智能汽车车载TSN网络参数优化配置研究
发布时间：2021-11-29 00:20
随着汽车行业逐步向智能化、网联化发展,众多信息系统开始应用于汽车之中,车载网络中出现了大量摄像头节点和音视频节点。传统的车载网络难以满足带宽需求,因此带宽高、拥有良好应用基础的以太网成为焦点。IEEE和SAE等组织推出了一系列协议标准,旨在将以太网推广至车载应用中,其中IEEE专门成立了时间敏感网络（Time-Sensitive Networking,TSN）工作组进行研究。目前TSN网络仍处于标准化阶段,因此具有重要的研究意义和应用价值。本论文以国家自然科学基金及相关企业项目为依托,通过研究原协议和分析国内外相关文献资料,对TSN网络调度机制和参数优化进行了研究。首先,对TSN网络通信协议标准进行研究,分析智能汽车网络架构和应用系统,对其中最为关键的高级驾驶辅助系统建立了TSN网络调度模型;在此基础上,对网络中流预留类消息进行了最坏响应时间分析,给出了最坏响应时间计算公式。其次,基于时间感知整型机制对调度模型中的主调度器进行了状态机设计,再基于网络实时性和带宽利用率要求,建立了TSN网络带宽参数优化模型,并给出求解该模型的TBPO算法。最后,利用工具开发了TSN网络设计工具,在mat...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BroadR-Reach物理层示意图
对网络的实时性则有了更高的要求，TSN 网络即是基于 AVB 网络相关协议，增加了适用于控制信号的各种补充协议，如 IEEE802.1Qbv 门控制调度、IEEE802.1Qbu 帧抢占等，从而保证传输符合控制消息的实时性需求，以符合汽车的高可靠性、实时性控制运用场景。因此，本章节基于对智能汽车网络调度的研究，依据 ADAS 系统应用建立对应的网络拓扑，并构建了了车载 TSN 网络模型，通过分析计算得出了网络中流预留消息的最坏响应时间计算公式。3.1 智能汽车中 TSN 应用3.1.1 智能汽车网络系统目前应用以太网的智能汽车网络架构如图 3. 1 所示，整个网络中采用了多种网络标准混合使用。传统的动力总线和车身总线对实时性、可靠性要求较高，依然采用的是 CAN/CAN-FD。智能汽车中新增了辅助驾驶系统相关应用、娱乐系统和Telematics 系统等，这些系统中应用了众多音视频节点和摄像头节点，传输的数据对带宽要求较高，实时性要求较动力系统相对较低，因此采用了以太网进行通信，不同的网络之间通过中央网关进行交互[33]。
第五章 TSN 网络通信试验系统搭建化问题解决算法，并基于 SQLServer 2016 和 Microsoft Visual S具，制作了 TSN 网络带宽参数设计软件。该软件主要包括三个构如图 5. 6 所示。数据库管理系统通过 SQL Server 开发，针对网络设计过程中所，建立包含如下各项信息的数据库表：）TSN 网络信息表：用于存储用于测试的整个网络的相关信息，建人员、创建时间和网络描述；
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最优传输可靠度的FlexRay网络参数配置[J]. 王跃飞,刘红军,吴晔,黄斌,舒成才. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(07)
[2]智能网联汽车网络架构方案研究[J]. 郭丽丽,菅少鹏,陈新,陈效华. 汽车科技. 2017(03)
[3]下一代汽车网络:车载以太网技术现状与发展[J]. 呼布钦,秦贵和,刘颖,于赫,吴星辰. 计算机工程与应用. 2016(24)
[4]AVB网络流量整形帧模型端到端延迟计算[J]. 李二帅,何锋,熊华钢. 北京航空航天大学学报. 2017(07)
[5]车载以太网技术及标准化[J]. 李巍,张丽静,王燕芳. 电信网技术. 2016(06)
[6]车载时间敏感网络技术综述[J]. 杨浩,秦贵和,于赫,王愚. 计算机应用与软件. 2015(08)
[7]基于时间约束的汽车FlexRay网络动态段参数设计[J]. 王跃飞,殷健力,张利,王涛. 中国机械工程. 2014(15)
[8]博通BroadR-Reach以太网解决方案开创汽车互连新时代[J]. 杨碧玲. 集成电路应用. 2012(01)
博士论文
[1]差分演化算法的改进及其在聚类分析中的应用研究[D]. 龚文引.中国地质大学 2010
[2]安全关键DCS中控制网络调度的相关问题研究[D]. 王跃飞.合肥工业大学 2009
硕士论文
[1]车载时间敏感网络流预留协议研究[D]. 提芳.西安电子科技大学 2018
[2]智能汽车Ethernet AVB网络参数优化配置研究[D]. 黄斌.合肥工业大学 2018
[3]车载Ethernet AVB/TSN框架下的多流属性注册协议研究与实现[D]. 刘红运.西安电子科技大学 2017
[4]时间调度网络流量规划技术研究[D]. 姚晓魁.电子科技大学 2017
[5]基于Ethernet AVB的汽车混合网络的分析与设计[D]. 李海宁.重庆邮电大学 2016
[6]基于AUTOSAR的汽车FlexRay网络通信管理研究[D]. 张亚生.合肥工业大学 2016
[7]车载Ethernet AVB节点设计与实现[D]. 常青.吉林大学 2015
[8]汽车FlexRay网络动态段调度及优化配置研究[D]. 殷健力.合肥工业大学 2014
本文编号：3525450
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BroadR-Reach物理层示意图
对网络的实时性则有了更高的要求，TSN 网络即是基于 AVB 网络相关协议，增加了适用于控制信号的各种补充协议，如 IEEE802.1Qbv 门控制调度、IEEE802.1Qbu 帧抢占等，从而保证传输符合控制消息的实时性需求，以符合汽车的高可靠性、实时性控制运用场景。因此，本章节基于对智能汽车网络调度的研究，依据 ADAS 系统应用建立对应的网络拓扑，并构建了了车载 TSN 网络模型，通过分析计算得出了网络中流预留消息的最坏响应时间计算公式。3.1 智能汽车中 TSN 应用3.1.1 智能汽车网络系统目前应用以太网的智能汽车网络架构如图 3. 1 所示，整个网络中采用了多种网络标准混合使用。传统的动力总线和车身总线对实时性、可靠性要求较高，依然采用的是 CAN/CAN-FD。智能汽车中新增了辅助驾驶系统相关应用、娱乐系统和Telematics 系统等，这些系统中应用了众多音视频节点和摄像头节点，传输的数据对带宽要求较高，实时性要求较动力系统相对较低，因此采用了以太网进行通信，不同的网络之间通过中央网关进行交互[33]。
第五章 TSN 网络通信试验系统搭建化问题解决算法，并基于 SQLServer 2016 和 Microsoft Visual S具，制作了 TSN 网络带宽参数设计软件。该软件主要包括三个构如图 5. 6 所示。数据库管理系统通过 SQL Server 开发，针对网络设计过程中所，建立包含如下各项信息的数据库表：）TSN 网络信息表：用于存储用于测试的整个网络的相关信息，建人员、创建时间和网络描述；
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最优传输可靠度的FlexRay网络参数配置[J]. 王跃飞,刘红军,吴晔,黄斌,舒成才. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(07)
[2]智能网联汽车网络架构方案研究[J]. 郭丽丽,菅少鹏,陈新,陈效华. 汽车科技. 2017(03)
[3]下一代汽车网络:车载以太网技术现状与发展[J]. 呼布钦,秦贵和,刘颖,于赫,吴星辰. 计算机工程与应用. 2016(24)
[4]AVB网络流量整形帧模型端到端延迟计算[J]. 李二帅,何锋,熊华钢. 北京航空航天大学学报. 2017(07)
[5]车载以太网技术及标准化[J]. 李巍,张丽静,王燕芳. 电信网技术. 2016(06)
[6]车载时间敏感网络技术综述[J]. 杨浩,秦贵和,于赫,王愚. 计算机应用与软件. 2015(08)
[7]基于时间约束的汽车FlexRay网络动态段参数设计[J]. 王跃飞,殷健力,张利,王涛. 中国机械工程. 2014(15)
[8]博通BroadR-Reach以太网解决方案开创汽车互连新时代[J]. 杨碧玲. 集成电路应用. 2012(01)
博士论文
[1]差分演化算法的改进及其在聚类分析中的应用研究[D]. 龚文引.中国地质大学 2010
[2]安全关键DCS中控制网络调度的相关问题研究[D]. 王跃飞.合肥工业大学 2009
硕士论文
[1]车载时间敏感网络流预留协议研究[D]. 提芳.西安电子科技大学 2018
[2]智能汽车Ethernet AVB网络参数优化配置研究[D]. 黄斌.合肥工业大学 2018
[3]车载Ethernet AVB/TSN框架下的多流属性注册协议研究与实现[D]. 刘红运.西安电子科技大学 2017
[4]时间调度网络流量规划技术研究[D]. 姚晓魁.电子科技大学 2017
[5]基于Ethernet AVB的汽车混合网络的分析与设计[D]. 李海宁.重庆邮电大学 2016
[6]基于AUTOSAR的汽车FlexRay网络通信管理研究[D]. 张亚生.合肥工业大学 2016
[7]车载Ethernet AVB节点设计与实现[D]. 常青.吉林大学 2015
[8]汽车FlexRay网络动态段调度及优化配置研究[D]. 殷健力.合肥工业大学 2014
本文编号：3525450
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