智能网联汽车的OTA升级方案

邱佳

摘要：近年来，人们越来越依赖汽车和互联网，对信息技术的需求也越来越迫切。面对日益复杂的需求，迫切需要开发智能网联汽车终端的安全远程升级技术。但大多数车载终端没有远程升级功能，需要通过现场预留通信端口数据进行升级。嵌入式终端系统存在实时性差、安全性差、更新维护不方便等问题。智能网联汽车OTA升级技术的特点包括安全性、远程性和智能性。本文分析智能网联汽车面临的安全威胁，针对智能网联汽车终端硬件种类繁多、性能参差不齐、网络条件复杂、可靠性需求高等特点，研究并实现一种智能网联汽车安全远程升级方案。

关键词：网联汽车;智能;OTA升级;流程

前言

汽车作为日常出行的最常用的代步工具，已经成为人们日常生活中不可或缺的组成部分。随着购买者的消费需求的提高，汽车部件的应用和升级也变得越来越重要，其智能化水平直接决定了汽车的竞争力。汽车智能化配件越来越多，其升级和换代的困难和维护成本的提高便毋庸置疑，同时也导致了用户对于智能互联系统的升级和换代的需求越来越高。汽车智联系统中远程升级技术的实现与应用便越发重要。

1、智能网联汽车概述

1.1智能网联汽车的兴起

互联网时代，随着汽车与网络技术的结合，汽车与外界的互动场景越来越多。汽车的发展方向必须是智能化、网络化。基于感知、决策和控制，可以定义智能网联车辆。智能网联汽车利用移动通信网络技术实现网络对复杂环境的感知。智能网联汽车网络感知和互联网技术的融合，促进了共同发展。自主意识与合作将是智能网联汽车未来的发展方向。从网络和信息输入渠道获取信息的最重要途径是网络的自主感知和合作感知。汽车网络是智能网联汽车的主要数据交换方式。

1.2大数据时代下的智能网联汽车

互联网已经进入大数据时代，大数据理论的成熟和确立，引发了大数据产业化探索的高潮。大数据分析的主要对象是数据，数据信息不易伪造。使大数据分析结果真实可靠，具有较高的价值。这些大规模数据的正确使用将对智能网联汽车产业的发展起到极其重要的作用。网络化智能车配备了自主研发的智能车系统，具有阿里大数据、云计算平台、预装嵌入式、等互联网功能。移动通信应用程序和其他应用程序可以播放音乐、遥控车窗、遥控车门、车辆路径记录、车辆驾驶行为记录和最佳路线导航。

1.3智能网联汽车的信息安全

移动通信网络技术是智能网联汽车的基础设施。移动通信网络的特点决定了智能网联汽车与其他移动智能电子设备一样，面临着严峻的信息安全形势。连接智能车辆的每个用户的信息通过开放的移动通信网络传输，这些信息很容易被窃取和收集，智能网联汽车的数据和信息保护变得越来越重要。在互联网时代，许多企业不仅要求用户接受传统的条款和协议并下载私有数据，一旦下载，数据将不会被删除，并可能被无限期滥用，侵犯用户隐私。传统汽车越来越多地受到黑客的攻击，智能网联汽车也在发展，网联智能汽车正逐渐成为损害目标。

2、OTA简介

OTA （ Over- the- Air Technology）空中下载技术是指通过 移动通信的空中接口实现对系统和应用程序进行远程管理的 技术。OTA技术最早岀现在2000年的日本，通过OTA推送 方式，广泛应用于智能手机系统固件升级。随着车辆网络技术的发展，传统车辆正逐步走向智能化和互联化。近十年来，汽车软件的复杂度迅速增加，系统规模越来越大，功能越来越丰富。可以升级功能以改善驾驶体验。大大缩短车载软件系统的开发周期，提高车主满意度和品牌忠诚度，从而带来新的收入增长点，使汽车更具活力。对车载设备的软件问题和安全风险进行快速、低成本的维护。据不完全统计，至少50%的车辆维护成本归因于软件问题带来的安全风险，这使得汽车OTA成为核心竞争力。

3、OTA远程升级技术的研究意义

进入21世纪，随着物联网和移动通信技术的发展，越来越多的互联智能车辆应运而生，并在交通行業发挥着重要作用。然而，产品的功能必须随着环境的变化而变化。基于传统汽车制造经验的方法是将汽车系统终端安装到嵌入式系统中。这种方法就需要将车辆驱动到特定位置，并通过手持硬件设备将嵌入式终端写入新系统。这种方法在一定程度上造成了车辆系统功能升级和更新的延迟和不便，不仅给用户带来了较差的用车体验，也增加了汽车制造商不必要的成本。然而针对嵌入式系统升级成本高、实时性差的缺点，提出了一种网络化智能车辆安全远程升级技术方案。从远程服务器安装开始，确保安全及时地更新车辆终端软件和固件。设备维护人员不再需要在现场或指定地点进行升级，节省了公司运营和收获成本，减少了不必要的社会资源浪费。

4、智能网联汽车OTA升级方案

OTA升级的实际过程分为三个阶段，生成更新包、传 输更新包、安装更新。每个ECU供应商应向OEM提供所有最新的更新包，包括待修复的缺陷或新功能、分包更新订单、更新前和更新后的检查等。新的更新包打包在新文件中，由OEM审核并发布到OTAECS平台。当接收到更新请求时，更新包将通过网络下载到相应的车载模块和特定ECU。车辆可能需要多个设备更新，这些更新也将通过网关统一下载，以接收特定的分布式更新包。升级方案主要步骤如下：

⑴OTA云端按指定的差分包生成算法，生成对应的差 分升级包。

⑵OTA云端根据升级策略，在OTA终端连接上OTA 云端时，主动告知有升级包可供下载并提供下载信息;OTA 终端也可以主动查询是否有升级包可供下载。

⑶OTA终端获知有升级包可供下载，向云端发岀认证请 求，并获得签名数字证书验证许可后，开始下载差分升级包。 传输的差分升级包在云端会通过加密算法进行加密后再传输。

⑷加密的差分升级包在OTA终端进行解密，并按照指 定的差分算法还原成完整的升级包。

⑸OTA终端获取用户许可后.根据网关的升级协议. 传输各个ECU完整的升级包至网关控制器。

⑹网关根据各个ECU的升级适配协议，通知各个ECU 进入升级模式，开始升级ECU软件，并通知OTA终端升级 进度，同时在显示界面对升级进度向用户进行展示。

⑺升级完成，OTA终端提示用户重新起动车。

5、结束语

进入21世纪，智能网联车辆正以前所未有的速度发展。但是，我们也必须看到，智能网联车辆仍处于发展的初级阶段。目前，嵌入式软件、固件和固件远程升级技术仍存在很大的局限性。传统的远程升级技术存在升级对象单一、传输过程不安全等缺点。OTA远程升级技术也是未来智能网联汽车发展的必然趋势。在详细分析智能网联汽车面临的安全威胁及相应措施的基础上，提出了一种应用范围广、安全性高的远程安全升级方案。更新方式方便，更新类型齐全。远程安全更新系统可以同时更新智能电网车辆的远程安全终端。

参考文献

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