本實用新型涉及通信技術領域，尤其涉及一種汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術：

隨著電子電氣等行業(yè)的快速發(fā)展，汽車電子智能化的訴求也越來越強，消費者希望駕駛動力性、舒適性、經(jīng)濟性以及娛樂性更強的汽車。整車廠商為了提高產(chǎn)品競爭力，將越來越多的娛樂、輔助電子控制系統(tǒng)加入到汽車控制中，例如高級駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driving Assistant System，ADAS)、高清攝像頭HDC、智能儀表IICM、智能空調(diào)控制系統(tǒng)(Heating Ventilation and Air Conditioning，HVAC)、智能語音IAS等。但是，由于控制器局域網(wǎng)路(Controller Area Network，CAN)總線的最高傳輸速率為1Mbit/s，通常汽車中CAN總線的實際使用速率最高為500kbit/s，大量娛樂性、輔助性的電子控制單元(Electronic Control Unit，ECU)涉及高清圖片、高清視頻、語音、音樂等數(shù)據(jù)量大的信息的傳輸，這就要求更高通訊速率的通訊方式，從而保證信息傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中部分車輛用ECU涉及數(shù)據(jù)量大的信息的傳輸，而現(xiàn)有CAN總線的傳輸速率無法滿足要求的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)，包括：

多協(xié)議路由節(jié)點和至少一個娛樂輔助節(jié)點，每個娛樂輔助節(jié)點分別通過以太網(wǎng)和所述多協(xié)議路由節(jié)點相連接，所述多協(xié)議路由節(jié)點配置了至少一種轉換器，以對各娛樂輔助節(jié)點之間的信號進行解析轉換，實現(xiàn)各娛樂輔助節(jié)點之間的通信。

優(yōu)選地，所述娛樂輔助節(jié)點包括以下任意一種或多種：智能空調(diào)控制器、高清攝像頭、智能儀表、高級駕駛輔助、高清播放器。

優(yōu)選地，所述多協(xié)議路由節(jié)點和至少一個CAN總線相連接，所述多協(xié)議路由節(jié)點配置將CAN總線的信號與各娛樂輔助節(jié)點的信號進行解析轉換的轉換器，實現(xiàn)CAN總線與各娛樂輔助節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信。

優(yōu)選地，所述CAN總線分別與動力節(jié)點和/或車身節(jié)點相連接。

優(yōu)選地，所述動力節(jié)點包括以下任意一種或多種：

發(fā)動機管理系統(tǒng)、電子助力轉向系統(tǒng)、安全氣囊模塊、變速箱控制單元、電子穩(wěn)定控制、電子駐車制動模塊、Ⅱ型車載自動診斷系統(tǒng)診斷接口。

優(yōu)選地，所述車身節(jié)點包括以下任意一種或多種：

電池傳感器、智能發(fā)電機、車身控制模塊、倒車雷達模塊、自適應前大燈、多功能方向盤、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、無鑰匙進入及啟動系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述CAN總線的兩端分別設置終端電阻。

優(yōu)選地，所述終端電阻分別集成在位于CAN總線兩端的節(jié)點中。

優(yōu)選地，所述CAN總線兩端的節(jié)點分別為：Ⅱ型車載自動診斷系統(tǒng)診斷接口和無鑰匙進入及啟動系統(tǒng)。

一種汽車，包括如上所述的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)。

本實用新型提供的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)，包括：多協(xié)議路由節(jié)點和至少一個娛樂輔助節(jié)點，每個娛樂輔助節(jié)點分別和所述多協(xié)議路由節(jié)點相連接組成汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)，所述多協(xié)議路由節(jié)點配置了至少一種轉換器，以對各娛樂輔助節(jié)點之間的信號進行解析轉換，實現(xiàn)各娛樂輔助節(jié)點之間的通信。這樣就可以實現(xiàn)各娛樂輔助節(jié)點之間的通信，并且由于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率可達到100Mbps，能滿足各種娛樂輔助節(jié)點之間的通信需求。

進一步地，本實用新型提供的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)的多協(xié)議路由節(jié)點和至少一個CAN總線相連接，所述多協(xié)議路由節(jié)點配置將CAN總線的信號與各娛樂輔助節(jié)點的信號進行解析轉換的轉換器，實現(xiàn)CAN總線與各娛樂輔助節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信。

進一步地，本實用新型提供的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)的CAN總線分別與動力節(jié)點和/或車身節(jié)點相連接，這樣可以實現(xiàn)各娛樂輔助節(jié)點與動力節(jié)點和/或車身節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信，以實現(xiàn)各種功能。此外，由于動力節(jié)點和/或車身節(jié)點通過CAN總線通信，這能保證各動力節(jié)點和/或車身節(jié)點之間數(shù)據(jù)通信的高可靠性。例如，動力節(jié)點中的變速箱控制單元發(fā)送倒檔信號通過CAN總線傳輸給多協(xié)議路由節(jié)點，再由多協(xié)議路由節(jié)點通過以太網(wǎng)發(fā)送給高清攝像頭，高清攝像頭接收到倒檔信號后開始采集倒車影像傳輸給多協(xié)議路由節(jié)點，再由多協(xié)議路由節(jié)點通過以太網(wǎng)發(fā)送給高清播放器進行顯示，這樣既保證了各動力節(jié)點和/或車身節(jié)點之間數(shù)據(jù)通信的高可靠性，同時滿足了娛樂輔助節(jié)點對數(shù)據(jù)傳輸速度的要求。

進一步地，本實用新型提供的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)還包括終端電阻，消除通信電纜中的信號反射，能有效提高數(shù)字通信的抗干擾性和可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型所提供的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)的第一種結構示意圖；

圖2是本實用新型所提供的多協(xié)議路由節(jié)點的一種結構示意圖；

圖3是本實用新型所提供的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)的第二種結構示意圖；

圖4是本實用新型所提供的CAN總線網(wǎng)絡及汽車以太網(wǎng)的一種結構示意圖。

附圖標記：

在圖1-圖4中：

1 多協(xié)議路由節(jié)點

2 娛樂輔助節(jié)點

3 動力節(jié)點

4 車身節(jié)點

5 終端電阻

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

現(xiàn)有技術通常通過CAN總線實現(xiàn)各娛樂輔助節(jié)點之間的通信，但是現(xiàn)有技術中CAN總線的實際使用速率最高為500kbit/s。無法滿足汽車的ADAS、HDC、IICM、HVAC、IAS等娛樂輔助節(jié)點對數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。

本實用新型提供了一種汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)，以解決CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸速率無法滿足現(xiàn)有需求的問題。以太網(wǎng)單對非屏蔽雙絞線電纜的數(shù)據(jù)傳輸速率可達到100Mbps，能滿足上述節(jié)點對數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。此外，以太網(wǎng)無需屏蔽線纜，可顯著降低系統(tǒng)復雜性、連接成本和布線重量，并且，以太網(wǎng)可以便于向光纖標準拓展，靈活性和可剪裁性強。

如圖1所示，是本實用新型所提供的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)的第一種結構示意圖。其中，該汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)可以包括：多協(xié)議路由節(jié)點1和至少一個娛樂輔助節(jié)點2，每個娛樂輔助節(jié)點2分別通過以太網(wǎng)和所述多協(xié)議路由節(jié)點1相連接，所述多協(xié)議路由節(jié)點1配置了至少一種轉換器，以對各娛樂輔助節(jié)點2之間的信號進行解析轉換，實現(xiàn)各娛樂輔助節(jié)點2之間的通信。

在本實施例中，該汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)采用星型拓撲結構，其中，多協(xié)議路由節(jié)點1為以太網(wǎng)的中心節(jié)點，各娛樂輔助節(jié)點2為以太網(wǎng)的節(jié)點，所述娛樂輔助節(jié)點2包括以下任意一種或多種：車載高級駕駛輔助系統(tǒng)、高清攝像頭、智能儀表、智能空調(diào)控制系統(tǒng)(Heating Ventilation and Air Conditioning，HVAC)、高清播放器等。整個網(wǎng)絡由中心節(jié)點執(zhí)行集中式通信控制管理，各節(jié)點間的通信都要通過中心節(jié)點，即每一個要發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點都將要發(fā)送到數(shù)據(jù)發(fā)送中心節(jié)點，再由中心節(jié)點負責將數(shù)據(jù)解析轉換，并發(fā)送到目地節(jié)點，也就是說多協(xié)議路由節(jié)點1作為網(wǎng)關，完成上述各以太網(wǎng)節(jié)點之間的圖像、語音、視頻等傳輸轉換。

在一個具體實施例中，以視頻采集播放為例進行說明：車身上的高清攝像頭采集的車輛外圍的高清視頻通過以太網(wǎng)傳輸給多協(xié)議路由節(jié)點1，再由多協(xié)議路由節(jié)點1傳輸給高清播放器進行駕駛室內(nèi)的高清視頻顯示。當然還可以實現(xiàn)高級駕駛輔助等功能，其它具體功能不再一一列舉。

本實用新型提供的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)，各娛樂輔助節(jié)點2的語音、視頻、高清圖像等信息通過以太網(wǎng)進行傳輸，通訊速率快、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，其設計合理，運行可靠。

此外，多協(xié)議路由節(jié)點1除支持娛樂輔助節(jié)點2的數(shù)據(jù)傳輸外還可以實現(xiàn)接收CAN總線的信號，這樣為以太網(wǎng)的各節(jié)點和CAN總線上的動力節(jié)點3和/或車身節(jié)點4兼容于一個網(wǎng)絡提供了條件。如圖2所示，是本實用新型所提供的多協(xié)議路由節(jié)點的一種結構示意圖，該多協(xié)議路由節(jié)點1和至少一個CAN總線相連接，所述多協(xié)議路由節(jié)點1配置將CAN總線的信號與各娛樂輔助節(jié)點2的信號進行解析轉換的轉換器，實現(xiàn)CAN總線與各娛樂輔助節(jié)點2之間的數(shù)據(jù)通信。

在本實施例中，該多協(xié)議路由節(jié)點1的連接方式可以為將CAN總線的CAN高線、CAN低線分別接入多協(xié)議路由節(jié)點1的相應接口處即可。當整車具有多個CAN總線時，接入方法與單個CAN總線的接入方法相似，在此不再詳述。

如圖3所示，是本實用新型所提供的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)的第二種結構示意圖。其中，所述多協(xié)議路由節(jié)點1和至少一個CAN總線相連接，所述CAN總線分別與動力節(jié)點3和/或車身節(jié)點4相連接。

進一步地，為了消除在通信電纜中的信號反射，所述CAN總線的兩端分別設置終端電阻5。在通信過程中，有兩種原因導致信號反射：阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。1.阻抗不連續(xù)是指信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有，信號在這個地方就會引起反射。這種信號反射的原理，與光從一種媒質進入另一種媒質要引起反射是相似的。消除這種反射的方法，就必須在電纜的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻5，使電纜的阻抗連續(xù)。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的，因此，在通訊電纜的另一端可跨接一個同樣大小的終端電阻5。2.阻抗不匹配，引起反射的主要表現(xiàn)在通訊線路處在空閑方式時，整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)混亂。為了提高網(wǎng)絡的各節(jié)點的拓撲能力，CAN總線兩端可以接有120Ω等的抑制反射的終端電阻5，它對匹配總線阻抗起著非常重要的作用，如果忽略此電阻，會使數(shù)字通信的抗干擾性和可靠性大大降低，甚至無法通信。當然，終端電阻5的阻值可以根據(jù)實際使用效果而定，例如118Ω、124Ω、130Ω等，在此僅是示意性示例。

如圖4所示，是本實用新型所提供的CAN總線網(wǎng)絡及汽車以太網(wǎng)的一種結構示意圖。

在本實施例中，所述動力節(jié)點3包括以下任意一種或多種：發(fā)動機管理系統(tǒng)、電子助力轉向系統(tǒng)(Electrical Power Steering，EPS)、安全氣囊模塊、變速箱控制單元、電子穩(wěn)定控制、電子駐車制動模塊、Ⅱ型車載診斷系統(tǒng)(On Board DiagnosticsⅡ，OBDⅡ)診斷接口。所述車身節(jié)點4包括以下任意一種或多種：電池傳感器、智能發(fā)電機、車身控制模塊、倒車雷達模塊、自適應前大燈、多功能方向盤、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、無鑰匙進入及啟動系統(tǒng)(Passive Entry Passive Start，PEPS)。

進一步對，所述CAN總線兩端的節(jié)點分別為：OBDⅡ診斷接口和無鑰匙進入及啟動系統(tǒng)，所述終端電阻5分別集成在位于CAN總線兩端的節(jié)點中。這樣做的好處是可以保證終端電阻5穩(wěn)定性及節(jié)約單獨配置終端電阻5成本。

在一個具體實施例中，CAN總線分別與Ⅱ型車載自動診斷系統(tǒng)診斷接口、發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS、電子穩(wěn)定程序ESC、電子助力轉向系統(tǒng)EPS、安全氣囊模塊ABM、電子駐車制動模塊EPB、車身控制單元BCM、無鑰匙進入及啟動系統(tǒng)PEPS等相連接，各單元均采用CAN總線協(xié)議，傳輸速率為500kbit/s；其中OBD診斷接口和PEPS模塊作為終端節(jié)點，終端節(jié)點各配置120歐姆終端電阻5。CAN總線與所述多協(xié)議路由節(jié)點1相連接，各娛樂輔助節(jié)點2為以太網(wǎng)節(jié)點，多協(xié)議路由節(jié)點1作為網(wǎng)關，完成上述各以太網(wǎng)節(jié)點之間的圖像、語音、視頻等傳輸轉換，同時以太網(wǎng)節(jié)點的信號與CAN總線上各節(jié)點的信號通過多協(xié)議路由節(jié)點1進行解析轉換，以滿足各節(jié)點的功能需要。以下以倒車影像采集顯示為例進行說明：動力節(jié)點3中的變速箱控制單元發(fā)送倒檔信號通過CAN總線傳輸給多協(xié)議路由節(jié)點1，再由多協(xié)議路由節(jié)點1通過以太網(wǎng)發(fā)送給高清攝像頭，高清攝像頭接收到倒檔信號后開始采集倒車影像傳輸給多協(xié)議路由節(jié)點1，再由多協(xié)議路由節(jié)點1通過以太網(wǎng)發(fā)送給高清播放器進行顯示。

本實用新型提供的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)與CAN總線組成混合網(wǎng)絡系統(tǒng)，既保證了各動力節(jié)點3和/或車身節(jié)點4之間數(shù)據(jù)通信的高可靠性，同時滿足了娛樂輔助節(jié)點2對數(shù)據(jù)傳輸速度的要求。此外，該CAN總線還包括終端電阻5，可以消除通信電纜中的信號反射，能有效提高數(shù)字通信的抗干擾性和可靠性。

相應地，本實用新型還提供了一種汽車，包括如上所述的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)。

雖然本實用新型是結合以上實施例進行描述的，但本實用新型并不限定于上述實施例，而只受權利要求的限定，本領域普通技術人員能夠容易地對其進行修改和變化，但并不離開本實用新型的實質構思和范圍。