車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)的設(shè)計(jì)

車聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)汽車內(nèi)和汽車間以及汽車與外部設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施間的通信。在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)中，網(wǎng)關(guān)是其中較為重要的一部分，其能夠?qū)⑵噧?nèi)所有的電子設(shè)備構(gòu)成一個(gè)車域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)所有電子設(shè)備的互聯(lián)。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)提供服務(wù)的外部網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)車內(nèi)電子設(shè)備需求選擇接入的外部網(wǎng)絡(luò)。由于目前汽車電子設(shè)備不僅是一種信息設(shè)備，而且已經(jīng)成為一種集成先進(jìn)駕駛輔助、導(dǎo)航、通信和娛樂(lè)的技術(shù)平臺(tái)。傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)由于針對(duì)先進(jìn)駕駛輔助、導(dǎo)航等而進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，因此不可避免地導(dǎo)致網(wǎng)關(guān)功能的重復(fù)，造成成本增加，且難以控制、管理和維護(hù)。對(duì)此，需要設(shè)計(jì)搭建具有擴(kuò)展性、靈活性的車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)。

從硬件架構(gòu)和軟件架構(gòu)兩個(gè)方面對(duì)新設(shè)計(jì)的車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。①硬件結(jié)構(gòu)方面，將車聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)主要分為終端接入單元、網(wǎng)關(guān)控制單元和網(wǎng)絡(luò)接口單元3個(gè)部分。終端接入單元提供汽車內(nèi)電子設(shè)備的接入功能。網(wǎng)關(guān)控制單元作為整個(gè)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)的核心部分，可以通過(guò)運(yùn)行應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序，管理各網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)模塊和外圍模塊，實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)以及用戶配置等功能。網(wǎng)絡(luò)接口單元為各網(wǎng)關(guān)接入到不同外部網(wǎng)絡(luò)提供接口。對(duì)這3個(gè)部分的設(shè)計(jì)均采用模塊化設(shè)計(jì)方法，以增加網(wǎng)關(guān)架構(gòu)的擴(kuò)展性和靈活性。②軟件結(jié)構(gòu)方面，采用分層式設(shè)計(jì)，將整個(gè)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)分為物理層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層。物理層用來(lái)為各網(wǎng)關(guān)硬件及相應(yīng)設(shè)備提供驅(qū)動(dòng)程序，并確定各通信接口的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。操作系統(tǒng)層是連接各網(wǎng)關(guān)硬件與應(yīng)用程序的關(guān)鍵，在進(jìn)行應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)時(shí)，不考慮各網(wǎng)關(guān)硬件的差異和細(xì)節(jié)，其就能保證開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序具有較高的移植性。應(yīng)用層包括實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)關(guān)功能的所有應(yīng)用程序，如對(duì)無(wú)線通信的設(shè)置，以及各網(wǎng)關(guān)的管理和監(jiān)測(cè)。通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)的硬件架構(gòu)和分層式設(shè)計(jì)的軟件架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)高擴(kuò)展性和高靈活性的車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)架構(gòu)。

Kuang-I Shu et al.SAE 2017-01-1695.

編譯：張振偉