【摘要】：針對(duì)汽車網(wǎng)絡(luò)安全性、可靠性等通信要求,參照AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范,提出一種基于故障檢測(cè)的FlexRay網(wǎng)絡(luò)通信管理方法,建立了節(jié)點(diǎn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信管理狀態(tài)轉(zhuǎn)換模型,設(shè)計(jì)了Errorcheck狀態(tài)下的分布式故障檢測(cè)機(jī)制,給出了該機(jī)制下FlexRay網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及網(wǎng)絡(luò)管理參數(shù)的計(jì)算方法,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控和協(xié)同休眠功能。VectorCANoe中的仿真試驗(yàn)結(jié)果表明:該方法不僅能夠?qū)崟r(shí)在線管理FlexRay網(wǎng)絡(luò)通信,實(shí)現(xiàn)高效的節(jié)點(diǎn)故障檢測(cè),而且可以有效降低網(wǎng)絡(luò)通信管理帶寬消耗約為5%。該方法為建立高可靠的車載網(wǎng)絡(luò)通信管理系統(tǒng)提供了參考。
【圖文】：

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)（http://www.tcsae.org）2016年106圖1汽車FlexRay網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Fig.1FlexRaynetworksystemofvehicle表1通信矩陣Table1Communicationsmatrix接收節(jié)點(diǎn)Receivingnodes發(fā)送節(jié)點(diǎn)Transmissionnodes信號(hào)名稱Signalname信號(hào)描述Signaldescription信號(hào)周期Signalperiod/msEMSEPSESCEngState發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)4√EngSpd發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速4√√DsdDrvTq驅(qū)動(dòng)扭矩8√√發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)Enginemanagementsystem,EMSEngMechLo發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p傷8√√StrSysStatus轉(zhuǎn)向系統(tǒng)狀態(tài)4√StrSysID轉(zhuǎn)向系統(tǒng)識(shí)別4√StrAngleSpd轉(zhuǎn)向角速度4√電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)Electricpowersteering,EPSStrAngle絕對(duì)轉(zhuǎn)向角4√WhlSpdRR后右輪速度4√WhlSpdRL后左輪速度4√√WhlSpdFR前右輪速度4√√電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)Electronicspeedcontroller,ESCWhlSpdFL前左輪速度4√√由表1可知各節(jié)點(diǎn)之間通信數(shù)據(jù)傳輸量較大、實(shí)時(shí)性要求高，如EMS節(jié)點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和轉(zhuǎn)速信號(hào)、ESC節(jié)點(diǎn)的輪速信號(hào)等，這些信號(hào)能否實(shí)時(shí)傳輸直接影響著汽車的安全運(yùn)行。為確保各節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信的安全性和可靠性，需要建立在線網(wǎng)絡(luò)通信管理機(jī)制，對(duì)總線上各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。1.2AUTOSARNMAUTOSARNM是一種分布式直接網(wǎng)絡(luò)管理，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)接收和發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理消息獨(dú)立進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信管理活動(dòng)，其功能主要有通信功能管理、通信資源管理和節(jié)點(diǎn)通信狀態(tài)監(jiān)控。AUTOSARFlexRayNM主要有總線睡眠模式（bussleepmode）、同步模式（synchronizemode）和網(wǎng)絡(luò)模式（networkmode）3種基本模式[12]。FlexRay節(jié)點(diǎn)初始化后，默認(rèn)進(jìn)入總線睡眠模式，該狀態(tài)下不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理通信。為使所有節(jié)點(diǎn)協(xié)同進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，節(jié)點(diǎn)離開總線睡眠模式后進(jìn)入同步模式，該狀態(tài)下FlexRay?

?息定時(shí)器，激活網(wǎng)絡(luò)管理消息發(fā)送權(quán)，發(fā)送NM-Vote消息、帶重復(fù)消息指示位的NM-Date消息（一種重復(fù)消息）；2）正常運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)收發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理消息，進(jìn)行正常的網(wǎng)絡(luò)管理活動(dòng)；3）準(zhǔn)備睡眠狀態(tài)，啟動(dòng)準(zhǔn)備睡眠計(jì)數(shù)器（ReadySleepCnt），只接收網(wǎng)絡(luò)管理消息，不發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理消息。2基于故障檢測(cè)的網(wǎng)絡(luò)通信管理設(shè)計(jì)2.1節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信管理設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)，在上述AUTOSARNM框架基礎(chǔ)上，提出了基于故障檢測(cè)的FlexRay網(wǎng)絡(luò)通信管理方法。該方法引入了故障檢測(cè)狀態(tài)，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)通信故障的檢測(cè)，各狀態(tài)的轉(zhuǎn)換如圖2所示。圖2節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信管理狀態(tài)圖Fig.2Nodenetworkcommunicationmanagementstatediagram各狀態(tài)轉(zhuǎn)換的觸發(fā)條件如下：1）ECU上電，網(wǎng)絡(luò)通信管理初始化；2）節(jié)點(diǎn)發(fā)出網(wǎng)絡(luò)通信請(qǐng)求；3）節(jié)點(diǎn)同步完成，當(dāng)前重復(fù)周期結(jié)束；4）重復(fù)消息定時(shí)器到期，節(jié)點(diǎn)發(fā)出網(wǎng)絡(luò)通信請(qǐng)求但不發(fā)送重復(fù)消息；5）重復(fù)消息定時(shí)器到期，節(jié)點(diǎn)無(wú)網(wǎng)絡(luò)通信請(qǐng)求且不發(fā)送重復(fù)消息；6）節(jié)點(diǎn)無(wú)網(wǎng)絡(luò)通信請(qǐng)求且不發(fā)送重復(fù)消息；7）節(jié)點(diǎn)不能正常接收其他在線節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)管理消息；8）ReadySleepCnt<1，節(jié)點(diǎn)無(wú)網(wǎng)絡(luò)通信管理請(qǐng)求，且不發(fā)送重復(fù)消息；9）從重復(fù)消息狀態(tài)和正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入故障檢測(cè)狀態(tài)，且檢測(cè)出無(wú)故障；10）ReadySleepCnt>1，節(jié)點(diǎn)發(fā)出重復(fù)消息請(qǐng)求；11）節(jié)點(diǎn)發(fā)出重復(fù)消息請(qǐng)求；12）ReadySleepCnt>1，節(jié)點(diǎn)發(fā)出網(wǎng)絡(luò)通信請(qǐng)求；13）從7）進(jìn)入故障檢測(cè)狀態(tài)，完成故障檢測(cè)且無(wú)故障節(jié)點(diǎn)；14）、15）節(jié)點(diǎn)不能正常接收其他節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)管理消息或自身無(wú)法正常發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理消息；16）故障檢測(cè)狀態(tài)中檢測(cè)出節(jié)點(diǎn)故障；17）由14）、15）進(jìn)入Errorcheck狀態(tài)，完成故障檢測(cè)并檢測(cè)出其他節(jié)點(diǎn)故障；18）從7）進(jìn)入Errorcheck狀態(tài)，完成故障檢測(cè)并檢測(cè)出其他節(jié)點(diǎn)故

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