一种基于MQTT框架的远程车载控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于MQTT框架的远程车载控制方法，包括车载T‑Box装置，车辆被唤醒后，ECU MQTT客户端单元接收车辆状态数据，对其进行MQTT协议处理及传输层加密处理，发送至ECU MQTT代理单元；并负责对CC MQTT客户端单元回传的数据进行解密解封装；ECU MQTT代理单元与CC MQTT代理单元建立桥接通道，实现双向通道传输信息，并将加密处理后的车辆状态数据通过通信模块单元传输至CC MQTT代理单元；ECU将加密处理后的车辆状态数据传输至CC MQTT客户端单元；进一步对车辆状态数据解封装和TLS解密处理，并将其传输至CC处理器单元，并对CC处理器单元回传的车辆控制指令数据进行MQTT协议处理及链路层加密处理并传回CC MQTT代理单元，从而提高用户和车厂管理员获取车辆数据和实时控制车辆的体验。

A remote vehicle control system and method based on mqtt framework

【技术实现步骤摘要】
一种基于MQTT框架的远程车载控制系统及方法
本专利技术涉及一种基于MQTT框架的远程车载控制系统及方法。
技术介绍
随着科学技术的进步和车联网技术的持续发展，车辆远程控制成为目前车辆标配的趋势，能够远程控制车辆，为汽车远程控制和安全提供依据。目前的车辆远程控制系统架构大部分都是基于HTTP（HyperTextTransferProtocol,即超文本传输协议，）或socket等传统的通信协议的传输方式，其存在的问题为：协议开销较大，安全性低，响应时间慢，多车载系统连接时候并发吞吐量很慢等，无法适用物联网联网设备多样性，低功耗等问题。且这样的传输方式给用户和车厂管理员获取车辆数据和实时控制车辆感知差，实时性不高，缺乏创新性。而目前MQTT架构大部分也是采用Client/Broker（客户端/代理服务端）架构,即车载为客户端，远端服务器为代理服务端，这种缺陷在于：对于多车载系统自身功能扩展不足，对于车载系统与车载系统与其他车载设备的互联扩展能力不足，车载系统远程唤醒执行远控指令功能时候延迟较高，用户体验差。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种提高用户体验的基于MQTT框架的远程车载控制系统及方法。本专利技术所述的一种基于MQTT框架的远程车载控制系统，包括车载T-Box装置和远程管理系统，所述车载T-Box装置设置通信模块单元、处理器单元、CAN总线管理单元、ECUMQTT客户端单元以及ECUMQTT代理单元；所述远程管理系统设置CC处理器单元、短信服务单元、CCMQTT客户端单元以及CCMQTT代理单元；所述CC处理器单元，用于接收用户或管理员通过交互界面执行的远程控制指令数据，并转换为短信数据发送至短信服务单元；所述短信服务单元，用于接收短信数据，并转换为唤醒短信消息，发送至通信模块单元；所述通信模块单元，用于接收唤醒短信消息，并将唤醒短信消息转发至处理器单元；并用于车载T-Box装置移动蜂窝网络数据的转发。所述处理器单元，将接收到的短信唤醒消息进行数据识别及处理，并对处理器单元、CAN总线管理单元、ECUMQTT客户端单元以及ECUMQTT代理单元进行唤醒，并将唤醒短信数据转发至CAN总线管理单元；并接收CAN总线管理单元回传的车辆状态数据，将其发送至ECUMQTT客户端单元；且接收来自ECUMQTT客户端单元的远程控制指令并将执行的结果回传给ECUMQTT客户端单元。所述CAN总线管理单元，用于对远程控制指令数据进行CAN协议转换成远程控制指令的CAN帧数据并发送至车辆，车辆完成相应的远程控制指令操作后通过CAN总线网络发送车辆响应结果的CAN帧数据至CAN总线管理单元，CAN总线管理单元对响应结果的CAN帧进行协议转化为内部处理器可识别的数据，并发送至处理器单元；所述ECUMQTT客户端单元，用于接收车辆状态数据，并对其进行MQTT协议处理及传输层加密处理，发送至ECUMQTT代理单元；并且负责对CCMQTT客户端单元回传的数据进行解密解封装；所述ECUMQTT代理单元，分别用于与ECUMQTT客户端建立MQTT协议通道，与CCMQTT代理单元建立桥接通道，实现双向通道传输信息，并将加密处理后的车辆状态数据通过通信模块单元传输至CCMQTT代理单元；所述CCMQTT代理单元，分别用于与CCMQTT客户端建立MQTT协议通道，与ECUMQTT代理单元建立桥接通道，实现双向通道传输信息，并将加密处理后的车辆状态数据传输至CCMQTT客户端单元；所述CCMQTT客户端单元，对车辆状态数据解封装和TLS解密处理，并将其传输至CC处理器单元，并对CC处理器单元回传的车辆控制指令数据进行MQTT协议处理及传输层加密处理传输至CCMQTT代理单元。本专利技术所述的一种基于MQTT框架的远程车载控制方法，包括以下步骤：S1:远程管理系统内的CC处理器单元接收用户或管理员通过交互界面执行的远程控制指令数据，并转换为短信数据发送至远程管理系统内的短信服务单元；S2:远程管理系统内的短信服务单元接收短信数据，并转换为唤醒短信消息，发送至车载T-Box装置内的通信模块单元；S3:车载T-Box装置内的通信模块单元接收唤醒短信消息，并将唤醒短信消息转发至车载T-Box装置内的处理器单元；S4:车载T-Box装置内的处理器单元接收到的短信唤醒消息进行数据识别及处理，并对车载T-Box装置内的处理器单元、CAN总线管理单元、ECUMQTT客户端单元以及ECUMQTT代理单元进行唤醒，并将唤醒短信数据转发至车载T-Box装置内的CAN总线管理单元；并接收车载T-Box装置内的CAN总线管理单元回传的车辆状态数据，将其发送至车载T-Box装置内的ECUMQTT客户端单元；S5:CAN总线管理单元对远程控制指令数据进行CAN协议转换成远程控制指令的CAN帧数据并发送至车辆，车辆完成相应的远程控制指令操作后通过CAN总线网络发送车辆响应结果的CAN帧数据至CAN总线管理单元，CAN总线管理单元对响应结果的CAN帧进行协议转化为内部处理器可识别的数据，并发送至处理器单元；S6:ECUMQTT客户端单元接收车辆状态数据，并对其进行MQTT协议处理及链路层加密处理，发送至ECUMQTT代理单元；S7:ECUMQTT代理单元分别与ECUMQTT客户端单元建立MQTT协议通道，与远程管理系统内的CCMQTT代理单元建立桥接通道，实现双向通道传输信息，并将加密处理后的车辆状态数据通过通信模块单元传输至CCMQTT代理单元；S8:CCMQTT代理单元分别用于与CCMQTT客户端建立MQTT协议通道，与ECUMQTT代理单元建立桥接通道，实现双向通道传输信息，并将加密处理后的车辆状态数据传输至远程管理系统内的CCMQTT客户端单元；S9:CCMQTT客户端单元对车辆状态数据解封装和TLS解密处理，并将其传输至远程管理系统内的CC处理器单元，并对CC处理器单元回传的车辆控制指令数据进行MQTT协议处理及传输层加密处理并传输至CCMQTT代理单元。车载T-Box装置内的ECUMQTT代理单元和设置在远程管理系统内的CCMQTT代理单元通过桥接的方式连接，具有ECUMQTT客户端单元和ECUMQTT代理单元的车载T-Box装置安全转发远程控制指令的响应结果到远程管理系统，远程管理系统响应车主用户或车辆厂商管理员的远程指令请求。对于睡眠中的车辆，车主用户或车辆厂商管理员可以通过远程管理系统的CC处理器单元远程唤醒车辆和获取车辆状态数据、位置信息、车载T-Box信息，从而可以安全远程控制车辆和车载T-box装置，车载T-Box装置通过采集车辆车身网络。已唤醒的车载T-Box装置通过采集车辆车身网络，并通过ECUMQTT客户端单元和ECUMQTT代理单元，由通信模块单元的移动蜂窝网络将加密和封装的数据发射给远程管理系统，远程管理系统响应用户或车辆厂商管理员的远程指令，并通过CCMQTT客户端单元和CCMQTT代理单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MQTT框架的远程车载控制系统，包括车载T-Box装置和远程管理系统，其特征在于，所述车载T-Box装置设置通信模块单元、处理器单元、CAN总线管理单元、ECU MQTT客户端单元以及ECU MQTT代理单元；所述远程管理系统设置CC处理器单元、短信服务单元、CC MQTT客户端单元以及CC MQTT代理单元 ；/n所述CC处理器单元，用于接收用户或管理员通过交互界面执行的远程控制指令数据，并转换成发送短信数据发送至短信服务单元；/n所述短信服务单元，用于接收短信数据，并转换为唤醒短信消息，发送至通信模块单元；/n所述通信模块单元，用于接收唤醒短信消息，并将唤醒短信消息转发至处理器单元；并用于车载T-Box装置移动蜂窝网络数据的转发。/n所述处理器单元，将接收到的短信唤醒消息进行数据识别及处理，并对处理器单元、CAN总线管理单元、ECU MQTT客户端单元以及ECU MQTT代理单元进行唤醒，并将唤醒短信数据转发至CAN总线管理单元；并接收CAN总线管理单元回传的车辆状态数据，将其发送至ECUMQTT客户端单元；且接收来自ECU MQTT客户端单元的远程控制指令并将执行的结果回传给ECU MQTT客户端单元。/n所述CAN总线管理单元，用于对远程控制指令数据进行CAN协议转换成远程控制指令的CAN帧数据并发送至车辆，车辆完成相应的远程控制指令操作后通过CAN总线网络发送车辆响应结果的CAN帧数据至CAN总线管理单元，CAN总线管理单元对响应结果的CAN帧进行协议转化为内部处理器可识别的数据，并发送至处理器单元；/n所述ECU MQTT客户端单元，用于接收车辆状态数据，并对其进行MQTT协议处理及传输层加密处理，发送至ECU MQTT代理单元；并且负责对CC MQTT客户端单元回传的数据进行解密解封装；/n所述ECU MQTT代理单元，分别用于与ECU MQTT客户端建立MQTT协议通道，与CC MQTT代理单元建立桥接通道，实现双向通道传输信息，并将加密处理后的车辆状态数据通过通信模块单元传输至CC MQTT代理单元；/n所述CC MQTT代理单元，分别用于与CC MQTT客户端建立MQTT协议通道，与ECU MQTT代理单元建立桥接通道，实现双向通道传输信息，并将加密处理后的车辆状态数据传输至CCMQTT客户端单元；/n所述CC MQTT客户端单元，对车辆状态数据解封装和TLS解密处理，并将其传输至CC处理器单元，并对CC处理器单元回传的车辆控制指令数据进行MQTT协议处理及传输层加密处理传输至CC MQTT代理单元。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于MQTT框架的远程车载控制系统，包括车载T-Box装置和远程管理系统，其特征在于，所述车载T-Box装置设置通信模块单元、处理器单元、CAN总线管理单元、ECUMQTT客户端单元以及ECUMQTT代理单元；所述远程管理系统设置CC处理器单元、短信服务单元、CCMQTT客户端单元以及CCMQTT代理单元；
所述CC处理器单元，用于接收用户或管理员通过交互界面执行的远程控制指令数据，并转换成发送短信数据发送至短信服务单元；
所述短信服务单元，用于接收短信数据，并转换为唤醒短信消息，发送至通信模块单元；
所述通信模块单元，用于接收唤醒短信消息，并将唤醒短信消息转发至处理器单元；并用于车载T-Box装置移动蜂窝网络数据的转发。
所述处理器单元，将接收到的短信唤醒消息进行数据识别及处理，并对处理器单元、CAN总线管理单元、ECUMQTT客户端单元以及ECUMQTT代理单元进行唤醒，并将唤醒短信数据转发至CAN总线管理单元；并接收CAN总线管理单元回传的车辆状态数据，将其发送至ECUMQTT客户端单元；且接收来自ECUMQTT客户端单元的远程控制指令并将执行的结果回传给ECUMQTT客户端单元。
所述CAN总线管理单元，用于对远程控制指令数据进行CAN协议转换成远程控制指令的CAN帧数据并发送至车辆，车辆完成相应的远程控制指令操作后通过CAN总线网络发送车辆响应结果的CAN帧数据至CAN总线管理单元，CAN总线管理单元对响应结果的CAN帧进行协议转化为内部处理器可识别的数据，并发送至处理器单元；
所述ECUMQTT客户端单元，用于接收车辆状态数据，并对其进行MQTT协议处理及传输层加密处理，发送至ECUMQTT代理单元；并且负责对CCMQTT客户端单元回传的数据进行解密解封装；
所述ECUMQTT代理单元，分别用于与ECUMQTT客户端建立MQTT协议通道，与CCMQTT代理单元建立桥接通道，实现双向通道传输信息，并将加密处理后的车辆状态数据通过通信模块单元传输至CCMQTT代理单元；
所述CCMQTT代理单元，分别用于与CCMQTT客户端建立MQTT协议通道，与ECUMQTT代理单元建立桥接通道，实现双向通道传输信息，并将加密处理后的车辆状态数据传输至CCMQTT客户端单元；
所述CCMQTT客户端单元，对车辆状态数据解封装和TLS解密处理，并将其传输至CC处理器单元，并对CC处理器单元回传的车辆控制指令数据进行MQTT协议处理及传输层加密处理传输至CCMQTT代理单元。


2.根据权利要求1所述一种基于MQTT框架的远程车载控制系统，其特征在于，车辆之间的车载T-Box装置内的ECUMQTT代理单元与ECUMQTT代理单元建立MQTT协议通道。


3.根据权利要求1-2任一所述一种基于MQTT框架的远程车载控制系统，其特征在于，远程管理系统内的CCMQTT代理单元与多车辆的车载T-Box装置内的ECUMQTT代理单元建立桥接通道。


4.根据权利要求1所述一种基于MQTT框架的远程车载控制系统，其特征在于，所述车载T-Box装置还设置ECUMQTT协同单元、安全管理单元；远程管理系统还设置CCMQTT协同单元、CC安全管理单元；
所述安全管理单元和CC安全管理单元，均用于存储CA证书的公钥和私钥文件以及MQTT配置文件；
所述ECUMQTT协同单元，调取安全管理单元内CA证书的公钥和私钥文件发送至ECUMQTT代理单元，ECUMQTT代理单元接收CA证书的公钥和私钥文件，并对其进行校验，通过通信模块单元发送至CCMQTT代理单元；并接收CCMQTT代理单元回传的CA证书的公钥和私钥文件，将其发送至安全管理单；
所述CCMQTT协同单元；调取CC安全管理单元内CA证书的公钥和私钥文件发送至CCMQTT代理单元，CCMQTT代理单元接收CA证书的公钥和私钥文件，并对其进行校验，通过通信模块单元发送至ECUMQTT代理单元；并接收ECUMQTT代理单元回传的CA证书的公钥和私钥文件，将其发送至CC安全管理单。


5.根据权利要求4所述一种基于MQTT框架的远程车载控制系统，其特征在于，所述ECUMQTT协同单元还对ECUMQTT客户端单元进行管理，通知ECUMQTT客户端单元是否对车辆状态数进行加密，并回传ECUMQTT代理单元验证的CA证...

【专利技术属性】
技术研发人员：余伟龙，
申请(专利权)人：马瑞利汽车电子广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44