一種雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及拓?fù)浞椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及拓?fù)浞椒?，包括主線、控制器、CAN收發(fā)器；主線上的每個控制器獨立管理兩路CAN網(wǎng)絡(luò)；每路CAN網(wǎng)絡(luò)采用兩路CAN收發(fā)器，每路CAN收發(fā)器分別連接到控制器的主控芯片的不同CAN控制器口，兩路CAN收發(fā)器獨立工作；當(dāng)一路CAN網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)物理故障時，主控芯片根據(jù)對應(yīng)的協(xié)議自動切換到另一路CAN網(wǎng)絡(luò)上去；每個支線分別與主線上的兩個作為網(wǎng)關(guān)的控制器連接；各主線節(jié)點之間相互進行監(jiān)控以及主線上作為網(wǎng)關(guān)的節(jié)點對其支線節(jié)點進行監(jiān)控。本發(fā)明在不增加技術(shù)成本或者增加少量技術(shù)成本的前提下，大量提高了CAN總線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及拓?fù)浞椒?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車電子網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，具體涉及一種雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及拓?fù)浞椒ā?br>
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車上各類傳感器、控制器數(shù)量不斷增加，同時對電控單元和通信系統(tǒng)的復(fù)雜性提出了新的要求，單一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足需求，因此汽車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。
[0003]現(xiàn)在的CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)大都是根據(jù)控制器之間聯(lián)系的緊密程度進行網(wǎng)絡(luò)分段，一般分為娛樂總線，車身控制總線，動力總線等等，各總線獨立工作并通過網(wǎng)關(guān)進行必要的數(shù)據(jù)交換。
[0004]對于CAN總線車型，許多重要的時實數(shù)據(jù)，都是通過CAN網(wǎng)絡(luò)進行交換，一旦CAN網(wǎng)絡(luò)連接出現(xiàn)問題或者某個節(jié)點出現(xiàn)故障，由于沒有相應(yīng)的數(shù)據(jù)備份，整車數(shù)據(jù)無法交換，導(dǎo)致車輛不能正常工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及拓?fù)浞椒?，解決了在CAN網(wǎng)絡(luò)連接出現(xiàn)問題或者某個節(jié)點出現(xiàn)故障時，由于沒有相應(yīng)的數(shù)據(jù)備份，整車數(shù)據(jù)無法交換，導(dǎo)致車輛不能正常工作的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:包括主線、控制器、CAN收發(fā)器；主線上的每個控制器獨立管理兩路CAN網(wǎng)絡(luò)；每路CAN網(wǎng)絡(luò)采用兩路CAN收發(fā)器，每路CAN收發(fā)器分別連接到控制器的主控芯片的不同CAN控制器口，兩路CAN收發(fā)器獨立工作；當(dāng)一路CAN網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)物理故障時，主控芯片根據(jù)對應(yīng)的協(xié)議自動切換到另一路CAN網(wǎng)絡(luò)上去；每個支線分別與主線上的兩個作為網(wǎng)關(guān)的控制器連接；各主線節(jié)點之間相互進行監(jiān)控以及主線上作為網(wǎng)關(guān)的節(jié)點對其支線節(jié)點進行監(jiān)控。
[0007]主線上的每個控制器連接兩路CAN網(wǎng)絡(luò)，兩路CAN網(wǎng)絡(luò)分別對應(yīng)A通道和B通道，具體包括以下步驟:
[0008]第一步:各主線節(jié)點之間進行監(jiān)控以及主線節(jié)點對支線節(jié)點進行監(jiān)控；
[0009]第二步:獲取主線節(jié)點之間的數(shù)據(jù)
[0010]I)初始狀態(tài)下，作為接收者，主線上的節(jié)點默認(rèn)接收A通道上的所有消息直至監(jiān)控到A通道上某節(jié)點的缺失；作為發(fā)送者，主線上每個節(jié)點負(fù)責(zé)將同一消息同時發(fā)送至A通道和B通道；
[0011 ] 2)主線上的某一節(jié)點M在A通道上檢測到A通道上的另一節(jié)點N的存在標(biāo)志超時或者自身在A通道上進入BUS OFF狀態(tài)，則忽略另一節(jié)點N在A通道上所發(fā)消息并自動檢測B通道上的節(jié)點N所發(fā)消息；若此時B通道上的節(jié)點N存在標(biāo)志存在未超時且在B通道上節(jié)點自身M未進入Bus-Off狀態(tài)，則節(jié)點M立即從B通道上獲取節(jié)點N發(fā)出的消息；
[0012]3)主線上的節(jié)點M在B通道上接收B通道上的節(jié)點N所發(fā)消息的同時檢測到A通道上的節(jié)點N存在標(biāo)志有效且有效狀態(tài)持續(xù)達(dá)到節(jié)點N所發(fā)Alive消息周期的3倍，則立即恢復(fù)至初始狀態(tài)；
[0013]4)若主線節(jié)點在A通道和B通道上的存在標(biāo)志都超時或者進入BUSOFF狀態(tài)，則判定該節(jié)點在主線內(nèi)缺失，則報警；
[0014]第三步:獲取主線節(jié)點與支線節(jié)點之間的數(shù)據(jù)
[0015]I)當(dāng)主線上的節(jié)點作為網(wǎng)關(guān)時，對其支線內(nèi)的所有節(jié)點發(fā)出的消息進行監(jiān)控并形成相應(yīng)的私有報文向主線上發(fā)送；
[0016]2)兩路網(wǎng)關(guān)獨自負(fù)責(zé)各自支線上消息的轉(zhuǎn)發(fā)，通過監(jiān)聽報文判定支線是否故障。
[0017]有益效果:本發(fā)明在不增加技術(shù)成本或者增加少量技術(shù)成本的前提下，大量提高了 CAN總線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，即使其中一條CAN網(wǎng)絡(luò)連接出現(xiàn)問題或者某個節(jié)點出現(xiàn)故障時，也可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份，不影響車輛正常工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0019]圖2為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

【具體實施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)描述。
[0021]如圖2所示，本發(fā)明提供一種雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:包括主線、控制器、CAN收發(fā)器；主線上的每個控制器獨立管理兩路CAN網(wǎng)絡(luò)；每路CAN網(wǎng)絡(luò)采用兩路CAN收發(fā)器，每路CAN收發(fā)器分別連接到控制器的主控芯片的不同CAN控制器口，兩路CAN收發(fā)器獨立工作；當(dāng)一路CAN網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)物理故障時，主控芯片根據(jù)對應(yīng)的協(xié)議自動切換到另一路CAN網(wǎng)絡(luò)上去；每個支線分別與主線上的兩個作為網(wǎng)關(guān)的控制器連接；各主線節(jié)點之間相互進行監(jiān)控以及主線上作為網(wǎng)關(guān)的節(jié)點對其支線節(jié)點進行監(jiān)控。
[0022]本發(fā)明的協(xié)議總則為:通訊主線A與通訊主線B構(gòu)成雙路主線(簡稱主線)。通過網(wǎng)關(guān)接入網(wǎng)絡(luò)的支線(包括動力總線、車身總線和指揮控制總線)構(gòu)成支干總線(簡稱支線)。網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點定時發(fā)送系統(tǒng)指定消息作為節(jié)點存在標(biāo)志。在通信主線上的節(jié)點作為網(wǎng)關(guān)時，對其子網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點存在標(biāo)志(Monitored消息)進行監(jiān)控；在通信主線上的節(jié)點監(jiān)控主線上其他節(jié)點周期發(fā)送的消息(Alive消息)作為其存在的標(biāo)志。
[0023]一種雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞椒ǎ涮卣髟谟?主線上的每個控制器連接兩路CAN網(wǎng)絡(luò)，兩路CAN網(wǎng)絡(luò)分別對應(yīng)A通道和B通道，具體包括以下步驟:
[0024]第一步:各主線節(jié)點之間進行監(jiān)控以及主線節(jié)點對支線節(jié)點進行監(jiān)控；
[0025]第二步:主線節(jié)點之間的數(shù)據(jù)獲取方法
[0026]I)初始狀態(tài)下，作為接收者，主線上的節(jié)點默認(rèn)接收A通道上的所有消息直至監(jiān)控到A通道上某節(jié)點的缺失；作為發(fā)送者，主線上每個節(jié)點負(fù)責(zé)將同一消息同時發(fā)送至A通道和B通道；
[0027]2)主線上的節(jié)點M在A通道上檢測到A通道上的另一節(jié)點N的存在標(biāo)志(alive消息)超時或者自身M在A通道上進入BUS OFF狀態(tài)，則忽略節(jié)點N在A通道上所發(fā)消息并自動檢測B通道上節(jié)點N所發(fā)消息；若此時B通道上該節(jié)點N存在標(biāo)志(alive消息)存在未超時且在B通道上節(jié)點自身M未進入Bus-OfT狀態(tài)，則節(jié)點M立即從B通道上獲取節(jié)點N發(fā)出的消息；
[0028]3)主線上的節(jié)點M在B通道上接收B通道上某節(jié)點N所發(fā)消息的同時檢測到A通道上該節(jié)點N存在標(biāo)志(alive消息)有效且有效狀態(tài)持續(xù)達(dá)到節(jié)點N所發(fā)Alive消息周期的3倍，節(jié)點M在通道A上未處于BusOff狀態(tài)，則立即恢復(fù)至初始狀態(tài)；
[0029]4)若主線節(jié)點在A通道和B通道上的存在標(biāo)志(alive消息)都超時或者進入BUSOFF狀態(tài)，則判定該節(jié)點在主線內(nèi)缺失，則儀表報警；
[0030]第三步:主線節(jié)點與支線節(jié)點之間的數(shù)據(jù)獲取
[0031]I)支線上的節(jié)點之間不支持相互監(jiān)視功能，當(dāng)主線上的節(jié)點作為網(wǎng)關(guān)時，收集支線上各個節(jié)點的特定消息(Monitored消息)作為這些節(jié)點的在線的標(biāo)志(“在線”位)并形成相應(yīng)的私有報文向主線上發(fā)送，同時這條報文也定義為網(wǎng)關(guān)的Alive消息。這條Alive消息的發(fā)送周期為所在支路上網(wǎng)關(guān)所監(jiān)視消息中發(fā)送周期最短的消息周期的2倍。
[0032]2)兩路網(wǎng)關(guān)獨自負(fù)責(zé)各自支線上消息的轉(zhuǎn)發(fā)，通過監(jiān)聽報文判定支線故障
[0033]初始狀態(tài)下，主線節(jié)點M接收某一支線節(jié)點P的功能消息時采用的方法如下:
[0034]在A通道上若節(jié)點M未處于Busoff狀態(tài)，且節(jié)點P所在支路的網(wǎng)關(guān)所發(fā)Alive消息未超時且未超時狀態(tài)保持Alive消息發(fā)送周期的3倍，且Alive消息中節(jié)點P所對應(yīng)的“在線”位有效，且節(jié)點P所發(fā)消息未超時且未超時狀態(tài)保持該功能消息發(fā)送周期的3倍；上述條件得到滿足時，節(jié)點M從A通道上采集消息，否則在B通道上測試上述條件，若在B通道上上述條件存在，則在B通道上采集消息，否則，節(jié)點M使用消息的默認(rèn)值而不從任何一個通道上采集消息。當(dāng)節(jié)點M未在A通道上采集消息，且檢測到上述條件在A通道上得到滿足，則應(yīng)立即切換到A通道上。
[0035]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:包括主線、控制器、CAN收發(fā)器；主線上的每個控制器獨立管理兩路CAN網(wǎng)絡(luò)；每路CAN網(wǎng)絡(luò)采用兩路CAN收發(fā)器，每路CAN收發(fā)器分別連接到控制器的主控芯片的不同CAN控制器口，兩路CAN收發(fā)器獨立工作；當(dāng)一路CAN網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)物理故障時，主控芯片根據(jù)對應(yīng)的協(xié)議自動切換到另一路CAN網(wǎng)絡(luò)上去；每個支線分別與主線上的兩個作為網(wǎng)關(guān)的控制器連接；各主線節(jié)點之間相互進行監(jiān)控以及主線上作為網(wǎng)關(guān)的節(jié)點對其支線節(jié)點進行監(jiān)控。
2.一種雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞椒?，其特征在?主線上的每個控制器連接兩路CAN網(wǎng)絡(luò)，兩路CAN網(wǎng)絡(luò)分別對應(yīng)A通道和B通道，具體包括以下步驟: 第一步:各主線節(jié)點之間進行監(jiān)控以及主線節(jié)點對支線節(jié)點進行監(jiān)控； 第二步:獲取主線節(jié)點之間的數(shù)據(jù) 1)初始狀態(tài)下，作為接收者，主線上的節(jié)點默認(rèn)接收A通道上的所有消息直至監(jiān)控到A通道上某節(jié)點的缺失；作為發(fā)送者，主線上每個節(jié)點負(fù)責(zé)將同一消息同時發(fā)送至A通道和B通道； 2)主線上的某一節(jié)點M在A通道上檢測到A通道上的另一節(jié)點N的存在標(biāo)志超時或者自身在A通道上進入BUS OFF狀態(tài)，則忽略另一節(jié)點N在A通道上所發(fā)消息并自動檢測B通道上的節(jié)點N所發(fā)消息；若此時B通道上的節(jié)點N存在標(biāo)志存在未超時且在B通道上節(jié)點自身M未進入Bus-Off狀態(tài)，則節(jié)點M立即從B通道上獲取節(jié)點N發(fā)出的消息； 3)主線上的節(jié)點M在B通道上接收B通道上的節(jié)點N所發(fā)消息的同時檢測到A通道上的節(jié)點N存在標(biāo)志有效且有效狀態(tài)持續(xù)達(dá)到節(jié)點N所發(fā)Alive消息周期的3倍，則立即恢復(fù)至初始狀態(tài)； 4)若主線節(jié)點在A通道和B通道上的存在標(biāo)志都超時或者進入BUSOFF狀態(tài)，則判定該節(jié)點在主線內(nèi)缺失，則報警； 第三步:獲取主線節(jié)點與支線節(jié)點之間的數(shù)據(jù) 1)當(dāng)主線上的節(jié)點作為網(wǎng)關(guān)時，對其支線內(nèi)的所有節(jié)點發(fā)出的消息進行監(jiān)控并形成相應(yīng)的私有報文向主線上發(fā)送； 2)兩路網(wǎng)關(guān)獨自負(fù)責(zé)各自支線上消息的轉(zhuǎn)發(fā)，通過監(jiān)聽報文判定支線是否故障。
【文檔編號】H04L12/40GK104363156SQ201410604218
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】李大旗, 陳曉俊, 袁勝東, 劉瑞東, 趙欣 申請人:北奔重型汽車集團有限公司