[發(fā)明專利]一種車載有線網(wǎng)絡(luò)到無線網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911313352.1
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111147338B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖健超;孫彥贊;方勇;李軍亮;蘇晉升;張磊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L29/08;H04W4/40;H04W4/48;H04W84/12;H04W84/18
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發(fā)明公開了一種車內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)到無線網(wǎng)絡(luò)的升級方法。本方法針對車載A類低速網(wǎng)絡(luò)、B類中速網(wǎng)絡(luò)、D類高速網(wǎng)絡(luò)中非車輛行駛安全模塊的傳輸速率要求的差異和有線組網(wǎng)特點，設(shè)計車載內(nèi)部無線網(wǎng)絡(luò)基于ZIGBEE及WiFi實現(xiàn)的單跳/多跳、集中式/分布式多制式無線網(wǎng)絡(luò)升級方案，該升級方案本著想前兼容的思想，在盡可能不改動車內(nèi)原有硬件的基礎(chǔ)上拓展出無線接口，從而實現(xiàn)從有線到無線的升級，文中不僅給出了各模塊的作用，還結(jié)合具體例子講解了該無線網(wǎng)絡(luò)的運行過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信及嵌入式開發(fā)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車載有線網(wǎng)絡(luò)到無線網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)計方法。

背景技術(shù)

近年來，移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等新一代信息通信技術(shù)(ICT)迅猛發(fā)展，正在全球范圍內(nèi)掀起新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革。汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化研究正在全球范圍內(nèi)迅速推進(jìn)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車成為近年來的研究熱點。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的兩大技術(shù)發(fā)展主線包括汽車的智能化和汽車的網(wǎng)聯(lián)化。汽車智能化技術(shù)路線是研究依靠多種車載傳感器設(shè)備的信息采集，使汽車能夠?qū)崿F(xiàn)自主環(huán)境感知、決策和運動控制。汽車的網(wǎng)聯(lián)化是研究基于通信互聯(lián)，使汽車具有擴(kuò)展的環(huán)境感知、融合的決策實現(xiàn)車輛更加安全精準(zhǔn)的運動控制。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的最終實現(xiàn)必須依靠汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的深度融合發(fā)展，其中實現(xiàn)各種智能信息傳感設(shè)備間信息共享的汽車網(wǎng)聯(lián)化尤為重要。當(dāng)前車載內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通還主要依賴于有線網(wǎng)絡(luò)連接搭建整車網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)車載傳感器、控制器、電控單元(Electronic Control Unit,ECU)模塊等的信息共享和車輛運動控制。當(dāng)前車載內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率和安全性要求的不同劃分為以下4類網(wǎng)絡(luò)：

(1)車載A類網(wǎng)絡(luò)：基于LIN(Electronic Control Unit,LIN)總線架構(gòu)，面向?qū)鞲衅鳌?zhí)行器等控制的低速網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率通常在1～10kbit/s。主要面向解決對通信實時性和安全性要求不高的應(yīng)用，如電動門窗、中央鎖、后視鏡、座椅調(diào)節(jié)、燈光照明及早期的汽車故障診斷等。LIN總線是一種輔助的串行通信總線網(wǎng)絡(luò)，多用于不需要CAN總線的帶寬和多功能的場合，LIN的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)(例如CAN總線)提供輔助功能。基于LIN總線架構(gòu)的車載A類網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

(2)車載B類網(wǎng)絡(luò)：基于CAN總線結(jié)構(gòu)，面向獨立模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡(luò)，傳輸速率一般為l0～l00kbit/s。主要應(yīng)用于車輛信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統(tǒng)，基于CAN總線架構(gòu)的車載B類網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖2所示。

(3)車載C類網(wǎng)絡(luò)：基于CAN總線架構(gòu)，面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸，最高傳輸速率可達(dá)1Mbit/s，主要用于懸架控制、牽引控制、發(fā)動機控制、ABS等對車輛行駛安全性要求高的車載模塊。基于CAN總線架構(gòu)的車載C類網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖3所示。

(4)車載D類網(wǎng)絡(luò)：基于MOST(Media Oriented System Transport,MOST)總線架構(gòu)，主要面向信息、音視頻多媒體系統(tǒng)等。MOST系統(tǒng)可連接汽車音響系統(tǒng)、視頻導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電視、高保真音頻放大器、車載電話、多碟CD播放器等模塊，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)22.5Mbit/s，一般采用光纖進(jìn)行傳輸。基于MOST總線架構(gòu)的車載D類網(wǎng)絡(luò)如圖4所示。MOST總線系統(tǒng)采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。控制單元通過光導(dǎo)纖維沿環(huán)形方向?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到下一個控制單元。這個過程一直在持續(xù)進(jìn)行，直至首先發(fā)出數(shù)據(jù)的控制單元又接收到這些數(shù)據(jù)為止。可以通過數(shù)據(jù)總線自診斷接口和診斷CAN總線來對MOST系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷。但MOST由于單一供應(yīng)商的問題，基礎(chǔ)開發(fā)成本較高，因此D類網(wǎng)絡(luò)適合于升級成無線連接的網(wǎng)絡(luò)。