专利名称：无线车载网关系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信、计算机网络和汽车自动化领域，是一种利用无线通信设备将互联网与车载网络进行连接的网关设备。
背景技术：
随着电子技术、信息技术在汽车中的融合，集机械、电气和电子一体为代表的现代汽车技术，由价格高昂的高级轿车应用逐渐渗透到面向百姓的家庭轿车之中，与这些技术密切相关的车载网络也随之进入家庭轿车之中。车载网络在不同时期因不同的需求而产生不同种类的网络，如应用最早、最广泛、支持技术和元器件最丰富的控制器局域网CAN；汽车低端网络——局部连接网络LIN；车载媒体网络MOST等。在智能交通系统中，一辆汽车应当具有接收和提供相关信息的功能，如接收管理信息、接收地理地图信息、发送本车状态信息、发送安全服务请求等，这些信息主要是由车载网络提供的。
进入21世纪以来，移动通信取得了重大进展，同时互联网的规模也在迅速扩展。这两种信息技术走向融合，从而突破了基于有线方式的互联网所受到的时空限制。随着各种无线接入技术如GPRS、CDMA、IEEE802.11和蓝牙等的相继应用，越来越多的移动设备能够通过无线技术与传统互联网通信。正是由于Internet互联网接入设备的大量增多，IPv4的局限性凸现出来，而现在应用逐渐广泛的IPv6标准，因其技术本身具有的一系列特点，如几乎无限巨大的地址空间、IP层直接支持更出色的移动性、安全性和服务质量等，使其成为移动通信和互联网融合的技术基础。
智能交通系统的应用和移动通信在生活中的广泛应用势必使汽车成为互联网上的一个移动终端。未来汽车上可以提供任何在办公室或家庭中的网络信息服务，车主和交通管理部门可以随时随地了解汽车信息并对汽车进行控制。要实现这些功能必然要将车载网络和Internet互联网连接起来，使用户可以通过Internet互联网接收车载网络的信息、控制车载网络。
发明内容
本发明提供了一种利用无线通信设备将互联网与车载网络连接的网关装置。该网关装置包括车载网络接口、无线网络接口和安全协议转换模块。其中，车载网络接口与各种车载网络相连，即CAN、LIN网络等；无线网络接口用于连接无线上网设备，通过无线上网设备连接到互联网；安全协议转换模块用于从车载网络接口接收车载网络发出的信息并将其发送到连接在互联网上的相应远程设备或将从无线网络接口接收到的远程设备通过互联网发送来的信息发送到相应的车载网络。
图1为无线车载网关体系结构图。
图2为安全协议转换模块工作流程图。
具体实施例方式
硬件组成如附图1所示，其中●处理器采用ARM系列CPU，推荐ARM920T(1)●存储器可采用32MB RAM(推荐使用64MB RAM)，16MB flash●无线网络接口(2)可采用串口(3)、USB接口(4)、PCMCIA接口(5)●无线通信设备(6)可采用CDMA拨号卡、GPRS拨号卡●车载网络接口(7)接CAN的SPI总线接口(8)，板载CAN主节点(10)使用SJA1000转换芯片和ARM控制器芯片作为CAN控制器，LIN的I2C总线接口(9)，板载LIN节点(11)使用TJA1020转换芯片和ARM控制器芯片作为LIN节点控制器软件组成●嵌入式操作系统使用Linux操作系统●驱动程序无线通信设备驱动程序，串口驱动程序，USB模块驱动程序，PCMCIA模块驱动程序；车载网络驱动程序，CAN驱动程序，LIN驱动程序●应用程序安全协议转换模块，拨号程序使用PPP拨号在具备上述软硬件基础后，需在嵌入式操作系统中加载相应设备的驱动程序，包括无线通信设备(如串口、USB或PCMCIA接口的CDMA拨号卡)的驱动程序，该驱动程序无线通信设备的生产厂商会提供；车载网络模块(如CAN总线模块)的驱动程序，该驱动程序车载网络模块的生产厂商会提供。在上述设备可正常使用后，下一步工作是实现安全协议转换模块。
安全协议转换模块的程序流程如附图2所示，其中左侧为该网关装置从互联网接收消息并转发到相应的车载网络的过程，右侧为该网关装置将车载网络信息发送到连接在互联网上的相应远程设备的过程。安全协议转换模块是一个网络应用程序，用C语言实现。该应用程序首先和远程服务器运行的网络程序建立连接，然后等待接收远程服务器发送来的信息或向远程服务器发送信息。这些信息在进入互联网前先加密，提交给远程服务器或车载网络前先解密。加密算法可以为任何对称加密算法，如DES、AES等。对车载网络和远程服务程序之间功能的定义和传输信息的协议格式，该网关装置并不需理解，即该网关装置只是将传输的信息作为内容通过互联网在车载网络和远程服务器之间传送，信息在互联网中传输时是加密的。
该网关装置完整的工作流程如下1.系统加电，引导操作系统启动，操作系统加载无线通信设备(6)驱动和车载网络设备驱动和安全协议转换模块；2.安全协议转换模块程序连接远程服务器表示该网关在线；3.远程程序发送指令给该网关所在汽车要求其返回汽车的当前状态，该指令消息被加密后通过互联网传送到该网关的无线通信设备(6)，安全协议转换模块通过无线网络接口(2)从无线通信设备(6)接收到该指令消息并解密，然后将其通过车载网络接口(7)转送到相应的车载网络；4.车载网络根据该指令获取汽车的状态并将该信息通过车载网络接口(7)转送到安全协议转换模块，安全协议转换模块将该信息加密后通过无线网络接口(2)从无线通信设备(6)发送该消息到远程服务器，远程服务器收到该消息后解密并读出汽车的状态信息。
权利要求
1一种车载网关，用于实现利用上网设备通过互联网对汽车进行远程访问和控制，包括车载总线接口、无线网络接口和安全协议转换模块。其中车载总线接口与各种车载网络相连；无线网络接口用于连接无线网络设备，通过无线网络设备连接到互联网；安全协议转换模块用于从车载总线接口接收车载网络发出的信息并将其发送到连接在互联网上的相应上网设备或将从无线网络接口接收到的上网设备通过互联网发送来的信息发送到相应的车载总线。
2根据权利要求1所述车载网关，其特征在于上网设备为任何可以连接到互联网的设备，包括连接到互联网的个人计算机、连接到互联网的服务器计算机、连接到互联网的手机、连接到互联网的PDA等；上网设备通过互联网与无线车载网关进行通信来实现对汽车的远程访问和控制。
3根据权利要求1所述车载网关，其特征在于该装置提供车载总线接口，用于连接车载网络，车载网络包括CAN、MOST、LIN总线但不局限于这些总线；该装置提供无线网络接口，用于连接无线网络设备，通过无线网络设备连接互联网，无线设备包括支持CDMA、GPRS等通信协议的设备但不局限于这些协议；该装置支持IPv4和IPv6网络。
4根据权利要求1所述车载网关，其特征在于安全协议转换模块将车载网络中传输的信息在进入互联网前进行加密，互联网传输的信息进入车载网络前进行解密。
5一种将车载网络与互联网连接的方法，该方法将车载网络中传输的信息作为互联网中传输的包的内容进行传送，这样通过互联网对汽车进行远程访问和控制的上网设备与车载网络使用相同的协议，车载网关不需理解车载网络协议；车载网络中的信息既可不做修改直接作为网络包的内容进行传送，也可对其进行加密后传送，接收后进行解密。
全文摘要
本发明提供了一种利用无线通信设备将互联网与车载网络连接的网关装置，该网关装置包括车载网络接口(7)、无线网络接口(2)和安全协议转换模块。其中，车载网络接口(7)与各种车载网络相连；无线网络接口(2)用于连接无线上网设备；安全协议转换模块将车载总线(10)、(11)中的传输的信息加密后通过无线网络接口(2)连接的无线上网设备(6)发送到互联网，或将无线网络接口(2)连接的无线上网设备(6)接收到的远程网络设备通过互联网发送来的消息解密，然后通过车载网络接口(7)转发到相应的车载总线(10)、(11)。通过该网关可以将各种车载网络信息通过互联网传送给远程计算机，从而实现通过互联网远程获取汽车的各种信息和控制汽车。
文档编号H04L12/66GK1960347SQ200610137680
公开日2007年5月9日 申请日期2006年11月6日 优先权日2006年11月6日
发明者刘衍珩 申请人:吉林大学