专利名称：支持垂直切换的安全车载网关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线通信、计算机网络和汽车车载设备，尤其涉及一种 利用垂直切换技术将互联网与车载网络进行连接的安全车载网关设备。
背景技术：
随着网络技术，无线通信技术及计算机技术的发展，集无线通信、互联网 访问及计算机实时处理的网络汽车应运而生。网络汽车与传统汽车相比拥有许 多先进的功能，例如互联网访问、全球定位导航、远程故障诊断等。而车载网 络针对不同的应用需求有不同种类的网络，如应用最为广泛的、拥有支持元器
件最丰富的控制器局域网CAN;车载媒体网络MOST等。在网络汽车智能系统中， 一辆汽车应当具有接收和提供相关信息的功能，例如接收远程控制命令，接收 定位信息，发送本车状态信息，请求服务等。
21世纪以来，移动通信方式呈现多种多样，CDMA、 GPRS、 IEEE802. 11、 IEEE802.16等应用均提供了可行的无线接入功能,而其中CDMA和GPRS提供的 连接，具有覆盖面积广的特点，但是接入速度较慢、费用较高；而IEEE802.il 和IEEE802. 16提供的连接虽然范围较小，但是接入速度快，费用低廉。选择 合适的接入方式可以有效地平衡应用与成本。
智能交通系统的应用势必使得网络汽车成为互联网中的终端之一。未来的 网络汽车可以提供任何与互联网应用有关的网络信息服务，车主和相关管理部 门在必要时均可以对汽车的信息进行査询或者进行远程控制。而要实现这些功 能需要一个车载网关设备将车载网络与互联网连接，并且能够提供较为合理的 连接方式和安全的数据通信能力。
发明内容
本实用新型提供了一种支持垂直切换功能的安全车载网关装置。该车载网 关装置包括车载CAN总线、无线网络接口、垂直切换模块、VPN模块。其中 车载CAN总线接口与车载各种CAN节点电子设备组网连接；无线网络接口用于 连接各种无线上网设备，并通过无线上网设备连入互联网；垂直切换模块能够 根据各种网络设备的连接状态自动选择连接方式，即在各种连接方式中自行切 换，连接方式包括支持CDMA和WLAN。 VPN模块对从网关接收和发送的数 据进行安全保护，从车载网关流出的数据均要经过VPN模块进行加密，而从远程访问到车载网关的数据，不管采用何种连接方式均要通过VPN模块进行 访问控制选择，对于允许接收的数据则需要解密。。
未来的网络汽车可以提供任何与互联网应用有关的网络信息服务，车主和 相关管理部门在必要时均可以对汽车的信息进行査询或者进行远程控制。
该车载网关装置将车载网络与互联网连接，并且能够提供较为合理的连接 方式和安全的数据通信能力。
图1车载网关体系结构
图2垂直切换模块工作流程
图3VPN模块工作流程
具体实施方式硬件组成
*处理器，采用ARM架构系列CPU; *存储器，采用64MB RAM, 16MB flash;
*无线通信设备接口，采用串口、 USB口、 PCMCIA 口或CF口； *车载网络接口，采用CAN总线接口；
參无线通信设备，采用CDMA/GPRS拨号卡，WLAN/WMAN无线网卡 软件组成
*嵌入式Linux操作系统； *无线通信设备驱动程序； *车载网络驱动程序； *垂直切换模块(1); * VPN模块；(2)
在具备上述硬件条件之后，需要在嵌入式Linxu操作系统中加载相应的各 种设备驱动程序，包括无线通信设备驱动程序和车载网络驱动程序，各种设备 驱动程序可由生产厂商提供。在各设备正常加载并工作之后，需要加载垂直切 换模块(1)和VPN模块(2)，这两个模块均由C语言实现。垂直切换模块(1) 的工作流程见图2，从车载网关发送出去的数据在虚拟网络接口中拦截，然后 根据各种连接方式的连接状态选择具体的无线通信设备发送发送数据。而从无 线网络设备收到的数据，仅选择目的地址为本机的数据，然后由虚拟网络接口 转发到VPN模块(2)，由VPN模块(2)提交给上层应用。VPN模块工作流程见 图(3),图中左侧为数据从虚拟网络接口通过VPN模块发送到相应的车载总线的过程，右侧为数据从车载总线通过VPN模块发送到虚拟网络接口的过程。加
密算法为对称数据加密。对于接收到的连接请求，根据应用进行访问控制。 该车载网关的整个工作流程如下
1. 系统加电，引导Linux操作系统启动，操作系统加载无线通信设备和 车载网络设备驱动程序，然后加载垂直切换模块(1)和VPN模块(2);
2. VPN模块(2)通过虚拟网络设备模块自动选择合适的接入方式连接远 程服务器；
3. 发送数据时，车载网络将车载信息数据提交到发送缓冲队列中，由VPN 模块(2)从发送缓冲队列中读取数据，然后发送到垂直切换模块(1)， 由其中的虚拟网络接口选择适当的无线通信设备将数据发送出去，发 送出去的数据都是经过加密的。
4. 接收数据时，无线通信设备将数据接收到以后，由垂直切换模块(1) 的虚拟网络接口判断是否可接收，不可接收的数据直接丢弃，可接收 的数据则进行解密，然后通过VPN模块(2)将数据发送到相应的车 载网络接收缓冲队列。
权利要求1 一种支持垂直切换功能的安全车载网关装置，该车载网关装置包括车载CAN总线、无线网络接口、垂直切换模块、VPN模块，其特征是车载CAN总线接口与车载各种CAN节点电子设备组网连接；无线网络接口连接无线上网设备，并通过无线上网设备连接互联网；垂直切换模块的输出选择CDMA或WLAN无线网络接口；VPN模块连接由垂直切换模块选定的无线网络接口，并连接车载CAN接口。
2.根据权利要求1所述支持垂直切换功能的安全车载网关装置，其特征是: 配备两个异质无线网络接口， CDMA和WLAN。
专利摘要本实用新型提供了一种支持垂直切换功能的安全车载网关，包括车载CAN总线、无线网络接口、垂直切换模块(1)、VPN模块(2)，其中，车载CAN总线接口与车载各种CAN节点电子设备组网连接；无线网络接口用于连接各种无线上网设备；垂直切换模块(1)可以根据个网络接口连接状态自动选择接入方式；网关可以通过VPN模块(2)来进行访问控制和对数据收发进行加解密。
文档编号H04L29/06GK201328128SQ200820071788
公开日2009年10月14日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者余雪岗, 刘衍珩, 曲良东, 健 王, 达 魏 申请人:吉林大学