[发明专利]一种车载有线网络到无线网络的接口设计方法

说明书

本发明公开了一种车内有线网络到无线网络的升级方法。本方法针对车载A类低速网络、B类中速网络、D类高速网络中非车辆行驶安全模块的传输速率要求的差异和有线组网特点，设计车载内部无线网络基于ZIGBEE及WiFi实现的单跳/多跳、集中式/分布式多制式无线网络升级方案，该升级方案本着想前兼容的思想，在尽可能不改动车内原有硬件的基础上拓展出无线接口，从而实现从有线到无线的升级，文中不仅给出了各模块的作用，还结合具体例子讲解了该无线网络的运行过程。

技术领域

本发明涉及无线通信及嵌入式开发的技术领域，具体涉及一种车载有线网络到无线网络的接口设计方法。

背景技术

近年来，移动互联网、物联网、大数据、云计算和人工智能等新一代信息通信技术(ICT)迅猛发展，正在全球范围内掀起新一轮科技革命和产业变革。汽车的智能化、网联化研究正在全球范围内迅速推进，智能网联汽车成为近年来的研究热点。智能网联汽车的两大技术发展主线包括汽车的智能化和汽车的网联化。汽车智能化技术路线是研究依靠多种车载传感器设备的信息采集，使汽车能够实现自主环境感知、决策和运动控制。汽车的网联化是研究基于通信互联，使汽车具有扩展的环境感知、融合的决策实现车辆更加安全精准的运动控制。智能网联汽车的最终实现必须依靠汽车智能化和网联化的深度融合发展，其中实现各种智能信息传感设备间信息共享的汽车网联化尤为重要。当前车载内部网络的互联互通还主要依赖于有线网络连接搭建整车网络，实现车载传感器、控制器、电控单元(Electronic Control Unit,ECU)模块等的信息共享和车辆运动控制。当前车载内部网络根据数据传输速率和安全性要求的不同划分为以下4类网络：

(1)车载A类网络：基于LIN(Electronic Control Unit,LIN)总线架构，面向对传感器、执行器等控制的低速网络，数据传输速率通常在1～10kbit/s。主要面向解决对通信实时性和安全性要求不高的应用，如电动门窗、中央锁、后视镜、座椅调节、灯光照明及早期的汽车故障诊断等。LIN总线是一种辅助的串行通信总线网络，多用于不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，LIN的目标是为现有汽车网络(例如CAN总线)提供辅助功能。基于LIN总线架构的车载A类网络如图1所示。

(2)车载B类网络：基于CAN总线结构，面向独立模块间数据共享的中速网络，传输速率一般为l0～l00kbit/s。主要应用于车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统，基于CAN总线架构的车载B类网络示意图如图2所示。

(3)车载C类网络：基于CAN总线架构，面向高速、实时闭环控制的多路传输，最高传输速率可达1Mbit/s，主要用于悬架控制、牵引控制、发动机控制、ABS等对车辆行驶安全性要求高的车载模块。基于CAN总线架构的车载C类网络示意图如图3所示。

(4)车载D类网络：基于MOST(Media Oriented System Transport,MOST)总线架构，主要面向信息、音视频多媒体系统等。MOST系统可连接汽车音响系统、视频导航系统、车载电视、高保真音频放大器、车载电话、多碟CD播放器等模块，其数据传输速率最高可达22.5Mbit/s，一般采用光纤进行传输。基于MOST总线架构的车载D类网络如图4所示。MOST总线系统采用环形拓扑结构。控制单元通过光导纤维沿环形方向将数据发送到下一个控制单元。这个过程一直在持续进行，直至首先发出数据的控制单元又接收到这些数据为止。可以通过数据总线自诊断接口和诊断CAN总线来对MOST系统进行故障诊断。但MOST由于单一供应商的问题，基础开发成本较高，因此D类网络适合于升级成无线连接的网络。