专利名称：一种车辆总线网络通讯控制的方法
技术领域：
本发明涉及汽车总线网络通讯领域，具体是一种车辆总线网络通讯控制的方法。
技术背景
汽车总线网络通讯领域中暂时还没有统一的车辆数据传输通讯标准，以致在通常情况下，开发一款车型的车辆后装电子产品，需要了解精通这款车型的布线及数据传输协议以取得车辆状态数据，且此数据无法与其他模块进行共享，大大限制了该领域的技术发展。如
1、汽车通用OBD-1I诊断模块(如ELM327)，其缺点不含专车专用的协议数据； 不含根据基础数据分析推导出来的车辆状态数据(如根据四轮转速推导胎压状态)；不具备系统扩展能力，诊断模块采集到的数据未能按照统一的标准与车上多个不同模块进行数据交换；数据处理性能较低，不能满足高速的诊断数据处理要求；通用接口效率太低(串口 RS232速率)，不适合高性能产品的二次开发。
2、汽车专用OBD-1I诊断仪(如元征汽车诊断仪)，它不含根据基础数据分析推导出来的车辆状态数据(如根据四轮转速推导胎压状态)不具备系统扩展能力，诊断模块采集到的数据未能按照统一的标准与车上多个不同模块进行数据交换，并非模块化设计，不具备通用的二次开发接口，不适合高性能产品的二次开发。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种可使各种车载模块之间可按照统一的通讯协议进行实时高效的数据交换车辆总线网络通讯控制的方法。
为实现该技术目的，本发明的方案是一种车辆总线网络通讯控制的方法，包括总线、主机和多个从机,所述主机与从机之间的数据传输由主机发起,数据传输前先发送从机地址，从机被寻址成功后将打开数据接收功能，开始与主机互动；主机采用不断进行通讯循环的方式与各从机互动，每个通讯循环具有从机通讯区、主机广播区以及总线配置区三部分，其中，从机通讯区中，主机同一时间只与一个从机互动，其余从机不向主机发送数据，该区数据主要用于主机与从机之间的数据交换；主机广播区中，所有从机将接收主机广播的数据，主要用于广播主机从车上采集的各从机需要的数据；总线配置区中，所有从机将接收主机广播的数据，此时若有新的节点插入，主机将与新节点互动，并向新节点分配节点地址。
作为优选，主机和从机在访问总线进行数据通讯之前，均与总线同步。
作为优选，主机在与总线进行通讯前，首先设置为接收状态，然后等待一个时间 P1，且这段时间内总线为逻辑高状态，若这段时间内有任何节点发送数据，时间Pl将重新计算；在时间Pi结束后，主机将不断发起总线配置区，直到有至少一个从机与其互动并成功分配从机地址，此时，主机开始发起正常通讯循环，主机与总线同步成功。
作为优选，在主机在与总线成功同步之前，若主机接收到任何其他主机所发出的数据，立即进入睡眠模式，直到重新上电。
作为优选，从机在与总线进行通讯前，首先设置为只接收地址数据，若总线无主机，则不作任何动作；若接收到主机发送的总线配置帧，将验证主机，若验证失败，则不作任何反应或重新进行总线同步；若验证成功，则开始等待时间，若此时间内有任何节点发送数据，则该从机不作任何动作，等待下一个通讯循环的总线配置帧；若在此时间后总线无其他节点发送，该从机即可响应主机的总线配置帧，接受主机分配从机地址后，完成总线同步。
作为优选，若从机在总线配置帧时检测到总线冲突，即立刻或完成当前字节后停止发送，并等到此后通讯循环的总线配置帧再重复同步步骤。
该项发明为所有车辆后装的电子控制模块提供了统一的数据通讯标准，使车辆的实时状态数据能够高效地在不同模块间得到共享。通过本方案，可以为市面上各种各样不同的车辆提供了统一的数据访问接口，以及通用的二次开发平台，使针对车辆数据的产品开发不再需要了解各种不同车型的通讯方式，大大促进该领域的迅速发展。
图1为本发明的总线通讯方式框图2为本发明的从机通讯区的流程图3为本发明的主机广播区的流程图4为本发明的总线配置区的流程图5为车辆网络通讯控制在具体运用中的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本具体实施例是基于J1708总线的物理层，设计了专用的总线通讯网络，使电子产品之间可以实现动态热插拔式的数据通讯。具体说明如下
1.1物理层规定
1.1.1电气特性
数据信号采用差分传输方式，采用J1708物理层。使用一对双绞线，其中一线定义为A，另一线定义为B。发送驱动器A、B之间的正电平在+2-+6V，为逻辑高状态，负电平在-2V—6V，为逻辑低状态。
1.1. 2使用限制
-总线所有干线、支线总长度在50m以内。
-总线通讯速率为250Kbps。
-总线最多支持32个节点。
-所有总线节点间必须共地。
-网络拓扑采用总线型结构，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意如下几点
采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。
应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性总线的不同区段采用了不同电缆，或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装，再者是过长的分支线引出到总线。
1. 2数据链路层规定
1. 2.1总线通讯方式
如图1所示，通讯方式为一主多从模式，主机与从机之间的数据传输由主机发起， 数据传输前先发送从机地址，从机被寻址成功后将打开数据接收功能，开始与主机互动。主机采用不断进行“通讯循环”的方式与各从机互动。每个“通讯循环”具有“从机通讯区”、 “主机广播区”以及“总线配置区”三部分。
“从机通讯区”中，主机只与一个从机互动，除主机与该从机外，其余从机将不接受总线数据，也不会被总线数据中断。该区数据主要用于主机向从机发动作指令或从机向主机响应数据。
“主机广播区”中，所有从机将接收主机广播的数据，主要用于广播主机从车上采集的各从机需要的数据。
“总线配置区”中，所有从机将接收主机广播的数据，此时，若有新的节点插入,主机将与新节点互动，并向新节点分配节点地址。把专车专用的诊断数据做成通用的二次开发接口，提供UART、SP1、I2C等通用接口，另外还提供基于模块本身的代码开发API，使针对模块二次开发的程序可以在模块本身执行。
1. 2. 2总线同步方式
无论是主机还是从机，在访问总线进行数据通讯之前，必须与总线同步。主机、从机与总线同步的方式分别为
主机在与总线进行通讯前，必须首先设置为接收状态，然后等待一个Pl时间(参考2. 2. 3)，且这段时间内总线为逻辑高状态，若这段时间内有任何节点发送数据，Pl将重新计算。在Pl时间结束后，主机将不断发起“总线配置区”，直到有至少一个从机与其互动并成功分配从机地址。此时，主机开始发起正常“通讯循环”，主机与总线同步成功。在成功同步之前，若主机接收到任何其他主机所发出的数据，立即进入睡眠模式，直到重新上电。
从机在与总线进行通讯前，首先设置为只接收地址数据，若总线无主机，则不作任何动作。若接收到主机发送的总线配置帧，将验证主机ID，若验证失败，则不作任何反应或重新进行总线同步。若验证成功，则开始等待TbX llXRnl(随机数I 4)时间，若此时间内有任何节点发送数据，则该从机不作任何动作，等待下一个“通讯循环”的总线配置帧。若在Tb X 11 X Rn I时间后总线无其他节点发送，该从机即可响应主机的总线配置帧，接受主机分配从机地址后，完成总线同步。如果从机在总线配置帧时检测到总线冲突，即立刻或完成当前字节后停止发送，并等到此后第Rn2 (随机数I 4)个“通讯循环”的总线配置帧再重复上述同步步骤。
1. 2. 3总线时间定义
权利要求
1.一种车辆总线网络通讯控制的方法，包括总线、主机和多个从机，其特征在于主机与从机之间的数据传输由主机发起，数据传输前先发送从机地址，从机被寻址成功后将打开数据接收功能，开始与主机互动；主机采用不断进行通讯循环的方式与各从机互动，每个通讯循环具有从机通讯区、主机广播区以及总线配置区三部分，其中，从机通讯区中，主机同一时间只与一个从机互动，其余从机不向主机发送数据，该区数据主要用于主机与从机之间的数据交换；主机广播区中，所有从机将接收主机广播的数据，主要用于广播主机从车上采集的各从机需要的数据；总线配置区中，所有从机将接收主机广播的数据，此时若有新的节点插入，主机将与新节点互动，并向新节点分配节点地址。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于主机和从机在访问总线进行数据通讯之前，均与总线同步。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于主机在与总线进行通讯前，首先设置为接收状态，然后等待一个时间Pl，且这段时间内总线为逻辑高状态，若这段时间内有任何节点发送数据，时间Pi将重新计算；在时间Pi结束后，主机将不断发起总线配置区，直到有至少一个从机与其互动并成功分配从机地址，此时，主机开始发起正常通讯循环，主机与总线同步成功。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在主机在与总线成功同步之前，若主机接收到任何其他主机所发出的数据，立即进入睡眠模式，直到重新上电。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于从机在与总线进行通讯前，首先设置为只接收地址数据，若总线无主机，则不作任何动作；若接收到主机发送的总线配置帧，将验证主机，若验证失败，则不作任何反应或重新进行总线同步；若验证成功，则开始等待时间，若此时间内有任何节点发送数据，则该从机不作任何动作，等待下一个通讯循环的总线配置帧；若在此时间后总线无其他节点发送，该从机即可响应主机的总线配置帧，接受主机分配从机地址后，完成总线同步。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于若从机在总线配置帧时检测到总线冲突， 即立刻或完成当前字节后停止发送，并等到此后通讯循环的总线配置帧再重复同步步骤。
全文摘要
本发明公开了一种车辆总线网络通讯控制的方法，包括总线、主机和多个从机，所述主机与从机之间的数据传输由主机发起，数据传输前先发送从机地址，从机被寻址成功后将打开数据接收功能，开始与主机互动；主机采用不断进行通讯循环的方式与各从机互动，每个通讯循环具有从机通讯区、主机广播区以及总线配置区三部分。该项发明为所有车辆后装的电子控制模块提供了统一的数据通讯标准，使车辆的实时状态数据能够高效地在不同模块间得到共享。通过本方案，可以为市面上各种各样不同的车辆提供了统一的数据访问接口，以及通用的二次开发平台，使针对车辆数据的产品开发不再需要了解各种不同车型的通讯方式，大大促进该领域的迅速发展。
文档编号H04L12/40GK103023738SQ20111028672
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者梁至千 申请人:深圳市迈纬汽车电子有限公司