发布时间：2022-05-06所属分类：计算机职称论文浏览：1次
摘 要： 摘 要：随着 5G 时代的到来，汽车智能化、网联化和电动化的程度不断提高，车载终端 TBOX 作为车辆与云端的信息交互点，扮演着重要的角色。文章介绍了车联网的概念，终端 T-BOX 的工作原理，还有 T-BOX 的技术现状，并针对现在存在的信息安全问题做出分析，对 T-BOX 的
摘 要：随着 5G 时代的到来，汽车智能化、网联化和电动化的程度不断提高，车载终端 TBOX 作为车辆与云端的信息交互点，扮演着重要的角色。文章介绍了车联网的概念，终端 T-BOX 的工作原理，还有 T-BOX 的技术现状，并针对现在存在的信息安全问题做出分析，对 T-BOX 的发展做出展望。
关键词：汽车智能化;TBOX;技术现状;信息安全
1 车联网定义
车联网概念起源于物联网，与物联网类似，车联网同样基于“端—管—云”的架构模式。起初的狭义车联网是通过无线射频技术，对车辆的动静态信息进行有效的提取。现在随着时代的发展，车联网已发展为以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车-X(X：车、路、行人及互联网等)之间，进行无线通讯和信息交换的大系统网络 [1]。
2 T-Box 定义与原理
T-BOX 作为系统中网络云端和车辆信息交互节点，既扮演者车载 ECU 的角色，也承担着无线通信模块的的重任 [2]。 T-BOX 是基于车规级对可靠性、工作温度、抗电磁干扰等方面的严格要求，通过 GPRS 远程无线通讯、GPS 卫星定位、加速度传感和 CAN 通讯功能，实现车辆远程监控、远程控制、安全监测和报警、远程诊断等多种在线应用的智能标终端。如图 1，近年来，我国 T-BOX 规模稳步增长。
T-BOX 工作时，通过 GPS 模块采集车辆的经度纬度信息，实现车辆的定位信息的获取;通过与车相连的 CAN 线可以读取车辆的总线数据，包括车辆的静态数据，动态数据;采集数据后，通过 GPRS 模块使用 SIM 卡将采集到的信息按既定的传输协议打包发送给云端服务器。云端服务器认证解析后获取车辆运行状况，告警信息，SOC，位置轨迹等等信息，云端对这些信息进行分析并存储。根据不同需求，云端服务器可以下发指令进行相应锁车，远程 OTA 升级等操作，实现车辆的管理与控制。另外还可以使用手机 APP 端进行交互，下发指令，相应的 ECU 做出回应，实现对车辆的反向控制，比如开启车窗，关闭空调，锁车等等操作。
3 T-BOX 的功能分析
T-BOX 品牌多种多样，国内主流 T-Box 企业有华为、慧翰微电子、速锐得等。常见的 T-BOX 的硬件架构方面包括 4G 网络模块、CAN 数据处理、GPS、CPU 处理器、WiFi(Bluetooth)、 MCU 等等，其功能大同小异，其主要功能是对车辆状态信息的采集上报，上层控制命令到 CAN 网络层的转发，对终端系统的实时性和可靠性有很高的要求 [3]。
3.1 车辆数据采集并打包上传
T-BOX 硬件有 can 芯片，具有 CAN 解析功能，它通过接插件直接与车上的 can 总线连接，深度获取车辆的状态信息，例如车辆的运行状态，行驶里程，SOC，电机转速转矩，定位信息、报警信息等等数据，数据采集完成后，新能源汽车按照国标 32960-3 的规定的格式上传，数据内容可以加密，云端服务器按命令单元进行解析，获取车辆的行驶数据，发动机电机数据，报警信息等，以便进行数据分析和共享，对车辆实行监控功能。
3.2 车辆状态查询与控制
用户可以通过手机 app 端远程查看车辆的静动态信息，包括车辆基本信息、发动机数据、电池数据、报警信息等。由此用户可以很清晰明了的知道汽车的运行状况，如果发生报警信息情形，app 端会提醒用户停车维修还是限速行驶，以免发生不必要的事故。用户可以通过 app 端控制开关车门、车窗和空调等，还可以在不影响车辆安全行驶的前提下车辆运行模式等;另外车辆终端有蓝牙模块，可以与手机蓝牙互联，输入正确连接密钥方可连接，首次连接后会发当前车辆控制信息给 app 端，app 端依据前置条件判断可以控制并通过蓝牙传输下发指令，实现操作，并虚化该控制按钮。
3.3 远程救援功能(bcall，ecall 功能)
当前车辆在行驶路途中，发生抛锚等故障时，车辆发送道路救援请求，在呼叫中心的帮助下获得拖车救援服务;车辆如果发生紧急情况，车辆会以最高优先等级呼叫中心，中心通过 T-BOX 定位模块获取车辆的位置及当前运行状态重要信息，继而车辆在中心的帮助下脱离险情。
此外，T-BOX 还具有休眠唤醒策略，FOTA 以及 OBD 诊断等功能。
4 T-BOX 的信息安全
车辆的智能化网络化程度正在迅速提高，随之而来的网络信息安全问题也进一步彰显出来。车联网信息安全方面涉及终端节点、云服务器、app 客户端等一些方面，T-Box 作为车内网与外界信息交换的源头节点，其网络传输安全性的保障对智能网联汽车无疑起着至关重要的作用。
4.1 数据安全性
TBOX 直接与车上的 can 线相连，可以深度读取电机与车身的 can 信息，同时也能发送 can 信息给 VCU，VCU 再发给相应的 ECU 实现对车辆的操作控制。这其中涉及双向传输过程中数据的安全性，一旦数据被恶意劫持，攻击者篡改甚至伪造指令信息来通过 TBOX 发送，将会产生不可估量的后果，所以信息安全技术至关重要，必须通过相应的策略来规避风险。
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为防止传输过程的风险，必须对终端用户的身份进行认证，可以通过数字签名等方法，认证通过方可进行下一步传输，同时必要对传输的数据进行一定程度的加密，同时采用加密芯片，以确保安全性。
4.2 固件安全性
作为 T-BOX 的关键组成部分微处理器和微控制器 MPU、 MCU 的之间的通信至关重要，存储在里面的固件程序带来极大便利性的同时，隐患随之而来。如果采用逆向提取反编译技术，改变参数，将会对车辆造成严重影响。所以为了应对这一问题，必须在设计过程中将固件存储在 MCU 或 MPU 的自带存储单元中，避免采用通用指令集，在程序逻辑正常的前提下，设下一些陷阱，提高逆提取反汇编的难度，提高固件安全性。
4.3 OTA 升级安全性
智能终端软件存在难免潜在的风险和漏洞，必须通过远程升级来进行维护，提高抗风险能力不然会提高返厂运维成本，特斯拉、Jeep 等车企就此类信息安全问题而不得不召回有关车辆。当前环境下，终端在进行远程升级时，易发生软件包被劫持等情况，所以必须确保程序的完整性和准确性，通过加数字签名确定其合法性，在升级过程中，随时监督，若由于网络或其他情况致升级终端，添加保护措施使其恢复到升级之前的状态，保障车辆的正常运行。
5 结语
就目前来说，车联网终端 T-BOX 的发展是时代进步的潮流所趋，无论其怎么变化，都脱胎不了“终端—传输管道— 云端”的物联网架构模式，它给人们的出行带来了极大的便利，同时带来了极大的信息安全挑战，所以在应对信息安全方面，终端节点作为其中的重要一环，必须严格保证其数据传输安全性，加密性以及准确性，延长其生命周期，促进车载终端的进一步发展。——论文作者：刘彤彤
参考文献
[1] 叶平,郝铁亮,赵德华,张晓帆,黄旭玲.从车企的角度对车联网信息安全技术研究[J].汽车实用技术,2019(05):59-63.
[2] 黄少堂. TBox 的一种实现方案[A].中国汽车工程学会(Society of Automotive Engineers of China).2014 中国汽车工程学会年会论文集[C].中国汽车工程学会(Society of Automotive Engineers of China):中国汽车工程学会,2014:6.
[3] 张东伟,王文扬,杜明星,魏克新.基于车联网的车辆远程控制系统设计[J].制造业自动化,2017,39(09):67-71.
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