速锐得深入解析吉利几何CAN总线数据通信网络的拓扑层级框架技术

在现代汽车工业中,车辆的电子控制单元(ECU)之间的通信至关重要。这种通信大多通过控制器局域网络(CAN)总线实现,它是德国BOSCH公司于20世纪80年代初开发的一种串行数据通信协议。随着技术的不断进步,吉利旗下的新能源汽车品牌——吉利几何,也采用了这一技术来实现其车辆内部各个系统之间的高效、可靠的通信。今天,我们就来深入了解一下吉利几何CAN总线数据通信网络的拓扑层级框架技术。

在CAN总线网络中,拓扑层级框架指的是网络中节点的层次结构,它决定了信息的传输路径和优先级。在吉利几何的车型中,CAN总线网络通常采用多层级的结构,以满足不同系统之间复杂且多样化的通信需求。

在吉利几何的CAN总线网络中,我们可以观察到几个主要的拓扑层级框架应用技术:

1、第一层级:这是最高优先级的层级,通常用于关键的车辆控制系统,如汽车动力系统管理、制动系统控制、发动机运行及传感器工作状态等。在这一层级中,信息传输的实时性和可靠性要求极高,因此采用了最快的传输速率和最短的数据传输延迟。例如,大部分的传感器采用的是SENT协议,这个协议下,每秒有300万帧的数据,灵敏度超高,数据传输和响应时间最为快速,一般在CAN网络下是无法获取到某帧的数据,但是通过高级的微处理器下,采样频率均可以达到这个级别,如果需要高灵敏度、高精度的数据,那么SENT协议下,采集的方式就不是不通过CAN网络协议的了。

2. 第二层级:这一层级通常用于车辆的辅助控制系统,车身控制系统等,例如空调系统、车窗、车门控制、雨刮、车灯控制等。虽然这些系统的实时性要求不如第一层级那么高,但仍然需要保证信息的准确传递。这些速率基本偏低,在CAN网络下,大概均为100毫秒,实时性要求不强。在CAN网络采集数据的界面,基本也是靠后,比如速锐得解码中控台原车协议控制按键下的一些操作CAN协议指令、LIN协议指令,从速率就可以轻松从CAN排序从后往前匹配破解和采集,这样的话,效率更高。

3. 第三层级:这一层级包含了车辆的舒适性和娱乐系统,如导航系统、音响系统等。这些系统的数据传输可以容忍更长的延迟和较低的传输速率,但是随着现在车载以太网的进入,对实时性要求比较高,但是对稳定性的要求又大幅降低,这些并不影响行车安全,大部分车依旧采用LIN协议传输、CAN协议传输,要想获得这些数据,做起来并不复杂,只是费人工,在4G/5G网络技术下,如果出现BUG,远程升级程序就可以了,当然,之前也有出现过升级司机、黑屏、OTA固件更新错误的情况,他们只是需要时间而已,不确定的因素也有网络因素。

4. 第四层级:最低的层级,通常用于车辆的UDS诊断和维护信息传输。这一层级的数据流量较小,但对准确性和可靠性的要求依然很高。这类CAN数据的传输,基本是停车状态下的UDS诊断请求,因为行车过程中执行这些操作,往往会对ECU造成干扰。如果是停车模式下的启动状态,采用UDS请求,基本上ECU的反馈也会存在延时或者丢包,因为诊断协议下的数据请求一般都不会用在行车途中,采集数据的速率也比较慢,为的就是避免对ECU原本工作的干扰,也有一些ECU不发达的车型,速度稍微快点就报故障码。

也许在设计吉利几何的CAN总线网络时,汽车工程师们会根据每个系统的功能和需求,将其分配到合适的拓扑中,这样的分层设计不仅保证了关键系统的通信不受干扰,还能有效地管理和优化整个网络的数据流。

在吉利几何汽车的CAN总线网络中,采用了一种称为“星形拓扑”的结构。这种结构以中央控制单元为核心,各个ECU子系统如发动机控制模块、车身控制模块等均通过单独的线路(LIN线、CAN线)与中央控制单元相连。这样的设计使得数据传输更为高效,因为每个子系统都可以直接与中央控制单元通信,而不需要通过其他网关节点转发信息。

星形拓扑的优势在于,它能提供更高的数据传输速率和更好的故障隔离能力。如果某个子系统出现故障,不会影响到其他系统的正常工作,这对于保障车辆的安全性至关重要。此外,星形拓扑还便于扩展,随着车辆功能的增加,可以轻松地将新的子系统接入网络。

然而,星形拓扑也有其局限性,最主要的问题是成本较高。因为每个子系统都需要单独的连接线路,这无疑增加了材料和布线的复杂性。为了解决这个问题,吉利几何汽车在设计时采用了模块化的思想,将功能相关的子系统集成在一起,共享相同的通信线路,这样既保证了通信的效率,又降低了成本。

除了星形拓扑外,吉利几何汽车的CAN总线网络还采用了环形拓扑和总线形拓扑的混合结构。环形拓扑是指每个节点都与两个相邻节点相连,形成一个闭环,而总线形拓扑则是所有节点都连接到一条主干线上。这种混合结构的设计旨在提高网络的冗余性和鲁棒性,即使部分线路发生故障,数据仍然可以通过其他路径传输,确保了车辆在极端情况下的可靠运行。

在实际应用中,吉利几何汽车的CAN总线网络拓扑技术已经得到了充分地验证。无论是在日常驾驶还是在复杂的道路条件下,这一技术都能保证车辆各个系统之间的顺畅通信,从而提高了整车的性能和用户体验。

为了确保通信的可靠性,吉利几何的CAN总线网络还采用了多种容错机制。例如,当某个节点发生故障时,网络能够自动隔离该节点,防止错误信息的传播。速锐得通过UDS协议,采集了相关电池包的主要数据,其中包括了总电压、总电流、SOC、DC-DC状态、绝缘电阻、最高电压电池子系统号、最高电压电池单体代号、电池单体电压最高值、最低电压电池子系统号、最低电压电池单体代号、电池单体电压最低值、最高温度子系统号、最高温度探针序号、最高温度值、最低温度子系统序号、最低温度探针序号、最低温度值、最高报警状态、SOH、所有电池分组组别下的单体电压数据、所有探针数据、采集时间、车架号、电池编码、车辆状态、充电状态、车速、累计里程等,并对数据包进行校验,确保数据的完整性和正确性。

在实车运行下,吉利几何的CAN总线网络通过精细的拓扑设计,实现了高效的信息传输和处理。吉利几何CAN总线网络的拓扑技术是车辆内部通信的关键。通过对不同系统的需求进行分层管理,吉利几何确保了车辆控制的实时性、可靠性和效率。随着未来汽车电子化程度的不断提高,我们也能看到,吉利几何的CAN总线网络将继续发展,为智能汽车时代的到来提供坚实的网络通信技术基础。

热爱是纯粹的,数据应该也是。

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