CN118138395A - 一种基于车载网络的通信方法、通信装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于车载网络的通信方法、通信装置、设备及介质，该方法应用于车辆系统中的源设备，车辆系统包括网关和至少三个子系统，网关与每一子系统建立有第一通信通道，至少三个子系统中第一子系统和第二子系统包括的功能模块中任意两个功能模块间建立有第二通信通道以形成通信子网络，源设备位于第一子系统。该方法包括：若待接收信息的目标设备位于第一子系统或第二子系统，基于第二通信通道向目标设备发送信息，若目标设备位于至少三个子系统中的第三子系统，基于第一通信通道和网关向目标设备发送信息。本申请将第一子系统和第二子系统之间的内部信号的交互转移到通信子网络，可降低两个子系统与网关之间的总线的负载率和网关的压力。

Description

一种基于车载网络的通信方法、通信装置、设备及介质

技术领域

本申请涉及汽车领域，特别是涉及一种基于车载网络的通信方法、通信装置、设备及介质。

背景技术

车辆内部通常包括多种类型的系统，在相关技术中，在实现两个不同系统之间的通信时，通常采用的方案是：源系统将待发送的信息发送到网关设备，再由网关设备将信息发送至目标系统，然而这种方式存在网关设备压力大等缺点。相关技术中另一种方式为：将经常通信的多个系统设置在一条总线上，使其相互通信时不再经过网关设备，然而这种方式存在总线负载率过高等缺点。因此，如何改善相关技术中的车载网络的通信方法成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种基于车载网络的通信方法、通信装置、设备及介质，通过在车辆系统包括的任意两个子系统之间构建通信子网络(在两个子系统包括的各个功能模块中的任意两个功能模块间建立通信通道以形成通信子网络)，从而将这两个子系统之间的内部信号的交互转移到通信子网络，不占用两个子系统各自与网关之间的总线的网络资源，进而达到降低两个子系统与网关之间的总线的负载率、释放网关的算力以及降低网关的压力的效果，可有效解决相关技术中的问题。

第一方面，本申请提供了一种基于车载网络的通信方法，应用于一种车辆系统中的源设备，所述车辆系统包括网关和至少三个子系统，所述网关与每一所述子系统间建立有第一通信通道，所述至少三个子系统包括第一子系统和第二子系统，所述第一子系统和所述第二子系统包括的各个功能模块中的任意两个功能模块间建立有第二通信通道，所述源设备为所述第一子系统中的任意一个功能模块；所述方法包括：

确定所述车辆系统中待接收信息的目标设备；

若所述目标设备为所述第一子系统或所述第二子系统内的功能模块，基于所述第二通信通道，向所述目标设备发送信息；

若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道，通过所述网关向所述目标设备发送信息。

可选地，所述第一子系统还通过所述第二通信通道与所述网关连接，若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，所述方法还包括：

若所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道存在故障，基于所述第二通信通道和所述网关向所述目标设备发送信息。

可选地，所述车辆系统还包括转发控制器，所述第二通信通道包括第一通信子通道和第二通信子通道，所述第一子系统通过所述第一通信子通道和所述转发控制器连接，所述第二子系统通过所述第二通信子通道与所述转发控制器连接；

所述若所述目标设备为所述第一子系统或所述第二子系统内的功能模块，基于所述第二通信通道，向所述目标设备发送信息，包括：

若所述目标设备为所述第一子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道向所述目标设备发送信息；

若所述目标设备为所述第二子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述第二通信子通道所述向所述目标设备发送信息。

可选地，所述转发控制器还与所述网关连接，所述方法还包括：

若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息。

可选地，在所述基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息之前，所述方法还包括：

根据所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道的负载率和所述第二通信通道的负载率确定信息发送策略；

所述基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息，包括：

若所述信息发送策略表示通过第二通信通道传输，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息。

可选地，所述转发控制器为所述第一子系统或所述第二子系统中具备路由功能和安全防护功能的任意一个功能模块。

可选地，所述至少三个子系统包括：车身系统、智驾系统、信息娱乐系统、底盘系统以及动力系统，所述第一子系统为所述底盘系统，所述第二子系统为所述动力系统。

第二方面，本申请提供了一种基于车载网络的通信装置，应用于一种车辆系统中的源设备，所述车辆系统包括网关和至少三个子系统，所述网关与每一所述子系统间建立有第一通信通道，所述至少三个子系统包括第一子系统和第二子系统，所述第一子系统和所述第二子系统包括的各个功能模块中的任意两个功能模块间建立有第二通信通道，所述源设备为所述第一子系统中的任意一个功能模块，所述装置包括：

第一确定模块，用于确定所述车辆系统中待接收信息的目标设备；

第一发送模块，用于若所述目标设备为所述第一子系统或所述第二子系统内的功能模块，基于所述第二通信通道，向所述目标设备发送信息；

第二发送模块，用于若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道，通过所述网关向所述目标设备发送信息。

可选地，所述第一子系统还通过所述第二通信通道与所述网关连接，所述装置还包括：

第三发送模块，用于若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，且所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道存在故障，基于所述第二通信通道和所述网关向所述目标设备发送信息。

可选地，所述车辆系统还包括转发控制器，所述第二通信通道包括第一通信子通道和第二通信子通道，所述第一子系统通过所述第一通信子通道和所述转发控制器连接，所述第二子系统通过所述第二通信子通道与所述转发控制器连接；所述第一发送模块包括：

第一发送子模块，用于若所述目标设备为所述第一子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道向所述目标设备发送信息；

第二发送子模块，用于若所述目标设备为所述第二子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述第二通信子通道所述向所述目标设备发送信息。

可选地，所述转发控制器还与所述网关连接，所述装置还包括：

第四发送模块，用于若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息。

可选地，所述装置还包括：

第二确定模块，用于在所述基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息之前，根据所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道的负载率和所述第二通信通道的负载率确定信息发送策略；

所述第四发送模块包括：

第三发送子模块，用于若所述信息发送策略表示通过第二通信通道传输，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息。

可选地，所述转发控制器为所述第一子系统或所述第二子系统中具备路由功能和安全防护功能的任意一个功能模块。

可选地，所述至少三个子系统包括：车身系统、智驾系统、信息娱乐系统、底盘系统以及动力系统，所述第一子系统为所述底盘系统，所述第二子系统为所述动力系统。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行以实现如本申请第一方面所述的一种基于车载网络的通信方法。

第四方面，本申请提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行实现如本申请第一方面所述的一种基于车载网络的通信方法。

本申请提供了一种基于车载网络的通信方法，应用于一种车辆系统中的源设备，车辆系统包括网关和至少三个子系统，网关与每一子系统间建立有第一通信通道，至少三个子系统包括第一子系统和第二子系统，第一子系统和第二子系统包括的各个功能模块中的任意两个功能模块间建立有第二通信通道，以形成第一子系统和第二子系统之间的通信子网络，进而实现第一子系统和第二子系统中任意两个不同功能模块之间的通信，具体通信方法包括：源设备(第一子系统中的任意一个功能模块)首先确定车辆系统中待接收信息的目标设备，若目标设备位于第一子系统或第二子系统内，基于第二通信通道向目标设备发送信息，若目标设备位于至少三个子系统中第三子系统内，基于第一子系统与网关之间的第一通信通道，通过网关向目标设备发送信息。本申请通过在第一子系统和第二子系统包括的各个功能模块中的任意两个功能模块间建立第二通信通道，可以形成第一子系统和第二子系统之间的通信子网络，基于该通信子网络，可以将第一子系统和第二子系统之间的内部信号的交互转移到通信子网络，不占用第一子系统与网关之间的总线的网络资源和第二子系统与网关之间的总线的网络资源，可有效降低第一子系统和第二子系统与网关之间的总线的负载率，同时可释放网关的算力，降低网关的压力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例示出的第一种车载网络拓扑结构的示意图；

图2是本申请一实施例示出的一种基于车载网络的通信方法的流程图；

图3是本申请一实施例示出的另一种车载网络拓扑结构的示意图；

图4是本申请一实施例示出的第二种车载网络拓扑结构的示意图；

图5是本申请一实施例示出的第三种车载网络拓扑结构的示意图；

图6是本申请一实施例示出的一种基于车载网络的通信装置的结构框图；

图7是本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了解决相关技术中存在的技术问题，本申请首先针对车辆系统提出了一种车载网络拓扑结构，如图1所示。图1是本申请一实施例示出的第一种车载网络拓扑结构的示意图。参照图1，本申请提出的第一种车载网络拓扑结构中包括网关和至少三个子系统(第一子系统、第二子系统以及第三子系统)，其中，网关分别与各个子系统间建立有第一通信通道(图1中加粗的实线部分)。各个子系统分别包括至少一个功能模块(例如第一子系统包括功能模块1-功能模块M，第二子系统包括功能模块1’-功能模块N，M和N可以根据实际需求设置)。各个子系统所包括的各个功能模块互不相同。

其中，第一子系统和第二子系统中的任意两个功能模块之间都建立有第二通信通道，所有第二通信通道构成通信子网络(通信子网络如图1中第一子系统和第二子系统之间的未加粗的实线部分所示)。在一种实施方式中，根据图1，第一子系统和第二子系统所包括的各个功能模块均与目标通信通道(通信子网络中竖直线条所示)间建立有目标通信连接，如此，使得第一子系统和第二子系统所包括的各个功能模块形成网状结构(第一子系统包括的各个功能模块、第二子系统包括的各个功能模块、目标通信连接以及目标通信通道等共同构成通信子网络)，通过通信子网络，第一子系统和第二子系统中的任意两个功能模块之间都可以实现互相通信而不需要借助第一通信通道和网关的路由。

在本申请中，第一种车载网络拓扑结构中包括的子系统的数量可以根据实际需求设置。子系统是车辆内部用于实现相应功能的系统。本申请的子系统的类型可以包括：车身系统、智驾系统、信息娱乐系统、底盘系统以及动力系统等。关于各个类型的系统的内部结构可参照已有技术，本实施例对此不作具体限制。

第一子系统、第二子系统以及第三子系统是车辆系统中包括的所有子系统中的任意三个互不相同的子系统。示例地，当车辆系统包括车身系统、智驾系统、信息娱乐系统、底盘系统以及动力系统时，第一子系统是底盘系统，第二子系统是动力系统，第三子系统是智驾系统，或者，第一子系统是动力系统，第二子系统是底盘系统，第三子系统是智驾系统。

在本实施例中，可以在任意两个不同的子系统之间构造通信子网络(本申请各个实施例均以构造第一子系统和第二子系统之间的通信子网络为例进行说明，构造任意两个子系统之间的通信子网络的原理与构造第一子系统和第二子系统之间的通信子网络的原理相同)，用于实现这两个子系统中任意两个不同功能模块之间的通信。

在本实施例中，网关(即汽车网关)可以理解为一个中央路由器，可以安全可靠地在车辆内的多个不同网络内互连和传输数据。其通过物理隔离和协议转换，在共享数据的功能域(动力总成、底盘和安全性、车身控制、信息娱乐、远程信息处理)之间进行信息交互。由于车辆日益依赖电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)来增强驾驶体验，作为各种ECU网络之间的通信桥梁，网关可通过外部接口(包括高低速CAN、LIN、ISO-9141、FlexRay和以太网协议)实现数据交换。

当车辆系统内部采用图1中的车载网络拓扑结构时，本申请还提供了一种应用于该车辆系统的通信方法，该通信方法的执行设备为车辆系统中的源设备，源设备为第一子系统包括的多个功能模块中的任意一个。图2是本申请一实施例示出的一种基于车载网络的通信方法的流程图，参照图1和图2，本申请的通信方法可以包括如下步骤：

步骤S21：确定车辆系统中待接收信息的目标设备。

在步骤S21中，当源设备需要与车辆系统中的某个功能模块通信时，需要首先确定出进行通信的目标设备，目标设备与源设备不同。

步骤S22：若目标设备为第一子系统或第二子系统内的功能模块，基于第二通信通道，向目标设备发送信息。

在步骤S22中，目标设备可以为第一子系统或第二子系统内的任意一个功能模块，此时，可以通过第一子系统和第二子系统之间的通信子网络(具体使用源设备和目标设备之间的第二通信通道)直接实现源设备和目标设备之间的通信交互，而不再基于第一子系统与网关之间的第一通信通道并通过网关的路由来实现通信交互。因此，源设备可以直接基于第二通信通道向目标设备发送信息。

示例地，在图1中，第一子系统中的功能模块1与第二子系统中的功能模块1’是连通的，两者之间的路径即为功能模块1与功能模块1’之间的第二通信通道，因此，功能模块1可直接通过该第二通信通道与第二与功能模块1’进行信息交互。再示例地，第一子系统中的功能模块1与功能模块2是连通的，两者之间的路径即为功能模块1与功能模块2之间的第二通信通道，因此，功能模块1可直接通过该第二通信通道与第二与功能模块2进行信息交互。

步骤S23：若目标设备为至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于第一子系统与网关之间的第一通信通道，通过网关向目标设备发送信息。

在步骤S23中，目标设备可以为第三子系统中的任意一个功能模块，此时由于第一子系统和第三子系统之间没有构造通信子网络，因此源设备需要基于第一子系统与网关之间的第一通信通道，首先将信息发送到网关，再由网关将信息发送到第三子系统中的目标设备。

在本实施例中，各个子系统与网关之间可以通过设置总线来建立第一通信通道。示例地，第一子系统为底盘系统时，可以通过设置底盘总线建立底盘系统与网关之间的第一通信通道；第一子系统为车身系统时，可以通过设置车身总线建立车身系统与网关之间的第一通信通道；第一子系统为动力系统时，可以通过设置动力总线建立动力系统与网关之间的第一通信通道。

在此特别说明，为便于陈述本申请的方法，后续各个实施例均是以源设备是第一子系统中的功能模块为例进行说明的。在实际实施过程中，由于第一子系统可以是车辆系统中的任意子系统，因此源设备也可以是车辆系统包括的子系统中的任意一个功能模块。

在本实施例中，源设备除了可以为第一子系统中的任意一个功能模块，还可以为第二子系统中的任意一个功能模块。当源设备为第二子系统中的任意一个功能模块时，其与通信子网络中任意功能模块之间实现通信交互的原理，与源设备为第一子系统中的任意一个功能模块时与通信子网络中任意功能模块实现通信交互的原理相同。

在本实施例中，通过在车辆系统包括的任意两个子系统(第一子系统和第二子系统)包括的各个功能模块中的任意两个功能模块间建立第二通信通道，以形成第一子系统和第二子系统之间的通信子网络，基于该通信子网络，可以将第一子系统和第二子系统之间的内部信号的交互转移到通信子网络，不占用第一子系统与网关之间的总线的网络资源和第二子系统与网关之间的总线的网络资源，可有效降低第一子系统和第二子系统与网关之间的总线的负载率，同时可释放网关的算力，降低网关的压力，可有效解决相关技术中的问题。

结合以上实施例，在一种实施方式中，至少三个子系统包括：车身系统、智驾系统、信息娱乐系统、底盘系统以及动力系统，第一子系统为车辆的底盘系统，第二子系统为车辆的动力系统。

相应地，第三子系统为车身系统、智驾系统以及信息娱乐系统中的任意一个。

在本实施例中，底盘系统可以包括：空气悬挂控制器(ISC)、电控刹车助力系统(iBooster)、电子稳定控制系统(ESC)、电子驻车控制器(EPB)、电动助力转向系统(EPS)、整车控制器(VCU)以及安全气囊控制器(ACU)等多个不同的功能模块。动力系统可以包括：发动机控制器(ECU)、发电机控制器(GCU)、前电机控制器(MCUF0)、后电机控制器(MCUR0)、车载充电机(OBC)、方向盘模块(SWM)以及电池管理系统(BMS)等多个不同的功能模块。在实际实施时，底盘系统和动力系统具体的内部结构还可以根据实际需求设置，本实施例对此不作限制。

在实际实施过程中，构造底盘系统和动力系统之间的通信子网络，能显著提高车辆的操纵驾驶系统网络通信的安全性，因此，下面将以车辆系统中的至少三个子系统包括车身系统、智驾系统、信息娱乐系统、底盘系统以及动力系统，且第一子系统为车辆的底盘系统，第二子系统为车辆的动力系统为例，对本申请图1中的第一种车载网络拓扑结构和基于该车载网络拓扑结构的通信方法进行进一步说明。此时第一种车载网络拓扑结构具体如图3所示，图3是本申请一实施例示出的另一种车载网络拓扑结构的示意图。

参照图3，可以将空气悬挂控制器、电控刹车助力系统、电子稳定控制系统、电子驻车控制器、电动助力转向系统、整车控制器以及安全气囊控制器等分散设置在底盘总线上，将发动机控制器、发电机控制器、前电机控制器、后电机控制器、车载充电机、方向盘模块以及电池管理系统分散设置在动力总线上，从而防止将驾驶操纵相关的ECU(VCU、BMS、MCUF0、EPB、SWM等控制器)设置在同一网络总线，进而避免某一总线上的负载率过高。

其中，基于底盘系统和动力系统下的各个功能模块，可以对每个功能模块的测试CAN接口进行连接，进而得到图3所示的通信子网络，该通信子网络中间的竖直线条表示目标通信通道，也可以理解为通信子网络的总线，该通信子网络的总线不接入网关。因此，基于该通信子网络，可以实现底盘系统和动力系统下的任意两个功能模块之间的通信交互，而不再通过底盘总线、动力总线以及网关。

示例地，整车控制器(VCU)与前电机控制器(MCUF0)之间的信号可以直接通过通信子网络进行传输，无需再通过网关进行路由(即不再经过底盘总线和动力总线)。因此，通过构建底盘系统和动力系统之间的通信子网络，在车辆正常运行过程中，可以将动力系统和底盘系统的内部信号的交互转移到通信子网络，不再不占用底盘总线和动力总线的网络资源，可有效降低底盘总线和动力总线的负载率，避免底盘总线和动力总线的负载率过高，同时也可释放网关的算力，减小网关的压力，最终达到解决相关技术中网关压力大或者某个总线上负载率过高的技术问题。

在本实施例中，在对通信子网络进行测试标定的过程中，可将标定接口接在通信子网络上的任意一个位置处以实现标定测试，即可以仅通过一个接口实现对通信子网络中多个功能模块的标定，有效减少标定过程中来回更改测试接口的问题。

在本实施例中，在图3所示的车载网络拓扑结构中，网关具备安全隔离的功能，如果动力系统或底盘系统的外部发生通信故障，网关可将故障有效隔离，同时由于动力系统和底盘系统仍可通过通信子网络进行信号交互，驾驶操纵功能不会受到通信故障的影响。此外，如果动力总线或底盘总线上发生通信故障，动力系统和底盘系统也能进行信号交互。因此，本实施例通过在动力系统或底盘系统之间构建通信子网络，可在不增加网关的条件下有效提高操纵驾驶系统网络通信的安全性。

结合以上实施例，在一种实施方式中，本申请实施例中的第一通信通道、第二通信通道、目标通信信道均是通过导线实现的。例如，可以在网关与各个子系统之间设置用于传输信号的导线，从而建立第一通信通道。再例如，可以基于第一子系统和第二子系统中的各个功能模块的测试CAN接口，使用用于传输信号的导线将其与表示目标通信信道的导线建立连接，从而形成通信子网络。通过导线实现通信连接的具体方式可以参照已有技术，本实施例对此不作具体限制。

基于图1或图3所示的车载网络拓扑结构，如果第一子系统与网关之间的总线发生故障，即第一子系统与网关之间的第一通信通道发生故障，虽然第一子系统与第二子系统之间的内部信号交互不受影响，但是第一子系统无法与第三子系统实现通信，因此，为了解决该问题，本申请进一步提出了第二种车载网络拓扑结构，图4是本申请一实施例示出的第二种车载网络拓扑结构的示意图。

具体地，图4是在图3的车载网络拓扑结构的基础上，将通信子网络与网关之间建立通信连接(如此，通信子网络中的每一个功能模块都可以与网关直接通信，通信子网络中任意两个功能模块之间的第二通信通道也与网关连接)。在此基础上，如果目标设备为第三子系统内的功能模块，本申请的方法还可以包括：

若第一子系统与网关之间的第一通信通道存在故障，基于第二通信通道和网关向目标设备发送信息。

在本实施例中，在第一子系统与网关之间的第一通信通道(第一子系统对应的总线)正常的情况下，第一子系统通过与网关之间的第一通信通道与外部的第三子系统通信。同理，在第二子系统与网关之间的第一通信通道(第二子系统对应的总线)正常的情况下，第二子系统也是通过与网关之间的第一通信通道与外部的第三子系统通信。如果第一子系统对应的总线或者第二子系统对应的总线出现故障，通信子网络可以作为备份总线，将故障一方的总线上的信号通过通信子网络先传输到网关，再由网关传输到第三子系统。

示例地，以第一子系统为底盘系统，第二子系统为动力系统且第三子系统为智驾系统为例，如果底盘总线发生故障，当底盘系统中的源设备需要向智驾系统中的目标设备发送信息时，源设备首先通过第二通信信道(第二通信信道与网关是连接的)将信息发送到网关，再由网关将信息传输到智驾系统中的目标设备。其中，网关可以通过智驾系统与网关之间的第一通信通道将信息传输到目标设备。

在本实施例中，第一子系统和第二子系统除了可以继续通过通信子网络实现内部信号交互，在第一子系统与网关之间的第一通信通道出现故障时，第一子系统还可以通过通信子网络、通信子网络与网关之间的通信连接实现与外部第三子系统的信号交互。同理，当第二子系统与网关之间的第一通信通道出现故障时，第二子系统也可以通过通信子网络、通信子网络与网关之间的通信连接实现与外部第三子系统的信号交互。

在本实施例中，通信子网络可以在整车层级上作为第一子系统或第二子系统与网关之间的第一通信通道的冗余备份，例如第一子系统为底盘系统且第二子系统为动力系统时，两者之间的通信子网络既可以作为底盘总线的冗余备份(在底盘总线出现故障时，实现底盘系统与外部第三子系统之间的信号交互)，也可以作为动力总线的冗余备份(在动力总线出现故障时，实现动力系统与外部第三子系统之间的信号交互)，也即底盘总线和动力总线中的任意一者出现故障或者两者同时出现故障时，都能通过通信子网络实现出现故障的一方与外部的第三子系统之间的通信。

本实施例中通过将通信子网络与网关建立通信连接，不仅使得通信子网络具备降低网关的算力和减小网关的压力的优点，还能根据通信子网络得到第一子系统或第二子系统与网关之间的第一通信通道的冗余备份，进一步保障车辆安全运行。

基于图4所示的车载网络拓扑结构，为了避免当网关发生风险入侵时对通信子网络产生影响，以及为了解决第一子系统和第二子系统与网关之间的第一通信通道同时出现故障的情况下通信子网络作为唯一冗余备份时的负载率过高的问题，本申请进一步提出了第三种车载网络拓扑结构，图5是本申请一实施例示出的第三种车载网络拓扑结构的示意图。

图5是在图4的车载网络拓扑结构的基础上，将第二通信通道划分为第一通信子通道和第二通信子通道，第一子系统内的多个功能模块中任意两个功能模块之间的通道属于第一通信子通道，所有第一通信子通道构成通信子网络1，第一子系统内的每个功能模块分别与第二子系统内的每个功能模块之间的通道属于第二通信子通道，所有第二通信子通道构成通信子网络2。通信子网络1和通信子网络2通过转发控制器连接。

在一种实施方式中，转发控制器可以为任意具备路由功能和安全防护功能的设备。

在另一种实施方式中，转发控制器为第一子系统或第二子系统中具备路由功能和安全防护功能的任意一个功能模块，以简化子系统内部的结构。其中，路由功能和安全防护功能可以通过预先配置得到。示例地，如果需要选择整车控制器(VCU)作为转发控制器，那么可以预先对整车控制器进行配置，使其具备路由功能和安全防护功能。

在图5中，将底盘系统中的整车控制器作为转发控制器之后，底盘系统中就不再设置整车控制器，原来整车控制器的功能则由转发控制器实现。

本实施例中，转发控制器具备安全防护功能，当网关发生风险入侵时，可有效避免因网关故障导致的对通信子网络1和通信子网络2的影响。当第一子系统为底盘系统且第二子系统为动力系统时，可确保在网关或外部系统受到网络故障时不影响驾驶操纵系统的运行，提高驾驶系统的安全性。

本实施例中，转发控制器具备路由功能，因此可以实现通信子网络1和通信子网络2之间的信号的交互。

在此基础上，若目标设备为第一子系统或第二子系统内的功能模块，基于第二通信通道，向目标设备发送信息，具体可以包括：

若目标设备为第一子系统内的功能模块，基于第一通信子通道向目标设备发送信息；

若目标设备为第二子系统内的功能模块，基于第一通信子通道、转发控制器以及第二通信子通道向目标设备发送信息。

在本实施例中，如果车辆系统采用图5所示的车载网络拓扑结构，第一子系统和第二子系统之间仍旧可以实现内部信号交互。具体地，当源设备需要与第一子系统中的目标设备进行通信时，源设备可以直接通过通信子网络1(第一通信子通道)将待发送的信息发送到目标设备。当源设备需要与第二子系统中的目标设备进行通信时，源设备需要通过通信子网络1和通信子网络2将待发送的信息发送到目标设备。首先，源设备将信息通过通信子网络1(第一通信子通道)发送给转发控制器，接着由转发控制器通过通信子网络2(第二通信子通道)将信息发送给目标设备。

示例地，当第一子系统为底盘系统，第二子系统为动力系统时，如果源设备为电子稳定控制系统(ESC)，目标设备为电子驻车控制器(EPB)，那么电子稳定控制系统(ESC)可以直接通过通信子网络1将信息发送到电子驻车控制器(EPB)；如果源设备为电子稳定控制系统(ESC)，目标设备为发电机控制器(GCU)，那么电子稳定控制系统(ESC)可以首先通过通信子网络1将信息发送到转发控制器，再由转发控制器通过通信子网络2将信息发送至发电机控制器(GCU)。

同理，如果源设备是第二子系统内的功能模块，当源设备与第二子系统中的目标设备进行通信时，源设备可以直接通过通信子网络2(第二通信子通道)将待发送的信息发送到目标设备。当源设备需要与第一子系统中的目标设备进行通信时，源设备需要通过通信子网络1和通信子网络2将待发送的信息发送到目标设备。首先，源设备将信息通过通信子网络2(第二通信子通道)发送给转发控制器，接着由转发控制器通过通信子网络1(第一通信子通道)将信息发送给目标设备。

结合以上实施例，在一种实施方式中，由于转发控制器还与网关连接，在此基础上，本申请的方法还可以包括：

若目标设备为至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于第一通信子通道、转发控制器以及网关向目标设备发送消息。

示例地，如果第一子系统为底盘系统，当底盘系统中的源设备需要向外部车身系统发送信息时，除了可以通过底盘总线实现信息发送，还可以通过第一通信子通道将信息先发送到转发控制器，再通过转发控制器将信息发送到网关，最后由网关将信息发送到车身系统。

结合以上实施例，在一种实施方式中，在基于第一通信子通道、转发控制器以及网关向目标设备发送消息之前，本申请的方法还可以包括：

根据第一子系统与网关之间的第一通信通道的负载率和第二通信通道的负载率确定信息发送策略。

相应地，基于第一通信子通道、转发控制器以及网关向目标设备发送消息，包括：

若信息发送策略表示通过第二通信通道传输，基于第一通信子通道、转发控制器以及网关向目标设备发送消息。

在一种实施方式中，根据第一子系统与网关之间的第一通信通道的负载率和第二通信通道的负载率确定信息发送策略，可以包括：

确定第一通信通道的负载率和第二通信通道的负载率(第一通信子通道的负载率和第二通信子通道的负载率之和)的第一差值；

如果第一差值不大于预设阈值，确定信息发送策略为通过第一子系统与网关之间的第一通信通道传输，或者通过第二通信通道传输；

如果第一差值大于预设阈值，若第一子系统与网关之间的第一通信通道的负载率大于第二通信通道的负载率，确定信息发送策略为通过第二通信通道传输；若第一子系统与网关之间的第一通信通道的负载率小于第二通信通道的负载率，确定信息发送策略为通过第一通信通道传输。

在实际实施过程中，除了可以根据第一子系统与网关之间的第一通信通道的负载率和第二通信通道的负载率确定信息发送策略，还可以通过其它方式确定信息发送策略，本实施例对此不作具体限制。

在另一种实施方式中，还可以根据第一子系统与网关之间的第一通信通道当前的第一负载率、第二通信通道当前的第二负载率(第一通信子通道的负载率和第二通信子通道的负载率之和)，以及第二子系统与网关之间的第一通信通道当前的第三负载率来综合确定信息发送策略。具体包括：

确定第一负载率、第二负载率以及第三负载率中的最大负载率与最小负载率；

确定最大负载率与最小负载率的第二差值；

如果第二差值不大于预设阈值，则第一子系统采用的信息发送策略为通过第一子系统与网关之间的第一通信通道传输，或者通过第二通信通道传输；第二子系统采用的信息发送策略为通过第二子系统与网关之间的第一通信通道传输，或者通过第二通信通道传输；

如果第二差值大于预设阈值：若第一负载率为最大负载率，则第一子系统采用的信息发送策略为通过第二通信通道传输；若第一负载率为最小负载率，则第一子系统采用的信息发送策略为通过第一子系统与网关之间的第一通信通道传输。同理，若第三负载率为最大负载率，则第二子系统采用的信息发送策略为通过第二通信通道传输；若第三负载率为最小负载率，则第二子系统采用的信息发送策略为通过第二子系统与网关之间的第一通信通道传输。

在本实施例中，负载率既可以使用当前时刻的负载率，也可以使用预设历史时间段内的负载率的平均值，本实施例对此不作限制。

示例地，如果某个时刻第一子系统与网关之间的第一通信通道、第二通信通道以及第二子系统与网关之间的第一通信通道各自的负载率依次为：75％、50％以及70％，最大负载率与最小负载率的第二差值大于预设阈值10％，且第一负载率为最大负载率，那么第一子系统采用的信息发送策略为通过第二通信通道传输，以使得后续第一负载率、第二负载率以及第三负载率的差异不会太大。再示例地，如果某个时刻第一子系统与网关之间的第一通信通道、第二通信通道以及第二子系统与网关之间的第一通信通道各自的负载率依次为：70％、50％以及75％，最大负载率与最小负载率的第二差值大于预设阈值10％，且第三负载率为最大负载率，那么第二子系统采用的信息发送策略为通过第二通信通道传输，以使得后续第一负载率、第二负载率以及第三负载率的差异不会太大。

在实际实施过程中，还可以采用其它方式根据第一负载率、第二负载率以及第三负载率确定信息发送策略，本实施例对此不作限制。

在实际实施过程中，除了可以根据第一负载率、第二负载率以及第三负载率确定信息发送策略，还可以通过其它方式确定信息发送策略，本实施例对此不作具体限制。

在本实施例中，信息发送策略用于指示源设备是通过第一通信通道将信息发送到目标设备，还是通过第二通信通道将信息发送到目标设备。通过信息发送策略实现源设备与目标设备之间的信息交互，可以使得第一子系统与网关之间的第一通信通道、第二通信通道以及第二子系统与网关之间的第一通信通道各自的负载率相当，而不会出现某一通信通信负载率过高的现象，保障车辆稳定运行。

在本实施例中，以第一子系统为底盘系统，第二子系统为动力系统为例，当底盘系统中的源设备采用信息发送策略向第三子系统中的目标设备发送信息时，可以保证底盘总线的负载率1、动力总线的负载率2以及通信子网络1+通信子网络2的总负载率3相当，避免因网段划分导致各总线上的负载率差异较大，即避免负载率1、负载率2以及负载率3的差异过大。

在本实施例中，对于平衡网络负载率可以通过网络调配，底盘系统的部分信号通过底盘总线实现交互，另一部分信号通过通信子网络1和转发控制器路由到网关和通信子网络2。同理，动力系统的部分信号通过动力总线实现交互，另一部分信号通过通信子网络2和转发控制器路由到网关和通信子网络1，如此，可保证底盘总线、动力总线以及(通信子网络1+通信子网络2)各自的总负载率相当，避免因网段划分导致各总线的负载率差异较大，保证车辆安全稳定运行。

结合以上实施例，在一种实施方式中，如果车辆系统采用图5的车载网络拓扑结构，当第一子系统与网关之间的第一通信通道存在故障时，可以通过通信子网络1和转发控制器将信息先发送到网关，再由网关将信息发送到目标设备。

在本实施例中，当第一子系统对应的总线或者第二子系统对应的总线存在故障时，可通过通信子网络进行重构，故障总线上的信号通过通信子网络(通信子网络1或通信子网络2)和转发控制器路由到网关，保证车辆正常功能可用。

当第一子系统对应的总线和第二子系统对应的总线同时发生故障时，通信子网络1和通信子网络2分别作为备用总线将故障总线上的所有信号传递到转发控制器，但转发控制器不做全量信号路由，而是将通信子网络1和通信子网络2内部交互的信号直接路由到对方子网中(例如通信子网络1直接将第一子系统发送到第二子系统的信号路由到通信子网络2中，通信子网络2直接将第二子系统发送到第一子系统的信号路由到通信子网络1中)，将需要与外部第三子系统交互的信号先路由到网关后再与第三子系统交互。如此，通过设置通信子网络1和通信子网络2，可有效解决双路总线故障时备用总线网络负载率较高的问题，通过1条备用总线可实现两条网络总线的备份，有效减少网关总线接口和备份网络总线数量。

下面将对本申请的三种车载网络拓扑结构的优点进行总结：

对于第一种车载网络拓扑结构(如图3)，通过在第一子系统和第二子系统之间构造通信子网络，可以将第一子系统和第二子系统之间的内部信号的交互转移到通信子网络，不占用第一子系统与网关之间的总线的网络资源和第二子系统与网关之间的总线的网络资源，可有效降低第一子系统和第二子系统与网关之间的总线的负载率，同时可释放网关的算力，降低网关的压力。

对于第二种车载网络拓扑结构(如图4)，除了具备第一种车载网络拓扑结构的优点外，通信子网络还可以作为第一子系统对应的总线的备份总线或者作为第二子系统对应的总线的备份总线，将故障一方的总线上的信号通过目标通信通道传输到网关，再由网关传输到第三子系统，保证车辆安全稳定运行。

对于第三种车载网络拓扑结构(如图5)，除了可以具备第一种车载网络拓扑结构的优点和第二种车载网络拓扑结构的优点，还可以选择性地将第一子系统中需要与外部第三子系统交互的信号部分通过通信子网络1传输到转发控制器，由转发控制器和网关进行传输，或者选择性地将第二子系统中需要与外部第三子系统交互的信号部分通过通信子网络2传输到转发控制器，由转发控制器和网关进行传输，从而保证第一子系统对应的总线的负载率、第二子系统对应的总线的负载率、(通信子网络1+通信子网络2)的负载率相当，避免某一方负载率过高，保证车辆安全稳定运行。其次，采用第三种车载网络拓扑结构还可有效解决双路总线同时故障时备用总线网络负载率较高的问题，通过1条备用总线可实现两条网络总线的备份，有效减少网关总线接口和备份网络总线数量。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本申请实施例所必须的。

基于同一发明构思，本申请一实施例提供了一种基于车载网络的通信装置600，应用于一种车辆系统中的源设备，所述车辆系统包括网关和至少三个子系统，所述网关与每一所述子系统间建立有第一通信通道，所述至少三个子系统包括第一子系统和第二子系统，所述第一子系统和所述第二子系统包括的各个功能模块中的任意两个功能模块间建立有第二通信通道，所述源设备为所述第一子系统中的任意一个功能模块。图6是本申请一实施例示出的一种基于车载网络的通信装置的结构框图。如图6所示，该装置600包括：

第一确定模块601，用于确定所述车辆系统中待接收信息的目标设备；

第一发送模块602，用于若所述目标设备为所述第一子系统或所述第二子系统内的功能模块，基于所述第二通信通道，向所述目标设备发送信息；

第二发送模块603，用于若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道，通过所述网关向所述目标设备发送信息。

可选地，所述第一子系统还通过所述第二通信通道与所述网关连接，所述装置600还包括：

第三发送模块，用于若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，且所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道存在故障，基于所述第二通信通道和所述网关向所述目标设备发送信息。

可选地，所述车辆系统还包括转发控制器，所述第二通信通道包括第一通信子通道和第二通信子通道，所述第一子系统通过所述第一通信子通道和所述转发控制器连接，所述第二子系统通过所述第二通信子通道与所述转发控制器连接；所述第一发送模块602包括：

第一发送子模块，用于若所述目标设备为所述第一子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道向所述目标设备发送信息；

第二发送子模块，用于若所述目标设备为所述第二子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述第二通信子通道所述向所述目标设备发送信息。

可选地，所述转发控制器还与所述网关连接，所述装置600还包括：

第四发送模块，用于若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息。

可选地，所述装置600还包括：

第二确定模块，用于在所述基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息之前，根据所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道的负载率和所述第二通信通道的负载率确定信息发送策略；

所述第四发送模块包括：

第三发送子模块，用于若所述信息发送策略表示通过第二通信通道传输，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息。

可选地，所述转发控制器为所述第一子系统或所述第二子系统中具备路由功能和安全防护功能的任意一个功能模块。

可选地，所述至少三个子系统包括：车身系统、智驾系统、信息娱乐系统、底盘系统以及动力系统，所述第一子系统为所述底盘系统，所述第二子系统为所述动力系统。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例还提供了一种电子设备，图7是本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。参照图7，该电子设备700包括：

处理器701；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器702；

其中，所述处理器701被配置为执行以实现本申请实施例所述的一种基于车载网络的通信方法。

在本申请中，电子设备可以是车辆系统的车身系统、智驾系统、信息娱乐系统、底盘系统以及动力系统中任意一个系统内部的设备模块，例如可以是底盘系统中的空气悬挂控制器(ISC)，或者电控刹车助力系统(iBooster)，也可以是动力系统中的发动机控制器(ECU)，或者发电机控制器(GCU)，具体可参照前文实施例所述。

本申请实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行实现本申请实施例所述的一种基于车载网络的通信方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于车载网络的通信方法，其特征在于，应用于一种车辆系统中的源设备，所述车辆系统包括网关和至少三个子系统，所述网关与每一所述子系统间建立有第一通信通道，所述至少三个子系统包括第一子系统和第二子系统，所述第一子系统和所述第二子系统包括的各个功能模块中的任意两个功能模块间建立有第二通信通道，所述源设备为所述第一子系统中的任意一个功能模块，所述方法包括：

确定所述车辆系统中待接收信息的目标设备；

若所述目标设备为所述第一子系统或所述第二子系统内的功能模块，基于所述第二通信通道，向所述目标设备发送信息；

若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道，通过所述网关向所述目标设备发送信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一子系统还通过所述第二通信通道与所述网关连接，若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，所述方法还包括：

若所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道存在故障，基于所述第二通信通道和所述网关向所述目标设备发送信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车辆系统还包括转发控制器，所述第二通信通道包括第一通信子通道和第二通信子通道，所述第一子系统通过所述第一通信子通道和所述转发控制器连接，所述第二子系统通过所述第二通信子通道与所述转发控制器连接；

所述若所述目标设备为所述第一子系统或所述第二子系统内的功能模块，基于所述第二通信通道，向所述目标设备发送信息，包括：

若所述目标设备为所述第一子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道向所述目标设备发送信息；

若所述目标设备为所述第二子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述第二通信子通道所述向所述目标设备发送信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述转发控制器还与所述网关连接，所述方法还包括：

若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息之前，所述方法还包括：

根据所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道的负载率和所述第二通信通道的负载率确定信息发送策略；

所述基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息，包括：

若所述信息发送策略表示通过第二通信通道传输，基于所述第一通信子通道、所述转发控制器以及所述网关向所述目标设备发送消息。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述转发控制器为所述第一子系统或所述第二子系统中具备路由功能和安全防护功能的任意一个功能模块。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述至少三个子系统包括：车身系统、智驾系统、信息娱乐系统、底盘系统以及动力系统，所述第一子系统为所述底盘系统，所述第二子系统为所述动力系统。

8.一种基于车载网络的通信装置，应用于一种车辆系统中的源设备，所述车辆系统包括网关和至少三个子系统，所述网关与每一所述子系统间建立有第一通信通道，所述至少三个子系统包括第一子系统和第二子系统，所述第一子系统和所述第二子系统包括的各个功能模块中的任意两个功能模块间建立有第二通信通道，所述源设备为所述第一子系统中的任意一个功能模块，所述装置包括：

第一确定模块，用于确定所述车辆系统中待接收信息的目标设备；

第一发送模块，用于若所述目标设备为所述第一子系统或所述第二子系统内的功能模块，基于所述第二通信通道，向所述目标设备发送信息；

第二发送模块，用于若所述目标设备为所述至少三个子系统中第三子系统内的功能模块，基于所述第一子系统与所述网关之间的第一通信通道，通过所述网关向所述目标设备发送信息。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行以实现如权利要求1至7中任一项所述的基于车载网络的通信方法。

10.一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行实现如权利要求1至7中任一项所述的基于车载网络的通信方法。