车联网基础知识概述

前言：

1. 只讲粗浅的基础知识，各部分的细节不做赘述，毕竟打字很麻烦。讲的也很浅，具体协议，应用，安全问题在别的文章再探讨。
2. 如果诸位有其他意见，欢迎评论私信，我也是起步者而已，共勉。
3. 如果后面有新的补充我会再做修改。

1、车联网体系架构

车联网是以车内网，车际网以及车辆相关互联网为主体的融合网，其借助新一代技术，实现人—车—路—云的网络连接。
简单图示如下（侵删）

1.1 车内网

车内网络在现阶段是使用总线架构将各ECU连接起来（ECU是智能网联车中的核心电子元件，可以当作一个开发板，里面根据实际需要安排功能），ECU根据传感器或者总线上的报文信息，完成相应操作。
其中车内总线协议包括CAN，LIN，FlexRay，MOST等等，目前而言，Can总线协议的应用最广，根据我的导师的调查，比亚迪等厂商都是用的这个。并且车内的一切通信基本都是依靠这个来完成，OBD，ABS，T-BOX，空调，车窗，车内影音系统等等。

1.1.1 ECU

• 具有感知功能属性的 ECU 节点包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、弯道辅助照明系统（AFS）、速度感知 ECU、夜视 ECU、GPS 等。它们提取和收集车辆本身属性和外在属性（如道路、车辆和行人等）的静、动态数据信息。这些信息包括车辆自身状态信息、驾驶员信息、交通环境信息、道路环境信息、周围车辆信息等。如摄像头感知车道线、车辆、行人、停车位等对象；激光雷达、毫米波雷达来确定环境中目标的位置、速度和方位；GPS 利用多种数据在高精度地图中确定车辆的具体位置。
• 具有智能决策功能属性的 ECU 节点包括视觉 ECU、道路识别 ECU、行人识别 ECU、信号识别 ECU、轮胎压力监测系统（TPMS）、全景泊车影像系统（AVM）等。它们对道路、车辆、行人、交通标志和交通信号等进行识别，决策分析和判断车辆驾驶模式和将要执行的操作。如道路识别 ECU 根据交通状况信息、车辆行驶环境信息等规划汽车的行驶路线。
• 具有协同控制功能属性的 ECU 节点包括传输控制单元（TCU）、电子点火控制（ESA）、引擎管理系统（EMS）、电子控制悬架系统（EDC）、底盘控制（CCM）、电动助力转向系统（EPS）、泊车距离控制（PDC）、自动车身水平控制（ALC）、自动变速器控制（ECT）等。它们对车辆进行协同控制和全方位监控。如 ECT 根据汽车和路面的状态实现自动控制换档、失效保护等功能。
• 具有安全执行功能属性的 ECU 节点包括自动防抱死刹车系统（ABS）、汽车安全辅助系统（SAS）、发动机防盗锁系统（IMMO）、驱动防滑控制系统（ASR）、安全气囊系统（SRS）等。它们为 ICV 提供道路交通信息、安全信息、救援信息等，保障汽车安全行驶。如 ASR 在汽车制动的瞬间，对各个轮胎附着地面的状态进行测算得出不同的摩擦力，调节各个轮胎的制动情况以达到平衡的情况。
• 具有服务功能属性的 ECU 节点包括空调（AC）、T-BOX、车载视频系统（DVD）、平视显示器（HUD）、座椅 ECU、电子仪表盘（EIS）、收音机等。它们利用软件、无线通讯、多媒体等技术实现多媒体娱乐、无线上网、无线通讯、移动办公和数字仪表等功能，提高驾驶的舒适性和娱乐性。

1.1.2 车载总线
根据带宽和功能域的不同，汽车工程师协会（SAE, Society of Automotive Engineer）将网络协议分为 A、B、C、D 这 4 类，其代表协议及主要应用领域如下图所示。

但目前学术界在讨论以太网是否移植到车联网的车载网络通信中，毕竟总线协议的广播通信方式，竞争通信方式存在安全漏洞，且应用最广的CAN总线协议最高只有1M的带宽，还是事件触发式。即使是FlexRay有20M的带宽在以太网面前也是个弟弟。以太网的移植应用在德系的宝马已有初步成果。国内还需要我等努力，
简单图样如下所示（侵删）

1.2 车外网

车外网主要是完成车-车（V2V），车-人（V2X），车-云（V2X），车-路（V2R）的通信。

• 车-车（V2V）的通信目前主要依靠LTE-v2x、DSRC（短途专用协议）等协议实现。
• 车-路（V2R）的通信目前主要依靠LTE-V2X, DSRC、射频通信（较不安全，用得少）等技术实现。
• 车-人通信指用户通过WiFi、蓝牙或蜂窝移动通信网络技术实现与智能网联汽车的信息传递，如车主通过手机对车辆进行控制，进行打开车门、音乐播放操作等。

2、 参考文献

1、李兴华, 钟成, 陈颖,等. 车联网安全综述[J]. 信息安全学报, 2019, 4(3).
2、孙伟华, 何蔚, 李诗骋. 车联网时代的安全与隐私[J]. 标准科学, 2016, (001):20-23.
3、吴武飞, 李仁发, 曾刚,等. 智能网联车网络安全研究综述[J]. 通信学报, 2020, 041(006):161-174.