[发明专利]多形态电动飞行汽车的可重构网络系统及可重构调度方法

说明书

本发明公开了一种多形态电动飞行汽车的可重构网络系统及可重构调度方法。在可重构网络系统中，底盘域控制器和飞行域控制器通过插拔接口与中央控制单元连接，座舱域控制器与中央控制单元固定连接；可重构调度方法集成于中央控制单元和域控制器的可重构调度库中，其可根据多形态电动飞行汽车不同形态的特性，将网络系统的采样周期设置为不同的值，并将采样周期分为多个基本周期，实现信息的传输在各个基本周期内进行。本发明可以保证多形态电动飞行汽车各形态下网络信息传输的实时性和网络带宽的高效利用，进而为多形态电动飞行汽车各形态下稳定运行提供良好的网络基础。

技术领域

本发明涉及飞行汽车领域，特别涉及一种多形态电动飞行汽车的可重构网络系统及可重构调度方法。

背景技术

近年来，随着汽车保有量的不断攀升和城市地面交通流密度的进一步提高，道路拥堵现象频频发生，这不仅显著降低了交通通行效率，也对交通安全产生了潜在的不利影响，因此减小地面交通压力成为亟待解决的难题。作为具有陆空两栖功能的交通工具，电动飞行汽车不仅可以在道路上行驶，也可以在空中飞行，这种特性使其可以充分利用空中交通资源，进而有效地缓解地面交通压力，电动飞行汽车因此被视为是未来交通电气化的一种重大革新。多形态电动飞行汽车是飞行汽车的一种，其底盘、座舱和飞行器可以进行组合和分离，进而转化为不同的运行形态如陆地汽车形态、飞行汽车形态、独立底盘形态、独立飞行器形态、飞行底盘形态和综合体形态，多种类的运行形态进一步拓宽了电动飞行汽车的应用场景。

然而，多形态电动飞行汽车的应用面临着许多技术难题，网络系统与调度方法的设计是较为重要的内容。多形态电动飞行汽车的底盘、座舱和飞行器内各有一套网络系统，在不同的形态下，底盘、座舱和飞行器内的网络系统需要相互分离和相互组合，因此上述网络系统既需要具备独立运行的能力，也需要具备和其他系统组合成整体一起运行的能力，这对网络系统的设计而言是一项巨大的挑战。

此外，上述各个网络系统在相互结合和分离的不同状态下，系统内信息的数量、种类和传输方式不尽相同。比如，多形态电动飞行汽车在综合体形态下，其网络系统由底盘、座舱和飞行器内的网络系统组成，因而网络系统中的信息数量最大且种类最多；多形态电动汽车在独立底盘形态下，其网络系统仅包括底盘内的网络系统，因而网络系统中信息数量相对较小且信息种类较少。

传统的网络调度方法往往采用固定的采样周期、优先级和信息传输路径等方式，因而只能应用于确定的网络系统，当网络系统结构或者网络系统中传输的信息发生较大的变化时，这种调度方法将会失效，进而危害网络信息的实时性、网络带宽的有效利用和控制系统的稳定性。如果多形态电动飞行汽车的网络系统采用传统的调度方法，那么，为避免在信息传输量最大的综合体形态下发生信息拥塞现象，多形态电动飞行汽车网络系统的采样周期需要采取较大的值，但是当多形态电动飞行汽车处于独立底盘形态时，过大的采样周期不仅不利于充分利用网络带宽资源，也会降低信息传输的实时性，影响控制系统的稳定性与灵敏性。相反地，如果网络系统采取较小的采样周期以保证独立底盘形态下信息传输的实时性，那么在综合体形态下信息拥塞现象将难以避免。因此，传统的网络调度方法不适用于多形态电动飞行汽车，针对多形态电动飞行汽车不同形态的特性设计合适的调度方法非常必要。

发明内容

有鉴如此，本发明旨在提供一种多形态电动飞行汽车的可重构网络系统及可重构调度方法，该系统可满足多形态电动飞行汽车在不同形态下对底盘、座舱和飞行器的相互组合和分离的需求，使得底盘和飞行器既可以独立运行，又可以与座舱组合成整体运行。同时，本发明充分考虑了多形态电动飞行汽车不同形态下网络系统的特性，设计了能够适应多形态电动飞行汽车不同形态的可重构调度方法，该调度方法可以保证多形态电动飞行汽车不同形态下网络信息传输的实时性和网络带宽资源的充分利用。本发明为多形态电动飞行汽车在各个形态下的稳定运行提供了良好的网络基础。

本发明提供的一种多形态电动飞行汽车可重构网络系统共包括底盘域、座舱域、飞行域、中央控制单元以及连接上述装置的网络。