[发明专利]一种基于OSEK网络管理机制的动态网络管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子实时控制系统的网络管理技术，尤其是一种基于OSEK网络管理机制的动态网络管理方法。

背景技术

作为网络的大脑和中枢神经，网络管理系统通过监视和控制网络来保证网络中节点间通信的顺畅，并且使网络在性能与消耗之间取得有效地平衡。在对可靠性和安全性要求很高的汽车电子实时控制领域，网络管理系统的重要性尤为突出。高可靠性和强实时性要求网络管理系统能够在保证网络通信顺畅的前提下，确保网络内的节点能被其他已授权的实体访问，能够允许暂时性的错误发生，支持网络相关的诊断服务，并最终在性能和功能之间取得平衡。这就意味着网络管理系统的性能和实施网络管理技术对网络带来的负担之间必须达到平衡。

目前汽车电子领域多采用基于OSEK/VDX(Open Systems and thecorresponding interfaces for automobile Electronic/Vehicle Distributed eXecutive，下面简称OSEK)标准的网络管理协议来管理车用实时控制网络。这些网络管理协议属于静态性质的网络接口，可以为故障诊断系统提供精确实时的故障信息，具有一定的容错性能，但是不能保证网络管理系统能够适应负载波动比较大的动态网络环境。

目前车用网络以CAN总线最为普遍，而CAN是独占式的总线，不可以多路复用，又由于网络上的消息不是按时间均匀分布的，尤其是当某些特殊事件发生时，网络流量会发生爆炸式增长，使得静态网络管理方法具有局限性。当网络上某些节点需要占用大量带宽时，如果因为网络管理所占用的带宽导致节点正常通信受到影响，降低了系统的实时性和可靠性，反而违背了网络管理的初衷；当网络节点间的通信频率较低时，如果网络管理也采用了较低频率的方式，就会导致总线带宽的浪费，并且会降低网络管理的质量。在网络上的节点数目不断增加的情况下，网络管理所消耗的网络资源也随之增多，因此静态网络管理方法并不能适应动态变化的网络状况的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以根据网络状况来调节网络管理占用的资源、适应实时环境需求的基于OSEK网络管理机制的动态网络管理方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：在实现OSEK标准里面的直接网络管理方法和间接网络管理方法的基础上，设计一个采用特定网络负载作为阈值的动态网络管理调度器，将网络负载分为四个级别，动态网络管理的节点定时查询网络负载级别，如果发现负载级别发生变化，则动态切换OSEK网络管理模式，对网络上消息不按时间均匀分布、随着节点数目不断增加、网络管理所消耗的网络资源也随之增多的情况，根据网络状况来调节网络管理占用的资源，以适应实时环境的需求，具体实现步骤如下：

(1)设计直接网络管理方法中用于维护节点自身状态的数据结构DNMNodeStatusTable；

(2)设计直接网络管理方法中用于维护节点所在令牌网络中其他节点状态的数据结构DNMNetworkConfigTable；

(3)设计直接网络管理方法的状态转换图，描述状态Reset、Normal、LimpHome和BusSleep之间的转换关系；

(4)设计间接网络管理方法中用于维护节点自身状态的数据结构IDNMNodeStatusTable；

(5)设计间接网络管理方法中用于维护网络中被该节点监控的所有节点状态的数据结构IDNMNetworkConfigTable；

(6)设计间接网络管理方法的状态转换图，描述状态Normal、LimpHome和BusSleep之间的转换关系；

(7)设计网络负载的阈值推算公式，为直接网络管理方法和间接网络管理方法之间的四种组合设计三个不同的网络负载阈值Thresh_12、Thresh_23和Thresh_34的计算公式；

(8)设计动态网络管理方法的调度器，定时地获取网络的负载，在适当的时候切换网络管理的模式。

本发明所述CAN总线网络中设置代表不同网络负载级别的阈值Thresh_12、Thresh_23和Thresh_34的计算方法如下，其中Thresh_12＜Thresh_23＜Thresh_34：