CN106664319B - 车辆网络以及用于建立车辆网络的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于多个彼此连接的车辆的车辆网络。该网络实现为WLAN并且具有至少两个接入点。接入点彼此无线连接，即无需电缆连接的主干网。接入点分别使用相同的无线电网络标识，并且因此针对WLAN客户端仅形成一个唯一的可见的网络。

Description

车辆网络以及用于建立车辆网络的方法
技术领域
本发明涉及用于多个通过无线电彼此连接的车辆的车辆网络。本发明此外还涉及用于建立车辆网络的方法。最后，本发明涉及用于使用在车辆网络中的电子控制器。
背景技术
在根据IEEE 802.11标准的典型的WLAN无线电网络中，多个所谓的客户端与接入点连接。客户端可以通过接入点访问其他与该接入点连接的设备(也是客户端)。接入点可以例如同时建立通向因特网的入口(WLAN路由器)。
网络中的每个成员具有自身的网络地址(IP地址)并且可以用该网络地址单义性地识别和响应。为了建立和保持接入点和客户端之间的无线连接，接入点发送其无线电网络标识(SSID)。客户端必须利用接入点的无线电网络标识，并且在加密连接的情况下还必须利用口令在接入点上登录。
使用WLAN连接来调取存在于车辆中的数据已经是公知的。存在用于将WLAN网络与车辆的数据总线(例如CAN总线)连接的特殊接口。一个车辆内的多个接入点的布置同样是公知的，其中，这些接入点彼此并行地通过线路与服务器连接。用户可以通过自身的客户端与接入点无线连接，参见EP 1 337 055A2。
静态的WLAN路由器通过WDS(Wireless Distribution System，无线分布***)的连接也是公知的，例如德国柏林生产商AVM的Fritz！Box 7170型的两个WLAN路由器的连接。WDS是用于WLAN中的寻址方法。通过WDS也可以将同一网络中的多个接入点彼此对应。
发明内容
本发明的任务是提供一种关于多个车辆的车辆网络。优选地，用户可利用无线客户端与该网络连接。同样优选的是，该网络能够容纳多于两个的车辆。力求实现的是沿着车辆的尽可能高的作用范围。
根据本发明的车辆网络具有如下特征：设置有用于多个彼此连接的车辆的车辆网络，其中，该网络实现为WLAN并且具有至少两个接入点，其中，接入点彼此无线连接，即无需电缆连接的主干网，并且其中，接入点分别使用相同的无线电网络标识并因此对于WLAN客户端而言仅形成一个唯一的可见的网络。
接入点形成共同的IP地址空间。接入点之间的通信通过WDS进行。在这种情况下，不需要每个接入点都与网络的每个其他接入点连接。具体而言，也可以采用线性拓扑结构，同样还可以采用网状拓扑结构，甚至是由接入点组成的全网状网络。
在所谓的公路列车中，相对较多的挂车可以由一个牵引车牵引。公路列车的长度很容易超过接入点的典型的无线电作用范围。利用本发明，针对这种长度的公路列车也可以建立无线网络。
根据本发明的另一构想，至少一个WLAN客户端是网络的一部分。优选地，客户端的登录信息从接入点到接入点不变地传递。
尽管网络地址不同，但是网络中的接入点分别使用相同的无线电网络标识(SSID)。这能够实现WLAN客户端作为网络一部分的简单的连入。WLAN客户端仅看到一个网络，并且可以由一个接入点传递到下一接入点。在这种情况下，与网络的无线连接得以保持。接入点彼此交换客户端的登录信息。在此优选地，该登录信息至少是客户端的所谓的MAC地址。以该方式，驾驶员可以用其具有WLAN功能的终端设备，例如智能电话成为网络的成员，不依赖于其位置并且不依赖于其与确定的车辆的距离。
根据本发明的另一构想设置的是，网络的彼此相邻的车辆还彼此实体(物理)连接，并且可以通过物理线路交换信号。例如在具有两个或三个车辆的货车的情况下或者在具有三个或更多个车辆的公路列车的情况下，仅互相悬挂的车辆通常相互物理连接。在公路列车中，端部车辆(第一个和最后一个车辆)分别仅与一个另外的车辆物理连接，而所有其他的车辆分别与两个另外的车辆连接。通常存在形式为常见的悬挂装置的，并且附加地通过车辆中的电线路以及气动线路与气动制动装置的连接。通过电线路和气动线路以及其他物理线路，可以从车辆到车辆交换信号。这些信号可以例如用于确认车辆的物理连接。
根据本发明的另一构想，每个接入点配属有电子控制器(ECU)，其中，在控制器中可供使用的数据可通过其中至少一个接入点读出，尤其是通过其中每个接入点读出。由此，可以由WLAN客户端以简单的方式读取存在于车辆中的数据。接入点和客户端必须分别具有彼此协调的软件。
数据交换层(Data Exchange Layer)的构造和支持是优选的，从而可以从每个车辆出发访问所有车辆的全部数据，而不必使用专有硬件。
根据本发明的用于建立由至少两个接入点和至少一个WLAN客户端构成的车辆网络的方法，尤其是用于建议上述车辆网络的方法具有如下特征，即，至少设置有以下步骤：
a)WLAN客户端获取第一车辆(牵引车)和第二车辆(第一挂车)的连接数据，
b)客户端与第二车辆的接入点连接，
c)客户端将第一车辆的接入点的连接数据发送到第二车辆的接入点上，因此，第二车辆的接入点可以接受第一车辆的接入点的无线电网络标识并且可以通过WDS建立与第一车辆的接入点的连接，
d)第二车辆的接入点接受第一车辆的接入点的无线电网络标识，通过WDS与第一车辆的接入点连接，并因此与第一车辆的接入点形成唯一的对于客户端可见的网络。
结果存在由WLAN客户端和两个接入点构成的无线车辆网络，其中，接入点配属于车辆。WLAN客户端优选地配属于车辆外部的移动设备。第一车辆不必是货车的最前面的车辆，即牵引车，但这是优选的。原则上，第一车辆可以是如下车辆，其连接数据首先被获取和/或其他车辆使用也使用无线电网络标识。
接入点因此被构造并具有所需的硬件和软件，以便通过WDS与另一接入点通信，并且在这种情况下还使用由客户端获得的用于建立和执行连接的数据。相应地，客户端具有硬件和软件，以便接纳接入点的连接数据和访问数据并传递到网络的另外的接入点上。
根据本发明的另一构想，在包括另外的车辆的情况下执行下列步骤：
a)客户端与该另外的车辆的接入点连接，
b)客户端将连接数据发送到该另外的车辆的接入点上，由此，该接入点可以接受网络的接入点的无线电网络标识并可以通过WDS建立与网络的其中至少一个接入点的连接，
c)该另外的车辆的接入点接受网络的接入点的无线电网络标识，通过WDS与其中至少一个接入点连接并且因此成为对于客户端可见的网络的一部分。
由具有相同的无线电网络标识的多于两个的接入点形成网络。WLAN客户端可以在使用共同的无线电网络标识的情况下在任何位置与接入点连接。如果在第一车辆之外存在与接入点的连接并且期望访问第一车辆的接入点，则所连接的接入点充当中继器。这同样适用于存在于第一车辆的接入点和与客户端连接的接入点之间的接入点。这些接入点能够实现客户端与存在于客户端的正常作用范围之外的第一车辆接入点之间的连接。此外，客户端可以通过其(最近的)接入点借助相应不同的网络地址访问其他的接入点及其客户端的数据。
根据本发明的另一构想设置的是，车辆还彼此物理连接，在建立两个车辆的接入点之间的WLAN连接之后检验是否还可通过物理线路在两个车辆之间传递信号，并且仅当通过物理线路传递信号的检验成功时才保持接入点之间的WLAN连接。通过物理线路进行无线连接的授权。由此可以避免尽管车辆没有彼此悬挂或者没有彼此物理连接，但却错误地形成由彼此靠近的车辆构成的无线网络。
根据本发明的另一构想设置的是，WLAN客户端至少间接地以无线方式，尤其是通过无线电或者以光学方式利用相机获取车辆的连接数据。无线电网络标识(SSID)和关于加密的信息(网络密钥)尤其被视为连接数据。此外，单义性的符号可以是连接数据的一部分，例如车辆底盘号、车辆牌照等。以光学方式可读的连接数据可以例如作为车辆上的QR码、条码是可供使用的。为了光学获取连接数据，客户端优选具有带有图像处理的相机。还可以通过无线电技术，例如WPS(Wi-Fi protected Setup，无线安全设置)、NFC(Near FieldCommunication，近场通信)、RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)、蓝牙或者类似的无线电技术进行读出。于是在各自的车辆上存在发送器，其数据可以由客户端上的接收器读取。相应地，客户端和车辆上的发送器必须在技术上彼此协调。
根据本发明的另一构想设置的是，WLAN客户端由服务器加载车辆的连接数据，并且对服务器的访问在使用由WLAN客户端预先以无线方式获取的数据的情况下进行。优选地，客户端在这种情况下通过附加的的无线连接与服务器连接，例如通过移动无线电与可通过因特网到达的服务器连接。由此，可以实现附加的保障。客户端不直接在车辆上获取连接数据。相反，客户端首先在车辆上以光学方式或者通过无线电读取数据，并且将这些数据发送到服务器上。服务器检验数据，并且在必要的情况下检验客户端的资格，并且此后将用于相应的车辆以及附属的接入点的连接数据发回客户端。在服务器中可以存储不同的附加条件、资格和限制。例如可以检验是否允许客户端访问确定的车辆、是否维持依赖于日历和日间时间的资格。
本发明的主题还包括电子控制器，该电子控制器用于具有电子制动***的车辆，其具有配属于该控制器的接入点，其中，该接入点可以改变其无线电网络标识并且通过WDS与其他的接入点通信。用于电子制动***的电子控制器是已知的，电子制动***尤其是与气动制动装置连接。控制器由连接的传感器获得数据和/或通过数据总线***(CAN总线)与车辆中的其他的设备和装置连接。客户端可以通过该接入点或者通过另外的已连接的接入点访问存在于控制器上的信息。
附图说明
由说明书得出本发明的其他特征。下面借助附图更详细地解释本发明的有利的实施方式。其中：
图1示出具有无线车辆网络的货车，
图2至5示出在根据图1的车辆网络的一部分的建立过程中的顺序，
图6示出具有线性拓扑结构的网络，
图7示出具有网状拓扑结构的网络。
具体实施方式
图1示意性地示出货车，其由第一车辆/牵引车10、第二车辆/第一挂车11和第三车辆/第二挂车12组成。第一挂车11悬挂于牵引车10上，并且第二挂车12悬挂于第一挂车11上。
这些车辆具有电子制动***，电子制动***具有气动制动装置。相应地，在每个车辆中设置有用于电子制动***的控制器13、14、15。
除了常见的悬挂装置、鞍座16和牵引杆17之外还存在车辆之间的物理(实体)连接18、19。这分别涉及电线路和气动线路，例如用于将气动控制压力、制动光信号和制动命令由牵引车10传递到两个挂车11、12上和/或根据ISO 111992的CAN接口上。控制器13、14、15可以直接或者间接地通过连接18、19彼此间传输信号。
在车辆10、11、12的每个车辆中，将相关的控制器13、14、15连接于车辆侧的CAN总线20、21、22上，在总线上通常还联接有其他的设备。在牵引车10中，在CAN总线20上还至少联接有发动机控制器23和WLAN单元24。在CAN总线20上可供使用的数据可以通过WLAN单元24向无线电网络提供。WLAN单元24也可以集成在控制器13中。
在两个挂车11、12中同样将WLAN单元25、26联接在CAN总线21、22上。在这里也可以将WLAN单元集成在各自的控制器14、15中。存在于CAN总线21、22上的数据可以通过WLAN单元25、26提供在无线电网络中。
原则上，其中每个WLAN单元24、25、26作为具有自己的无线电网络标识的接入点被激活。在目前的情况下，挂车11、12的WLAN单元25、26被重新配置并且使用牵引车10的WLAN单元24的无线电网络标识。同时，WLAN单元24、25、26以无线方式，即通过WDS(WirelessDistribution System，无线分布***)彼此连接。由此，即使当两个WLAN单元24和26对于不受干扰的WLAN传输而言彼此相隔太远时，也可以将来自WLAN单元24的消息通过WLAN单元25以无线方式传输到远离的WLAN单元26上。当另外的挂车为了形成公路列车而悬挂并且应该构建关于所有车辆的车辆网络时尤其是这样的情况。
此外，WLAN客户端27可以与其中任意的(配置为接入点的)WLAN单元24、25、26连接，并且随后沿着车辆运动。WLAN客户端27始终保持与车辆网络的其余部分连接。不必进行接入点的不同的无线电网络标识的转换，这是因为在这种情况下，WLAN单元24、25、26作为接入点分别使用相同的无线电网络标识。在图1中，借助左下方用实线表示的WLAN客户端27和右下方用虚线表示的WLAN客户端27’示出WLAN客户端27从第一挂车11到第二挂车12的运动。
WLAN客户端27例如是驾驶员的智能手机。该智能手机具有用于与WLAN单元24、25、26或者与控制器13、14、15建立联系的软件，例如根据由控制器的生产商在因特网上提供的应用软件进行。
在每个接入点/每个WLAN单元24、25、26上至少通过车辆本身的CAN总线20、21、22存在各自的车辆的数据。虽然WLAN单元24、25、26分别以相同的无线电网络标识工作，但是它们具有不同的网络地址(IP地址)，从而可以区分不同车辆的数据。利用WLAN客户端27上的相应软件可以读取来自不同的车辆的数据并处理。可以对功能进行控制。
所示的车辆网络除了WLAN客户端27之外原则上具有线性拓扑结构，参见图6，其具有在三个彼此连接的车辆中，例如在具有两个挂车的汽车中的节点1、2、3作为接入点。但是，车辆的数目也可以小于节点/接入点的数目。因此，在一个车辆中可以存在多个接入点。
根据由各个WLAN单元撑开的无线电网络的作用范围，也可以存在重叠并因此存在网状拓扑结构，参见图7，其具有1至n个节点/接入点，直至全网状***。在后者的情况下，每个接入点直接并且在没有中间站的情况下与同一网络中的每个另个的接入点通信。
下面借助图2至图5解释车辆网络的建立。
如图1所示那样，牵引车10和第一挂车11彼此连接。驾驶员或者另一用户进入牵引车10中并在那里接通点火装置。因此，在牵引车10和物理连接的第一挂车11中的电气***是激活的。
WLAN客户端27是具有相机和图像处理软件的智能手机。在牵引车10和第一挂车11上，在外表面上布置有各自作为QR码的WLAN连接数据。用户用其智能手机的相机获取两个QR码(图2)。由此，将牵引车10和第一挂车11的WLAN连接数据存储于智能手机中。
用户建立从智能手机到第一挂车11(即到WLAN单元25)的无线电连接，并且通知WLAN单元25(图3)它应该采用牵引车10或者WLAN单元24的无线电网络标识。随后，挂车11的WLAN断开并且现在以与牵引车10相同的无线电网络标识重新启动。目前存在关于牵引车10和第一挂车11的临时车辆网络。
用户通过其智能手机要求授权，例如操作行车制动器和/或松开驻车制动器。用户/驾驶员或者第三人进入牵引车10中并且执行所要求的动作。由此，改变的气动控制压力和/或制动光信号由牵引车10传递至第一挂车11(参见图4，加粗的物理连接18和虚线的其他连接)。信号可由控制器14探测到。控制器14通过WLAN单元25将所要求的确认发送到智能手机上。由此确保牵引车10和与其物理耦联的第一挂车11是车辆网络的一部分。由临时车辆网络变成持久车辆网络，它一直保持存在，直到出现解除指令和/或第一挂车11与牵引车10分离。
如果牵引机10和第一挂车11的物理连接的借助图4解释的确认失败，则整个车辆网络没有建立。重新建立是可行的。应当预先检验牵引车10和挂车11之间的物理连接。
也可以自动查询用于检验物理连接的授权要求。驾驶员要么必须手工执行(如这里描述的那样)，要么信号产生过程和随后的对物理连接的信号检验过程同样自动进行，例如通过软件在接入点中进行，该接入点的无线电网络标识应该由另外的接入点接受。
在根据图5的持久车辆网络中，WLAN客户端27(智能手机)可以通过两个WLAN单元24、25中的每一个访问控制器13、14以及CAN总线20、21中存在的数据。不再需要将WLAN客户端27正好与感兴趣的车辆的WLAN单元连接。相反，数据在必要的情况下从接入点转送到接入点，直至转送至WLAN客户端。
可以以相同的方式添加另外的挂车(图1中的第二挂车12)。在智能手机中存储有牵引车10的连接数据。智能手机获取另外的挂车的连接数据并且作为WLAN客户端27与WLAN单元26建立联系，并通知该WLAN单元它应该使用WLAN单元24的无线电网络标识和加密。随后，WLAN单元26断开并且现在以牵引车10的WLAN单元24的无线电网络标识重新启动。预先将第二挂车12耦联于第一挂车11上。因此，目前也可以以所描述的方式通过物理连接进行授权。
这样可以逐步添加另外的挂车。在此，甚至当遥远的挂车本身不具有与牵引车10的直接的无线电连接时还是存在统一的车辆网络。在由牵引车和多个挂车组成的组合体中，各自的接入点访问其车辆的对其来说已知的数据，并且同时也访问其他接入点的数据。因此，在车辆组合体中，所有需要的车辆数据首次在每个车辆部分中是可供使用的。这可以实现新的舒适功能和安全功能。
各个单个的接入点通过WDS(Wireless Distribution System，无线分布***)在单点对多点***的意义下彼此通信。在这种情况下，位于其他接入点之间的接入点具有网络中的中继器的功能。优选地使用一个且同一生产商的接入点。
在车辆网络中，在相应的CAN总线上可供使用的、存在于控制器中的以及由连接的传感器提供的数据作为所谓的数据层提供。力求实现尽可能不依赖于生产商的数据传输和数据利用。
在所描述的车辆网络中只存在无线通信。不设置关于电缆的主干网。所描述的物理连接18、19仅用于在车辆网络建立时的授权。

Claims (15)

1.用于多个彼此连接的车辆的车辆网络，其中，所述网络实现为WLAN并且具有至少两个接入点，其中，至少一个WLAN客户端(27)是所述网络的一部分，其中，所述接入点彼此无线连接，即无需电缆连接的主干网，并且其中，所述WLAN客户端(27)将所述接入点中的一个接入点的无线电网络标识发送至另一接入点上，并且由所述WLAN客户端(27)通知所述另一接入点使用相同的无线电网络标识，并且因此针对WLAN客户端仅形成一个唯一的可见的网络。
2.根据权利要求1所述的车辆网络，其特征在于，所述客户端的登录信息从接入点到接入点不变地传递。
3.根据权利要求1或2所述的车辆网络，其特征在于，所述网络的彼此相邻的车辆还彼此实体连接并且能通过物理线路交换信号。
4.根据权利要求1或2所述的车辆网络，其特征在于，每个接入点配属有电子控制器(13、14、15)，并且在这些控制器中可供使用的数据能通过所述接入点中的至少一个接入点读出。
5.根据权利要求1或2所述的车辆网络，其特征在于，每个接入点配属有电子控制器(13、14、15)，并且在这些控制器中可供使用的数据能通过所述接入点中的每个接入点读出。
6.用于建立根据权利要求1至5中任一项所述的车辆网络的方法，其特征在于具有以下步骤：
a)WLAN客户端(27)获取第一车辆(10)和第二车辆(11)的连接数据，
b)所述客户端(27)与所述第二车辆(11)的接入点连接，
c)所述客户端(27)将所述第一车辆(10)的接入点的连接数据发送到所述第二车辆(11)的接入点上，由此，所述第二车辆(11)的接入点能接受所述第一车辆(10)的接入点的无线电网络标识，并且能通过WDS建立与所述第一车辆(10)的接入点的连接，
d)所述第二车辆(11)的接入点接受所述第一车辆(10)的接入点的无线电网络标识，通过WDS与所述第一车辆(10)的接入点连接，并且因此与所述第一车辆(10)的接入点形成唯一的对于所述客户端(27)可见的网络。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一车辆(10)是牵引车并且所述第二车辆(11)是第一挂车。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在包括另外的车辆(12)的情况下执行下列步骤：
a)所述客户端(27)与所述另外的车辆(12)的接入点连接，
b)所述客户端(27)将连接数据发送到所述另外的车辆(12)的接入点上，由此，这个接入点能接受所述网络的接入点的无线电网络标识并且能通过WDS建立与所述网络的其中至少一个接入点的连接，
c)所述另外的车辆(12)的接入点接受所述网络的接入点的无线电网络标识，通过WDS与其中至少一个接入点连接并且因此成为所述对于所述客户端(27)可见的网络的一部分。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述另外的车辆(12)是第二挂车。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述车辆(10、11、12)还彼此物理连接，从而在建立两个车辆的接入点之间的WLAN连接之后检验是否还能通过物理线路在这两个车辆之间传递信号，并且仅当通过所述物理线路传递信号的检验成功时才保持所述接入点之间的WLAN连接。
11.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述WLAN客户端(27)至少间接地以无线方式获取车辆的连接数据。
12.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述WLAN客户端(27)通过无线电或者以光学方式利用相机获取车辆的连接数据。
13.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述WLAN客户端(27)由服务器加载车辆(10、11、12)的连接数据，并且对所述服务器的访问在使用由所述WLAN客户端(27)预先以无线方式获取的数据的情况下进行。
14.电子控制器，所述电子控制器用于具有电子制动***的车辆，其具有配属于所述电子控制器的接入点，其中，所述接入点是根据权利要求4或5所述的车辆网络的接入点。
15.用于执行根据权利要求6至13中任一项所述的方法的控制器，所述控制器包括至少两个根据权利要求14所述的电子控制器和至少一个WLAN客户端(27)。
CN201580037378.1A 2014-08-22 2015-08-06 车辆网络以及用于建立车辆网络的方法 Active CN106664319B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

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