原创 速锐得深入解析吉利几何CAN总线数据通信网络的拓扑层级框架技术

在现代汽车工业中，车辆的电子控制单元（ECU）之间的通信至关重要。这种通信大多通过控制器局域网络（CAN）总线实现，它是德国BOSCH公司于20世纪80年代初开发的一种串行数据通信协议。随着技术的不断进步，吉利旗下的新能源汽车品牌——吉利几何，也采用了这一技术来实现其车辆内部各个系统之间的高效、可靠的通信。今天，我们就来深入了解一下吉利几何CAN总线数据通信网络的拓扑层级框架技术。

在CAN总线网络中，拓扑层级框架指的是网络中节点的层次结构，它决定了信息的传输路径和优先级。在吉利几何的车型中，CAN总线网络通常采用多层级的结构，以满足不同系统之间复杂且多样化的通信需求。

在吉利几何的CAN总线网络中，我们可以观察到几个主要的拓扑层级框架应用技术：

1、第一层级：这是最高优先级的层级，通常用于关键的车辆控制系统，如汽车动力系统管理、制动系统控制、发动机运行及传感器工作状态等。在这一层级中，信息传输的实时性和可靠性要求极高，因此采用了最快的传输速率和最短的数据传输延迟。例如，大部分的传感器采用的是SENT协议，这个协议下，每秒有300万帧的数据，灵敏度超高，数据传输和响应时间最为快速，一般在CAN网络下是无法获取到某帧的数据，但是通过高级的微处理器下，采样频率均可以达到这个级别，如果需要高灵敏度、高精度的数据，那么SENT协议下，采集的方式就不是不通过CAN网络协议的了。

2. 第二层级：这一层级通常用于车辆的辅助控制系统，车身控制系统等，例如空调系统、车窗、车门控制、雨刮、车灯控制等。虽然这些系统的实时性要求不如第一层级那么高，但仍然需要保证信息的准确传递。这些速率基本偏低，在CAN网络下，大概均为100毫秒，实时性要求不强。在CAN网络采集数据的界面，基本也是靠后，比如速锐得解码中控台原车协议控制按键下的一些操作CAN协议指令、LIN协议指令，从速率就可以轻松从CAN排序从后往前匹配破解和采集，这样的话，效率更高。

3. 第三层级：这一层级包含了车辆的舒适性和娱乐系统，如导航系统、音响系统等。这些系统的数据传输可以容忍更长的延迟和较低的传输速率，但是随着现在车载以太网的进入，对实时性要求比较高，但是对稳定性的要求又大幅降低，这些并不影响行车安全，大部分车依旧采用LIN协议传输、CAN协议传输，要想获得这些数据，做起来并不复杂，只是费人工，在4G/5G网络技术下，如果出现BUG，远程升级程序就可以了，当然，之前也有出现过升级司机、黑屏、OTA固件更新错误的情况，他们只是需要时间而已，不确定的因素也有网络因素。

4. 第四层级：最低的层级，通常用于车辆的UDS诊断和维护信息传输。这一层级的数据流量较小，但对准确性和可靠性的要求依然很高。这类CAN数据的传输，基本是停车状态下的UDS诊断请求，因为行车过程中执行这些操作，往往会对ECU造成干扰。如果是停车模式下的启动状态，采用UDS请求，基本上ECU的反馈也会存在延时或者丢包，因为诊断协议下的数据请求一般都不会用在行车途中，采集数据的速率也比较慢，为的就是避免对ECU原本工作的干扰，也有一些ECU不发达的车型，速度稍微快点就报故障码。

也许在设计吉利几何的CAN总线网络时，汽车工程师们会根据每个系统的功能和需求，将其分配到合适的拓扑中，这样的分层设计不仅保证了关键系统的通信不受干扰，还能有效地管理和优化整个网络的数据流。

在吉利几何汽车的CAN总线网络中，采用了一种称为“星形拓扑”的结构。这种结构以中央控制单元为核心，各个ECU子系统如发动机控制模块、车身控制模块等均通过单独的线路（LIN线、CAN线）与中央控制单元相连。这样的设计使得数据传输更为高效，因为每个子系统都可以直接与中央控制单元通信，而不需要通过其他网关节点转发信息。

星形拓扑的优势在于，它能提供更高的数据传输速率和更好的故障隔离能力。如果某个子系统出现故障，不会影响到其他系统的正常工作，这对于保障车辆的安全性至关重要。此外，星形拓扑还便于扩展，随着车辆功能的增加，可以轻松地将新的子系统接入网络。

然而，星形拓扑也有其局限性，最主要的问题是成本较高。因为每个子系统都需要单独的连接线路，这无疑增加了材料和布线的复杂性。为了解决这个问题，吉利几何汽车在设计时采用了模块化的思想，将功能相关的子系统集成在一起，共享相同的通信线路，这样既保证了通信的效率，又降低了成本。

除了星形拓扑外，吉利几何汽车的CAN总线网络还采用了环形拓扑和总线形拓扑的混合结构。环形拓扑是指每个节点都与两个相邻节点相连，形成一个闭环，而总线形拓扑则是所有节点都连接到一条主干线上。这种混合结构的设计旨在提高网络的冗余性和鲁棒性，即使部分线路发生故障，数据仍然可以通过其他路径传输，确保了车辆在极端情况下的可靠运行。

在实际应用中，吉利几何汽车的CAN总线网络拓扑技术已经得到了充分地验证。无论是在日常驾驶还是在复杂的道路条件下，这一技术都能保证车辆各个系统之间的顺畅通信，从而提高了整车的性能和用户体验。

为了确保通信的可靠性，吉利几何的CAN总线网络还采用了多种容错机制。例如，当某个节点发生故障时，网络能够自动隔离该节点，防止错误信息的传播。速锐得通过UDS协议，采集了相关电池包的主要数据，其中包括了总电压、总电流、SOC、DC-DC状态、绝缘电阻、最高电压电池子系统号、最高电压电池单体代号、电池单体电压最高值、最低电压电池子系统号、最低电压电池单体代号、电池单体电压最低值、最高温度子系统号、最高温度探针序号、最高温度值、最低温度子系统序号、最低温度探针序号、最低温度值、最高报警状态、SOH、所有电池分组组别下的单体电压数据、所有探针数据、采集时间、车架号、电池编码、车辆状态、充电状态、车速、累计里程等，并对数据包进行校验，确保数据的完整性和正确性。

在实车运行下，吉利几何的CAN总线网络通过精细的拓扑设计，实现了高效的信息传输和处理。吉利几何CAN总线网络的拓扑技术是车辆内部通信的关键。通过对不同系统的需求进行分层管理，吉利几何确保了车辆控制的实时性、可靠性和效率。随着未来汽车电子化程度的不断提高，我们也能看到，吉利几何的CAN总线网络将继续发展，为智能汽车时代的到来提供坚实的网络通信技术基础。

热爱是纯粹的，数据应该也是。