车辆总线安全监控方法、装置和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种车辆总线安全监控方法、装置和系统，通过CAN总线接口将从CAN总线读取CAN总线数据单向传输至处理器，处理器将CAN总线数据单向传输至V2X发送器，V2X发送器基于V2X通信方式向监控服务器进行发送，并且处理器还将该CAN总线数据单向传输至存储器进行存储，以实现监控服务器能够实时对CAN总线数据进行监控，并及时发现CAN总线数据所存在的异常，提高了安全监控的效率。同时，通过在装置中的存储器对该CAN总线数据进行的备份和处理器与CAN总线接口、存储器和V2X发送器之间的单向传输，有效避免了采用对监控服务器进行攻击以及对车辆总线安全监控装置进行攻击的方式篡改所监控到的CAN总线数据。
【专利说明】
车辆总线安全监控方法、装置和系统
技术领域
[0001]本发明涉及电子技术，尤其涉及一种车辆总线安全监控方法、装置和系统。
【背景技术】
[0002]控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线协议是ISO国际标准化的串行通信协议。由于CAN总线的数据通信具有突出的实时性和灵活性，越来越受到人们的重视，尤其在汽车领域上被广泛应用。
[0003]CAN总线是车身内部最重要的总线，是目前汽车内部的主干网络，连接了诸如发动机控制系统、变速箱控制系统、自动巡航控制、仪表盘和车身控制模块等模块，基于CAN总线上所传输的CAN总线数据可以对这些系统和模块进行控制。
[0004]但目前CAN总线越来越多地受到攻击，从而导致CAN总线数据被篡改，对行车安全造成威胁。在现有技术中，往往通过生产厂商或者维修点在车辆进行维护时，对车辆进行查验以获知CAN总线是否存在安全漏洞以及是否受到攻击，但这种方式，由于需要等待车辆进行维护，导致监控CAN总线安全的效率较低。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种车辆总线安全监控方法、装置和系统，用于解决现有技术中监控CAN总线安全的效率较低的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0007]第一方面，提供了一种车辆总线安全监控装置，包括:CAN总线接口、处理器、存储器和车辆对周围设备(Vehicle to X，V2X)发送器；
[0008]所述CAN总线接口、所述存储器和所述V2X发送器分别与所述处理器连接；
[0009]所述CAN总线接口，用于从CAN总线读取CAN总线数据，将所述CAN总线数据单向传输至所述处理器；
[0010]所述处理器，用于对所述CAN总线数据进行复制获得至少两CAN总线数据，将所述至少两CAN总线数据中的一个单向传输至所述V2X发送器，以及将所述至少两CAN总线数据中的另一个单向传输至所述存储器；
[0011 ]所述存储器，用于对所述处理器所传输的CAN总线数据进行存储；
[0012]所述V2X发送器，用于基于V2X通信方式向监控服务器发送所述处理器所传输的CAN总线数据。
[0013]第二方面，提供了一种车辆总线安全监控系统，包括安装有如上所述的车辆总线安全监控装置的车辆，以及监控服务器；
[0014]所述监控服务器，用于接收CAN总线数据，以及对所述CAN总线数据进行监控。
[0015]第三方面，提供了一种车辆总线安全监控方法，包括:
[0016]使用CAN总线接口从CAN总线读取CAN总线数据；
[0017]使用所述CAN总线接口向处理器单向传输所述CAN总线数据；
[0018]使用所述处理器对所述CAN总线数据进行复制，获得至少两个CAN总线数据；
[0019]使用所述处理器向V2X发送器单向传输所述至少两个CAN总线数据中的一个，以及向存储器单向传输所述至少两个CAN总线数据中的另一个；
[0020]使用所述存储器对所述处理器所传输的CAN总线数据进行存储；
[0021]使用所述V2X发送器基于V2X通信方式向监控服务器发送所述处理器所传输的CAN总线数据。
[0022]本发明实施例提供的车辆总线安全监控方法、装置和系统，通过CAN总线接口将从CAN总线读取CAN总线数据单向传输至处理器，处理器将CAN总线数据单向传输至V2X发送器，V2X发送器基于V2X通信方式向监控服务器进行发送，并且处理器还将该CAN总线数据单向传输至存储器进行存储，以实现监控服务器能够实时对CAN总线数据进行监控，并及时发现CAN总线数据所存在的异常，提高了安全监控的效率。同时，通过在装置中的存储器对该CAN总线数据进行的备份和处理器与CAN总线接口、存储器和V2X发送器之间的单向传输，有效避免了采用对监控服务器进行攻击以及对车辆总线安全监控装置进行攻击的方式篡改所监控到的CAN总线数据。
[0023]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0024]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0025]图1为本发明实施例一提供的一种车辆总线安全监控装置10的结构示意图；
[0026]图2为本发明实施例二所提供的一种车辆总线安全监控装置10的结构示意图；
[0027]图3为本发明实施例三所提供的车辆总线安全监控系统的结构示意图；
[0028]图4为车辆总线安全监控装置10安装示意图；
[0029]图5为本发明实施例四提供的一种车辆总线安全监控方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0031]下面结合附图对本发明实施例提供的车辆总线安全监控方法、装置和系统进行详细描述。
[0032]实施例一
[0033]图1为本发明实施例一提供的一种车辆总线安全监控装置10的结构示意图，本实施例所提供的车辆总线安全监控装置10安装于车辆内部，如图1所示，车辆总线安全监控装置1包括:
[0034]CAN总线接口 11、处理器12、存储器13和V2X发送器14。
[0035]CAN总线接口 11，存储器13和V2X发送器14分别与处理器12连接。
[0036]其中，CAN总线接口11，用于从车辆的CAN总线读取CAN总线数据，将CAN总线数据单向传输至处理器12。
[0037]处理器12，用于对CAN总线数据进行复制获得至少两个CAN总线数据，将至少两个CAN总线数据中的一个单向传输至V2X发送器14，以及将至少两个CAN总线数据中的另一个单向传输至存储器13。
[0038]具体的，作为一种可能的实现方式，处理器12接收到CAN总线接口11发来的CAN总线数据，然后将这些CAN总线数据复制一次，进而获得两个CAN总线数据分别发送给V2X发送器14和存储器13。
[0039]存储器13，用于对处理器12所传输CAN总线数据进行存储。
[0040]具体的，存储器13处于车辆总线安全监控装置10内部，用来存储至少在一个小时内从车辆的CAN总线读取的CAN总线数据。由于成本所限，存储器13的存储空间有限，当存储空间已满，则新的CAN总线数据将会覆盖最早存储的CAN总线数据。这种方式能够保证当车辆出现事故和危险后，能够记录事故发生前至少一个小时的CAN总线数据。
[0041]V2X发送器14，用于基于V2X通信方式向监控服务器发送处理器12所传输CAN总线数据。
[0042]具体的，V2X发送器14用来通过智慧道路系统连接监控服务器。在智慧道路系统内部署有V2X通信基站。当V2X发送器14接收到处理器12发来的CAN总线数据，就会将这些CAN总线数据发送给智慧道路系统。智慧道路系统将这些CAN总线数据发送给车辆厂商的后台监控服务器。由于监控服务器的存储空间更大，因此可以存储的CAN总线数据的数据量较大。一般情况下，CAN总线产生的通信速率为lOOKBps，经过压缩之后能够达到20至80KBps，而V2X通信方式的通信速率最低为400KBps，V2X通信方式完全能够满足对于与监控服务器之间的CAN总线数据传输。
[0043]由此可见，处理器与CAN总线接口、存储器和V2X发送器之间为单向传输，并通过I2C接口相互连接，具体的，处理器12与CAN总线接口 11、存储器13和V2X发送器14之间设置有数据单向传输单元。
[0044]可选的，数据单向传输单元为单向传输光闸。
[0045]由于处理器与CAN总线接口、存储器和V2X发送器之间为单向传输，从而有效避免了从车辆外部对车辆总线安全监控装置10进行攻击，从而对存储器13进行写入，以篡改所监控到的CAN总线数据。
[0046]进一步，存储器13的读取管脚处于空置状态。
[0047]从而存储器13只用于存储，使得该读取信息的接口不可用。当车辆发生危险后，需要将存储器13的存储芯片取出，安装在外置的读写设备上，才能读取存储器13所存储的CAN总线数据，从而增强了 CAN总线数据的保密性，避免数据外泄所导致的安全问题。
[0048]本实施例中，通过CAN总线接口将从CAN总线读取CAN总线数据单向传输至处理器，处理器将CAN总线数据单向传输至V2X发送器，V2X发送器基于V2X通信方式向监控服务器进行发送，并且处理器还将该CAN总线数据单向传输至存储器进行存储，以实现监控服务器能够实时对CAN总线数据进行监控，并及时发现CAN总线数据所存在的异常，提高了安全监控的效率。同时，通过在装置中的存储器对该CAN总线数据进行的备份和处理器与CAN总线接口、存储器和V2X发送器之间的单向传输，有效避免了采用对监控服务器进行攻击以及对车辆总线安全监控装置进行攻击的方式篡改所监控到的CAN总线数据。
[0049]实施例二
[0050]图2为本发明实施例二所提供的一种车辆总线安全监控装置10的结构示意图，如图2所示，在上一实施例所提供的车辆总线安全监控装置10的基础上，本实施例中进一步包括:V2X接收器21和语音输出单元22。
[0051 ] V2X接收器21与语音输出单元22连接。
[0052]V2X接收器21，用于接收监控服务器发送的提示信息。
[0053]其中，提示信息是监控服务器对CAN总线数据进行监控并当确定CAN总线数据存在异常时所生成的。
[0054]可选的，V2X接收器21和V2X发送器14可以构成V2X通信单元，集成在同一硬件芯片上。
[0055]语音输出单元22，用于播报提示信息。
[0056]可选的，语音输出单元22为扬声器。
[0057]由于后台的监控服务器处理能力强，因此在接收到CAN总线数据后，按照预先定义的车辆通信协议，快速进行解析。一旦在CAN总线数据中发现异常的CAN报文，监控服务器将生成提示信息，通过智慧道路系统，发送给车辆总线安全监控装置10中的V2X接收器21，V2X接收器21接收到提示信息，直接通过语音输出单元22播报，提醒驾驶员注意行驶安全。
[0058]进一步，车辆总线安全监控装置10还包括压缩单元23。
[0059]压缩单元23分别与CAN总线接口11和处理器12连接。
[0060]压缩单元23，用于对CAN总线接口11所读取的CAN总线数据进行压缩。
[0061]由于CAN总线上的数据很多，数据量较大，且具有很大的重复性，因此通过数据压缩的手段，将CAN总线数据压缩成数据量较小的CAN总线数据，以减少数据传输和存储的压力。
[0062]本实施例中，通过CAN总线接口将从CAN总线读取CAN总线数据单向传输至处理器，处理器将CAN总线数据单向传输至V2X发送器，V2X发送器基于V2X通信方式向监控服务器进行发送，并且处理器还将该CAN总线数据单向传输至存储器进行存储，以实现监控服务器能够实时对CAN总线数据进行监控，并及时发现CAN总线数据所存在的异常，提高了安全监控的效率。同时，通过在装置中的存储器对该CAN总线数据进行的备份和处理器与CAN总线接口、存储器和V2X发送器之间的单向传输，有效避免了采用对监控服务器进行攻击以及对车辆总线安全监控装置进行攻击的方式篡改所监控到的CAN总线数据。另外，由于当确定CAN总线数据存在异常时提示驾驶员，从而进一步提高了驾驶的安全性。
[0063]实施例三
[0064]图3为本发明实施例三所提供的车辆总线安全监控系统的结构示意图，如图3所示，包括车辆20，以及监控服务器30。
[0065]其中，车辆20安装有实施例一或实施例二所提供的车辆总线安全监控装置10。
[0066]具体的，图4为车辆总线安全监控装置10安装示意图，如图4所示，车辆20中的车辆总线安全监控装置10通过车载诊断系统(On-Board Diagnostic，0BD)接口与车辆的CAN总线连接。
[0067]OBD接口是车辆的标准接口，一般处于方向盘下方左边的位置。本实施例中的车辆总线安全监控装置10仅接收CAN总线的数据，并不向CAN总线发送数据。因此，车辆总线安全监控装置10不会对CAN总线和车载的相关设备造成任何负担。
[0068]监控服务器30，用于接收CAN总线数据，以及对CAN总线数据进行监控。
[0069]进一步，监控服务器30还用于当确定CAN总线数据存在异常时，生成提示信息，以及向车辆总线安全监控装置10发送提示信息。
[0070]监控服务器30按照预先定义的车辆通信协议，对CAN总线数据快速进行解析。一旦在CAN总线数据中发现异常的CAN报文，监控服务器将生成提示信息，通过智慧道路系统40，发送给车辆总线安全监控装置10中的V2X接收器21，V2X接收器21接收到提示信息，直接通过语音输出单元22播报，提醒驾驶员注意行驶安全。
[0071 ]本实施例中，通过CAN总线接口将从CAN总线读取CAN总线数据单向传输至处理器，处理器将CAN总线数据单向传输至V2X发送器，V2X发送器基于V2X通信方式向监控服务器进行发送，并且处理器还将该CAN总线数据单向传输至存储器进行存储，以实现监控服务器能够实时对CAN总线数据进行监控，并及时发现CAN总线数据所存在的异常，提高了安全监控的效率。同时，通过在装置中的存储器对该CAN总线数据进行的备份和处理器与CAN总线接口、存储器和V2X发送器之间的单向传输，有效避免了采用对监控服务器进行攻击以及对车辆总线安全监控装置进行攻击的方式篡改所监控到的CAN总线数据。另外，由于当确定CAN总线数据存在异常时提示驾驶员，从而进一步提高了驾驶的安全性。
[0072]实施例四
[0073]图5为本发明实施例四提供的一种车辆总线安全监控方法的流程示意图，如图5所示，包括:
[0074]步骤501、使用CAN总线接口从CAN总线读取CAN总线数据。
[0075]步骤502、使用CAN总线接口采用单向传输方式向处理器发送CAN总线数据。
[0076]其中，单向传输方式，具体是指数据仅能够在一个方向上进行传输，而不能反向传输，具体实现上，可在发出CAN总线数据的器件和接收CAN总线数据的器件之间设置数据单向传输单元，如单向传输光闸，从而实现单向传输。作为一种可能的实现形式，在处理器与CAN总线接口、存储器和V2X发送器之间均设置数据单向传输单元。
[0077]步骤503、使用处理器对CAN总线数据进行复制，获得至少两个CAN总线数据。
[0078]具体的，作为一种可能的实现方式，处理器接收到CAN总线接口发来的CAN总线数据，然后将这些CAN总线数据复制一次，进而获得两个CAN总线数据分别发送给V2X发送器和存储器。
[0079]进一步，在处理器对所述CAN总线数据进行复制之前，压缩单元可以对所述CAN总线接口所读取的CAN总线数据进行压缩。
[0080]步骤504、处理器采用单向传输方式分别向V2X发送器发送至少两个CAN总线数据中的一个，以及向存储器发送至少两个CAN总线数据中的另一个。
[0081]需要说明的是，处理器与CAN总线接口、存储器和V2X发送器之间通过I2C接口连接。
[0082]步骤505、存储器对处理器所发送的CAN总线数据进行存储。
[0083]其中，存储器的读取管脚处于空置状态。
[0084]具体的，存储器存储至少在一个小时内从车辆的CAN总线读取的CAN总线数据。由于成本所限，存储器的存储空间有限，当存储空间已满，则最晚接收到的CAN总线数据将会覆盖最早存储的CAN总线数据。这种方式能够保证当车辆出现事故和危险后，能够记录事故发生前至少一个小时的CAN总线数据。
[0085]步骤506、V2X发送器基于V2X通信方式向监控服务器发送处理器所发送的CAN总线数据。
[0086]需要说明的是，步骤505和步骤506可以同时执行也可以先后执行，本实施例中对此不做限定。
[0087]进一步，在步骤506之后，还可以使用V2X接收器接收监控服务器发送的提示信息，进而使用语音输出单元播报该提示信息。本实施例中，通过CAN总线接口将从CAN总线读取CAN总线数据单向传输至处理器，处理器将CAN总线数据单向传输至V2X发送器，V2X发送器基于V2X通信方式向监控服务器进行发送，并且处理器还将该CAN总线数据单向传输至存储器进行存储，以实现监控服务器能够实时对CAN总线数据进行监控，并及时发现CAN总线数据所存在的异常，提高了安全监控的效率。同时，通过在装置中的存储器对该CAN总线数据进行的备份和处理器与CAN总线接口、存储器和V2X发送器之间的单向传输，有效避免了采用对监控服务器进行攻击以及对车辆总线安全监控装置进行攻击的方式篡改所监控到的CAN总线数据。另外，由于当确定CAN总线数据存在异常时提示驾驶员，从而进一步提高了驾驶的安全性。
[0088]本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0089]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种车辆总线安全监控装置，其特征在于，包括:CAN总线接口、处理器、存储器和V2X发送器； 所述CAN总线接口，用于从CAN总线读取CAN总线数据，将所述CAN总线数据单向传输至所述处理器； 所述处理器，用于对所述CAN总线数据进行复制获得至少两CAN总线数据，将所述至少两CAN总线数据中的一个单向传输至所述V2X发送器，以及将所述至少两CAN总线数据中的另一个单向传输至所述存储器； 所述存储器，用于对所述处理器所传输的CAN总线数据进行存储； 所述V2X发送器，用于基于V2X通信方式向监控服务器发送所述处理器所传输的CAN总线数据。2.根据权利要求1所述的车辆总线安全监控装置，其特征在于，所述处理器与所述CAN总线接口、所述存储器和V2X发送器之间设置有数据单向传输单元。3.根据权利要求2所述的车辆总线安全监控装置，其特征在于，所述数据单向传输单元为单向传输光闸。4.根据权利要求1所述的车辆总线安全监控装置，其特征在于，所述存储器的读取管脚处于空置状态。5.根据权利要求1所述的车辆总线安全监控装置，其特征在于，所述处理器与所述CAN总线接口、所述存储器和V2X发送器之间通过12C接口连接。6.根据权利要求1-5任一项所述的车辆总线安全监控装置，其特征在于，所述车辆总线安全监控装置还包括:V2X接收器和语音输出单元； 所述V2X接收器与所述语音输出单元连接； 所述V2X接收器，用于接收所述监控服务器发送的提示信息；其中，所述提示信息是所述监控服务器对所述CAN总线数据进行监控并当确定所述CAN总线数据存在异常时所生成的； 所述语音输出单元，用于播报所述提示信息。7.根据权利要求1-5任一项所述的车辆总线安全监控装置，其特征在于，所述车辆总线安全监控装置还包括:压缩单元； 所述压缩单元分别与所述CAN总线接口和所述处理器连接； 所述压缩单元，用于对所述CAN总线接口所读取的CAN总线数据进行压缩。8.一种车辆总线安全监控系统，其特征在于，包括安装有如权利要求1-7任一项所述的车辆总线安全监控装置的车辆，以及监控服务器； 所述监控服务器，用于接收CAN总线数据，以及对所述CAN总线数据进行监控。9.根据权利要求8所述的车辆总线安全监控系统，其特征在于， 所述监控服务器，还用于当确定所述CAN总线数据存在异常时，生成提示信息，以及向所述车辆总线安全监控装置发送所述提示信息。10.根据权利要求8或9所述的车辆总线安全监控系统，其特征在于， 所述车辆中的车辆总线安全监控装置通过CM)接口与所述车辆的CAN总线连接。11.一种车辆总线安全监控方法，其特征在于，包括: 使用CAN总线接口从CAN总线读取CAN总线数据； 使用所述CAN总线接口采用单向传输方式向处理器发送所述CAN总线数据； 使用所述处理器对所述CAN总线数据进行复制，获得至少两个CAN总线数据； 使用所述处理器采用单向传输方式分别向V2X发送器发送所述至少两个CAN总线数据中的一个，以及向存储器发送所述至少两个CAN总线数据中的另一个； 使用所述存储器对所述处理器所发送的CAN总线数据进行存储； 使用所述V2X发送器基于V2X通信方式向监控服务器发送所述处理器所发送的CAN总线数据。12.根据权利要求11所述的车辆总线安全监控方法，其特征在于，所述处理器与所述CAN总线接口、所述存储器和V2X发送器之间设置有数据单向传输单元。13.根据权利要求12所述的车辆总线安全监控方法，其特征在于，所述数据单向传输单元为单向传输光闸。14.根据权利要求11所述的车辆总线安全监控方法，其特征在于，所述存储器的读取管脚处于空置状态。15.根据权利要求11所述的车辆总线安全监控方法，其特征在于，所述处理器与所述CAN总线接口、所述存储器和V2X发送器之间通过12C接口连接。16.根据权利要求11-15任一项所述的车辆总线安全监控方法，其特征在于， 使用V2X接收器接收所述监控服务器发送的提示信息;其中，所述提示信息是所述监控服务器对所述CAN总线数据进行监控并当确定所述CAN总线数据存在异常时所生成的； 使用语音输出单元播报所述提示信息。17.根据权利要求11-15任一项所述的车辆总线安全监控方法，其特征在于， 使用压缩单元对所述CAN总线接口所读取的CAN总线数据进行压缩。
【文档编号】G05B23/02GK105843206SQ201610009673
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月7日
【发明人】徐勇, 林伟, 李文锐, 邹禹, 勾晓菲, 刘鹏, 李丹
【申请人】乐卡汽车智能科技（北京）有限公司