通信系统和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆工程技术，尤其涉及一种通信系统和车辆。


背景技术：

2.车辆中的控制节点可以通过控制器局域网络(controller area network，can)总线与多个网络节点连接，以实现控制节点与网络节点之间的数据传输。例如，上述网络节点可以是传感器(例如温度传感器、压力传感器等)，控制节点可以是车辆的电子控制单元(electronic control unit，ecu)。ecu通过can总线与传感器连接，以获取各传感器采集的数据，然后根据上述各传感器采集的数据对车辆进行控制。
3.在现有的通信系统中，网络节点与控制节点的连接方式为：控制节点与一条can总线连接，上述各网络节点均连接在该条can总线的不同位置上。然而，在现有的通信系统中，若该条can总线出现故障，则可能导致部分网络节点与控制节点之间无法完成数据传输。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种通信系统和车辆，以解决网络节点与控制节点之间可能无法进行数据传输的问题。
5.第一方面，本实用新型提供一种通信系统，所述通信系统包括：控制节点、第一can总线、第二通信线缆，以及，n个网络节点，所述n为大于或等于1的整数；
6.所述控制节点、n个网络节点均连接至第一can总线，形成第一通信链路；所述n个网络节点通过所述第二通信线缆串联连接，且所述控制节点通过所述第二通信线缆分别与串联的n个网络节点中的第一个网络节点，以及，最后一个网络节点连接，形成闭合的第二通信链路；
7.若位于所述n个网络节点中的第m个网络节点至第n个网络节点之间的第一can总线出现通信故障，则所述控制节点与第m 1个网络节点至第n个网络节点中的任一网络节点通过所述第二通信链路进行通信，所述控制节点与第一个网络节点至第m个网络节点之间的任一网络节点通过所述第一can总线进行通信；其中，所述m为大于或等于1、且小于或等于n的整数。
8.可选的，所述控制节点包括第一通信接口和第二通信接口，每个所述网络节点包括第三通信接口和第四通信接口；
9.所述控制节点的第一通信接口通过所述第二通信线缆与串联的n个网络节点中的第一个网络节点的第四通信接口连接，串联的n个网络节点中任意相邻的两个网络节点中第i个网络节点的第三通信接口通过所述第二通信线缆与第i 1个网络节点的第四通信接口连接，串联的n个网络节点中的最后一个网络节点的第三通信接口通过所述第二通信线缆与所述控制节点的第二通信接口连接，形成所述第二通信链路；其中，所述i为小于n的整数。
10.可选的，所述控制节点包括第五通信接口和第六通信接口，每个所述网络节点包
括第七通信接口和第八通信接口；
11.所述控制节点的第五通信接口通过所述第一can总线与串联的n个网络节点中的第一个网络节点的第八通信接口连接，串联的n个网络节点中任意相邻的两个网络节点中第i个网络节点的第七通信接口通过所述第一can总线与第i 1个网络节点的第八通信接口连接，串联的n个网络节点中的最后一个网络节点的第八通信接口通过所述第一can总线与所述控制节点的第六通信接口连接，形成所述第一通信链路；其中，所述i为小于n的整数。
12.可选的，所述第二通信线缆为第二can总线。
13.可选的，所述第一can总线为高速can总线，所述第二can总线为低速can总线。
14.可选的，所述第一通信接口、所述第二通信接口、所述第三通信接口和所述第四通信接口均为与低速can总线对应的通信接口；
15.所述第五通信接口、所述第六通信接口、所述第七通信接口和所述第八通信接口均为与高速can总线对应的通信接口。
16.可选的，所述控制节点为车辆的电子控制单元，所述网络节点为所述车辆上的采集设备。
17.可选的，n个所述网络节点中包括至少两种类型的采集设备。
18.可选的，所述通信系统还包括：输出装置；所述输出装置与所述控制节点连接；
19.所述控制节点，用于在位于所述n个网络节点中的第m个网络节点至第n个网络节点之间的第一can总线出现通信故障时，通过所述输出装置输出提示信息。
20.第二方面，本实用新型提供一种车辆，所述车辆包括如第一方面任一项所述的通信系统。
21.本实用新型提供的通信系统和车辆，控制节点和各网络节点连接至第一can总线，可以得到第一通信链路。在该第一can总线不存在通信故障的情况下，通过该第一通信链路，可以实现控制节点与任一网络节点之间的通信。控制节点通过第二通信线缆与串联的n个网络节点中的第一个网络节点，以及，最后一个网络节点连接，得到闭合的第二通信链路。通过建立上述第二通信链路，即便上述第一can总线存在通信故障，也能通过该第二通信链路进行控制节点与各网络节点之间的通信，保证了各网络节点与控制节点之间的数据能够进行顺利传输。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为现有的一种通信系统的架构示意图；
24.图2为本实用新型提供的一种通信系统的架构示意图；
25.图3为本实用新型提供的另一种通信系统的架构示意图；
26.图4为本实用新型提供的又一种通信系统的架构示意图；
27.图5为本实用新型提供的又一种通信系统的架构示意图。
28.附图标记说明：
29.11：控制节点；
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12：第一can总线；
30.13：第二通信线缆；
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14：网络节点；
31.21：第一通信接口；
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22：第二通信接口；
32.23：第三通信接口；
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24：第四通信接口；
33.25：第五通信接口；
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26：第六通信接口；
34.27：第七通信接口；
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28：第八通信接口；
35.31：输出装置。
36.通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
37.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.图1为现有的一种通信系统的架构示意图。如图1所示，该通信系统包括一个控制节点、k个网络节点，以及，一条can总线。其中，k为正整数。该控制节点与该can总线的一端连接，上述各网络节点均连接在该条can总线的不同位置上。通过上述连接方式，可以实现上述控制节点与网络节点之间的数据传输。
39.示例性的，以上述通信系统应用于车辆为例，上述网络节点例如可以为发动机电控系统、自动变速器控制系统、防抱死制动系统(antilock brake system，abs)、自适应巡航(adaptive cruise control，acc)系统、车载多媒体系统等系统中的电子设备。上述控制节点例如可以为ecu、整车控制器(vehicle control unit，vcu)、或者混合动力整车控制器(hybrid control unit)。
40.示例性的，按照can总线的结构类型划分，上述can总线的类型可以是非铠装电缆双绞屏蔽型电缆，或者，铠装型电缆双绞屏蔽型电缆等。按照can总线的通信速率划分，上述can总线的可以是高速can总线(也称为动力can总线)，也可以是低速can总线。其中，高速can总线指的是通信速率大于或等于125千比特率的can总线。低速can总线指的是通信速率小于125千比特率的can总线。按照can总线的传输数据的数据类型划分，上述can总线的传输数据的类型例如可以为：数据帧数据、遥控帧数据(或者称为远程帧数据)、错误帧数据，或者，过载帧数据等。
41.在通过现有的通信系统进行控制节点与网络节点之间的数据传输时，若该通信系统中的can总线出现故障(例如can总线断路)，则可能导致部分网络节点与控制节点之间无法完成数据传输。
42.示例性的，如图1所示，假设该can总线在网络节点1与网络节点2之间的点p处出现故障，则在该点p之前的网络节点(也就是网络节点1)可以与控制节点进行数据传输，在该点p之后的网络节点(也就是网络节点2-网络节点k)将无法与控制节点进行数据传输。
43.考虑到现有的通信系统存在“可能导致网络节点与控制节点之间的数据无法传输的问题”的原因是：在现有的通信系统中仅有一条can总线用于传输网络节点与控制节点之间的数据，本实用新型提出了一种包括冗余通信线缆的通信系统。在该通信系统中，当该通信系统中的can总线出现故障时，该网络节点和控制节点可以通过该通信系统中的冗余通信线缆进行数据传输，保证了各网络节点与控制节点之间的数据能够进行顺利传输。
44.下面是以本实用新型提供的通信系统应用于车辆为例，结合具体地实施例对本实用新型的技术方案进行的详细说明。应理解，本实用新型对该通信系统的应用场景并不进行限定，具体实现时，该通信系统例如还可以应用于其他使用can总线进行通信的场景，例如船舶等。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
45.图2为本实用新型提供的一种通信系统的架构示意图。如图2所示，该通信系统包括：控制节点11、第一can总线12、第二通信线缆13，以及，n个网络节点14。其中，n为大于或等于1的整数。
46.上述控制节点11、n个网络节点14均连接至该第一can总线12，形成第一通信链路。其中，该n个网络节点14通过第二通信线缆13串联连接。控制节点11通过上述第二通信线缆13分别与串联的n个网络节点14中的第一个网络节点14，以及，最后一个网络节点14连接，形成闭合的第二通信链路。
47.可选的，上述控制节点11例如可以是前述所说的车辆的ecu、vcu、或者hcu等具有处理功能的控制装置。上述网络节点14例如可以是前述所说的abs、acc等系统中的设备，或者车辆上设置的采集设备等。上述第一can总线12可以为如前述任意一种类型的can总线。
48.当上述网络节点14为车辆上的采集设备时，上述n个网络节点14的采集设备的类型的可以相同，也可以不同。也就是说，上述n个网络节点14中可以包括一种类型的采集设备，或者，至少两种类型的采集设备。示例性的，上述采集设备例如可以为图像采集设备(例如摄像头)、语音采集设备、传感器等设备。
49.其中，上述该传感器例如可以为温度传感器、压力传感器、空气流量传感器(或者称为空气流量计：meter of air flow，maf)、节气门位置传感器(throttle position sensor，tps)、油门位置传感器(throttle position sensor，tps)、爆震传感器(knock sensor，ks)、空调开关、档位开关等类型的传感器。
50.第二通信线缆13可以为如前述所说的任意一种类型的can总线，也就是说，该第二通信线缆13可以为第二can总线。或者，该第二通信线缆13例如还可以为其他类型的能够实现控制节点11与网络节点14之间通信的通信线缆，本实用新型对此并不进行限定。
51.通过上述控制节点11与各网络节点14的连接关系，可以在第一can总线12出现通信故障时，控制节点11与各网络节点14之间仍然能够通信。具体的，若位于n个网络节点14中的“第m个网络节点14至第n个网络节点14”之间的第一can总线12出现通信故障，则控制节点11与第m 1个网络节点14至第n个网络节点14中的任一网络节点14可以通过上述第二通信链路进行通信。控制节点11与第一个网络节点14至第m个网络节点14之间的任一网络节点14可以通过第一can总线12进行通信。其中，m为大于或等于1、且小于或等于n的整数。
52.可选的，上述通信故障例如可以是can总线出现短路、断路，或者线路物理性质变化引起通信信号衰减或失真等故障。
53.若位于控制节点11与n个网络节点14中的第1个网络节点14之间的第一can总线12出现通信故障，则控制节点11与第1个网络节点14至第n个网络节点14中的任一网络节点14可以通过上述第二通信链路进行通信。
54.可选的，控制节点11例如可以通过第一can总线12向各网络节点14发送验证信息，然后根据对是否接收到各网络节点14的反馈信息进行判断的结果，确定位于n个网络节点14中的第m个网络节点14至第n个网络节点14之间的第一can总线12是否出现通信故障。其中，上述验证信息例如可以包括各网络节点14与控制节点11进行can通信的地址信息。上述反馈信息例如可以包括发送该反馈信息的网络节点14在n个网络节点14中的序号。
55.具体的，在控制节点11通过第一can总线12向各网络节点14发送验证信息之后，若接收到所有的网络节点14的反馈信息，说明控制节点11与所有的网络节点14之间的第一can总线12连接均正常，则控制节点11可以确定位于n个网络节点14中的第m个网络节点14至第n个网络节点14之间的第一can总线12无通信故障。则，上述n个网络节点与控制节点11可以继续通过该第一can总线12进行通信。
56.若控制节点11未接收到n个网络节点14中的第m个网络节点14至第n个网络节点14的反馈信息，则控制节点11可以确定在位于n个网络节点14中的第m-1个网络节点14至第m个网络节点14之间的第一can总线12出现通信故障。则控制节点11与第m 1个网络节点14至第n个网络节点14中的任一网络节点14可以通过上述第二通信链路进行通信。控制节点11与第一个网络节点14至第m个网络节点14之间的任一网络节点14可以通过第一can总线12进行通信。
57.示例性的，如图2所示，当m等于1时，假设图2中所示的第一can总线12在点q出现断路，则控制节点11与第1个网络节点14可以通过该第一can总线12进行通信。控制节点11与第2个网络节点14至第n个网络节点14中的任一网络节点14可以通过上述第二通信链路进行通信。当m等于2时，假设图2中所示的第一can总线12在点r出现断路，则控制节点11与第1个网络节点14和第2个网络节点14可以通过该第一can总线12进行通信。控制节点11与第3个网络节点14至第n个网络节点14中的任一网络节点14可以通过上述第二通信链路进行通信。若如图2所示的第一can总线12在点s出现断路，则控制节点11与第1个网络节点14至第n个网络节点14中的任一网络节点14可以通过上述第二通信链路进行通信。
58.在本实施例中，控制节点11和各网络节点14连接至第一can总线12，可以得到第一通信链路。在该第一can总线12不存在通信故障的情况下，通过该第一通信链路，可以实现控制节点11与任一网络节点14之间的通信。控制节点11通过第二通信线缆13与串联的n个网络节点中的第一个网络节点14，以及，最后一个网络节点14连接，得到闭合的第二通信链路。通过建立上述第二通信链路，即便上述第一can总线12存在通信故障，也能通过该第二通信链路进行控制节点11与各网络节点之间的通信，保证了各网络节点与控制节点之间的数据能够进行顺利传输。
59.下面对上述第二通信链路中的控制节点11与网络节点14之间的连接方式，以及，网络节点14与网络节点14之间的连接方式进行详细说明。作为一种可能的实现方式，图3为本实用新型提供的另一种通信系统的架构示意图。如图3所示，控制节点11可以包括第一通信接口21和第二通信接口22。上述每个网络节点14可以包括第三通信接口23和第四通信接口24。
60.在该实现方式下，如图3所示，该控制节点11的第一通信接口21通过第二通信线缆13与串联的n个网络节点14中的第一个网络节点14的第四通信接口24连接。串联的n个网络节点14中任意相邻的两个网络节点14中，第i个网络节点14的第三通信接口23通过第二通信线缆13与第i 1个网络节点14的第四通信接口24连接。串联的n个网络节点14中的最后一个网络节点14的第三通信接口23通过第二通信线缆13与控制节点11的第二通信接口22连接。通过上述连接方式，可以形成上述第二通信链路。其中，i为小于n的整数。
61.在上述实现方式下，作为一种可能的实现方式，图4为本实用新型提供的又一种通信系统的架构示意图。如图4所示，控制节点11还可以包括第五通信接口25和第六通信接口26。每个网络节点14还可以包括第七通信接口27和第八通信接口28。根据上述第五通信接口25、第六通信接口26、第七通信接口27、第八通信接口28，以及，第一can总线12，可以得到上述第一通信链路。
62.具体的，控制节点11的第五通信接口25，可以通过第一can总线12，与串联的n个网络节点14中的第一个网络节点14的第八通信接口28连接。串联的n个网络节点14中，任意相邻的两个网络节点14中，第i个网络节点14的第七通信接口27，可以通过第一can总线12，与第i 1个网络节点14的第八通信接口28连接。串联的n个网络节点14中的最后一个网络节点14的第七通信接口27，可以通过第一can总线12，与控制节点11的第六通信接口26连接。通过上述连接方式，可以形成上述第一通信链路。
63.以第二通信线缆13为第二can总线为例，可选的，上述第一can总线12可以为高速can总线，上述第二can总线可以为低速can总线。或者，第一can总线12为低速can总线，第二can总线为高速can总线。
64.以第一can总线12为高速can总线，第二通信线缆13为低速can总线为例，在该实现方式下，上述第一通信接口21、第二通信接口22、第三通信接口23和第四通信接口24均为与低速can总线对应的通信接口。第五通信接口25、第六通信接口26、第七通信接口27和第八通信接口28均为与高速can总线对应的通信接口。
65.应理解，本实用新型对上述第一通信接口21、第二通信接口22、第三通信接口23、第四通信接口24、第五通信接口25、第六通信接口26、第七通信接口27，以及，第八通信接口28的类型均并不进行限定。可选的，上述各通信接口的类型可以相同，也可以不同。示例性的，上述通信接口例如可以是9针d型口、15针d型口，或者注册插座(registered jack，rj45)接口等类型的通信接口。
66.进一步的，作为一种可能的实现方式，图5为本实用新型提供的又一种通信系统的架构示意图。如图5所示，该通信系统还可以包括输出装置31，用于在第一can总线出现通信故障时，输出提示信息，以使用户能够及时发现该第一can总线出现通信故障。
67.具体的，上述输出装置31与控制节点11连接。在该实现方式下，该控制节点11，用于在位于n个网络节点14中的第m个网络节点14至第n个网络节点14之间的第一can总线12出现通信故障时，通过输出装置31输出提示信息。可选的，在控制节点11确定该第一can总线12出现通信故障时，可以向输出装置31发送用于表示第一can总线12出现通信故障的提示信息。该输出装置31在接收到该提示信息之后，可以将该提示信息输出。
68.可选的，该输出装置31与控制节点11之间也可以通过can总线连接。或者，输出装置31与控制节点11之间还可以通过其他通信线缆连接，本实用新型对此并不进行限定。
69.示例性的，上述输出装置31例如可以是车辆上的显示装置或者语音输出装置等。其中，上述显示装置例如可以是车辆中设备的显示屏。以该输出装置31为显示装置为例，在接收到控制节点11发送的提示信息时候，该输出装置31可以对该提示信息的内容进行显示。以该输出装置31为语音输出装置为例，在接收到控制节点11发送的提示信息时候，该输出装置31可以对该提示信息的内容进行语音播报。
70.示例性的，上述提示信息的内容例如可以为“can总线出现通信故障”或者“can总线故障”等文字或者语音提示信息。或者，输出装置31为显示装置为例，输出装置31还可以显示用于表示第一can总线12出现通信故障的动画。
71.若控制节点11还可以用于确定第一can总线12出现通信故障的位置，则还可以通过该输出装置31输出第一can总线12上出现通信故障的位置。具体的，若控制节点11未接收到n个网络节点14中的第m个网络节点14至第n个网络节点14的反馈信息，则控制节点11可以确定在位于n个网络节点14中的第m-1个网络节点14至第m个网络节点14之间的第一can总线12出现通信故障。
72.若控制节点11未能接收到的反馈信息对应的网络节点14在n个网络节点14中不是连续的，说明可能是该网络节点14未能发出反馈信息。也就是说，可能该网络节点14存在通信故障。然后，控制节点11可以确定未发出反馈信息的网络节点14在n个网络节点14中的序号。在该实现方式下，可选的，上述输出装置还可以输出出现通信故障的网络节点14的标识，以使用户可以确定出现通信故障的网络节点。
73.在本实施例中，控制节点11在第一can总线12出现通信故障时，可以通过输出装置31输出提示信息，以使用户可以及时发现第一can总线12出现通信故障，提高了车辆行驶的安全性。
74.本实用新型还提供一种车辆，该车辆包括如前述任一实施例所述的通信系统。
75.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。