遠程升級技術(shù)在汽車智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)中的運用

田端祥 段暉 陳潔 鄒偉樂

摘要：在新的時代背景下，社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，與之汽車數(shù)量呈現(xiàn)出遞增式的增長。汽車數(shù)量的不斷激增，帶來的是技術(shù)的不斷革新，車輛配置技術(shù)日臻強大，進而使得駕駛者、汽車、互聯(lián)網(wǎng)三方實現(xiàn)互聯(lián)，從而進一步使駕駛者的駕駛體驗更優(yōu)，而這也是汽車行業(yè)當前發(fā)展的重要方向。基于此，本文針對汽車智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)中遠程升級技術(shù)的原理和運用展開相關(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：遠程升級;汽車;智能網(wǎng)聯(lián)

Key words： remote upgrade;car;intelligent snatched

中圖分類號：U46 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）05-0214-03

0 ?引言

汽車作為日常生活中最常見的交通工具，早已成為每個人日常生活中不可或缺的一部分。隨著客戶市場需求的提高，汽車零部件的應(yīng)用和升級變得愈加關(guān)鍵，其智能化水平對車輛的競爭力也有著直接的影響。車輛智能系統(tǒng)的配件越來越多，對應(yīng)著它的升級障礙和維護成本都有所提升，同時，也導(dǎo)致了汽車用戶對智能互聯(lián)系統(tǒng)升級換代的需求愈發(fā)變高。所以，現(xiàn)階段遠程升級技術(shù)在汽車智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)中的實現(xiàn)和應(yīng)用變得越來越關(guān)鍵。

1 ?汽車智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的基本概述

互聯(lián)網(wǎng)時代汽車領(lǐng)域的發(fā)展是基于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，車與司機的互動，現(xiàn)階段車輛一般都配備了智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)，但遠程升級系統(tǒng)依舊不完善，因此，智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的遠程升級儼然已經(jīng)成為汽車廠商的核心競爭力。我國智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的發(fā)展相對較晚，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網(wǎng)絡(luò)和云管理平臺的交互進行通信。目前，4G通信技術(shù)還不能進行司機、汽車、實時路況三要素的交互，至少此項技術(shù)在現(xiàn)階段還沒有被完成。截至2017年，4G互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)僅應(yīng)用于車載終端，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)用于各個領(lǐng)域，并且伴隨5G技術(shù)的實施推進，智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)將在不同汽車品牌的中高端汽車領(lǐng)域得到運用和推廣，并且服務(wù)和實踐汽車的整個生命周期。如今伴隨互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時代的到來，汽車用戶對車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的要求愈來愈高，智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)亟需更新、完善、修復(fù)、升級現(xiàn)有的技術(shù)，以此使得汽車用戶的需求得到滿足。目前，我國在汽車領(lǐng)域的智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)現(xiàn)趨于完結(jié)，并已實現(xiàn)該領(lǐng)域的高質(zhì)量迅速發(fā)展，汽車設(shè)備的技術(shù)支持、產(chǎn)品更新、后期維護也隨之完備，但是，智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的升級和云服務(wù)平臺的搭建還需要進一步成形、應(yīng)用、推廣，目前來說還是相對落后薄弱一些，急需加強。

2 ?遠程升級技術(shù)的原理分析

汽車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)遠程升級的關(guān)鍵分為兩個操作步驟，第一種是一鍵升級，稱為“主動方式”;還有一種智能網(wǎng)聯(lián)汽車客戶根據(jù)機器設(shè)備終端申請?zhí)幚硗瓿上到y(tǒng)升級，稱為“被動升級”，在主動模式下，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)備可以自動檢索，當發(fā)現(xiàn)最新版本時可以在線升級，而在被動模式下，汽車用戶將升級指令推送，并申請?zhí)幚斫鉀Q，監(jiān)控系統(tǒng)在接受升級系統(tǒng)的指令后，發(fā)出更新命令，進而對終端設(shè)備執(zhí)行升級程序。目前，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的一鍵更新功能還沒有被完全實現(xiàn)，絕大多數(shù)車聯(lián)網(wǎng)平臺的用戶依舊采取“被動升級”的方法。被動遠程進行系統(tǒng)更新的方法原理是：將源于終端設(shè)備的遠程更新應(yīng)用進行解析和處理——運維管理系統(tǒng)將遠程更新的申請進行處理，并發(fā)出更新命令——遠程控制FTP服務(wù)器的運行，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，進行校準程序——校準成功，終端設(shè)備自動關(guān)機，進入Boot Loader模式，之后將運用IAP的再次加載編碼區(qū)技術(shù)——寫入后會自動跳轉(zhuǎn)到User APP程序執(zhí)行成功后，終端設(shè)備會提示更新成功。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)遠程控制更新技術(shù)有兩個重要部分，一是FTP遠程控制文件的傳輸功能和實時下載功能，二是IAP程序流程的編寫和加載部分。這里兩個標準正常執(zhí)行下，可以順利完成系統(tǒng)的遠程控制升級更新。如果這里的兩個部分發(fā)生了一些事故，則必須解決這些事故。

3 ?遠程升級技術(shù)在汽車智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)中的運用

3.1 系統(tǒng)設(shè)計

3.1.1 DFTP遠程控制文件下載

監(jiān)控系統(tǒng)收到客戶的更新申請后，會根據(jù)申請向終端設(shè)備發(fā)出指令，遠程控制在線更新。此外，該密鑰還會向服務(wù)器系統(tǒng)終端設(shè)備推送FTP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的真實信息內(nèi)容，具體信息內(nèi)容包括IP號、帳號和帳號密碼、更改的連接端口、更新程序進程壓縮包、文件名和更新路徑等。終端設(shè)備根據(jù)這些基本信息自動配置GPRS控制模塊，然后自動連接到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的重點是在運行局端程序的整個過程中重新燒錄一部分Flash，有兩個核心部分，一個是Boot Loader，一個是User APP。就遠程控制升級更新而言，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，同時將代碼燒錄到兩部分的內(nèi)部Flash中。

3.1.3 遠程控制和更新總體計劃

遙控更新程序流程逐步實施，終端設(shè)備將直接進入Boot Loader操作程序，由Boot Loader程序流程決定是否必須進行更新。如果一定要更新，IAP程序流程會升級，User App ID會開始工作，如果驗證不需要升級，會自動跳回User App頁面，保持原有應(yīng)用狀態(tài)不變，無需重啟。

3.2 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.2.1 守護進程

TboxMainxinetd 使用兩個進程進行操作，一個是獲取升級信息的過程，一個是OTA升級的過程。升級信息獲取流程從安全遠程升級綜合服務(wù)平臺獲取OA升級升級信息。 OTA升級流程是根據(jù)獲取到的OTA升級信息，在線下載OTA升級包，與智能網(wǎng)聯(lián)汽車客戶進行交互。當獲取升級信息的進程獲取到OTA升級信息時，阻塞獲取升級的進程，等待OTA升級信息解析完成OTA升級進程。當OTA升級過程完成時，OTA升級過程清空緩沖區(qū)，OTA升級過程進入一個block，等待升級過程獲取新的OTA升級信息。也就是說，獲取升級信息的進程負責獲取OTA升級信息，OTA升級進程負責解決OTA升級信息并執(zhí)行OTA升級進程。這是一個“經(jīng)營者客戶實體模型”。獲取升級信息的過程會先對信號量OTA_Empty進行sem wait實際操作，進入臨界區(qū)，然后檢查是否有OTA升級信息，如果沒有，稍等片刻，再次檢查是否有OTA升級信息。檢查OTA升級信息后，跳出循環(huán)，對信號量OTA_FULL進行sem_post的實際操作。阻塞獲取升級信息的過程，等待OTA升級后根據(jù)OTA升級信息喚醒OTA升級進程。

3.2.2 車輛環(huán)境感知與通信技術(shù)

車輛整體環(huán)境信息的及時性、準確性和裝備性必須依賴于車輛環(huán)境感知技術(shù)。在復(fù)雜、動態(tài)、多樣化的交通出行環(huán)境中，提高環(huán)境感知的準確度，識別整體動態(tài)目標，并可能對交通出行環(huán)境信息的多個主視圖數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，是當前車輛環(huán)境感知遇到的問題，車輛狀態(tài)與所處環(huán)境決定。智能網(wǎng)聯(lián)汽車根據(jù)環(huán)境感知，獲取自身的車輛狀態(tài)信息，包括車輛位置、行駛速度、行駛方向以及各種車載機械設(shè)備的主要參數(shù)，并依靠攝像頭、雷達檢測傳感器的采集、激光測距儀等。通過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），整合車外紅綠燈、路況、交通狀況、行人移動等數(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)進行分層存儲U749。LTE-V2X技術(shù)是一種能夠滿足車聯(lián)網(wǎng)平臺復(fù)雜通信需求的技術(shù)，適用于可擴展的系統(tǒng)架構(gòu)，相對靈活、可靠、及時、安全信息內(nèi)容的無線通信技術(shù); DSRC是一種有效的無線通信技術(shù)，可以在特殊區(qū)域（通常是幾十米）內(nèi)創(chuàng)建識別和雙向通信，以實現(xiàn)快速運動和健身時移動的目標。車聯(lián)網(wǎng)平臺車對車通信和中國車對車通信知識層不可或缺的核心組件。視覺系統(tǒng)和毫米波雷達按組成安裝。兩者密切相關(guān)，也有不同的區(qū)別。它們共同構(gòu)成了汽車的視覺沖擊傳感器系統(tǒng)。視覺系統(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，例如色度和深度。

3.2.3 PKI技術(shù)

PKI是英文Public Key Infrastructure的縮寫，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)項目。PKI技術(shù)還具有二元認證功能，負責密鑰的發(fā)生和取消。PKI技術(shù)還具有證書管理方法的功能，詳細記錄了證書的項目生命周期。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、在線娛樂等數(shù)字平臺的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。PKI技術(shù)是與身份驗證相關(guān)的測試標準，本規(guī)范下的所有先進技術(shù)統(tǒng)稱為PKI技術(shù)。PKI技術(shù)經(jīng)過十多年的發(fā)展?，F(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，提供不同安全級別的服務(wù)項目。包括：硬件配置組件、PKI安全設(shè)置、國際認證機構(gòu)CA、申請注冊審核機構(gòu)RA、證書注銷系統(tǒng)和應(yīng)用套接字。PLI體系詳情見圖1。

3.2.4 行車管理分析

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)的車輛上，并安裝了車輛攔截網(wǎng)關(guān)ip，車輛就可以在行駛過程中根據(jù)LTE系統(tǒng)的圖像傳輸數(shù)據(jù)，進行車內(nèi)實時接口，車窗外各種視角的實時界面。觀察，相應(yīng)的平臺還可以實現(xiàn)基于LTE應(yīng)用系統(tǒng)對行駛車輛的內(nèi)外狀況和基本實時的路況數(shù)據(jù)信息的實時檢測和管理方法。當發(fā)生突發(fā)交通事故時，相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺會自動將參與交通事故車輛的行駛數(shù)據(jù)信息上報平臺大數(shù)據(jù)中心，并及時反饋指令和意見，讓相應(yīng)的車輛到聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺進行與交通事故相關(guān)性相對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集。相關(guān)工作人員可以根據(jù)現(xiàn)場傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行義務(wù)確認和分析。如果參與車輛所在位置的實時路況復(fù)雜，或者容易發(fā)生交通事故，車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺還可以根據(jù)實時路況進行交通疏散和提示命令以及車輛信息內(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，可以同時達到15-20個關(guān)鍵的車輛運行軌跡信息內(nèi)容。LTE協(xié)議步驟詳情見圖2。

3.3 系統(tǒng)測試

根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車軟硬件信息文件格式，申請智能網(wǎng)聯(lián)汽車注冊，VIN號為HSS3SC9B6HQTest200，提前安裝了安全遠程升級終端應(yīng)用“宏光S3-Box”。啟動安全遠程升級終端后，查看VIN號為HSS3SC9B6HQTest200的智能網(wǎng)聯(lián)汽車材料安全遠程升級管理系統(tǒng)。安全遠程升級管理系統(tǒng)正確顯示智能網(wǎng)聯(lián)汽車的APP、夾具、硬件配置信息。安防遠程升級綜合服務(wù)平臺將智能網(wǎng)聯(lián)汽車APP、治具、硬件配置信息存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中。安防遠程升級經(jīng)理公布OTA升級升級方案后，VIN號為HSS3SC9B6HaiQ10001的智能網(wǎng)聯(lián)汽車收到OTA升級升級信息，在線下載OTA升級升級包。安防遠程升級管理器公布OTA升級升級方案后，安防遠程升級終端接收到OTA升級升級信息（見表1），提醒智能網(wǎng)聯(lián)汽車客戶在智能網(wǎng)聯(lián)汽車攔截多媒體上確認在線下載。

4 ?結(jié)束語

汽車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)遠程升級技術(shù)基于客戶體驗，具有良好的行業(yè)前景。在我國，汽車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有起步晚、發(fā)展快的特點，汽車行業(yè)應(yīng)該關(guān)注智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)遠程升級的諸多優(yōu)勢，不斷提升客戶體驗，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，從而不斷推動技術(shù)的升級。

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