車載無線傳感器網絡架構

車載無線傳感器網絡架構

在過去的10年間，汽車已經從簡單的機械結構發展為復雜的機電結構，相應電子控制單元（ECU）、傳感器和執行器的數量也不斷增加。通常采用點到點的有線連接方式實現傳感器與ECU的連接，這種連接方式在傳感器數量較多時，會使布線的復雜度呈指數級增長，并造成整車質量增加。此外，采用有線連接進行數據傳輸時，所有數據均需要通過控制器局域網絡（CAN）總線進行傳輸，造成CAN總線傳輸負荷較大。如能實現傳感器與ECU之間數據的無線傳輸，則能夠有效消除有線連接存在的問題。

由于不同系統的ECU具有不同的通信需求，對帶寬、可靠性、傳輸速度和安全性方面具有不同的要求，如信息娛樂系統要求較高的帶寬用于傳輸音頻和視頻內容，但允許傳輸具有延遲，而發動機控制系統對帶寬的要求較低，需要具有較高的可靠性。為了滿足這些不同的需求，采用6LoWPAN（IPv6 over IEEE 802.15.4）網絡架構作為汽車無線傳感器的組織架構。6LoWPAN網絡架構能夠實現不同傳輸協議之間的低延遲切換，而不同傳輸協議能夠滿足不同的傳輸需求。在無線傳感器應用層采用消息隊列遙測傳輸（MQTT）協議，該協議采用二進制編碼協議，與傳統文本編碼協議相比，能夠實現各種類型數據的傳輸，并可對數據內容實現屏蔽。此外，對于可靠性要求較高的系統，其傳感器數據的傳輸仍然需要通過CAN總線實現，以保證系統的可靠性。

Karthik Shanmugam et al. SAE 2017-26-0352.

編譯：張振偉