车辆网络管理状态远程监测方法、系统及汽车

技术领域

本发明属于车辆网络技术领域，更具体地，涉及一种车辆网络管理状态远程监测方法、系统及汽车。

背景技术

针对车辆网络管理状态的监测，传统的方式是：量产前将OBD口直接连接各网段(例如IBUS,BBUS,TBUS)监测整车的网络管理状态，即监测控制器的唤醒，休眠状态。测试人员需要到达现场进行测试，无形中增加了项目开发的人力成本和时间成本。当车量产后，基于信息安全的考量，主机厂会取消直接连在各网段的OBD口，量产后的OBD口需要接在网关上，通过网关的路由来读取其他网段(IBUS,BBUS,TBUS)的信息，但是只能进行故障诊断，无法直接进行报文信号的读取和监测，因此网络管理报文在量产后是无法直接从OBD口读取的。这给量产后车辆的网络管理监测造成了阻碍。

目前通过云端远程监测车辆状态成为一种趋势，但大多数远程监控都是关于车速、门锁状态和发动机状态等基本的车况信息以及系统故障信息，缺少关于车载网络管理状态的监测，这其中很大一部分原因是OSEK网络管理特殊的机制造成的，因为ID范围在0x400～0x47F的报文路由到其他网段会导致网络管理逻辑冲突，因此网络管理报文的监测在车载网络的架构内不能采用网关直接报文路由(透传)的方式，且车内大量控制器的网络管理报文路由到TBUS会造成TBUS网络负载率的提升，进而导致网络状态的不稳定。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种车辆网络管理状态远程监测方法、系统及汽车，实现远程检测车辆网络管理状态，通过信号重组机制解决网络管理报文的监测在车载网络的架构内不能采用网关直接报文路由的方式，有效降低了网络管理报文的负载率和TBOX到云端的数据流量，避免新的网络管理报文在TBUS与其他网络节点自动建环，进而避免了网络管理报文之间的冲突。

为实现上述目的，本发明提出了一种车辆网络管理状态远程监测方法、系统及汽车。

根据本发明的第一方面，提出了一种车辆网络管理状态远程监测方法，包括：

每个域的网关将自身和域内所有控制器的网络管理报文以设定的信号处理机制重组为一个新的网络管理报文；

所述网关将新的所述网络管理报文以设定的报文ID并按照设定的发送周期发送到TBUS网关，进而发送到T-BOX；

通过所述T-BOX将其他域的新的所述网络管理报文、所述TBUS网关的网络管理报文和所述T-BOX的网络管理报文上传到云端。

可选地，每个域的所述网关和域内所有所述控制器采用CAN总线通信，所述网关采用OSEK网络管理，报文ID范围为0x400-0x47F。

可选地，所述网关和所有所述控制器的网络管理报文的通信矩阵为：

横向依次为：bit7-bit0；

竖向依次为：byte0-byte7。

可选地，byte0与bit7-bit0交叉的矩阵单元格定义为Destination Address；

byte1与bit5交叉的矩阵单元格定义为SA；

byte1与bit4交叉的矩阵单元格定义为SI；

byte1与bit2交叉的矩阵单元格定义为Limphome；

byte1与bit1交叉的矩阵单元格定义为RI；

byte1与bit0交叉的矩阵单元格定义为Al；

其中，Destination Address为目的地地址，SA为睡眠确认；SI为睡眠指示，Ri为建环，Al为唤醒。

可选地，设定的所述信号处理机制包括：

每个域的所述网关删除自身和域内所有所述控制器的网络管理报文的网络管理信号Destination Address和Limphome；

保留所述网络管理报文的网络管理信号SA、SI、RI和Al；

所述网关将域内第一个控制器的所述网络管理信号重组到新的所述网路管理报文的byte0，分别对应bit7-bit4；

将域内第二个控制器的所述网络管理信号重组到新的所述网路管理报文的byte0，分别对应bit3-bit0；

依次类推，直至域内所有所述控制器的所述网络管理信号均重组到新的所述网路管理报文，所述网关将自身的所述网络管理信号重组到新的所述网路管理报文。

可选地，域内所有所述控制器的数量≤15。

可选地，设定的所述报文ID为所述报文ID范围外的ID。

可选地，设定的所述发送周期为100ms。

根据本发明的第二方面，提出了一种车辆网络管理状态远程监测系统，用于执行第一方面任一项所述的车辆网络管理状态远程监测方法，包括：

每个域的网关，用于将所述网关自身和域内所有控制器的网络管理报文以设定的信号处理机制重组为一个新的网络管理报文；将新的所述网络管理报文以设定的报文ID并按照设定的发送周期发送到TBUS网关，进而发送到T-BOX；

控制器，用于将自身的网络管理报文发送到自身所在域的网关；。

所述TBUS网关，用于将自身的网络管理报文和其他域发来的新的所述网络管理报文发送到所述T-BOX；

所述T-BOX，用于将自身的网络管理报文、所述TBUS网关的网络管理报文和其他域发来的新的所述网络管理报文上传到云端，实现了。

根据本发明的第三方面，提出了一种汽车，所述汽车包括第二方面所述的车辆网络管理状态远程监测系统。

本发明的有益效果在于：本发明通过设定的信号处理机制将网络管理报文进行重组，使每个域的网关及各控制器的网络管理信号集合在一个网络管理报文中发送到TBUS，进而通过T-BOX上传到云端，实现了采用网关直接报文路由的方式远程监测车辆网络管理状态，有效降低了网络管理报文的负载率和TBOX到云端的数据流量，避免新的网络管理报文在TBUS与其他网络节点自动建环，进而避免了网络管理报文之间的冲突。

本发明的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一种车辆网络管理状态远程监测方法的步骤的流程图。

图2示出了根据本发明的一种车辆网络管理状态远程监测方法的网络管理报文的通信矩阵的示意图。

图3示出了根据本发明的实施例1的整车网络架构的示意图。

图4示出了根据本发明的实施例1的信号处理机制的示意图。

图5示出了根据本发明的实施例1的重组后的IBUS网络管理报文的示意图。

图6示出了根据本发明的实施例1的重组后的BBUS网络管理报文的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

如图1所示，根据本发明的一种车辆网络管理状态远程监测方法，包括：

每个域的网关将自身和域内所有控制器的网络管理报文以设定的信号处理机制重组为一个新的网络管理报文；

网关将新的网络管理报文以设定的报文ID并按照设定的发送周期发送到TBUS网关，进而发送到T-BOX；

通过T-BOX将其他域的新的网络管理报文、TBUS网关的网络管理报文和T-BOX的网络管理报文上传到云端。

具体地，车辆一般分为动力域、底盘域、车身域、座舱域和自动驾驶域等，各域通过T-BOX与云端通信；每个域的网关以设定的信号处理机制将自身的网络管理报文及域内所有控制器各自的网络管理报文重组为一个新的网络管理报文，即有多少个域就有多少个新的网络管理报文，但T-BOX及其对应的网关的网络管理报文不需要进行重组；因通信矩阵限制，每个新的网络管理报文最多只能存储每个域的网关和域内15个控制器的网络管理信号，网络管理信号分为睡眠确认、睡眠指示、建环和唤醒四种；所有新的网络管理报文以设定的ID并按照设定的发送周期发送到TBUS网关，例如所有新的网络管理报文以100ms的发送周期发送，给所有新的网络管理报文设定新的ID是为了防止与TBUS网关网络管理机制发生ID冲突，设定的ID为网络管理ID范围之外的ID，例如网络管理ID范围为0x400～0x47F，则第一个新的网络管理报文的ID设定为0x500，第二个新的网络管理报文的ID设定为0x501，以此类推，将所有新的网络管理报文赋予不同于网络管理ID范围内的ID，然后发送到TBUS网关，TBUS网关将所有新的网络管理报文以及自身的网络管理报文发送到T-BOX，T-BOX将所有新的网络管理报文、TBUS网关的网络管理报文和自身的网络管理报文无线上传到云端，这样通过云端即可监测车辆的网络管理状态。

在一个示例中，每个域的网关和域内所有控制器采用CAN总线通信，网关采用OSEK网络管理，报文ID范围为0x400-0x47F。

具体地，本发明的每个域的网关和域内所有控制器采用CAN总线通信，也可以采用其他的方式进行通信，例如采用CANFD总线通信；网关采用OSEK网络管理；在本发明中OSEK网络管理的报文ID范围为0x400-0x47F。

在一个示例中，如图2所示，网关和所有控制器的网络管理报文的通信矩阵为：

横向依次为：bit7-bit0；

竖向依次为：byte0-byte7。

在一个示例中，如图2所示，byte0与bit7-bit0交叉的矩阵单元格定义为Destination Address；

byte1与bit5交叉的矩阵单元格定义为SA；

byte1与bit4交叉的矩阵单元格定义为SI；

byte1与bit2交叉的矩阵单元格定义为Limphome；

byte1与bit1交叉的矩阵单元格定义为RI；

byte1与bit0交叉的矩阵单元格定义为Al；

其中，Destination Address为目的地地址，SA为睡眠确认；SI为睡眠指示，Ri为建环，Al为唤醒。

在一个示例中，设定的信号处理机制包括：

每个域的网关删除自身和域内所有控制器的网络管理报文的网络管理信号Destination Address和Limphome；

保留网络管理报文的网络管理信号SA、SI、RI和Al；

网关将域内第一个控制器的网络管理信号重组到新的网路管理报文的byte0，分别对应bit7-bit4；

将域内第二个控制器的网络管理信号重组到新的网路管理报文的byte0，分别对应bit3-bit0；

依次类推，直至域内所有控制器的网络管理信号均重组到新的网路管理报文，网关将自身的网络管理信号重组到新的网路管理报文。

具体地，网关根据设定的信号处理机制对自身的网络管理报文和域内所有控制器的网络管理报文进行重组，首先网关将所有网络管理报文中的网络管理信号DestinationAddress和Limphome删除，只保留网络管理报文的网络管理信号SA、SI、RI和Al，网关将域内第一个控制器的网络管理信号重组到新的网路管理报文的byte0，分别对应bit7-bit4，将域内第二个控制器的网络管理信号重组到新的网路管理报文的byte0，分别对应bit3-bit0，依次类推，直至域内所有控制器的网络管理信号均重组到新的网路管理报文，网关将自身的网络管理信号重组到新的网路管理报文。

在一个示例中，域内所有控制器的数量≤15。

具体地，因网络管理报文的通信矩阵的限制，最多可以存入16组网络管理信号，也就是1组网关的网络管理信号和15组控制器的网路管理信号，每组网络管理信号为SA、SI、RI和Al，故每个域域内所有控制器的数量≤15。

在一个示例中，设定的报文ID为报文ID范围外的ID。

具体地，为防止与TBUS网关网络管理机制发生ID冲突，设定的ID为网络管理ID范围之外的ID。

在一个示例中，设定的发送周期为100ms。

具体地，新的网络管理报文按设定的发送周期发送，即100ms发送一次新的网络管理报文。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施例提供了一种车辆网络管理状态远程监测方法，包括：

整车的网络架构如图3所示；网关接收IBUS传来的网络管理报文MsgNMIBUS，根据设定的信号处理机制在网关控制器内部进行信号的重组和打包；将IBUS内节点ECU i1～ECUin(n<＝15)以及网关自身GWi的网络管理报文打包为一帧新的报文MsgNMIBUnew后，路由发送到TBUS，发送周期选择100ms；为了防止与TBUS的网络管理机制造成冲突，打包后的新报文MsgNMIBUSnew的ID将选择0x400～0x47F范围以外的ID，即0x500；其中，OBD(量产后)会在车辆量产后启用，但只能进行故障诊断等功能，不具备应用报文和网络管理报文的读取功能，即使需要读取网络管理报文，目前也没有其他主机厂做网络管理报文在网关的路由机制；因为网络管理报文的机制是和应用报文不同的；

如图4所示，设定的信号处理机制为：取消byte0的信号Destination Address；取消byte1中的信号Limphome；保留网络管理状态重要的信号SA，SI，Ri，Al；将第一个节点ECUi1的网络管理信号重组进新报文的byte0，分别对应bit7，bit6,bit5,bit4；将第2个节点ECUi2的网络管理信号重组进新报文的byte0，分别对应bit3，bit2,bit1,bit0；以此类推，将剩余节点的网络管理信号重组进新报文，将IBUS网关的网络管理信号重组进byte7，分别对应bit3，bit2，bit1，bit0；重组后的报文MsgNMIBUSnew最多可以包含源网段16个控制器节点的网络管理报文，这个数量是足够的，因为根据单网段节点数量的要求，通常CAN总线单个网段的节点数量不会超过16个；重组后的IBUS网络管理报文如图5所示；

同理，BBUS采用同样的信号处理机制，将BBUS节点ECU b1～ECU bn(n<＝15)以及网关自身GWb的网络管理报文通过网关的打包，重组到新的一帧报文MsgNMBBUSnew中，并发送到TBUS，发送周期选择100ms，报文ID选择0x501；重组后的BBUS网络管理报文如图6所示；

信号重组机制的目的：如果网络管理报文不经过网关的信号重组处理，IBUS和BBUS最多会有32(16*2)个报文透传到TBUS，导致TBUS的负载率过高。现在将信号重组，将源网段所有控制器节点的NM报文提取其中有用的信息，重新定义到新的通信矩阵中，这样，IBUS和BBUS只会信号路由2个报文到TBUS，有效降低网络管理报文的负载率达90％以上，也会降低TBOX到远端的数据流量；同时为了避免新的网络管理报文自动建环，将传到TBUS的网络管理状态报文采用新的ID定义(0x500和0x501)，突破原有的OSEK的机制(0x400～0x47F)，这样重组后的新报文不会在TBUS与其他节点(GWt，TBOX)自动建环，避免了不必须要的冲突；

IBUS和BBUS的网络管理报文经过网关路由重组处理后，再发送到TBUS，由TBOX接收；TBUS网段原本2个节点(TBOX，网关)的网络管理报文由于不经过网关，无需网关进行信号处理，可以由TBOX直接接收和处理；综上，TBOX采集以上4个网络管理报文后，通过无线通信5G的形式上传到后台云端；测试人员在后台云端可以远程监测整车各个ECU节点的网络管理状态，包括alive，ring，sleep ind，sleep ack等，能够远程分析哪个ECU满足休眠条件，哪个ECU已经唤醒等。

实施例2

如图3所示，本实施例提出了一种车辆网络管理状态远程监测系统，用于执行实施例1任一项所述的车辆网络管理状态远程监测方法，包括：

每个域的网关，用于将网关自身和域内所有控制器的网络管理报文以设定的信号处理机制重组为一个新的网络管理报文；将新的网络管理报文以设定的报文ID并按照设定的发送周期发送到TBUS网关，进而发送到T-BOX；

控制器，用于将自身的网络管理报文发送到自身所在域的网关；。

TBUS网关，用于将自身的网络管理报文和其他域发来的新的网络管理报文发送到T-BOX；

T-BOX，用于将自身的网络管理报文、TBUS网关的网络管理报文和其他域发来的新的网络管理报文上传到云端。

实施例3

本实施例提供了一种汽车，所述汽车包括实施例2所述的车辆网络管理状态远程监测系统。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。