遠(yuǎn)程升級(jí)技術(shù)在汽車(chē)智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)中的運(yùn)用

田端祥 段暉 陳潔 鄒偉樂(lè)

摘要：在新的時(shí)代背景下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，與之汽車(chē)數(shù)量呈現(xiàn)出遞增式的增長(zhǎng)。汽車(chē)數(shù)量的不斷激增，帶來(lái)的是技術(shù)的不斷革新，車(chē)輛配置技術(shù)日臻強(qiáng)大，進(jìn)而使得駕駛者、汽車(chē)、互聯(lián)網(wǎng)三方實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，從而進(jìn)一步使駕駛者的駕駛體驗(yàn)更優(yōu)，而這也是汽車(chē)行業(yè)當(dāng)前發(fā)展的重要方向。基于此，本文針對(duì)汽車(chē)智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)中遠(yuǎn)程升級(jí)技術(shù)的原理和運(yùn)用展開(kāi)相關(guān)探討研究。

Abstract： In the context of the new era， with the continuous development of social economy， the number of vehicles is gradually increasing， and its configuration technology is becoming increasingly powerful， the driver， vehicle， Internet tripartite interconnection， can bring stronger driving experience for drivers， and this is also an important direction of the current development of the automobile industry. Based on this， this paper will focus on how to effectively use remote upgrade technology in automotive intelligent networking.

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程升級(jí);汽車(chē);智能網(wǎng)聯(lián)

Key words： remote upgrade;car;intelligent snatched

中圖分類(lèi)號(hào)：U46 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）05-0214-03

0 ?引言

汽車(chē)作為日常生活中最常見(jiàn)的交通工具，早已成為每個(gè)人日常生活中不可或缺的一部分。隨著客戶市場(chǎng)需求的提高，汽車(chē)零部件的應(yīng)用和升級(jí)變得愈加關(guān)鍵，其智能化水平對(duì)車(chē)輛的競(jìng)爭(zhēng)力也有著直接的影響。車(chē)輛智能系統(tǒng)的配件越來(lái)越多，對(duì)應(yīng)著它的升級(jí)障礙和維護(hù)成本都有所提升，同時(shí)，也導(dǎo)致了汽車(chē)用戶對(duì)智能互聯(lián)系統(tǒng)升級(jí)換代的需求愈發(fā)變高。所以，現(xiàn)階段遠(yuǎn)程升級(jí)技術(shù)在汽車(chē)智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用變得越來(lái)越關(guān)鍵。

1 ?汽車(chē)智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的基本概述

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代汽車(chē)領(lǐng)域的發(fā)展是基于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，車(chē)與司機(jī)的互動(dòng)，現(xiàn)階段車(chē)輛一般都配備了智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)，但遠(yuǎn)程升級(jí)系統(tǒng)依舊不完善，因此，智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程升級(jí)儼然已經(jīng)成為汽車(chē)廠商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的發(fā)展相對(duì)較晚，早期智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)備多以2G和3G通信技術(shù)為主，此方法主要是基于蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和云管理平臺(tái)的交互進(jìn)行通信。目前，4G通信技術(shù)還不能進(jìn)行司機(jī)、汽車(chē)、實(shí)時(shí)路況三要素的交互，至少此項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)階段還沒(méi)有被完成。截至2017年，4G互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)僅應(yīng)用于車(chē)載終端，但是其發(fā)展速度較快，現(xiàn)如今，4G通信技術(shù)的已經(jīng)全面應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，并且伴隨5G技術(shù)的實(shí)施推進(jìn)，智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)將在不同汽車(chē)品牌的中高端汽車(chē)領(lǐng)域得到運(yùn)用和推廣，并且服務(wù)和實(shí)踐汽車(chē)的整個(gè)生命周期。如今伴隨互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，汽車(chē)用戶對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的要求愈來(lái)愈高，智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)亟需更新、完善、修復(fù)、升級(jí)現(xiàn)有的技術(shù)，以此使得汽車(chē)用戶的需求得到滿足。目前，我國(guó)在汽車(chē)領(lǐng)域的智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)現(xiàn)趨于完結(jié)，并已實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域的高質(zhì)量迅速發(fā)展，汽車(chē)設(shè)備的技術(shù)支持、產(chǎn)品更新、后期維護(hù)也隨之完備，但是，智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的升級(jí)和云服務(wù)平臺(tái)的搭建還需要進(jìn)一步成形、應(yīng)用、推廣，目前來(lái)說(shuō)還是相對(duì)落后薄弱一些，急需加強(qiáng)。

2 ?遠(yuǎn)程升級(jí)技術(shù)的原理分析

汽車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)遠(yuǎn)程升級(jí)的關(guān)鍵分為兩個(gè)操作步驟，第一種是一鍵升級(jí)，稱(chēng)為“主動(dòng)方式”;還有一種智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)客戶根據(jù)機(jī)器設(shè)備終端申請(qǐng)?zhí)幚硗瓿上到y(tǒng)升級(jí)，稱(chēng)為“被動(dòng)升級(jí)”，在主動(dòng)模式下，車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)備可以自動(dòng)檢索，當(dāng)發(fā)現(xiàn)最新版本時(shí)可以在線升級(jí)，而在被動(dòng)模式下，汽車(chē)用戶將升級(jí)指令推送，并申請(qǐng)?zhí)幚斫鉀Q，監(jiān)控系統(tǒng)在接受升級(jí)系統(tǒng)的指令后，發(fā)出更新命令，進(jìn)而對(duì)終端設(shè)備執(zhí)行升級(jí)程序。目前，車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的一鍵更新功能還沒(méi)有被完全實(shí)現(xiàn)，絕大多數(shù)車(chē)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的用戶依舊采取“被動(dòng)升級(jí)”的方法。被動(dòng)遠(yuǎn)程進(jìn)行系統(tǒng)更新的方法原理是：將源于終端設(shè)備的遠(yuǎn)程更新應(yīng)用進(jìn)行解析和處理——運(yùn)維管理系統(tǒng)將遠(yuǎn)程更新的申請(qǐng)進(jìn)行處理，并發(fā)出更新命令——遠(yuǎn)程控制FTP服務(wù)器的運(yùn)行，創(chuàng)建連接終端設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)，并傳輸代碼輸送到終端設(shè)備的外部flash——傳輸完成后，進(jìn)行校準(zhǔn)程序——校準(zhǔn)成功，終端設(shè)備自動(dòng)關(guān)機(jī)，進(jìn)入Boot Loader模式，之后將運(yùn)用IAP的再次加載編碼區(qū)技術(shù)——寫(xiě)入后會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到User APP程序執(zhí)行成功后，終端設(shè)備會(huì)提示更新成功。車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制更新技術(shù)有兩個(gè)重要部分，一是FTP遠(yuǎn)程控制文件的傳輸功能和實(shí)時(shí)下載功能，二是IAP程序流程的編寫(xiě)和加載部分。這里兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正常執(zhí)行下，可以順利完成系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制升級(jí)更新。如果這里的兩個(gè)部分發(fā)生了一些事故，則必須解決這些事故。

3 ?遠(yuǎn)程升級(jí)技術(shù)在汽車(chē)智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)中的運(yùn)用

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1.1 DFTP遠(yuǎn)程控制文件下載

監(jiān)控系統(tǒng)收到客戶的更新申請(qǐng)后，會(huì)根據(jù)申請(qǐng)向終端設(shè)備發(fā)出指令，遠(yuǎn)程控制在線更新。此外，該密鑰還會(huì)向服務(wù)器系統(tǒng)終端設(shè)備推送FTP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的真實(shí)信息內(nèi)容，具體信息內(nèi)容包括IP號(hào)、帳號(hào)和帳號(hào)密碼、更改的連接端口、更新程序進(jìn)程壓縮包、文件名和更新路徑等。終端設(shè)備根據(jù)這些基本信息自動(dòng)配置GPRS控制模塊，然后自動(dòng)連接到FTP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，然后下載root操作程序所需的最新相關(guān)文件。

3.1.2 IAP程序編程功能

IAP的重點(diǎn)是在運(yùn)行局端程序的整個(gè)過(guò)程中重新燒錄一部分Flash，有兩個(gè)核心部分，一個(gè)是Boot Loader，一個(gè)是User APP。就遠(yuǎn)程控制升級(jí)更新而言，IPA適用于客戶端APP的一部分，這部分代碼必須重新在線下載并復(fù)制到Boot Loader，同時(shí)將代碼燒錄到兩部分的內(nèi)部Flash中。

3.1.3 遠(yuǎn)程控制和更新總體計(jì)劃

遙控更新程序流程逐步實(shí)施，終端設(shè)備將直接進(jìn)入Boot Loader操作程序，由Boot Loader程序流程決定是否必須進(jìn)行更新。如果一定要更新，IAP程序流程會(huì)升級(jí)，User App ID會(huì)開(kāi)始工作，如果驗(yàn)證不需要升級(jí)，會(huì)自動(dòng)跳回User App頁(yè)面，保持原有應(yīng)用狀態(tài)不變，無(wú)需重啟。

3.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.2.1 守護(hù)進(jìn)程

TboxMainxinetd 使用兩個(gè)進(jìn)程進(jìn)行操作，一個(gè)是獲取升級(jí)信息的過(guò)程，一個(gè)是OTA升級(jí)的過(guò)程。升級(jí)信息獲取流程從安全遠(yuǎn)程升級(jí)綜合服務(wù)平臺(tái)獲取OA升級(jí)升級(jí)信息。 OTA升級(jí)流程是根據(jù)獲取到的OTA升級(jí)信息，在線下載OTA升級(jí)包，與智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)客戶進(jìn)行交互。當(dāng)獲取升級(jí)信息的進(jìn)程獲取到OTA升級(jí)信息時(shí)，阻塞獲取升級(jí)的進(jìn)程，等待OTA升級(jí)信息解析完成OTA升級(jí)進(jìn)程。當(dāng)OTA升級(jí)過(guò)程完成時(shí)，OTA升級(jí)過(guò)程清空緩沖區(qū)，OTA升級(jí)過(guò)程進(jìn)入一個(gè)block，等待升級(jí)過(guò)程獲取新的OTA升級(jí)信息。也就是說(shuō)，獲取升級(jí)信息的進(jìn)程負(fù)責(zé)獲取OTA升級(jí)信息，OTA升級(jí)進(jìn)程負(fù)責(zé)解決OTA升級(jí)信息并執(zhí)行OTA升級(jí)進(jìn)程。這是一個(gè)“經(jīng)營(yíng)者客戶實(shí)體模型”。獲取升級(jí)信息的過(guò)程會(huì)先對(duì)信號(hào)量OTA_Empty進(jìn)行sem wait實(shí)際操作，進(jìn)入臨界區(qū)，然后檢查是否有OTA升級(jí)信息，如果沒(méi)有，稍等片刻，再次檢查是否有OTA升級(jí)信息。檢查OTA升級(jí)信息后，跳出循環(huán)，對(duì)信號(hào)量OTA_FULL進(jìn)行sem_post的實(shí)際操作。阻塞獲取升級(jí)信息的過(guò)程，等待OTA升級(jí)后根據(jù)OTA升級(jí)信息喚醒OTA升級(jí)進(jìn)程。

3.2.2 車(chē)輛環(huán)境感知與通信技術(shù)

車(chē)輛整體環(huán)境信息的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和裝備性必須依賴于車(chē)輛環(huán)境感知技術(shù)。在復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、多樣化的交通出行環(huán)境中，提高環(huán)境感知的準(zhǔn)確度，識(shí)別整體動(dòng)態(tài)目標(biāo)，并可能對(duì)交通出行環(huán)境信息的多個(gè)主視圖數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，是當(dāng)前車(chē)輛環(huán)境感知遇到的問(wèn)題，車(chē)輛狀態(tài)與所處環(huán)境決定。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)根據(jù)環(huán)境感知，獲取自身的車(chē)輛狀態(tài)信息，包括車(chē)輛位置、行駛速度、行駛方向以及各種車(chē)載機(jī)械設(shè)備的主要參數(shù)，并依靠攝像頭、雷達(dá)檢測(cè)傳感器的采集、激光測(cè)距儀等。通過(guò)LTEV2X（Vehicle to X，LTE-V）或?qū)Ｓ枚搪吠ㄐ偶夹g(shù)（Dedicated short-circuitcommunication，DSRC固定距離通信），整合車(chē)外紅綠燈、路況、交通狀況、行人移動(dòng)等數(shù)據(jù)信息）技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，利用信息內(nèi)容集成技術(shù)進(jìn)行分層存儲(chǔ)U749。LTE-V2X技術(shù)是一種能夠滿足車(chē)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)復(fù)雜通信需求的技術(shù)，適用于可擴(kuò)展的系統(tǒng)架構(gòu)，相對(duì)靈活、可靠、及時(shí)、安全信息內(nèi)容的無(wú)線通信技術(shù); DSRC是一種有效的無(wú)線通信技術(shù)，可以在特殊區(qū)域（通常是幾十米）內(nèi)創(chuàng)建識(shí)別和雙向通信，以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)和健身時(shí)移動(dòng)的目標(biāo)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)車(chē)對(duì)車(chē)通信和中國(guó)車(chē)對(duì)車(chē)通信知識(shí)層不可或缺的核心組件。視覺(jué)系統(tǒng)和毫米波雷達(dá)按組成安裝。兩者密切相關(guān)，也有不同的區(qū)別。它們共同構(gòu)成了汽車(chē)的視覺(jué)沖擊傳感器系統(tǒng)。視覺(jué)系統(tǒng)視線范圍廣、精度高、成本低，以及不易受到其他傳感器的影響，從而使得平面圖信息內(nèi)容呈現(xiàn)出多樣化的態(tài)勢(shì)，例如色度和深度。

3.2.3 PKI技術(shù)

PKI是英文Public Key Infrastructure的縮寫(xiě)，意思是公鑰設(shè)施，它利用公鑰技術(shù)為應(yīng)用軟件提供公鑰數(shù)據(jù)加密和私鑰數(shù)字簽名服務(wù)項(xiàng)目。PKI技術(shù)還具有二元認(rèn)證功能，負(fù)責(zé)密鑰的發(fā)生和取消。PKI技術(shù)還具有證書(shū)管理方法的功能，詳細(xì)記錄了證書(shū)的項(xiàng)目生命周期。PKI技術(shù)為許多安全保障系統(tǒng)提供基礎(chǔ)設(shè)施，是電子商務(wù)平臺(tái)、在線娛樂(lè)等數(shù)字平臺(tái)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。PKI技術(shù)是與身份驗(yàn)證相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，本規(guī)范下的所有先進(jìn)技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)為PKI技術(shù)。PKI技術(shù)經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展。現(xiàn)階段，安全技術(shù)方案完善、穩(wěn)定。該安全解決方案包括基礎(chǔ)組件、應(yīng)用組件等，不同的組件相互配合，提供不同安全級(jí)別的服務(wù)項(xiàng)目。包括：硬件配置組件、PKI安全設(shè)置、國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA、申請(qǐng)注冊(cè)審核機(jī)構(gòu)RA、證書(shū)注銷(xiāo)系統(tǒng)和應(yīng)用套接字。PLI體系詳情見(jiàn)圖1。

3.2.4 行車(chē)管理分析

隨著城市總?cè)丝谂c日俱增，參與城市日常交通出行的司機(jī)人數(shù)與日俱增。城市交通事故發(fā)生概率呈逐漸上升的發(fā)展。一旦將LTE系統(tǒng)應(yīng)用到相應(yīng)的車(chē)輛上，并安裝了車(chē)輛攔截網(wǎng)關(guān)ip，車(chē)輛就可以在行駛過(guò)程中根據(jù)LTE系統(tǒng)的圖像傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行車(chē)內(nèi)實(shí)時(shí)接口，車(chē)窗外各種視角的實(shí)時(shí)界面。觀察，相應(yīng)的平臺(tái)還可以實(shí)現(xiàn)基于LTE應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)行駛車(chē)輛的內(nèi)外狀況和基本實(shí)時(shí)的路況數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)檢測(cè)和管理方法。當(dāng)發(fā)生突發(fā)交通事故時(shí)，相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)會(huì)自動(dòng)將參與交通事故車(chē)輛的行駛數(shù)據(jù)信息上報(bào)平臺(tái)大數(shù)據(jù)中心，并及時(shí)反饋指令和意見(jiàn)，讓相應(yīng)的車(chē)輛到聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行與交通事故相關(guān)性相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集。相關(guān)工作人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行義務(wù)確認(rèn)和分析。如果參與車(chē)輛所在位置的實(shí)時(shí)路況復(fù)雜，或者容易發(fā)生交通事故，車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)還可以根據(jù)實(shí)時(shí)路況進(jìn)行交通疏散和提示命令以及車(chē)輛信息內(nèi)容，可以合理的協(xié)助交通參與者減少交通事故的發(fā)生。由于LTE互聯(lián)網(wǎng)具有更高的頻段和更高的效率，可以同時(shí)達(dá)到15-20個(gè)關(guān)鍵的車(chē)輛運(yùn)行軌跡信息內(nèi)容。LTE協(xié)議步驟詳情見(jiàn)圖2。

3.3 系統(tǒng)測(cè)試

根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟硬件信息文件格式，申請(qǐng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)注冊(cè)，VIN號(hào)為HSS3SC9B6HQTest200，提前安裝了安全遠(yuǎn)程升級(jí)終端應(yīng)用“宏光S3-Box”。啟動(dòng)安全遠(yuǎn)程升級(jí)終端后，查看VIN號(hào)為HSS3SC9B6HQTest200的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)材料安全遠(yuǎn)程升級(jí)管理系統(tǒng)。安全遠(yuǎn)程升級(jí)管理系統(tǒng)正確顯示智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的APP、夾具、硬件配置信息。安防遠(yuǎn)程升級(jí)綜合服務(wù)平臺(tái)將智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)APP、治具、硬件配置信息存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中。安防遠(yuǎn)程升級(jí)經(jīng)理公布OTA升級(jí)升級(jí)方案后，VIN號(hào)為HSS3SC9B6HaiQ10001的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)收到OTA升級(jí)升級(jí)信息，在線下載OTA升級(jí)升級(jí)包。安防遠(yuǎn)程升級(jí)管理器公布OTA升級(jí)升級(jí)方案后，安防遠(yuǎn)程升級(jí)終端接收到OTA升級(jí)升級(jí)信息（見(jiàn)表1），提醒智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)客戶在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)攔截多媒體上確認(rèn)在線下載。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

汽車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)遠(yuǎn)程升級(jí)技術(shù)基于客戶體驗(yàn)，具有良好的行業(yè)前景。在我國(guó)，汽車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有起步晚、發(fā)展快的特點(diǎn)，汽車(chē)行業(yè)應(yīng)該關(guān)注智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)遠(yuǎn)程升級(jí)的諸多優(yōu)勢(shì)，不斷提升客戶體驗(yàn)，節(jié)省售后服務(wù)成本。更應(yīng)該深入分析其原理，并在日常生活領(lǐng)域中加以應(yīng)用，從而不斷推動(dòng)技術(shù)的升級(jí)。

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