随着传感器技术、移动通信技术和信息处理技术的发展,智能交通系统（ITS）成为解决道路拥堵问题的有效手段;车联网是实现智能交通系统的重要组成部分,车辆作为一个网络节点接入到互联网中,能够实现与道路基础设施、其他车辆和管理中心的信息交流。本文通过对国内外智能交通系统和车联网的研究,设计了一款集成CAN总线网络、以太网技术、GPRS无线通信技术和NB-IoT无线通信技术的车联网网关控制器,能够实现有线网络和无线网络的数据互转,车内数据的实时传输和对外交流,具有一定的研究和开发价值。根据车载应用高实时性、大数据量、高速率传输和连接外部网络的要求,设计了以ARM STM32F4芯片为主控制器,集成有CAN、以太网、GPRS和NB-IoT四个通信模块的车联网网关控制器硬件系统方案;在完成上述各个模块的芯片选型后,基于ARM STM32F4芯片进行了模块化的原理图设计和“信号-地-电源-信号”的四层板PCB设计。以Keil为软件开发环境,在FreeRTOS操作系统的框架下进行了CAN、以太网、GPRS和NB-IoT的程序设计,完成了包括CAN模块的初始化、接收和发送程序,以太网模块的TCP/IP通信设计,无线模块的入网通信设计,各通信模块之间的协议转换设计。为了保证车联网数据传输的安全,针对信息来源无法确认的问题,采用国密算法SM3结合随机数对CAN网络节点和网关控制器身份进行双向认证,有效地杜绝了虚假信息源的信息传输;针对CAN数据传输透明化的问题,采用国密算法SM4结合CBC模式对CAN网络节点上传给网关控制器的CAN报文进行加密,有效地解决了攻击者窥视明文的操作。最后基于相关硬件平台,利用多个辅助软件对车联网网关控制器CAN和以太网、CAN和USART协议转换功能的验证,完成了对包括身份认证和信息加密的信息安全验证。对集成了车内网络技术和无线通信技术的车联网网关控制器进行研究,完成了CAN、以太网、GPRS和NB-IoT四个通信模块的软硬件设计和信息安全设计,经过实验验证了CAN和以太网、CAN和USART协议转换功能,信息安全功能的有效性。