[发明专利]一种车辆CAN网络数据访问方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆整车电子电器和/或CAN网络技术，尤其涉及一种外部设备对车辆CAN网络数据的访问方法。

背景技术

车辆的CAN网络架构连接了包括发动机控制器、制动防抱死系统、车身控制模块、自动变速箱控制器、组合仪表等，有的还连接有胎压控制器、娱乐系统等。目前在一般使用CAN网络架构的车辆中，当整车电子电气功能相对简单时，通常采用如图1、图2所示的网络拓扑，整车CAN网络直接连接到OBD（车载自动诊断系统）诊断接口。OBD诊断接口是整车CAN网络与外部工具设备或外部测试设备（简称外部设备）相连接的唯一标准接口，在整车设计阶段和售后排查分析车辆故障时，往往需要通过专门的外部设备访问CAN网络中的数据，并通过对数据的分析获取车辆的当前状态，进一步确定问题的根本原因。在图1、图2所示的网络架构中，外部设备能够通过OBD诊断接口直接与车辆中的CAN网络相连接，获取整车CAN网络中的数据。这样的方式任何外部设备都可以通过OBD诊断接口随意接入，存在安全风险。

随着电子信息技术的发展，车辆在舒适系统，信息娱乐系统，ADAS（高级驾驶辅助系统）主动安全,智能汽车，车联网等功能在汽车上的应用也日益普及，整车电子电气系统架构也更为复杂。同时也为了保证车辆CAN网络数据的安全，整车网络拓扑由图1、图2所示的网络架构进一步拓展为具备独立网关，由动力系统网络、底盘系统网络、车身系统网络、信息娱乐系统网络等多路CAN网络组成的新型网络架构，如图3所示。

在该网络架构中，通过网关实现了外部环境与车辆内部网络的物理隔离。外部设备即使与OBD诊断接口相连接，也无法直接获取车辆内部CAN网络中的数据。在车辆设计开发过程中和售后分析排查车辆故障时，如果需要访问车辆CAN网络中的数据，只能拆卸掉部分车辆零部件，找到车辆中的线束，然后从整捆的线束中找到对应网段中的CAN通讯线缆，并用破坏性的办法剥开电线，将外部设备的接头连接上去。例如，外部设备要获取动力系统CAN网络中的数据时，则需要采用如图4所示的连接方式。

在车辆检查完之后，操作人员需要将车辆恢复原状。这样的操作方式，对车辆的改动大，有一定的破坏性，在车辆的拆卸和安装过程中需要由有经验的专业操作人员操作，尤其是针对售后的产品车辆，这样的操作方式对于客户的车辆的内饰板，线束保护等有较大的破坏风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆CAN网络数据访问方法，该方法采用外部设备连接到车辆的OBD诊断接口来获取车辆整车CAN网络数据，提高了操作便利性，同时提升车辆内部数据的安全性。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种车辆CAN网络数据访问方法，当外部设备需要获取整车CAN网络中的数据时，首先将外部设备与车辆OBD诊断接口连接；其次，外部设备需通过诊断CAN网络发送指令请求网关发送指定网段的数据至诊断CAN网络；具体步骤如下：

第一步，外部设备的合法性验证；

首先，外部设备发送指令请求网关进入扩展模式，网关接收到该请求指令之后，如果条件允许，则给予肯定的回复给外部设备，并将其内部状态切换至扩展模式；如果网关目前条件不允许转换模式，则给予否定的回复，给出否定的具体原因，以及保持原来默认模式；外部设备如果收到否定的回复，则需根据具体原因做适当操作后，满足网关模式转换的条件之后再次发起请求；

第二，在收到网关的肯定答复后，进行外部设备的合法性认证；由外部设备向网关发送请求安全访问指令，访问指令包括安全访问的请求，以及请求网关提供安全访问算子，该算子是由网关收到请求之后产生的4个字节的随机数；

网关收到安全访问请求之后，如果条件允许，则反馈安全访问算子给外部设备；

如果网关目前条件不允许，则给予否定回复，以及否定的具体原因；外部设备如果收到否定的回复，则需根据具体原因做适当操作后，再次向网关发起安全访问请求；

外部设备在收到网关回复的安全访问算子之后，按照定义好的特定算法进行计算得到密钥Key，并将密钥回复给网关；

网关在收到外部设备所回复的密钥Key之后，将其与网关自己使用该算子按照定义好的特定算法进行计算得到的数据Result进行比对，如果一致，则认为是合法的外部设备，回复认证结果为合法，安全访问认证已通过；否则网关认为是非法设备，回复否定的认证结果；

第二步，外部设备请求网关发送指定网段的数据；