一种车载以太网的节点控制方法、系统、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及车载网络通信技术领域，特别是涉及一种车载以太网的节点控制方法、系统、设备及存储介质。


背景技术：

2.车载以太网是一种可以使用一对非屏蔽双绞线进行通信的高带宽汽车网络，随着车载网络通信技术的快速发展，车载以太网的应用越来越广泛。
3.在现有技术中，车载以太网的节点唤醒方式通常包括了休眠唤醒交互及物理层芯片控制，以太网物理层芯片收发器工作状态耗电较高，当车辆处于停车状态下，以太网物理层芯片将成为电子控制单元电路板上耗电的主要贡献者之一；且现有技术中采用物理层芯片进行节点唤醒的方式要求车载以太网中的物理层芯片必须具备唤醒功能，这使得车载以太网在选择以太网节点的物理层芯片时，只能选择价格较高的带唤醒功能的芯片，这提高了整车的成本，一定程度上影响了车辆的市场竞争力。
4.综上，现有技术中的车载以太网节点唤醒方式存在耗电、成本高等问题。


技术实现要素：

5.鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种车载以太网的节点控制方法、系统、设备及存储介质，以改善现有技术中的车载以太网节点唤醒方式存在的耗电、成本高等问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车载以太网的节点控制方法，应用于多个节点，各节点按照预设规则被划分为多个组，且各节点通过传统总线通信连接；
7.任一节点在接收到以太网应用层发送的触发信号后，生成唤醒信号并发送至传统总线
8.其它节点接收到所述唤醒信号后，判断发送所述唤醒信号的节点与自身是否为同一组，若是，则开始启动并建立与以太网网络的连接；
9.将发出所述唤醒信号的节点记作主动唤醒节点，将启动的节点记作被动唤醒节点。
10.在本发明一实施例中，所述节点控制方法还包括：
11.所述主动唤醒节点在发送出所述唤醒信号后，生成保持唤醒信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
12.在所述被动唤醒节点接收到所述唤醒信号/所述保持唤醒信号后开始计时，并判断在计时达到预设的第一时长阈值前是否接收到下一个保持唤醒信号：若是，则保持与以太网网络的连接，并重新开始计时，若否，则断开与以太网网络的连接。
13.在本发明一实施例中，所述主动唤醒节点在发送出所述唤醒信号后，生成保持唤醒信号，并按照一预设的频率发送至以太网的步骤还包括：
14.当以太网应用层停止向所述主动唤醒节点发送触发信号后，所述主动唤醒节点停
止向以太网发送所述保持唤醒信号。
15.在本发明一实施例中，所述节点控制方法还包括：
16.所述被动唤醒节点在建立与以太网网络的连接后，生成第一唤醒响应信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
17.在所述被动唤醒节点发出所述第一唤醒响应信号时开始计时，并判断所述被动唤醒节点在计时达到预设的第二时长阈值前是否发出下一个第一唤醒响应信号，若否，则认定该被动唤醒节点丢失。
18.在本发明一实施例中，所述节点控制方法还包括：
19.在所述被动唤醒节点接收到以太网应用层发送的触发信号后时，生成第二唤醒响应信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
20.在所述被动唤醒节点发出所述第二唤醒响应信号后开始计时，并判断所述被动唤醒节点在计时达到预设的第二时长阈值前是否发出下一个第二唤醒响应信号，若否，则认定该被动唤醒节点丢失。
21.在本实施例中，还公开了一种车载以太网的节点控制系统，采用上述节点控制方法，所述节点控制系统包括通过控制总线通讯连接的多个节点，所述节点包括：
22.主动唤醒模块，用于在接收到以太网应用层发送的触发信号时，生成唤醒信号，并发送至所述传统总线；
23.被动唤醒模块，用于通过所述传统总线接收唤醒信号，并判断发送所述唤醒信号的节点与自身是否为同一组，若是，则开始启动并建立与以太网网络的连接。
24.在本发明一实施例中，所述主动唤醒模块包括：
25.唤醒信号发送单元，用于在接收到以太网应用层发送的触发信号时，生成唤醒信号，并发送至所述传统总线；
26.保持唤醒信号发送单元，用于在发出所述唤醒信号后，生成保持唤醒信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
27.所述保持唤醒信号发送单元还用于在以太网应用层停止向当前节点发送触发信号时，停止发送保持唤醒信号。
28.在本发明一实施例中，所述被动唤醒模块包括：
29.节点唤醒单元，用于通过所述传统总线接收唤醒信号，并在发送所述唤醒信号的主动唤醒节点与自身为同一组时，开始启动并建立与以太网网络的连接；
30.第一计时单元，用于在接收到所述唤醒信号/所述保持唤醒信号后开始计时，并判断在计时达到预设的第一时长阈值时，是否接收到下一个保持唤醒信号，若是，则重新开始计时，若否，则断开与以太网网络的连接；
31.第一唤醒响应信号发送单元，用于在建立与以太网网络的连接后，生成第一唤醒响应信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
32.第二唤醒响应信号发送单元，用于在建立与以太网网络的连接后接收到以太网应用层发送的触发信号时，生成第二唤醒响应信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
33.第二计时单元，用于在当前节点发出所述第一唤醒响应信号/第二唤醒响应时开始计时，并判断当前节点在计时达到预设的第二时长阈值前是否发出下一个第一唤醒响应信号/第二唤醒响应信号，若否，则认定该节点丢失。
34.在本实施例中，还公开了一种车载以太网的节点控制设备，包括处理器，所述处理器和存储器耦合，所述存储器存储有程序指令，当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现上述节点控制方法。
35.在本实施例中，还公开了一种计算机可读的存储介质，其特征在于，包括程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述节点控制方法。
36.综上所述，本发明提供的一种车载以太网的节点控制方法、系统、设备及存储介质仅通过传统总线和以太网进行节点的唤醒和睡眠控制，全程不借助以太网物理层，大大降低了总体的耗电量；进一步使得车载以太网在选择物理层芯片时能够选用不带唤醒功能的低价芯片，节约了成本；将节点进行分组，根据以太网应用层的唤醒信号进行节点的局部唤醒，节约了节点的功耗。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
38.图1显示为本发明的车载以太网的节点控制方法于一实施例中的流程示意图；
39.图2显示为本发明的车载以太网的节点控制方法于一实施例中的局部流程示意图；
40.图3显示为本发明的车载以太网的节点控制方法于一实施例中的局部流程示意图；
41.图4显示为本发明的车载以太网的节点控制方法于一实施例中的局部流程示意图；
42.图5显示为本发明的车载以太网的节点控制系统于一实施例中的结构示意图；
43.图6显示为本发明的车载以太网的节点控制方法于一实施例中的主动唤醒模块的结构示意图；
44.图7显示为本发明的车载以太网的节点控制方法于一实施例中的被动唤醒模块的结构示意图；
45.图8显示为本发明的车载以太网的节点控制设备于一实施例中的结构示意图。
46.元件标号说明
47.110、主动唤醒模块；111、唤醒信号发送单元；112、保持唤醒信号发送单元；120、被动唤醒模块；121、节点唤醒单元；122、第一计时单元；123、第一唤醒响应信号发送单元；124、第二唤醒响应信号发送单元；125、第二计时单元；200、车载以太网的节点控制设备；210、处理器；220、存储器。
具体实施方式
48.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离
本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
49.请参阅图1至图7。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
50.当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
51.在寻常以太网中，节点可以是网络的服务器，可以是客户端，也可以是网络设备，而在车载以太网中，节点可以是动力传动控制系统(例如，发动机控制系统、自动变速器控制系统等)、主体控制系统(例如，主体电子装置控制系统、便利设备控制系统、灯控制系统等)、底盘控制系统(例如，转向设备控制系统、制动控制系统、悬架控制系统等)、多媒体系统(例如，导航设备系统、远程信息处理系统、信息娱乐系统等)等。
52.每个节点都存在有一个电子控制单元(electronic control unit，ecu)，ecu又称"行车电脑"、"车载电脑"等，它和普通的电脑一样，由微处理器(mcu)、存储器(rom、ram)、输入/输出接口(i/o)、模数转换器(a/d)以及整形、驱动等大规模集成电路组成，用于控制节点与以太网的连接和断开。
53.请参阅图1，显示为本实施例中的一种车载以太网的节点控制方法的流程示意图，本实施例的节点控制方法应用于多个节点，各节点按照预设规则被划分为多个小组，且各个节点通过传统总线通信连接；
54.步骤s100、任一节点在接收到以太网应用层发送的触发信号后，生成唤醒信号并发送至传统总线，并将该节点记作主动唤醒节点；
55.步骤s200、其它节点接收到唤醒信号后，判断发送唤醒信号的节点与自身是否为同一组，若是，则开始启动并建立与以太网网络的连接，并将启动的节点记作被动唤醒节点。
56.在本实施例中，将唤醒信号定义为netxxxactivity，其中xxx表示该节点所在的小组，因为该唤醒信号携带有对应的小组的分组信息，主动唤醒节点将唤醒信号发送至传统总线，其中，传统总线可以采用can/canfd,flexray等；传统总线将该唤醒信号发送至整车的所有节点，其他节点根据唤醒信号netxxxactivity中的分组信息判断主动唤醒信号与自身是否在同一组，若是，则开始启动并建立与以太网网络的连接。
57.具体的，唤醒信号netxxxactivity的长度可以定义为一个字节，即八个比特，该唤
醒信号的编码为：
58.0x00：default，默认值，没有rg小组请求；
59.0x01：reserved，预留；
60.0x02：rg_1，请求rg1小组内的节点唤醒；
61.0x04：rg_2，请求rg2小组内的节点唤醒；
62.0x08：rg_3，请求rg3小组内的节点唤醒；
63.0x10：rg_4，请求rg4小组内的节点唤醒；
64.0x20：rg_5，请求rg5小组内的节点唤醒；
65.0x40：rg_6，请求rg6小组内的节点唤醒；
66.0x80：rg_7，请求rg7小组内的节点唤醒。
67.其中，rg表示节点划分后的小组，一般分为七个rg组，如有必要，也可以进行组数的增加，则相应的将唤醒信号netxxxactivity的长度进行更改。
68.请参阅图2，节点控制方法还包括：
69.步骤s110、主动唤醒节点在发送出唤醒信号后，生成保持唤醒信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
70.步骤s210、在被动唤醒节点接收到唤醒信号/保持唤醒信号后开始计时，并判断在计时达到预设的第一时长阈值前是否接收到下一个保持唤醒信号：若是，则保持与以太网网络的连接，并重新开始计时，若否，则断开与以太网网络的连接。
71.具体的，步骤s110还包括：
72.当以太网应用层停止向主动唤醒节点发送触发信号后，主动唤醒节点停止向以太网发送保持唤醒信号。
73.在本实施例中，将保持唤醒信号定义为ip_activity message，该保持唤醒信号由主动唤醒节点发出，且通过以太网发出，用于保持同rg小组的其他节点保持激活状态，具体的，保持唤醒信号ip_activity message可以采用1s的周期进行重复发送。相应的，被动唤醒节点在接收到唤醒信号netxxxactivity或保持唤醒信号ip_activity message后开始计时，当计时达到第一时长阈值1s，且被动唤醒节点没有接收到来自于主动唤醒节点的下一个保持唤醒信号ip_activity message时，断开与以太网网络的连接。
74.具体的，保持唤醒信号置1。
75.在另一种较优的实施例中，当以太网应用层停止向主动唤醒节点发送触发信号后，主动唤醒节点将保持唤醒信号置0，被动唤醒节点在接受到置0的保持唤醒信号时，断开与以太网网络的连接，并进入睡眠状态。
76.具体的，保持唤醒信号ip_activity message的长度可以定义为一个字节，即八个比特，该保持唤醒信号的编码为：
77.0x01：available，ecu处于唤醒状态，且功能可用；
78.0x02：request_rg_1，请求rg1小组内的节点唤醒；
79.0x04：request_rg_2，请求rg2小组内的节点唤醒；
80.0x08：request_rg_3，请求rg3小组内的节点唤醒；
81.0x10：request_rg_4，请求rg4小组内的节点唤醒；
82.0x20：request_rg_5，请求rg5小组内的节点唤醒；
83.0x40：request_rg_6，请求rg6小组内的节点唤醒；
84.0x80：request_rg_7，请求rg7小组内的节点唤醒。
85.当进行rg小组组数的增加时，也相应的进行保持唤醒信号ip_activity message的长度的更改。
86.具体的，保持唤醒信号ip_activity message置1。
87.请参阅图3，节点控制方法还包括：
88.步骤s120、被动唤醒节点在建立与以太网网络的连接后，生成第一唤醒响应信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
89.步骤s220、在被动唤醒节点发出第一唤醒响应信号时开始计时，并判断被动唤醒节点在计时达到预设的第二时长阈值前是否发出下一个第一唤醒响应信号，若否，则认定该被动唤醒节点丢失。
90.请参阅图4，节点控制方法还包括：
91.步骤s130、在被动唤醒节点接收到以太网应用层发送的触发信号后，生成第二唤醒响应信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
92.步骤s230、在被动唤醒节点发出第二唤醒响应信号后开始计时，并判断被动唤醒节点在计时达到预设的第二时长阈值前是否发出下一个第二唤醒响应信号，若否，则认定该被动唤醒节点丢失。
93.在本实施例中，第一唤醒响应信号和第二唤醒响应信号同样定义为ip_activity message，其中，第一唤醒响应信号被置0，第二唤醒响应信号被置1。
94.具体的，若一个rg组内的节点均已经处于唤醒状态，rg组内所有节点状态都为available，此时处于此rg内的被动唤醒节点也接收到以太网应用层发送的触发信号，此时需将此rg组置为1，该被动唤醒节点不需通过传统网络再发出netxxxactivity信号，直接发出置1的第二唤醒响应信号ip_activity message。
95.第二唤醒响应信号ip_activity message在第二时长阈值3s内未发出下一个第二唤醒响应信号时，认为该被动唤醒节点丢失，停用该节点相关功能服务，并将该被动唤醒节点记录为丢失状态。
96.进一步的，在本实施例的节点控制方法中，还包括一个节点状态判断过程，用于判断主动唤醒节点同rg内的其他节点是否被唤醒，从每个节点接收到唤醒信号netxxxactivity时开始计时，当计时达到唤醒时间阈值时，判断当前节点是否被唤醒，若否，则控制当前节点进入睡眠，且在计时未达到唤醒时间阈值的这段时间里，主动唤醒节点持续重复发送唤醒信号netxxxactivity；由于每个被动唤醒节点的唤醒时间不同，因此需要参考最大唤醒时间的节点，将唤醒时间阈值设置为最大唤醒时间，例如可以为30s或60s。
97.更进一步的，若主动唤醒节点同一rg组的节点已经被唤醒，则对这些被动唤醒节点来说，此时传统网络中的唤醒信号netxxxactivity将不再被参考，即可以将唤醒信号netxxxactivity全部设置为0，则在唤醒时间阈值的时长后，将主动唤醒节点发送的唤醒信号netxxxactivity置0。
98.请参阅图5，在本实施例中，还包括一种车载以太网的节点控制系统，采用上述节点控制方法，节点控制系统包括通过控制总线通讯连接的多个节点，节点包括：
99.主动唤醒模块110，用于在接收到以太网应用层发送的触发信号时，生成唤醒信
号，并发送至传统总线；
100.被动唤醒模块120，用于通过传统总线接收唤醒信号，并判断发送唤醒信号的节点与自身是否为同一组，若是，则开始启动并建立与以太网网络的连接。
101.请参阅图6，主动唤醒模块110包括：
102.唤醒信号发送单元111，用于在接收到以太网应用层发送的触发信号时，生成唤醒信号，并发送至所述传统总线；
103.保持唤醒信号发送单元112，用于在发出唤醒信号后，生成保持唤醒信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
104.保持唤醒信号发送单元112还用于在以太网应用层停止向当前节点发送触发信号时，停止发送保持唤醒信号。
105.请参阅图7，被动唤醒模块120包括：
106.节点唤醒单元121，用于通过传统总线接收唤醒信号，并在发送唤醒信号的主动唤醒节点与自身为同一组时，开始启动并建立与以太网网络的连接；
107.第一计时单元122，用于在接收到唤醒信号/保持唤醒信号后开始计时，并判断在计时达到预设的第一时长阈值时，是否接收到下一个保持唤醒信号，若是，则重新开始计时，若否，则断开与以太网网络的连接；
108.第一唤醒响应信号发送单元123，用于在建立与以太网网络的连接后，生成第一唤醒响应信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
109.第二唤醒响应信号发送单元124，用于在建立与以太网网络的连接后接收到以太网应用层发送的触发信号时，生成第二唤醒响应信号，并按照一预设的频率发送至以太网；
110.第二计时单元125，用于在当前节点发出所述第一唤醒响应信号/第二唤醒响应时开始计时，并判断当前节点在计时达到预设的第二时长阈值前是否发出下一个第一唤醒响应信号/第二唤醒响应信号，若否，则认定该节点丢失。
111.请参阅图8，在本实施例中，还包括一种车载以太网的节点控制设备200，包括处理器210，处理器210和存储器220耦合，存储器220存储有程序指令，当存储器220存储的程序指令被处理器210执行时实现上述节点控制方法。处理器210可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件；所述存储器220可能包含随机存取存储器(random access memory，简称ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。所述存储器220也可以为随机存取存储器(random access memory，ram)类型的内部存储器，所述处理器210、存储器220可以集成为一个或多个独立的电路或硬件，如：专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)。需要说明的是，上述的存储器220中的计算机程序可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个
人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。
112.在本实施例中，还包括一种计算机可读的存储介质，包括程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述节点控制方法。
113.综上所述，本发明提供的一种车载以太网的节点控制方法、系统、设备及存储介质仅通过传统总线和以太网进行节点的唤醒和睡眠控制，全程不借助以太网物理层，大大降低了总体的耗电量；进一步使得车载以太网在选择物理层芯片时能够选用不带唤醒功能的低价芯片，节约了成本；将节点进行分组，根据以太网应用层的唤醒信号进行节点的局部唤醒，节约了节点的功耗。
114.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。