車載通信終端OTA升級方案

王蘭，郝成龍，許茜

（華晨汽車工程研究院電器工程室，遼寧 沈陽 110141）

1　內(nèi)容綜述

隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)已經(jīng)不只局限于為用戶提供車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。提供車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的硬件—車載通信終端，是將原來車內(nèi)封閉的網(wǎng)絡(luò)與開放的車外網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的唯一渠道，這就為車載通信終端的功能增加提供了有利的條件。作為車內(nèi)網(wǎng)與車外網(wǎng)連接的通道，車載通信終端能夠完成由封閉網(wǎng)絡(luò)到開放網(wǎng)絡(luò)的連接，在保證安全的前提下，車載通信終端就能夠完成對于車載零部件的相關(guān)刷寫操作，即OTA升級功能。

OTA（Over-the-Air）升級一種比較成熟的移動(dòng)終端升級方式，移動(dòng)終端可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級包的下載，然后針對零部件進(jìn)行升級。這種技術(shù)最早應(yīng)用于移動(dòng)手機(jī)的升級。通過OTA功能，可以完成諸如差分升級、固件升級、系統(tǒng)升級等多種類的升級要求，因此將OTA升級方案應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)零部件車載通信終端升級或者車內(nèi)其他零部件升級，將會全面提升車輛功能的服務(wù)質(zhì)量，完善包括車聯(lián)網(wǎng)零部件在內(nèi)的車輛內(nèi)部其他控制器的升級功能，同時(shí)還能為車載多媒體系統(tǒng)、導(dǎo)航等系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的升級，下面就具體介紹相關(guān)的方案。

2　車載通信終端OTA升級方案

針對于車載通信終端OTA升級方式，可以參考一下流程圖流程，如圖1 所示。

圖1　車載通信終端OTA升級流程

首先，后臺管理人員需要先對OTA升級包進(jìn)行測試和驗(yàn)證，在驗(yàn)證升級包完整性和安全性之后，通過平臺操作將升級包進(jìn)行打包壓縮并上傳到由車廠負(fù)責(zé)的服務(wù)平臺服務(wù)器中，之后平臺服務(wù)器對文件進(jìn)行管理其中包括升級包版本管理、升級內(nèi)容管理、升級操作日志管理等。完成第一步之后，后臺服務(wù)器會將更新的升級信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布給對應(yīng)的車輛，此時(shí)車主用戶可以通過手機(jī)應(yīng)用和車輛多媒體顯示屏進(jìn)行更新內(nèi)容的提示，車主用戶可以通過手機(jī)應(yīng)用和車輛對媒體顯示屏進(jìn)行升級功能的確認(rèn)。車輛多媒體顯示屏確認(rèn)升級能夠滿足車輛在運(yùn)行時(shí)完成車載通信終端的OTA升級需求，而通過手機(jī)應(yīng)用確認(rèn)是為了滿足車輛在不使用的情況下完成OTA升級，兩種形式基本可以覆蓋大部分車輛的狀態(tài)，同時(shí)需要設(shè)置同意倒計(jì)時(shí)機(jī)制，如果客戶不確認(rèn)會在倒計(jì)時(shí) 30秒之后自動(dòng)確認(rèn)OTA升級。

當(dāng)?shù)玫酱_認(rèn)OTA升級的指令之后，車載通信終端可以通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器，服務(wù)器通過識別車型和版本來進(jìn)行OTA升級包的推送，此時(shí)需要注意的是升級包必須在最大限度內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)的壓縮，以便于節(jié)省數(shù)據(jù)流量的消耗。另外，在升級包下載的過程中，車載通信終端必須保持電源的正常提供，同時(shí)支持差分升級包、固件升級包的下載，并且能夠支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳功能，這樣才能保證OTA升級包的完整性。

在傳輸和下載的過程中，需要注意幾個(gè)比較重要的問題：首先就是OTA升級包的完整性，完整性是所有OTA升級的前提，因此能否傳輸完整的升級包成了OTA升級的關(guān)鍵，其次需要注意的就是文件傳輸和下載文件的安全性。文件在傳輸和下載的過程中需要有復(fù)雜的校驗(yàn)機(jī)制。目前車聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制功能加密都是采用國際比較流行的AES 128算法或者自主設(shè)計(jì)的加密算法，OTA文件下載可以借鑒車聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制的加密方法進(jìn)行一定的修改來設(shè)計(jì)單獨(dú)的加密認(rèn)證機(jī)制，由于OTA升級涉及相關(guān)控制器功能，因此盡量不要采用與其他加密方式一樣的算法。

當(dāng)完成OTA升級包下載過程之后，車載通信終端就可以開始升級過程。首先車載通信終端需要對OTA升級包進(jìn)行解壓縮，完成解壓縮之后需要開始軟件的升級。升級過程中必須要保持車輛電池電量充足，不會出現(xiàn)中途斷點(diǎn)的情況，同時(shí)升級過程為全部不可見升級過程，不需要展示給車主用戶查看升級進(jìn)度。另外，需要保證如果車載通信終端在升級不成功的情況下能夠完成版本回滾，這樣就能保證車載通信終端不會因?yàn)樯壊怀晒Χ霈F(xiàn)終端故障，確保功能的有效性。只有保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性和容錯(cuò)機(jī)制，才能保障OTA升級的正常運(yùn)行。

在車載通信終端完成OTA升級之后，就能夠按照新更新的功能進(jìn)行車聯(lián)網(wǎng)功能的使用。需要注意的是后臺服務(wù)器管理平臺需要能夠記錄所有的升級日志，后臺服務(wù)器能夠滿足根據(jù)車輛車聯(lián)網(wǎng)功能激活時(shí)間、車輛所在位置等條件進(jìn)行指定范圍的升級，只有具備了這樣的后臺服務(wù)器，才能夠滿足OTA全部的升級需求。

3　總結(jié)與展望

以上已經(jīng)介紹了所有關(guān)于車載通信終端 OTA升級的方案，具體應(yīng)該注意的事項(xiàng)也可以根據(jù)在OTA升級方案進(jìn)行不斷地完善。OTA升級技術(shù)不但能夠完成對于車載通信終端的軟件、固件的升級，還能夠?qū)噧?nèi)其他控制器（比如一鍵啟動(dòng)控制器PEPS、多媒體主機(jī)控制器MHU、車身控制器BCM）進(jìn)行 OTA升級，另外還能夠針對導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行在線升級，這樣就能更好地解決車載導(dǎo)航在線更新的問題。目前國家已經(jīng)強(qiáng)制要求新能源汽車支持OTA在線升級，已解決新能源車更好上傳電池相關(guān)信息的需求，作者相信隨著車內(nèi)以太網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)OTA遠(yuǎn)程升級、遠(yuǎn)程升級安全等相關(guān)技術(shù)的不斷完善，OTA遠(yuǎn)程升級會發(fā)揮更大的功能，能夠在保證安全的前提下對車內(nèi)所有的控制器進(jìn)行軟件升級。

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