CN104702475A - 车载信息系统及其组网方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车载信息系统及其组网方法，该系统包括：主控制器；从控制器；一个或多个输入输出设备；其中，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备均具有至少两个以太网接口，并且各设备的以太网接口经由以太网线逐个连接形成环网，各设备采用以太网协议自动组网。本发明能够以较低的成本来满足车载信息系统的数据传输需求。

Description

车载信息系统及其组网方法

技术领域

本发明涉及一种车载信息系统及其组网方法。

背景技术

随着经济和技术的发展，汽车内的车载信息系统的功能日益繁多，结构也越来越复杂。例如，一些高档汽车中的车载信息系统，大多包括一个设置在中控台的带显示屏的主控制器、两个分别设置于前排座椅头枕后面以供后排乘员观看使用的带显示屏的子控制器、设置在汽车内部四周的5.1声道音响以及设置在汽车外部四周的摄像头。这些设备之间不仅仅有数据的交互，而且还有控制命令的交互，而且由于需要播放高品质的影音文件，所以交互的数据量非常大，因此，各设备之间的连接也显得至关重要。

在仅有一个主控制器和两个或四个扬声器的情况下，用金属互连线直接将主控制器分别与扬声器相连，尚能满足需求，但在目前车载信息系统结构日益复杂的情况下，这种方式明显不能满足实际需求。

现有技术中，有一种方案用光缆将各设备逐个连接，形成一个环网。这种方式虽然能满足功能需求，但成本较高，导致价格高昂。

现有技术中还有一种方案，在主控制器与其他各设备之间设置网关，主控制器与各设备之间基于以太网协议进行控制命令和数据的传输。这种方案虽然硬件成本稍低，但因其需要在网络传输层对数据包进行处理，所以软件开发难度较大，采用这种方案开发得到的硬软件解决方案的价格非常昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种车载信息系统及其组网方法，能够以较低的成本来满足车载信息系统的数据传输需求。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种车载信息系统，包括：

主控制器；

从控制器；

一个或多个输入输出设备；

其中，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备均具有至少两个以太网接口，并且各设备的以太网接口经由以太网线逐个连接形成环网，各设备采用以太网协议自动组网。

根据本发明的一个实施例，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备在发送数据时，所述至少两个以太网接口均发送数据。

根据本发明的一个实施例，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备经由自身的以太网接口接收到数据时，如果接收到的数据是自身需要的，则通过网络传输层向应用层上报。

根据本发明的一个实施例，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备经由自身的以太网接口接收到数据时，如果接收到的数据不是自身需要的，则转发该数据。

根据本发明的一个实施例，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备经由自身的以太网接口接收到数据时，如果接收到的数据重复，则丢弃该数据。

根据本发明的一个实施例，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备均包括处理器和以太网接口控制器，该处理器通过该以太网接口控制器对所述以太网接口进行控制以及数据交互。

本发明还提供了一种车载信息系统的组网方法，包括：

提供主控制器、从控制器以及一个或多个输入输出设备，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备均具有至少两个以太网接口；

将所述主控制器、从控制器以及一个或多个输入输出设备的以太网口经由以太网线逐个连接形成环网，各设备采用以太网协议自动组网。

根据本发明的一个实施例，该方法还包括：在发送数据时，所述主控制器、从控制器或输入输出设备的至少两个以太网接口均发送数据。

根据本发明的一个实施例，该方法还包括：在接收数据时，所述主控制器、从控制器或输入输出设备对经由以太网口接收到的数据进行判断，如果接收到的数据是自身需要的，则通过网络传输层向应用层上报。

根据本发明的一个实施例，该方法还包括：在接收数据时，所述主控制器、从控制器或输入输出设备对经由以太网口接收到的数据进行判断，如果接收到的数据不是自身需要的，则转发该数据。

根据本发明的一个实施例，该方法还包括：在接收数据时，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备对经由以太网口接收到的数据进行判断，如果接收到的数据重复，则丢弃该数据。

根据本发明的一个实施例，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备均包括处理器和以太网接口控制器，该处理器通过该以太网接口控制器对所述以太网接口进行控制以及数据交互。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例的车载信息系统中，主控制器、从控制器以及其他输入输出设备都设置有至少两个以太网口，各个设备的以太网口之间通过以太网线逐个连接组成环网，并且各个设备采用以太网协议自动组网，此方案采用以太网的方式自动组网形成环网，可以在数据链路层进行网络控制，成本非常低。

附图说明

图1是本发明实施例的车载信息系统的网络拓扑结构示意图；

图2是本发明实施例的车载信息系统内的设备的结构框图；

图3是本发明实施例的车载信息系统内的设备的网络分层结构示意图；

图4是本发明实施例的车载信息系统的组网方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

本实施例的车载信息系统包括主控制器、一个或多个从控制器以及一个或多个输入输出设备，其中各个设备都具有至少两个以太网接口，各个设备通过以太网接口和以太网线逐个连接形成环网，并且各个设备采用以太网协议进行通信以自动组网。

参考图1，在一非限制性的例子中，该车载信息系统可以包括：主控制器11、从控制器12、仪表盘13、多个扬声器14以及多个摄像头15，上述这些设备都具有2个以太网接口。

其中，主控制器11可以设置在车辆中控台。从控制器12可以设置在汽车前排座椅后方，以供后排乘员观看和使用。主控制器11和从控制器12例如可以具有显示屏、控制按钮等。

仪表盘13可以设置在车辆驾驶位之前。多个扬声器14可以分别设置在车厢内适当的位置，以提供多声道音响功能。多个摄像头15可以分别设置在车辆外部四周。

更进一步而言，主控制器11的第一以太网接口通过以太网线与第四扬声器14的第一以太网接口相连；主控制器11的第二以太网接口通过以太网线与从控制器12的第一以太网接口相连；从控制器12的第二以太网接口与仪表盘13的第一以太网接口相连；仪表盘13的第二以太网接口与第一扬声器14的第一以太网接口相连；第一扬声器14的第二以太网接口与第二扬声器14的第一以太网接口相连；第二扬声器14的第二以太网接口与第三扬声器14的第一以太网接口相连；第三扬声器14的第二以太网接口与第四摄像头15的第二以太网接口相连；第四摄像头15的第一以太网接口与第三摄像头15的第二以太网接口相连；第三摄像头15的第一以太网接口与第二摄像头15的第二以太网接口相连；第二摄像头15的第一以太网接口与第一摄像头15的第二以太网接口相连；第一摄像头15的第一以太网接口与第五摄像头14的第二以太网接口相连；第五摄像头14的第一以太网接口与第四摄像头14的第二以太网接口相连。

通过上述连接方式，主控制器11、从控制器12、仪表盘13、多个扬声器14以及多个摄像头15形成环网，并且采用以太网协议自动组网，从而可以实现数据的通信。

进一步而言，各个设备配设的两个以太网接口均可以收发数据。在发送数据时，两个以太网接口均发送数据；在接收数据时，各个设备对经由以太网接口接收到的数据进行判断，判断其是否是设备自身需要的，如果是，则通过网络传输层向应用层上报；如果不是设备自身需要的，则转发；如果数据是重复的，则丢弃。数据收发过程中的上述控制操作可以在数据链路层执行。

通过上述方案实现了自动组成环网，而且环网数据不会丢失。本方案由于采用以太网接口以及以太网协议进行组网，在数据链路层进行控制，与传统的采用光缆或者网关的组网方式相比，成本非常低。

需要说明的是，以上仅是一个非限制性的例子，车载信息系统中的输入输出设备并不限于扬声器、仪表盘以及摄像头，其数量也并不限于上述给出的例子。

参考图2，图2示出了车载信息系统中包含的设备20的结构框图，该设备20可以是车载信息系统中的任一设备，例如可以是图1所示的主控制器11、从控制器12、仪表盘13、扬声器14或摄像头15。

该设备20包括以太网接口21、处理器22和以太网接口控制器23。其中，以太网接口21的数量可以是2个，但并不限于此，还可以是2个以上。处理器22经由以太网接口控制器23对以太网接口21进行控制，以及与以太网接口21之间进行数据交互。作为一个非限制性的例子，以太网接口控制器23可以采用现场可编程门阵列（FPGA）来实现。以太网接口控制器23可以在数据链路层对数据的传输进行控制，从而实现发送数据、向应用层上报数据、转发数据、丢弃数据等功能。处理器22可以采用各种通用或专用的处理器来实现，例如可以用系统级芯片（SOC）来实现。

作为一个非限制性的例子，处理器22与以太网接口控制器23之间可以通过PCIE接口耦合，以太网接口控制器23和以太网接口21之间可以通过MJ接口耦合。

参考图3，图3示出了本实施例的车载信息系统内的设备的网络分层结构示意图，该设备可以是图1所示的主控制器11、从控制器12、仪表盘13、扬声器14或摄像头15。该设备划分为物理层31、数据链路层32、网络传输层33和应用层34。结合图2和图3，物理层31可以对应于图2所示的以太网接口21，主要用于物理电信号的发送和接收；数据链路层32和网络传输层33可以对应于图2所示的以太网接口控制器23，用于实现数据传输的控制；应用层34对应于图2所示的处理器22，用于实现上层应用。或者，该数据链路层32可以对应于以太网接口控制器23，而网络传输层33和应用层34可以对应于以太网接口控制器23。

参考图4，本实施例还提供了一种车载信息系统的组网方法，包括如下步骤：

步骤S11，提供主控制器、从控制器以及一个或多个输入输出设备，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备均具有至少两个以太网接口；

步骤S12，将所述主控制器、从控制器以及一个或多个输入输出设备的以太网口经由以太网线逐个连接形成环网，各设备采用以太网协议自动组网。

步骤S11中提供的主控制器例如可以是图1所示的主控制器11，步骤S11中提供的从控制器例如可以是图1所示的从控制器12，步骤S11中提供的输入输出设备例如可以是图1所示的仪表盘13、扬声器14以及摄像头15。该主控制器、从控制器以及输入输出设备的结构例如可以是图2所示的结构。

步骤S12中组成的环网的拓扑结构例如可以是图1所示的拓扑结构。

关于该组网方法以及组网形成的环网结构的更多详细信息，请参考前述实施例中关于车载信息系统的相关描述。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种车载信息系统，其特征在于，包括：

主控制器；

从控制器；

一个或多个输入输出设备；

其中，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备均具有至少两个以太网接口，并且各设备的以太网接口经由以太网线逐个连接形成环网，各设备采用以太网协议自动组网。

2.根据权利要求1所述的车载信息系统，其特征在于，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备在发送数据时，所述至少两个以太网接口均发送数据。

3.根据权利要求1所述的车载信息系统，其特征在于，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备经由自身的以太网接口接收到数据时，如果接收到的数据是自身需要的，则通过网络传输层向应用层上报。

4.根据权利要求1所述的车载信息系统，其特征在于，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备经由自身的以太网接口接收到数据时，如果接收到的数据不是自身需要的，则转发该数据。

5.根据权利要求1所述的车载信息系统，其特征在于，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备经由自身的以太网接口接收到数据时，如果接收到的数据重复，则丢弃该数据。

6.根据权利要求1所述的车载信息系统，其特征在于，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备均包括处理器和以太网接口控制器，该处理器通过该以太网接口控制器对所述以太网接口进行控制以及数据交互。

7.一种车载信息系统的组网方法，其特征在于，包括：

提供主控制器、从控制器以及一个或多个输入输出设备，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备均具有至少两个以太网接口；

将所述主控制器、从控制器以及一个或多个输入输出设备的以太网口经由以太网线逐个连接形成环网，各设备采用以太网协议自动组网。

8.根据权利要求7所述的车载信息系统的组网方法，其特征在于，还包括：在发送数据时，所述主控制器、从控制器或输入输出设备的至少两个以太网接口均发送数据。

9.根据权利要求7所述的车载信息系统的组网方法，其特征在于，还包括：在接收数据时，所述主控制器、从控制器或输入输出设备对经由以太网口接收到的数据进行判断，如果接收到的数据是自身需要的，则通过网络传输层向应用层上报。

10.根据权利要求7所述的车载信息系统的组网方法，其特征在于，还包括：在接收数据时，所述主控制器、从控制器或输入输出设备对经由以太网口接收到的数据进行判断，如果接收到的数据不是自身需要的，则转发该数据。

11.根据权利要求7所述的车载信息系统的组网方法，其特征在于，还包括：在接收数据时，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备对经由以太网口接收到的数据进行判断，如果接收到的数据重复，则丢弃该数据。

12.根据权利要求7所述的车载信息系统的组网方法，其特征在于，所述主控制器、从控制器以及输入输出设备均包括处理器和以太网接口控制器，该处理器通过该以太网接口控制器对所述以太网接口进行控制以及数据交互。