速銳得深入解析吉利幾何CAN總線數據通信網絡的拓撲層級框架技術

在現代汽車工業中，車輛的電子控制單元（ECU）之間的通信至關重要。這種通信大多通過控制器局域網絡（CAN）總線實現，它是德國BOSCH公司于20世紀80年代初開發的一種串行數據通信協議。隨著技術的不斷進步，吉利旗下的新能源汽車品牌——吉利幾何，也采用了這一技術來實現其車輛內部各個系統之間的高效、可靠的通信。今天，我們就來深入了解一下吉利幾何CAN總線數據通信網絡的拓撲層級框架技術。

在CAN總線網絡中，拓撲層級框架指的是網絡中節點的層次結構，它決定了信息的傳輸路徑和優先級。在吉利幾何的車型中，CAN總線網絡通常采用多層級的結構，以滿足不同系統之間復雜且多樣化的通信需求。

在吉利幾何的CAN總線網絡中，我們可以觀察到幾個主要的拓撲層級框架應用技術：

1、第一層級：這是最高優先級的層級，通常用于關鍵的車輛控制系統，如汽車動力系統管理、制動系統控制、發動機運行及傳感器工作狀態等。在這一層級中，信息傳輸的實時性和可靠性要求極高，因此采用了最快的傳輸速率和最短的數據傳輸延遲。例如，大部分的傳感器采用的是SENT協議，這個協議下，每秒有300萬幀的數據，靈敏度超高，數據傳輸和響應時間最為快速，一般在CAN網絡下是無法獲取到某幀的數據，但是通過高級的微處理器下，采樣頻率均可以達到這個級別，如果需要高靈敏度、高精度的數據，那么SENT協議下，采集的方式就不是不通過CAN網絡協議的了。

2. 第二層級：這一層級通常用于車輛的輔助控制系統，車身控制系統等，例如空調系統、車窗、車門控制、雨刮、車燈控制等。雖然這些系統的實時性要求不如第一層級那么高，但仍然需要保證信息的準確傳遞。這些速率基本偏低，在CAN網絡下，大概均為100毫秒，實時性要求不強。在CAN網絡采集數據的界面，基本也是靠后，比如速銳得解碼中控臺原車協議控制按鍵下的一些操作CAN協議指令、LIN協議指令，從速率就可以輕松從CAN排序從后往前匹配破解和采集，這樣的話，效率更高。
3. 第三層級：這一層級包含了車輛的舒適性和娛樂系統，如導航系統、音響系統等。這些系統的數據傳輸可以容忍更長的延遲和較低的傳輸速率，但是隨著現在車載以太網的進入，對實時性要求比較高，但是對穩定性的要求又大幅降低，這些并不影響行車安全，大部分車依舊采用LIN協議傳輸、CAN協議傳輸，要想獲得這些數據，做起來并不復雜，只是費人工，在4G/5G網絡技術下，如果出現BUG，遠程升級程序就可以了，當然，之前也有出現過升級司機、黑屏、OTA固件更新錯誤的情況，他們只是需要時間而已，不確定的因素也有網絡因素。
4. 第四層級：最低的層級，通常用于車輛的UDS診斷和維護信息傳輸。這一層級的數據流量較小，但對準確性和可靠性的要求依然很高。這類CAN數據的傳輸，基本是停車狀態下的UDS診斷請求，因為行車過程中執行這些操作，往往會對ECU造成干擾。如果是停車模式下的啟動狀態，采用UDS請求，基本上ECU的反饋也會存在延時或者丟包，因為診斷協議下的數據請求一般都不會用在行車途中，采集數據的速率也比較慢，為的就是避免對ECU原本工作的干擾，也有一些ECU不發達的車型，速度稍微快點就報故障碼。

也許在設計吉利幾何的CAN總線網絡時，汽車工程師們會根據每個系統的功能和需求，將其分配到合適的拓撲中，這樣的分層設計不僅保證了關鍵系統的通信不受干擾，還能有效地管理和優化整個網絡的數據流。

在吉利幾何汽車的CAN總線網絡中，采用了一種稱為“星形拓撲”的結構。這種結構以中央控制單元為核心，各個ECU子系統如發動機控制模塊、車身控制模塊等均通過單獨的線路（LIN線、CAN線）與中央控制單元相連。這樣的設計使得數據傳輸更為高效，因為每個子系統都可以直接與中央控制單元通信，而不需要通過其他網關節點轉發信息。

星形拓撲的優勢在于，它能提供更高的數據傳輸速率和更好的故障隔離能力。如果某個子系統出現故障，不會影響到其他系統的正常工作，這對于保障車輛的安全性至關重要。此外，星形拓撲還便于擴展，隨著車輛功能的增加，可以輕松地將新的子系統接入網絡。

然而，星形拓撲也有其局限性，最主要的問題是成本較高。因為每個子系統都需要單獨的連接線路，這無疑增加了材料和布線的復雜性。為了解決這個問題，吉利幾何汽車在設計時采用了模塊化的思想，將功能相關的子系統集成在一起，共享相同的通信線路，這樣既保證了通信的效率，又降低了成本。

除了星形拓撲外，吉利幾何汽車的CAN總線網絡還采用了環形拓撲和總線形拓撲的混合結構。環形拓撲是指每個節點都與兩個相鄰節點相連，形成一個閉環，而總線形拓撲則是所有節點都連接到一條主干線上。這種混合結構的設計旨在提高網絡的冗余性和魯棒性，即使部分線路發生故障，數據仍然可以通過其他路徑傳輸，確保了車輛在極端情況下的可靠運行。

在實際應用中，吉利幾何汽車的CAN總線網絡拓撲技術已經得到了充分地驗證。無論是在日常駕駛還是在復雜的道路條件下，這一技術都能保證車輛各個系統之間的順暢通信，從而提高了整車的性能和用戶體驗。

為了確保通信的可靠性，吉利幾何的CAN總線網絡還采用了多種容錯機制。例如，當某個節點發生故障時，網絡能夠自動隔離該節點，防止錯誤信息的傳播。速銳得通過UDS協議，采集了相關電池包的主要數據，其中包括了總電壓、總電流、SOC、DC-DC狀態、絕緣電阻、最高電壓電池子系統號、最高電壓電池單體代號、電池單體電壓最高值、最低電壓電池子系統號、最低電壓電池單體代號、電池單體電壓最低值、最高溫度子系統號、最高溫度探針序號、最高溫度值、最低溫度子系統序號、最低溫度探針序號、最低溫度值、最高報警狀態、SOH、所有電池分組組別下的單體電壓數據、所有探針數據、采集時間、車架號、電池編碼、車輛狀態、充電狀態、車速、累計里程等，并對數據包進行校驗，確保數據的完整性和正確性。

在實車運行下，吉利幾何的CAN總線網絡通過精細的拓撲設計，實現了高效的信息傳輸和處理。吉利幾何CAN總線網絡的拓撲技術是車輛內部通信的關鍵。通過對不同系統的需求進行分層管理，吉利幾何確保了車輛控制的實時性、可靠性和效率。隨著未來汽車電子化程度的不斷提高，我們也能看到，吉利幾何的CAN總線網絡將繼續發展，為智能汽車時代的到來提供堅實的網絡通信技術基礎。

熱愛是純粹的，數據應該也是。

審核編輯 黃宇