開發(fā)，同時集成目前最先進的網關技術，如并行重編程、路由診斷、網絡管理、動態(tài)路由更新、多路由配置等，同時開發(fā)圖形用戶界面，實現網關架構的易用性。

刊名：IEEE Transactions on Vehicular Technology（英）

刊期：2015年第64期

作者：Jin Ho Kim

編譯：陳丁躍