國六排放檢測(cè)對(duì)汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)依賴不斷增強(qiáng)

隨著物聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破，基于多網(wǎng)融合的智能網(wǎng)聯(lián)汽車開始進(jìn)入人們的生活，車與人，車與車，車與智能終端，車與基礎(chǔ)設(shè)施，通過云服務(wù)、4G或5G網(wǎng)絡(luò)通信、大數(shù)據(jù)交換互聯(lián)在一起。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)極大的提高了人們的駕乘體驗(yàn)，引發(fā)了生活方式的變革，是未來汽車的發(fā)展方向。

目前隨著越來越多的電子控制設(shè)備和電子控制單元（ECU）應(yīng)用到汽車當(dāng)中，各個(gè)電子設(shè)備及控制器在汽車運(yùn)行過程中需要相互配合，電子設(shè)備模塊之間交流被架構(gòu)成復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)，有的用CAN總線，有的用以太網(wǎng)。車載網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大、車用電子設(shè)備數(shù)量增多，汽車上軟件運(yùn)行的種類和數(shù)量也隨之加大，網(wǎng)絡(luò)信息安全問題隨之而來。

車聯(lián)網(wǎng)需要獲取汽車內(nèi)外通信通路中的數(shù)據(jù)，向CAN總線訪問和采集報(bào)文，從而完善車載大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，針對(duì)汽車進(jìn)行全生命周期管理和總線數(shù)據(jù)研究。這些潛在的數(shù)據(jù)不是可以通過復(fù)制、粘貼就能實(shí)現(xiàn)，需要通過檢測(cè)、轉(zhuǎn)譯、運(yùn)算、驗(yàn)證等技術(shù)，采集車載 CAN總線信息在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域具有十分重要的意義。

目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車中采用的車載CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，平臺(tái)需要對(duì)其存在的可重放、可采集、可分析、可存儲(chǔ)，不少領(lǐng)域都想要做成汽車或者移動(dòng)源的黑匣子，必須要進(jìn)入汽車CAN總線實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)報(bào)文采集，進(jìn)行深入的分析和解剖，分析車載 CAN 總線數(shù)據(jù)在未來無人駕駛、自動(dòng)駕駛、智能駕駛、管理及研究意義，委托第三方公司，比如中汽中心、速銳得等機(jī)構(gòu)，針對(duì)車載 CAN 總線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集CAN總線報(bào)文信息，以達(dá)到數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程管控的目的。

其實(shí)例演示如下：

數(shù)據(jù)項(xiàng)：尿素液位

對(duì)于數(shù)據(jù)場內(nèi)的**位數(shù)9B（十六進(jìn)制），查CANTEST DBC表格可知，其代表的為尿素液位信號(hào)，由DBC文件可以其**終的轉(zhuǎn)化關(guān)系為：

●9B（十六進(jìn)制）=155（十進(jìn)制）

●尿素液位=（155*0.4%）+0=62 %

數(shù)據(jù)項(xiàng)：尿素溫度

對(duì)于數(shù)據(jù)場內(nèi)的位數(shù)據(jù)41（十六進(jìn)制），查DBC可知，其代表的為尿素溫度信號(hào)，其轉(zhuǎn)化關(guān)系關(guān)系為：

●41（十六進(jìn)制）=65（十進(jìn)制）

●尿素溫度=（65*1）+（-40）=25℃

數(shù)據(jù)項(xiàng)：尿素液位高度

對(duì)于數(shù)據(jù)場內(nèi)的第三位和第四位，查DBC可知其代表為尿素液位高度信息，其**終的轉(zhuǎn)化關(guān)系為：

●第三位80（低8位）與第四位07（高8位）數(shù)據(jù)組合為0780(十六進(jìn)制)=1920（十進(jìn)制）

●尿素液位高度=（1920*0.1）+0=192mm

數(shù)據(jù)項(xiàng)：尿素濃度

對(duì)于數(shù)據(jù)場內(nèi)的**位數(shù)80（十六進(jìn)制），查DBC表格可知，其代表的為尿素濃度信號(hào)，其轉(zhuǎn)化關(guān)系為：

●80（十六進(jìn)制）=128（十進(jìn)制）

●尿素濃度=（128*0.25%）+0=32 %

類似常用的車速、轉(zhuǎn)速、水溫、電壓、剩余油量、車架號(hào)、轉(zhuǎn)向信息、剎車、油門、手剎狀態(tài)、燈光、檔位、雨刮、座椅、排氣閥門、水泵，動(dòng)力電池等等都可以通過CAN協(xié)議、LIN協(xié)議、BSD協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)化，不分汽油車、柴油車、新能源車型。

目前，通過多年的積累，已經(jīng)取得的成果：

1）在研究分析車載 CAN 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，利用 CAN 網(wǎng)絡(luò)報(bào)文及品牌規(guī)律設(shè)計(jì)有效的采集方法。速銳得利用正向、逆向技術(shù)分析 CAN 報(bào)文數(shù)據(jù)包，破解車載CAN報(bào)文指令信息，以達(dá)到控制汽車的目的。車載 CAN 網(wǎng)絡(luò)不同于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)包沒有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)IP數(shù)據(jù)包那樣的源地址和目的地址。需要根據(jù) CAN 報(bào)文數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，提出了運(yùn)算檢測(cè)模型框架，分別從報(bào)文標(biāo)識(shí)位ID和報(bào)文數(shù)據(jù)字位進(jìn)行檢測(cè)與適配，能夠較為全面的檢測(cè)針對(duì)車載CAN 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集。

2）針對(duì)CAN報(bào)文標(biāo)識(shí)位 ID，提出了基于特征和信息檢測(cè)系統(tǒng)。通過檢測(cè) CAN 總線中不同報(bào)文ID的概率分布，例如高速CAN和低速CAN上的ID排位及變化，計(jì)算車載CAN總線的信息位置及速率適配，采集精準(zhǔn)的CAN總線的數(shù)據(jù)信息。

同時(shí)將正常總線中的 CAN ID 列為白名單獨(dú)立分析，識(shí)別總線中變化出現(xiàn)的CAN ID的特征。實(shí)車測(cè)試及仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，基于汽車CAN總線和特征結(jié)合的適配檢測(cè)策略能有效的檢測(cè)和驗(yàn)證CAN總線數(shù)據(jù)、大量發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)高于車身及低頻控制單元數(shù)據(jù)。

3）針對(duì)車載總線CAN報(bào)文數(shù)據(jù)位，提出了基于支持偏移量及轉(zhuǎn)換運(yùn)算檢測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)據(jù)位的特點(diǎn)，將車載總線報(bào)文數(shù)據(jù)位劃分的8個(gè)特征，結(jié)合支持偏移量及轉(zhuǎn)換運(yùn)算檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，將正常數(shù)據(jù)報(bào)文與變化數(shù)據(jù)報(bào)文區(qū)分開來。

實(shí)車及仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，基于支持偏移量及轉(zhuǎn)換運(yùn)算的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)總線報(bào)文數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)獲取有很好的檢測(cè)適配效果。

車聯(lián)網(wǎng)作為新興研究領(lǐng)域，在車載CAN總線數(shù)據(jù)挖掘、功能適配、異常報(bào)警、資產(chǎn)管理等方面做了一些初步探索，其數(shù)據(jù)成果為車載CAN總線在大數(shù)據(jù)應(yīng)用的進(jìn)一步深入研究和應(yīng)用提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。