汽車網(wǎng)關(guān)（gateway）系統(tǒng)的作用原理及部分車型網(wǎng)關(guān)位置

近期，很多客戶反饋汽車遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端無法直接通過OBD接口采集汽車CAN數(shù)據(jù)，其實(shí)這個(gè)原理上說的是簡單，但是實(shí)際操作起來就比較復(fù)雜，那今天我給大家梳理下，共同再熟悉了解下網(wǎng)關(guān)，繞過網(wǎng)關(guān)來采集數(shù)據(jù)，或者直接在網(wǎng)關(guān)上采集數(shù)據(jù)。

一、網(wǎng)關(guān)是何方神圣？

我們知道，從一個(gè)房間走向另一個(gè)房間，需要經(jīng)過一扇門。在汽車上，這些動(dòng)腦筋的工程師把這個(gè)簡單的進(jìn)出門用到了汽車上：從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，需要經(jīng)過一道“關(guān)口”，有的可能還不止一個(gè)，有 “嘉峪關(guān)、潼關(guān)、平陽關(guān)”，車載網(wǎng)絡(luò)的這個(gè)關(guān)口，就是網(wǎng)關(guān)（getaway）。

網(wǎng)關(guān)作為汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心控制裝置，網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)不同結(jié)構(gòu)和特征的CAN總線網(wǎng)絡(luò)及其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)交換、故障診斷等工作。

網(wǎng)關(guān)是在采集不同體系結(jié)構(gòu)或協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行互通時(shí)，用于提供協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)交換等網(wǎng)絡(luò)兼容功能的設(shè)備，也可以通俗的叫他網(wǎng)絡(luò)之間的連接器、協(xié)議的轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)的翻譯器。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域互聯(lián)，也可以用于局域互聯(lián)，充當(dāng)著轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者設(shè)備，在使用不同協(xié)議、數(shù)據(jù)或者語言，甚至兩種體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩個(gè)系統(tǒng)之間，做翻譯。

之前還有個(gè)網(wǎng)橋的概念，比如CAN轉(zhuǎn)RS232這樣的，就是類似一個(gè)網(wǎng)橋，網(wǎng)關(guān)對收到的信息（例如DBC）要重新打包，以適應(yīng)目標(biāo)系統(tǒng)需求，同時(shí)，網(wǎng)關(guān)還提供過濾和安全，那我們在OBD接口讀取不到任何數(shù)據(jù)，比如大眾車型只能采集個(gè)OBD的電壓，特斯拉獲得一個(gè)VIN碼（用于上牌），通通屬于被網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)過濾的功能給過濾掉了。

二、網(wǎng)關(guān)的作用

暫且簡單說下，主要體現(xiàn)的幾個(gè)方面，有專業(yè)人士勿噴：

1、網(wǎng)關(guān)把局域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成可以識(shí)別的ACKII碼，比如OBD2診斷數(shù)據(jù)，方便診斷。

2、協(xié)調(diào)低速率信息與高速率信息在汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息共享。

3、負(fù)責(zé)接受和轉(zhuǎn)發(fā)信息。

4、激活某個(gè)控制單元或者某局域網(wǎng)的工作。

5、實(shí)現(xiàn)對整車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的同步。

6、翻譯。

網(wǎng)關(guān)會(huì)連接不同類型的總線系統(tǒng)，例如CAN信息、CAN診斷、CAN驅(qū)動(dòng)、儀表、舒適等等，這里面區(qū)別比較大，發(fā)動(dòng)機(jī)CAN一般是高速率、診斷及舒適性CAN是低速率，多媒體等有的采用以太網(wǎng)、MOST等總線系統(tǒng)，那網(wǎng)關(guān)就得保證這些數(shù)據(jù)交換的正常進(jìn)行，保證不同速率的數(shù)據(jù)總線通過網(wǎng)關(guān)得以協(xié)同工作。

速銳得在2014年就破解了寶馬全系的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，主要研究了DCAN、KCAN及PTCAN。傳輸速率為100kbit/s的KCAN（車身CAN總線）相當(dāng)于地鐵的速度，主要是車身控制功能部分實(shí)現(xiàn)出來會(huì)用到；傳輸速率500kbit/s的PTCAN（動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)CAN總線）相當(dāng)于綠皮火車的速度；傳輸速率為10Mbit/s的安全氣囊系統(tǒng)總線（byte flight，不展開講）相當(dāng)于動(dòng)車的速度；傳輸速率為22.5Mbit/s的影音娛樂系統(tǒng)總線（MOST）相當(dāng)于高鐵的速度，盡管各個(gè)總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)流量都不盡相同，差異巨大，但在安全和網(wǎng)關(guān)模塊（等同于深圳站）的統(tǒng)籌安排和智慧調(diào)度下，管上了公交、出租、地鐵、高鐵及小綠皮，平穩(wěn)運(yùn)行、協(xié)同工作。

不同的總線系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)到達(dá)網(wǎng)關(guān)后，網(wǎng)關(guān)這邊是要做進(jìn)一步的處理，在網(wǎng)關(guān)中過濾各個(gè)信息的速度、數(shù)據(jù)量和緊急程度，并在必要時(shí)進(jìn)行緩沖存儲(chǔ)，同時(shí)還要做故障的監(jiān)控和診斷工作，比村婦女主任還忙。

三、網(wǎng)關(guān)工作原理

就按剛才說的，用火車站轉(zhuǎn)換旅客的過程來說明網(wǎng)關(guān)的工作原理最為合適，在某個(gè)車站，站臺(tái)1到達(dá)一列動(dòng)車組（驅(qū)動(dòng)CAN總線，數(shù)據(jù)傳輸速率為500kbit/s）車上有數(shù)百名旅客（數(shù)據(jù)），在站臺(tái)2已經(jīng)有一列普快列車（車身BCM信息CAN總線，數(shù)據(jù)傳輸速率為100kbit/s），在等待，有一些旅客就要換到這列普快列車上，有一些乘客要換乘到特快列車?yán)^續(xù)旅行，當(dāng)然，也有很多時(shí)候旅客是從這一列火車上下來到候車廳去等待相應(yīng)的車次，這相當(dāng)于網(wǎng)關(guān)信息的緩沖作用。

車站的這種換乘功能，即讓旅客換車，以便通過速度不同的交通工具到達(dá)各自的目的的功能，與驅(qū)動(dòng)CAN總線和舒適信息CAN總線兩種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)功能是相同的，網(wǎng)關(guān)的主要任務(wù)是使兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸速率不同的系統(tǒng)之間能正常進(jìn)行信息交換。

四、網(wǎng)關(guān)都裝在什么位置？

先說個(gè)復(fù)雜點(diǎn)的，在寶馬車系中，中央網(wǎng)關(guān)模塊、安全和網(wǎng)關(guān)模塊、多音頻系統(tǒng)控制器、便捷進(jìn)入起動(dòng)系統(tǒng)、控制顯示、組合儀表、車身網(wǎng)關(guān)等控制單元都具有網(wǎng)關(guān)功能。在奧迪和大眾車系中，根據(jù)車型的不同，網(wǎng)關(guān)可能安裝在組合儀表內(nèi)、車上供電控制單元內(nèi)、獨(dú)立的網(wǎng)關(guān)控制單元或者車載遠(yuǎn)程智能網(wǎng)關(guān)。

由于通過CAN總線的所有信息都供網(wǎng)關(guān)使用，所以，網(wǎng)關(guān)也用做診斷接口，老款的大眾及奧迪通過K線來查詢診斷信息，現(xiàn)在基本都用診斷CAN來完成這個(gè)工作。

奧迪A8的數(shù)據(jù)總線診斷接口（網(wǎng)關(guān)）承襲為人熟知的功能，它與CAN舒適、CAN驅(qū)動(dòng)、CAN擴(kuò)展、CAN顯示與操作、CAN診斷、FlexRay總線、MOST總線、LIN總線系統(tǒng)連接，一般安裝在行李箱右側(cè)電控箱，所連接的總線電路主要作用有：

1、控制單元聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

2、MOST總線環(huán)形診斷控制單元

3、蓄電池監(jiān)控裝置控制單元

4、發(fā)電機(jī)

5、穩(wěn)壓器

奧迪A7的數(shù)據(jù)總線網(wǎng)關(guān)安裝在后座椅下的中間位置；

寶馬數(shù)據(jù)總線網(wǎng)關(guān)安裝在主駕駛位曲腳狀態(tài)的地毯下面；

保時(shí)捷的網(wǎng)關(guān)在主駕駛座椅下，無線智能網(wǎng)關(guān)在副駕駛手套箱前方；

大眾普遍在中控臺(tái)油門踏板上方。

特斯拉model3在副駕駛靠近右腳的裝飾面板側(cè)上方。

結(jié)語：項(xiàng)目可以不做，搞壞車可不行

那我們了解了網(wǎng)關(guān)及各個(gè)車載通訊系統(tǒng)中存在不同的速率交互信息，這里在了解與操作的同時(shí)，也要特別提醒下各位車聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程智能終端，特別是帶汽車控制類的，復(fù)雜CAN數(shù)據(jù)交互類的、汽車整車控制策略類的、CAN報(bào)文轉(zhuǎn)譯類的項(xiàng)目，搞不定不要強(qiáng)行搞，別把好車搞了一堆故障碼，先咨詢下速銳得。