CN108768780A - 一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法，涉及汽车电子网络控制系统的实时网络管理技术领域，包括以下具体步骤：将车载网络中的节点构成具有一定工作半径的通信时间环；计算瞬时网络负载率U_T(t_k)；确定节点感知网络的工作状态；确定时间环FlexRay状态监测帧；动态调整通信时间环工作半径大小。本发明优点在于：实现具有网络负载自适应的车载网络在线监测，进而满足高可靠性、低带宽消耗的实时车载网络通信保障需要，保障网络通信的可靠性和安全性。

Description

一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法

技术领域

本发明涉及汽车电子网络控制系统的实时网络管理技术领域，更具体涉及一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法。

背景技术

随着汽车电子化、智能化和信息化的发展，越来越多的汽车电控系统(ECU，Electronic Control Unit)被应用到汽车上，使得汽车电气系统日益复杂。由于系统间通信具有数据量大、类型复杂和实时性高等特点，汽车ECU网络化成为了必然趋势。这也使得汽车网络成为典型的安全关键系统。

未来汽车电子控制系统传输的数据量和实时性要求越来越高，因此必须要保证汽车网络的安全性和可靠性。它不仅要求汽车的硬件节点本身性能可靠，更需要能够实时监控网络状态的网络管理系统。OSEK(Open System and the Corresponding Interfacesfor Automotive Electronics)网络管理(Network Management，NM)是重要的分布式网络安全保障机制，能够保证网络运行的安全性和可靠性。

至今为止，已经有一些学者针对OSEK网络管理进行了相关的研究。OSEK网络管理分为直接网络管理和间接网络管理，Wei Chengjiong将网络负载率作为判决条件，提出了节点动态选择直接与间接网络管理的方法，对于OSEK间接网络管理的研究较少，大多数的学者主要集中在OSEK直接网络的研究，而OSEK直接网络管理的核心是逻辑环机制。逻辑环稳定运行是网络管理功能实现的基础，所以大多数的学者主要集中在如何快速的构建逻辑环，赫勃等采用直接网络管理节点的分组管理和合并的策略，实现网络管理逻辑环的快速构建；而在逻辑环稳定的运行情况下，定时器取值的大小对网络管理系统的实时性有一定的影响，所以杨洁亮等在逻辑环稳定运行的情况下采用自适应算法动态的设置定时器的取值以提高NM的实时性。

以上的研究都是针对网络管理系统的优化问题，在实际的网络中不仅存在网络管理消息，还存在用户消息，并且网络管理消息的加入还会对用户消息传输的实时性造成影响，严重时会导致用户消息丢帧，同时因为现有网络定时器固定不变，并不能保证网络通信效率。因此，如何提高网络管理系统自身性能的同时还能保证用户消息传输的实时性，从而不受干扰，这是非常有必要的，对保证网络运行的安全性和可靠性非常有意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何实现网络负载自适应车载网络状态在线监测，以保证车载网络通信的安全可靠。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，具体技术方案如下：

一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法，包括以下具体步骤：

步骤1：将车载网络中的节点构成通信时间环；

步骤2：根据所建立的通信时间环，节点在收到监测消息的同时计算瞬时网络负载率U_T(t_k)；

步骤3：根据所计算的网络负载率U_T(t_k)，确定当前节点感知的网络工作状态；

步骤4：根据当前节点感知的网络工作状态，确定时间环Flexray状态监测帧的内容；

步骤5：根据时间环Flexray状态监测帧的内容，节点协同调整定时器的值，调整通信时间环工作半径大小。

优选地，所述步骤1将车载网络中的节点构成通信时间环的具体步骤为：

车载网络中的节点都按照Flexray节点消息发送系数ω_i从小到大的顺序循环发送FlexRay状态监测帧，构成车载网络节点状态监测时间环，其中，i为第i个节点，节点数量为N，则节点消息发送系数ω_i根据如下公式计算：

式中，为任意一个消息m_ij的发送周期且m_ij∈M_i(1≤j≤q)，M_i为网络节点数为N的Flexray网络中对应节点i(1≤i≤N)的消息集合，q为节点i对应的消息个数，m_ij为节点i的第j个消息，T为网络监测窗口长度，T是所有用户消息传输周期的最小公倍数；

时间环的大小由时间环的工作半径来度量，若时间环半径为R_t，则时间环中连续两个FlexRay状态监测帧发送间隔Time_out为：

式中，N为Flexray网络节点数。

优选地，所述步骤2中所述瞬时网络负载率U_T(t_k)的具体公式为：

式中，B为网络通信波特率，C为动态段消息系数，C＝L_dyn+L_st/L_dyn，L_dyn为动态段长度，L_st为静态段长度，T为网络监测窗口长度，等于网络中所有用户消息传输周期的最小公倍数，M_tk为区间[t_k-T,t_k]内网络中发送用户消息的集合，L_i为集合中任意一用户消息的长度。

优选地，所述步骤3根据所计算的网络负载率U_T(t_k)，确定当前节点感知的网络工作状态的方法为：

将所计算的的网络负载率U_T(t_k)代入公式(4)，根据如下公式(4)确定当前节点感知的网络工作状态：

式中，Threshold₁为第一阀值、Threshold₂为第二阀值，其中，第一阈值在[0.24，0.27]区间取值，第二阈值在[0.28，0.31]区间取值，三种工作模式下对应的时间环工作半径分别为R_t1、R_t2和R_t3，且R_t1<R_t2<R_t3；其中，通信时间环工作模式包括：Message_Idle、Message_Normal、Message_Busy，Message_Idle表示网络负载较轻，Message_Normal表示网络负载正常，Message_Busy表示网络负载较重。

优选地，所述步骤4中所述FlexRay状态监测帧包括：

FlexRay状态监测帧的前两个字节为监测消息标识Message ID，其中，第1个字节为基地址base_ID，第2个字节为发送所述监测消息的节点地址send node_adress，第3个字节为接收所述监测消息的节点地址receive node_adress，第4个字节为所述监测消息的操作码，第5～10个字节为所述监测消息的可选数据部分，其中，第9个字节的0～1bit分别表示节点准备请求更改时间环工作模式标志位RES_F和执行更改动态时间环工作模式标志位ACK_F，则RES_F置“1”，否则置“0”，ACK_F置“1”，否则置“0”，第10个字节的0～2bit分别作为时间环三种工作状态Message_Idle、Message_Normal、Message_Busy的标志位，用I_F，N_F，B_F表示，当时间环处于某种工作模式时，则所述监测消息中表示为该工作模式状态的标志位置“1”，其余置“0”。

优选地，所述步骤5中所述动态调整通信时间环工作半径大小的具体步骤为：

步骤5.1：在车载网络中的节点内部定义变量，变量包括感知网络当前工作状态变量S_N，当前时间环工作模式对应的状态变量T_N，请求更改时间环工作模式变量V_Prep，且节点内部包括定时器；

步骤5.2：车载网络中的节点监测到消息后，即，获得FlexRay状态监测帧，其中，FlexRay状态监测帧包括节点准备请求更改时间环工作模式标志位RES_F和执行更改动态时间环工作模式标志位ACK_F，读取FlexRay状态监测帧中RES_F和ACK_F，如果ACK_F＝“1”，节点执行更改时间环工作模式；根据监测消息中的时间环工作状态标志位调节定时器值到对应的时间环工作模式，并将所有节点内部当前时间环工作模式状态变量T_N更新为监测消息中时间环工作状态标志位所表示的状态，将V_Prep置“0”，执行步骤5.2；如果ACK_F＝“0”且RES_F＝“0”，节点将V_Prep置“0”，执行步骤5.3；如果ACK_F＝“0”且RES_F＝“1”，执行步骤5.3；

步骤5.3：节点判断所述监测消息是否发送给自己，如果不是，则忽略所述监测消息，执行步骤5.2；如果是，则接收所述监测消息，执行步骤5.4；

步骤5.4：节点统计此刻之前时间窗口T内用户消息数量，根据用户消息计算出瞬时网络负载率U_T(t_k)，再判断节点感知网络当前工作状态并将结果存储到变量S_N中；

步骤5.5：比较S_N与T_N状态是否相同；

在S_N与T_N状态是相同的情况时：如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“0”，则时间环工作状态稳定，直接将监测消息发送到网络中，执行步骤5.2；

如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“1”，则将V_Prep置“0”，监测消息中的时间环工作状态标志位更新为感知网络当前状态变量S_N所表示的状态，ACK_F置“0”，RES_F置“0”，将更新后的监测消息发送网络中，执行步骤5.2；

在S_N与T_N状态不相同的情况时：如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“0”，则将V_Prep置“1”，ACK_F置“0”，RES_F置“1”，监测消息中的时间环工作状态标志位更新为感知网络当前工作状态变量S_N所表示的状态，将更新后的检查消息发送到网络中，执行步骤5.2；

如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“1”，读取监测消息中时间环工作状态标志位，判断是否与S_N表示的状态是否相同：如果与S_N表示的状态相同，判断节点请求更改时间环工作模式变量V_Prep是否已置“1”，如果V_Prep已置“1”，则将ACK_F置“1”，RES_F置“1”，监测消息中的时间环工作状态标志位更新为感知网络当前工作状态变量S_N所表示的状态，将更新后的监测消息发送到网络中，执行步骤5.2；如果V_Prep没有置“1”，则将V_Prep置“1”，ACK_F置“0”，RES_F置“1”，监测消息中的时间环工作状态标志位不变，将更新后的监测消息发送到网络中，执行步骤5.2；如果与S_N表示的状态不相同，则当前节点感知工作状态与监测消息中的时间环工作状态不一致，则将V_Prep置“0”，ACK_F置“0”，RES_F置“0”，监测消息中的时间环工作状态标志位改成变量S_N所表示的状态，将更新后的监测消息发送到网络中，执行步骤5.2。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明中将车载网络节点组建成具有一定半径的时间环，根据瞬时网络负载率大小将时间环分为三种在线工作模式，通过网络中各节点在线感知网络状态，确定时间环中FlexRay网络状态监测帧的内容，根据Flexray网络监测帧的内容，节点协同决策时间环工作模式，动态调整时间环工作半径大小，实现具有网络负载自适应的车载网络在线监测，进而满足高可靠性、低带宽消耗的实时车载网络通信保障需要。

本发明中通过网络负载作为判决条件，根据网络负载状况动态调整车载网络状态监测消息沿时间环的传输时间，实现具有网络负载自适应的车载网络状态在线监测，在网络负载较重时，增大节点中定时器Time_out值，放缓时间环的传速率，降低时间环监测消息对网络带宽的占用，保证网络中足够的带宽用于传输用户消息，在网络负载较轻时，减小定时器Time_out值，加快时间环的传输速率，保证监测消息能够快速感知网络变化，通过节点对网络状态的实时感知，动态调节定时器的值，从而满足高可靠、低带宽消耗的实时车载网络通信保障需要，保障网络通信的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法的流程图。

图2为本发明实施例的一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法的时间环示意图。

图3为本发明实施例的一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法的时间环工作模式与网络负载状态U_T(t_k)关系图。

图4为本发明实施例的一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法的时间环监测消息的FlexRay数据帧格式图。

图5为本发明实施例的一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法的动态调整通信时间环工作半径大小的流程图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

给定一Flexray网络系统，已知Flexray总线上有3个节点，每个节点内部有多个事件触发的非周期性消息，网络通信参数如下：动态段长度L_dyn＝1600μs，静态段长度L_st＝2000μs，网络通信波特率B＝2.5Mbit/s，网络中所有动态消息的参数情况如表下所示：

如图1所示，一种用于车载网络通信保障的动态时间方法，包括以下具体步骤：

步骤1：将车载网络中的节点构成通信时间环。将车载网络中的节点构成通信时间环的具体步骤为：

车载网络中的节点都按照Flexray节点消息发送系数ω_i从小到大的顺序循环发送FlexRay状态监测帧，构成车载网络节点状态监测时间环，如图2所示，其中，1、2、3、i，j、k分别表示为第1、2、3、i、j、k个节点，节点数量为N，则节点消息发送系数ω_i根据如下公式计算：

式中，为任意一个消息m_ij的发送周期且m_ij∈M_i(1≤j≤q)，M_i为网络节点数为N的Flexray网络中对应节点i(1≤i≤N)的消息集合，q为节点i对应的消息个数，m_ij为节点i的第j个消息，T为网络监测窗口长度，T是所有用户消息传输周期的最小公倍数；

由公式1知：ω₁＝194，ω₂＝117，ω₃＝47，则该Flexray网络系统中监测消息由节点3发送给节点2，再由节点2发送给节点1，最后由节点1在发送给节点3构成通信时间环。

时间环的大小由时间环的工作半径来度量，若时间环半径为R_t，则时间环中连续两个FlexRay状态监测帧发送间隔Time_out为：

式中，N为Flexray网络节点数。循环发送监测消息的时间间隔Time_out由节点内部定时器控制；通过改变节点内部定时器的值，能够改变监测消息发送频率，从而间接控制网络中监测消息的数量。

步骤2：根据所建立的通信时间环，节点在收到监测消息的同时计算瞬时网络负载率U_T(t_k)。其中，瞬时网络负载率U_T(t_k)的具体公式为：

式中，B为网络通信波特率，C为动态段消息系数，C＝L_dyn+L_st/L_dyn，C＝9/4，T为网络监测窗口长度，等于网络中所有用户消息传输周期的最小公倍数，T＝180ms，为区间[t_k-T,t_k]内网络中发送用户消息的集合，L_i为集合中任意一用户消息的长度。

步骤3：根据所计算的网络负载率U_T(t_k)，确定当前节点感知的网络工作状态；

具体的，根据所计算的网络负载率U_T(t_k)，确定当前节点感知的网络工作状态的方法为：

将所计算的的网络负载率U_T(t_k)代入公式(4)，根据如下公式(4)确定当前节点感知的网络工作状态State：

式中，Threshold₁在[0.24，0.27]区间取值，Threshold₂在[0.28，0.31]区间取值，其中，Threshold₁的阈值取为0.25，Threshold₂的阀值取为0.30，三种工作模式下对应的时间环工作半径分别为R_t1、R_t2和R_t3，且R_t1<R_t2<R_t3；其中，通信时间环工作模式包括：Message_Idle、Message_Normal、Message_Busy，Message_Idle表示网络负载较轻，Message_Normal表示网络负载正常，Message_Busy表示网络负载较重。各模式的转换如图3所示。

步骤4：根据当前节点感知的网络工作状态，确定时间环Flexray状态监测帧的内容。

具体的，如图4所示，FlexRay状态监测帧的前两个字节为监测消息标识MessageID，其中，第1个字节为基地址base_ID，第2个字节为发送所述监测消息的节点地址sendnode_adress，第3个字节为接收所述监测消息的节点地址receive node_adress，第4个字节为所述监测消息的操作码，第5～10个字节为所述监测消息的可选数据部分，其中，第9个字节的0～1bit分别表示节点准备请求更改时间环工作模式标志位RES_F和执行更改动态时间环工作模式标志位ACK_F，则RES_F置“1”，否则置“0”，ACK_F置“1”，否则置“0”，第10个字节的0～2bit分别作为时间环三种工作状态Message_Idle、Message_Normal、Message_Busy的标志位，用I_F，N_F，B_F表示，当时间环处于某种工作模式时，则所述监测消息中表示为该工作模式状态的标志位置“1”，其余置“0”。

步骤5：根据时间环Flexray状态监测帧的内容，节点协同调整定时器的值，调整通信时间环工作半径大小。

具体的，如图5所示，调整通信时间环工作半径大小的具体步骤如下：

步骤5.1：在车载网络中的节点内部定义变量，变量包括感知网络当前工作状态变量S_N，当前时间环工作模式对应的状态变量T_N，请求更改时间环工作模式变量V_Prep，且节点内部包括定时器，网络初始化完成后，此时，时间环处于Message_Normal工作模式，对应的定时器值为100ms，时间环的工作半径为R_t2；

步骤5.2：车载网络中的节点监测到消息后，即，获得FlexRay状态监测帧，其中，FlexRay状态监测帧包括节点准备请求更改时间环工作模式标志位RES_F和执行更改动态时间环工作模式标志位ACK_F，读取FlexRay状态监测帧中RES_F和ACK_F，如果ACK_F＝“1”，节点执行更改时间环工作模式；根据监测消息中的时间环工作状态标志位调节定时器值到对应的时间环工作模式，如果监测消息中时间环标志位表示的状态是Message_Busy，即(I_F，N_F，B_F)＝(0，0，1)，则节点协同增大定时器的值为150ms，时间环的工作半径为R_t3，如果监测消息中时间环标志位表示的状态是Message_Idle，即(I_F，N_F，B_F)＝(1，0，0)，则节点协同减小定时器的值为50ms，时间环的工作半径为R_t1，并将所有节点内部当前时间环工作模式状态变量T_N更新为监测消息中时间环工作状态标志位所表示的状态，将V_Prep置“0”，执行步骤5.2；如果ACK_F＝“0”且RES_F＝“0”，节点将V_Prep置“0”，执行步骤5.3；如果ACK_F＝“0”且RES_F＝“1”，执行步骤5.3；

步骤5.3：节点判断所述监测消息是否发送给自己，如果不是，则忽略所述监测消息，执行步骤5.2；如果是，则接收所述监测消息，执行步骤5.4；

步骤5.4：节点统计此刻之前时间窗口T内用户消息数量，根据用户消息计算出瞬时网络负载率U_T(t_k)，再判断节点感知网络当前状态并将结果存储到变量S_N中；

步骤5.5：比较S_N与T_N状态是否相同；

在S_N与T_N状态是相同的情况时：如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“0”，则时间环工作状态稳定，直接将监测消息发送到网络中，执行步骤5.2；

如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“1”，则将V_Prep置“0”，监测消息中的时间环工作状态标志位更新为感知网络当前状态变量S_N所表示的状态，ACK_F置“0”，RES_F置“0”，将更新后的监测消息发送网络中，执行步骤5.2；

在S_N与T_N状态不相同的情况时：如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“0”，则将V_Prep置“1”，ACK_F置“0”，RES_F置“1”，监测消息中的时间环工作状态标志位更新为感知网络当前状态变量S_N所表示的状态，将更新后的检查消息发送到网络中，执行步骤5.2；

如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“1”，读取监测消息中时间环工作状态，判断是否与S_N表示的状态是否相同：如果与S_N表示的状态相同，判断节点请求更改时间环工作模式变量V_Prep是否已置“1”，如果V_Prep已置“1”，则将ACK_F置“1”，RES_F置“1”，监测消息中的时间环工作状态标志位更新为感知网络当前状态变量S_N所表示的状态，将更新后的监测消息发送到网络中，执行步骤5.2；如果V_Prep没有置“1”，则将V_Prep置“1”，ACK_F置“0”，RES_F置“1”，监测消息中的时间环工作状态标志位不变，将更新后的监测消息发送到网络中，执行步骤5.2；如果与S_N表示的状态不相同，则当前节点感知状态与监测消息中的时间环工作状态不一致，则将V_Prep置“0”，ACK_F置“0”，RES_F置“0”，监测消息中的时间环工作状态标志位改成变量S_N所表示的状态，将更新后的监测消息发送到网络中，执行步骤5.2。

综上，本发明中将车载网络节点组建成具有一定半径的时间环，根据瞬时网络负载率大小将时间环分为三种在线工作模式，通过网络中各节点在线感知网络状态，确定时间环中FlexRay网络状态监测帧的内容，根据Flexray网络监测帧的内容，节点协同决策时间环工作模式，动态调整时间环工作半径大小，实现具有网络负载自适应的车载网络在线监测，进而满足高可靠性、低带宽消耗的实时车载网络通信保障需要。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤1：将车载网络中的节点构成通信时间环；

步骤2：根据所建立的通信时间环，节点在收到监测消息的同时计算瞬时网络负载率U_T(t_k)；

步骤3：根据所计算的网络负载率U_T(t_k)，确定当前节点感知的网络工作状态；

步骤4：根据当前节点感知的网络工作状态，确定时间环Flexray状态监测帧的内容；

步骤5：根据时间环Flexray状态监测帧的内容，节点协同调整定时器的值，调整通信时间环工作半径大小。

2.根据权利要求1所述的一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法，其特征在于，所述步骤1将车载网络中的节点构成通信时间环的具体步骤为：

车载网络中的节点都按照Flexray节点消息发送系数ω_i从小到大的顺序循环发送FlexRay状态监测帧，构成车载网络节点状态监测时间环，其中，i为第i个节点，节点数量为N，则节点消息发送系数ω_i根据如下公式计算：

式中，为任意一个消息m_ij的发送周期且m_ij∈M_i(1≤j≤q)，M_i为网络节点数为N的Flexray网络中对应节点i(1≤i≤N)的消息集合，q为节点i对应的消息个数，m_ij为节点i的第j个消息，T为网络监测窗口长度，T是所有用户消息传输周期的最小公倍数；

时间环的大小由时间环的工作半径来度量，若时间环半径为R_t，则时间环中连续两个FlexRay状态监测帧发送间隔Time_out为：

式中，N为Flexray网络节点数。

3.根据权利要求1所述的一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法，其特征在于，所述步骤2中所述瞬时网络负载率U_T(t_k)的具体公式为：

式中，B为网络通信波特率，C为动态段消息系数，C＝L_dyn+L_st/L_dyn，L_dyn为动态段长度，L_st为静态段长度，T为网络监测窗口长度，等于网络中所有用户消息传输周期的最小公倍数，为区间[t_k-T,t_k]内网络中发送用户消息的集合，L_i为集合中任意一用户消息的长度。

4.根据权利要求1所述的一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法，其特征在于，所述步骤3根据所计算的网络负载率U_T(t_k)，确定当前节点感知的网络工作状态的方法为：

将所计算的的网络负载率U_T(t_k)代入公式(4)，根据如下公式(4)确定当前节点感知的网络工作状态：

式中，Threshold₁为第一阀值、Threshold₂为第二阀值，其中，第一阈值在[0.24，0.27]区间取值，第二阈值在[0.28，0.31]区间取值，三种工作模式下对应的时间环工作半径分别为R_t1、R_t2和R_t3，且R_t1<R_t2<R_t3；其中，通信时间环工作模式包括：Message_Idle、Message_Normal、Message_Busy，Message_Idle表示网络负载较轻，Message_Normal表示网络负载正常，Message_Busy表示网络负载较重。

5.根据权利要求1所述的一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法，其特征在于，所述步骤4中所述FlexRay状态监测帧包括：

FlexRay状态监测帧的前两个字节为监测消息标识Message ID，其中，第1个字节为基地址base_ID，第2个字节为发送所述监测消息的节点地址send node_adress，第3个字节为接收所述监测消息的节点地址receive node_adress，第4个字节为所述监测消息的操作码，第5～10个字节为所述监测消息的可选数据部分，其中，第9个字节的0～1bit分别表示节点准备请求更改时间环工作模式标志位RES_F和执行更改动态时间环工作模式标志位ACK_F，则RES_F置“1”，否则置“0”，ACK_F置“1”，否则置“0”，第10个字节的0～2bit分别作为时间环三种工作状态Message_Idle、Message_Normal、Message_Busy的标志位，用I_F，N_F，B_F表示，当时间环处于某种工作模式时，则所述监测消息中表示为该工作模式状态的标志位置“1”，其余置“0”。

6.根据权利要求1所述的一种用于车载网络通信保障的动态时间环方法，其特征在于，所述步骤5中所述动态调整通信时间环工作半径大小的具体步骤为：

步骤5.1：在车载网络中的节点内部定义变量，变量包括感知网络当前工作状态变量S_N，当前时间环工作模式对应的状态变量T_N，请求更改时间环工作模式变量V_Prep，且节点内部包括定时器；

步骤5.2：车载网络中的节点监测到消息后，即，获得FlexRay状态监测帧，其中，FlexRay状态监测帧包括节点准备请求更改时间环工作模式标志位RES_F和执行更改动态时间环工作模式标志位ACK_F，读取FlexRay状态监测帧中RES_F和ACK_F，如果ACK_F＝“1”，节点执行更改时间环工作模式；根据监测消息中的时间环工作状态标志位调节定时器值到对应的时间环工作模式，并将所有节点内部当前时间环工作模式状态变量T_N更新为监测消息中时间环工作状态标志位所表示的状态，将V_Prep置“0”，执行步骤5.2；如果ACK_F＝“0”且RES_F＝“0”，节点将V_Prep置“0”，执行步骤5.3；如果ACK_F＝“0”且RES_F＝“1”，执行步骤5.3；

步骤5.3：节点判断所述监测消息是否发送给自己，如果不是，则忽略所述监测消息，执行步骤5.2；如果是，则接收所述监测消息，执行步骤5.4；

步骤5.4：节点统计此刻之前时间窗口T内用户消息数量，根据用户消息计算出瞬时网络负载率U_T(t_k)，再判断节点感知网络当前工作状态并将结果存储到变量S_N中；

步骤5.5：比较S_N与T_N状态是否相同；

在S_N与T_N状态是相同的情况时：如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“0”，则时间环工作状态稳定，直接将监测消息发送到网络中，执行步骤5.2；

如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“1”，则将V_Prep置“0”，监测消息中的时间环工作状态标志位更新为感知网络当前状态变量S_N所表示的状态，ACK_F置“0”，RES_F置“0”，将更新后的监测消息发送网络中，执行步骤5.2；

在S_N与T_N状态不相同的情况时：如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“0”，则将V_Prep置“1”，ACK_F置“0”，RES_F置“1”，监测消息中的时间环工作状态标志位更新为感知网络当前工作状态变量S_N所表示的状态，将更新后的检查消息发送到网络中，执行步骤5.2；

如果从监测消息中读取的ACK_F＝“0”，RES_F＝“1”，读取监测消息中时间环工作状态标志位，判断是否与S_N表示的状态是否相同：如果与S_N表示的状态相同，判断节点请求更改时间环工作模式变量V_Prep是否已置“1”，如果V_Prep已置“1”，则将ACK_F置“1”，RES_F置“1”，监测消息中的时间环工作状态标志位更新为感知网络当前工作状态变量S_N所表示的状态，将更新后的监测消息发送到网络中，执行步骤5.2；如果V_Prep没有置“1”，则将V_Prep置“1”，ACK_F置“0”，RES_F置“1”，监测消息中的时间环工作状态标志位不变，将更新后的监测消息发送到网络中，执行步骤5.2；如果与S_N表示的状态不相同，则当前节点感知工作状态与监测消息中的时间环工作状态不一致，则将V_Prep置“0”，ACK_F置“0”，RES_F置“0”，监测消息中的时间环工作状态标志位改成变量S_N所表示的状态，将更新后的监测消息发送到网络中，执行步骤5.2。