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的要求，因而，又開發了車載以太網（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、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。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，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、動態路由更新、多路由配置等，同時開發圖形用戶界面，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