73和存儲器93LC46實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)控制器由以太網(wǎng)控制 器RTL8019AS實現(xiàn)，無線收發(fā)器由CC3200實現(xiàn)。
[0035] 作為本發(fā)明的一個實施例，還可使用DTLS(Datagram Transport Layer Security)協(xié)議對UDP數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)(data)區(qū)進(jìn)行加密或簽名，以保證數(shù)據(jù)安全和/或身份認(rèn) 證。因為DTLS協(xié)議被設(shè)計來運行在應(yīng)用程序空間，不要求任何內(nèi)核修改，因此實現(xiàn)加密的代 價也較小。
[0036]以往的車內(nèi)控制器采用CAN總線互聯(lián)，不能實現(xiàn)全分布的對等拓?fù)淠Ｊ健１景l(fā)明實 施例采用對等網(wǎng)絡(luò)作為車內(nèi)控制器的無線互聯(lián)方式，可取得如下的優(yōu)點：
[0037] 1、高性能?；谌植纪?fù)涞幕ヂ?lián)模式，具有去中心化的特點，因此屬于分布式的 架構(gòu)體系，各個節(jié)點間沒有性能上的瓶頸，帶寬利用率高。
[0038] 2、高健壯，易拓展。全分布的拓?fù)淠Ｊ骄哂心凸艉透呷蒎e的優(yōu)點，單個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 的癱瘓對其他節(jié)點的影響很小。整個網(wǎng)絡(luò)會在部分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點失效時自動調(diào)整整體拓?fù)?，?持其他節(jié)點的連通性。同時，因為新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點加入和舊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點退出對其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點影響 小，所以具有易于拓展的特點。
[0039] 3、隱私保護(hù)。以往的CAN總線間的通信為不安全的連接，無可靠的機(jī)制來保證數(shù)據(jù) 傳輸?shù)臋C(jī)密性，本發(fā)明實施例中的網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)可使用成熟的協(xié)議來進(jìn)行加密，從而構(gòu)建 安全的通信信道。
[0040] 以下，對本發(fā)明實施例提供的連接車內(nèi)控制器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的 傳輸延遲是否符合要求進(jìn)行檢測，表1為不同場景下車內(nèi)控制器傳輸延遲說明：
[0041] 表1
[0042]
[0044]在此，使用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件OPNET對本發(fā)明實施例提出的全分布拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真， 統(tǒng)計了網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點的ETE(End-t〇-End，端到端)延遲，對對網(wǎng)絡(luò)的可靠性和有效性進(jìn)行 了客觀地評估。OPNET是在1986年由麻省理工大學(xué)創(chuàng)建的一款網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，其豐富的模型 庫為建立網(wǎng)絡(luò)模型提供了便利，并且可以根據(jù)自己的需要開發(fā)所需要的模型庫。在全分布 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是對等的，它們與相鄰的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有著相同的能力，因此建立 的拓?fù)鋱D如圖6所示。
[0045]圖6中各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模擬了各個車內(nèi)控制器，同時，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的業(yè)務(wù) (Traf f i c)限定為控制信息，5個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的鏈路設(shè)置為點對點全雙工的。每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 的作用有兩個:其一，以一定的數(shù)學(xué)概率產(chǎn)生數(shù)據(jù)包，同時對該數(shù)據(jù)包指定一個整數(shù)來表示 該數(shù)據(jù)包的地址;其二，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點充當(dāng)了數(shù)據(jù)包的接收器，當(dāng)接受到一個數(shù)據(jù)包的時候，需 要判讀數(shù)據(jù)包的目的地址是否為該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，如果是則計算該數(shù)據(jù)包的延遲，計算完后銷 毀數(shù)據(jù)包釋放空間，不是則將該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去。
[0046] 設(shè)置不同的數(shù)據(jù)包包產(chǎn)生速率，運行仿真程序，便可得到圖7所示的結(jié)果：
[0047] 從圖7可以看出，不同發(fā)包速率下節(jié)點間的延遲差別較大，二者的峰值分別為 0.48ms和0.37ms，但這兩個數(shù)值均未超過表1中控制器間端對端的延遲（IOms)。因此，本發(fā) 明實施例提出的車內(nèi)控制器的全分布網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫菨M足實際使用要求的。
[0048] 圖6中仿真的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目為5個，這是考慮到實際的車內(nèi)控制器的數(shù)目是在一個 較小的數(shù)量級，全分布拓?fù)洳捎昧嘶陔S機(jī)圖的洪泛(Flooding)發(fā)現(xiàn)和隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)(Random Walker)機(jī)制，因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模劇增的時候，網(wǎng)絡(luò)流量將會增大，但車內(nèi)控制器數(shù)量在一定 的范圍內(nèi)，就可以完全避免這個問題。
[0049] 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為了描述的方便和簡潔，僅以上述各功 能單元、模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的 功能單元、模塊完成，即將所述裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能單元或模塊，以完成以上 描述的全部或者部分功能。實施例中的各功能單元、模塊可以集成在一個處理單元中，也可 以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中，上述集成的 單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。另外，各功能單 元、模塊的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本申請的保護(hù)范圍。上述系統(tǒng) 中單元、模塊的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。
[0050] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單 元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來實現(xiàn)。這些功能究竟 以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員 可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出 本發(fā)明的范圍。
[0051] 在本發(fā)明所提供的實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的 方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊或單元的劃分， 僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以 結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論 的相互之間的耦合或直接耦合或通訊連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或 通訊連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。
[0052]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯 示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個 網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目 的。
[0053]另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以 是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單 元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。
[0054] 所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用 時，可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案 本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品 的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺 計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā) 明實施例各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、 只讀存儲器（R〇M，Read_Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器（RAM，Random Access Memory)、磁 碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0055] 以上所述實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實 施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各 實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改 或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例各實施例技術(shù)方案的精神和范 圍。
[0056]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種連接車內(nèi)控制器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 基于全分布的對等網(wǎng)絡(luò)，將各車內(nèi)控制器分別作為所述對等網(wǎng)絡(luò)中地位相等的節(jié)點， 構(gòu)成車內(nèi)局域網(wǎng)； 所述車內(nèi)控制器包括電子控制單元ECU、整車控制器VMS、自動防抱死ABS、自動變速箱 AMT及其他控制單元； 所述車內(nèi)控制器基于所述對等網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，共享硬件資源并提供服務(wù)。2. 如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述對等網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)層使用以太網(wǎng)協(xié) 議，傳輸層使用用戶數(shù)據(jù)報UDP協(xié)議。3. 如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述UDP協(xié)議包括基于UDP的數(shù)據(jù)傳輸 UDT協(xié)議。4. 如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，各所述車內(nèi)控制器之間采用無線傳輸?shù)?方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。5. 如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，在所述車內(nèi)控制器的CAN控制器上連接 CAN-UDP協(xié)議轉(zhuǎn)換器，并在所述CAN-UDP協(xié)議轉(zhuǎn)換器上連接數(shù)據(jù)緩存裝置，所述CAN-UDP協(xié)議 轉(zhuǎn)換器和所述數(shù)據(jù)緩存裝置均通過網(wǎng)絡(luò)控制器連接無線收發(fā)器，以完成與其他所述車內(nèi)控 制器的數(shù)據(jù)通信。6. 如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述車內(nèi)控制器連接數(shù)據(jù)緩存裝置，所 述數(shù)據(jù)緩存裝置通過網(wǎng)絡(luò)控制器連接無線收發(fā)器，以完成與其他所述車內(nèi)控制器的數(shù)據(jù)通 {目。7. 如權(quán)利要求5或6所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)緩存裝置包括鎖存器 74LS373和存儲器93LC46,所述網(wǎng)絡(luò)控制器包括以太網(wǎng)控制器RTL8019AS，所述無線收發(fā)器 包括 CC3200。8. 如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，采用數(shù)據(jù)包傳輸層安全性協(xié)議DTLS對 UDP數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行加密或簽名。9. 如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，將分布式散列表DHT引入所述對等網(wǎng)絡(luò)， 構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?0. 如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述其他控制單元包括智能移動終端。
【專利摘要】本發(fā)明適用于汽車控制技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種連接車內(nèi)控制器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括：基于全分布的對等網(wǎng)絡(luò)，將各車內(nèi)控制器分別作為所述對等網(wǎng)絡(luò)中地位相等的節(jié)點，構(gòu)成車內(nèi)局域網(wǎng)；所述車內(nèi)控制器包括電子控制單元ECU、整車控制器VMS、自動防抱死ABS、自動變速箱AMT及其他控制單元；所述車內(nèi)控制器基于所述對等網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，共享硬件資源并提供服務(wù)。本發(fā)明采用全分布拓?fù)涞膶Φ染W(wǎng)絡(luò)將各車內(nèi)控制器相連，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具備去中心化、健壯性、高性價比和易于擴(kuò)展的特點，提高了汽車電控系統(tǒng)的可靠性和安全性。
【IPC分類】H04L29/08
【公開號】CN105592165
【申請?zhí)枴緾N201610075136
【發(fā)明人】李慧云, 唐燁, 嚴(yán)挺, 陳鴻剛, 畢亞雷
【申請人】中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2016年2月2日