本发明涉及一种电动智能汽车通信网络系统，尤其是涉及一种基于车载以太网的电动智能汽车星型通信网络系统。
背景技术：
汽车厂商最初仅将以太网用于车载诊断方面，随着汽车电子产品的大量普及，车内安全、娱乐和辅助电子设备的数量在不断增加，设备之间的互联需求也越来越复杂，以太网技术在先进的驾驶员辅助系统和信息娱乐平台中找到了用武之地，以太网作为主干网络能够充分发挥其优点满足对大流量数据通信的要求。传统的车载控制系统中采用为每个车载电子设备分配单独控制器的布置形式，为了实现每个车载电子设备之间的互相通信，每两个控制器之间均需设计通信网络进行通信，此种方式通信网络复杂，同时该方式扩展性较差，一旦完成很难进行扩展，不符合发展需求。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于车载以太网的电动智能汽车星型通信网络系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于车载以太网的电动智能汽车星型通信网络系统，用于车载电子设备之间的通信控制，该系统包括：
智能决策与控制单元：由多个控制器通过以太网进行环形连接而成，用于车载电子设备的集中控制；
星型车载电子设备通信单元：包括多个车载电子设备和一个外部以太网交换机，所述的多个车载电子设备均连接至外部以太网交换机，该外部以太网交换机连接至智能决策与控制单元中的一个控制器；
所述的星型车载电子设备通信单元设有多个且少于控制器个数，各星型车载电子设备通信单元分别对应连接至智能决策与控制单元中的一个控制器，不用于连接至星型车载电子设备通信单元的控制器为冗余控制器。
所述智能决策与控制单元中的控制器分别设有一个内环以太网交换机，相邻两个内环以太网交换机之间通过网线相互连接形成通信回路。
所述的车载电子设备均设有对应的网关或以太网接口，各车载电子设备的网关或以太网接口通过网线与所述的以太网交换机连接，各车载电子设备之间的通信，信息首先要先后经过发送信号的车载电子设备的网关或以太网接口以及与之连接的外部以太网交换机发送给智能决策与控制单元，经智能决策与控制单元处理后再经过以与接收信号的车载电子设备连接的外部太网交换机以及网关或以太网接口传递给接受此信号的车载电子设备。
所述的外部以太网交换机通过网线连接至智能决策与控制单元中相应控制器对应的内环以太网交换机。
所述的网线均设置两根，形成两条通信线路，该通信网络中均采用两根网线形成两条通信线路，形成冗余网络，当其中一条通信线路故障时，另一条通信新路能继续工作，不会导致网络中断，提高通信网络的可靠性。
所述的智能决策与控制单元中的任一个控制器对应的内环以太网交换机设有一个诊断接口。
所述的外部以太网交换机的以太网端口个数大于与之连接的星型车载电子设备通信单元中车载电子设备的个数，多余的以太网端口可用于扩展新的车载电子设备，提高整个通信网络的扩展性。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)智能决策与控制单元将多个控制器进行环形连接形成集中控制的结构，有利于降低各车载电子系统之间通信的复杂性，利用以太网作为主干网络，可以充分发挥其带宽优势；
(2)星型车载电子设备通信单元中设置冗余的控制器，同时整个通信网络设置两条通信线路，均有利于提高系统通信的可靠性；
(3)星型车载电子设备通信单元的配置方式有利于实现通信网络的扩展，当增加新的车载电子设备时，只需将其连接至外部以太网交换机上多余的以太网端口上即可，操作简便。
附图说明
图1为本发明基于车载以太网的电动智能汽车星型通信网络系统的结构示意图。
图中，1为以太网接口，2为车辆与基础设施通信设备，3为环境感知设备，4为GPS和惯性导航设备，5为远程监控设备，6为车载娱乐设备，7为360度环视设备，8为第一网线，9为第二网线，10为第一外部以太网交换机，11为智能决策与控制单元，12为诊断接口，131为第一控制器，132为第二控制器，133为第三控制器，134为第四控制器，141为第一内环以太网交换机，142为第二内环以太网交换机，143为第三内环以太网交换机，144为第四内环以太网交换机，15为第二外部以太网交换机，16为驱动电机，17为转向电机，18为冗余转向电机，19为方向盘传感器，20为制动执行器，21为人机交互电子仪表，22为电子踏板传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种基于车载以太网的电动智能汽车星型通信网络系统，用于车载电子设备之间的通信控制，该系统包括：智能决策与控制单元11：由多个控制器通过以太网进行环形连接而成，用于车载电子设备的集中控制；星型车载电子设备通信单元：包括多个车载电子设备和一个外部以太网交换机，多个车载电子设备均连接至外部以太网交换机，该外部以太网交换机连接至智能决策与控制单元11中的一个控制器；星型车载电子设备通信单元设有多个且少于控制器个数，各星型车载电子设备通信单元分别对应连接至智能决策与控制单元11中的一个控制器，不用于连接至星型车载电子设备通信单元的控制器为冗余控制器。所述智能决策与控制单元11中的控制器分别设有一个内环以太网交换机，相邻两个内环以太网交换机之间通过网线相互连接形成通信回路。车载电子设备均设有对应的网关或以太网接口1，各车载电子设备的网关或以太网接口1通过网线与以太网交换机连接，各车载电子设备之间的通信，信息首先要先后经过发送信号的车载电子设备的网关或以太网接口1以及与之连接的外部以太网交换机发送给智能决策与控制单元11，经智能决策与控制单元11处理后再经过以与接收信号的车载电子设备连接的外部太网交换机以及网关或以太网接口1传递给接受此信号的车载电子设备。外部以太网交换机通过网线连接至智能决策与控制单元11中相应控制器对应的内环以太网交换机。网线均设置两根，分别为第一网线8和第二网线9，从而形成两条通信线路，该通信网络中均采用两根网线形成两条通信线路，形成冗余网络，当其中一条通信线路故障时，另一条通信新路能继续工作，不会导致网络中断，提高通信网络的可靠性。智能决策与控制单元11内部利用双根网线通信的形式，每隔一定时间比对两条通信线路上的信息，进行错误检测，当发现其中一根断开时，另一根网线仍能保证基本的通信，环形以太网则在此基础上进一步提高了通信的可靠性，当一个通路的两根网线完全断开时，由于每根网线均可以实现双向信息传递，系统仍能通过另一个方向传递信息。
该实施例中，控制器设有4个，分别为第一控制器131、第二控制器132、第三控制器133和第四控制器134，相应地配置第一内环以太网交换机141，第二内环以太网交换机142，第三内环以太网交换机143和第四内环以太网交换机144。星型车载电子设备通信单元设有两个，将保障智能汽车复杂功能的传感器和执行器组成第一星型车载电子设备通信单元，例如车辆与基础设施通信设备2、环境感知设备3、GPS和惯性导航设备4、远程监控设备5、车载娱乐设备6和360度环视设备7等，将保障汽车基本运行功能的设备组成第二星型车载电子设备通信单元例如驱动电机16、转向电机17、冗余转向电机18、方向盘传感器19、制动执行器20、人机交互电子仪表21和电子踏板传感器22等，出于安全的考虑，此处转向电机17设置了冗余转向电机18用于保障转向系统工作的安全性。其中第一星型车载电子设备通信单元通过第一外部以太网交换机10连接至第一控制器131，第二星型车载电子设备通信单元通过第二外部以太网交换机15连接至第三控制器133，第二控制器132和第三控制器133作为冗余控制器，当有控制器出现故障时，由正常工作的控制器接管工作。
智能决策与控制单元11中的任一个控制器对应的内环以太网交换机设有一个诊断接口12。外部以太网交换机的以太网端口个数大于与之连接的星型车载电子设备通信单元中车载电子设备的个数，多余的以太网端口可用于扩展新的车载电子设备，当有新增的车载电子设备时，只需该车载电子设备通过网关或以太网接口1挂接到外部以太网交换机上的多以的以太网端口上即可，然后在智能决策与控制单元11中写入该车载电子设备的控制程序，大大提高整个通信网络的扩展性。
智能决策与控制单元11内部通过环形的以太网实现通信，外部通过两个外部以太网交换机以及各自的网关或以太网接口1实现智能决策与控制单元11和车载电子设备以及各车载电子设备之间的通信，各车载电子设备之间需要通信时，首先，需要发送信息的车载电子设备将信息经过其配置的网关或以太网接口1以及与之连接的外部以太网交换机传递给智能决策与控制单元11，经智能决策与控制单元11处理后再由与接收信息的车载电子设备连接的外部以太网交换机以及接收信息的车载电子设备配置的网关或以太网接口1传递给接收此信息的车载电子设备。
对于电动智能汽车高度复杂的电子电气系统，本发明的通信网络系统的集中控制式的结构，有利于降低各车载系统之间通信的复杂性，利用以太网作为主干网络，可以充分发挥其带宽优势，设置冗余的通信网线，有利于提高系统通信的可靠性，星型拓扑结构有利于实现系统的扩展。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，并不构成对权利要求范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均在本发明保护的范围内。