面向智能汽车的车载网络实时管理机制研究

发布时间：2020-09-18 06:05

　　 随着信息技术、微电子技术、物联网技术的快速发展,汽车控制正由“人”为主体向数字化信息控制方向迈进。智能汽车就是电子化、网络化、智能化时代的产物,通过车载网络将分散式的电控单元(Electronic Control Unit,ECU)进行集中的管理和利用,通过节点间信息的共享与协同,实现智能汽车协同控制功能。随着ECU数量的不断增加和功能愈加复杂,对网络通信的可靠性和安全性提出了更高的要求。车载网络管理就是通过分布式的协同机制保证网络通信的可靠性和安全性。本文在OSEK和AUTOSAR车载网络管理规范标准研究的基础上,对智能汽车控制系统实时网络管理机制实现和OSEK网络管理性能优化两个问题进行较为深入的研究。本论文以安徽省自然科学基金为基础,对车载网络管理机制实现和性能优化进行研究。首先,给出了满足新一代智能汽车控制系统资源共享与协同的分域管理的网络架构,并分析了基于该分层架构的车载网络管理设计要求,接着分析了常用的车载网络管理机制应用于整车网络管理的不足之处,进而提出了基于分层协同的智能汽车实时网络管理方法,并详细设计了基于AUTOSAR UDP NM的主网层Ethernet网络管理机制;其次,基于分层协同网络管理架构,对子网层OSEK直接网络管理性能优化设计进行研究,分析了OSEK DNM定时器参数设计问题的不足,以网络带宽利用率和网络管理实时性为评价指标,建立了动态逻辑环参数优化设计模型,并给出了不同网络状态下的最优R_t求解算法和动态逻辑环节点协同机制;最后,在CANoe软件中搭建了仿真平台并设计了试验方案,验证了分层协同的实时网络管理机制的可行性和子网层动态逻辑环机制的有效性。本文的研究为建立高可靠、低带宽消耗的智能汽车网络通信管理系统进行了有益的尝试。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP315;U463.6
【部分图文】：

TTEthernet服务Fig2.3TTEthernetservice

图 2. 8 以太网帧结构Fig 2.8 Ethernet frame(1) 前导字段前导字段由连续 7 个字节的“10101010”同步序列组成，主要用于实现网络中节点间的时钟同步功能。(2) 帧起始界定符帧起始界定符标识着以太网数据帧传输开始，由一个字节的“10101011”序列表示，其中结尾“11”表示接下来的字段为目的地址。(3) 媒体访问控制目的节点地址媒体访问控制目的节点地址表示接收该数据帧的节点 MAC 地址，该地址由 6个字节组成，其中最高位表示单播/组播地址标志位，当其为“0”时表示该数据帧是一对一传输；为“1”时表示该数据帧是组播的（一对多传输），即接收端是具有某些相同功能的节点；当目的地址所有位均是“1”时表示该数据帧是广播的，即网络中的所有节点都能接收该数据帧。

合肥工业大学学术硕士研究生学位论文有的以CAN为主的车载网络通信架构已经无法满足智能汽车网络通信系统网络拓扑结构过对上述智能汽车自动驾驶通信系统的分析，未来的智能汽车网络两个特点：（1）功能多样化，即 ECU 节点数量大幅增加，图 3.2 显中 ECU 增长的趋势；（2）控制智能化，即 ECU 节点间的耦合性增交互越来越多。

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本文编号：2821301