ISO 17987-2-2016在商用车辆中的应用：特殊考虑与实施策略


参考资源链接：[ISO 17987-2-2016.pdf](https://wenku.csdn.net/doc/6412b759be7fbd1778d49fab?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. ISO 17987-2-2016标准概述

在信息技术的快速发展中，标准在确保不同系统间互操作性方面扮演了重要角色。**ISO 17987-2-2016**，作为一个国际标准，专注于商用车辆中的通信系统，旨在统一不同制造商生产的车辆间的通信协议。

## 1.1 ISO 17987标准的目的

该标准的主要目的是为了实现商用车辆之间以及与外部基础设施之间有效、安全的通信。通过规定统一的数据格式、通信协议和接口要求，**ISO 17987-2-2016**提高了系统的互操作性，促进了各种车载服务与应用的开发和部署。

## 1.2 标准的适用范围

ISO 17987-2-2016适用于各种类型的商用车辆，包括但不限于货车、巴士、拖车等。标准为车辆通信接口、数据传输、诊断服务等方面设立了明确的技术要求，确保了从简单的数据交换到复杂的车载网络之间的连通性。

该标准的推出不仅方便了车辆制造商、软件开发商和系统集成商之间的协作，也为最终用户带来了更安全、更高效的服务体验。接下来的章节将深入探讨这一标准的技术细节及其对商用车辆通信领域的影响。

# 2. 商用车辆通信系统的基础理论

## 2.1 通信协议和标准的演变

### 2.1.1 通信协议的历史和演进

通信协议的发展与技术进步和市场需要息息相关。从最初为了解决不同计算机系统之间如何进行基本的数据传输问题，到如今处理大量、高速和实时数据交换，通信协议经历了从简单的串行通信到复杂的网络通信协议的转变。

早期的通信协议主要关注点在于数据的准确传输，随着网络技术的发展，协议开始加入如错误检测与纠正、流量控制、拥塞控制等复杂的机制，以提升网络传输的效率和可靠性。例如，RS-232标准是早期用于计算机串行端口的数据通信协议，而后来的TCP/IP协议族则几乎成为了现代互联网通信的基础。

## 2.2 ISO 17987-2-2016标准的核心内容

### 2.2.1 标准的技术框架和结构

ISO 17987-2-2016标准为商用车辆的通信系统提供了明确的技术框架和结构。标准规定了车辆通信的数据链路层、网络层以及应用层的具体要求，确保了不同车辆制造商之间的互操作性和信息交换的一致性。

标准的技术框架包括了物理层的电气特性定义，数据链路层的帧结构和传输规则，网络层的寻址和路由，以及应用层的消息类型和服务。该结构为商用车辆的通信提供了一整套完整的解决方案，使得车辆能够高效、安全地进行数据交换。

### 2.2.2 关键技术的介绍与分析

ISO 17987-2-2016 标准中的关键技术包括但不限于以下几点：

- **故障数据的即时传输：**商用车辆需要实时监测和诊断车辆状态，确保在故障发生时能够即时传输数据至维修站或制造商，以便采取必要的维护措施。
- **兼容性和扩展性：**为了支持不同厂商和不同年代的车辆之间的通信，标准要求通信系统必须具备高度的兼容性和扩展性。
- **安全性和隐私保护：**商用车辆通常会传输包含敏感信息的数据，因此标准对数据的加密和验证有严格的要求，以保障用户隐私和数据安全。

## 2.3 商用车辆通信的网络拓扑与架构

### 2.3.1 车辆内部网络的设计原则

商用车辆内部网络的设计原则重点在于如何实现高效的数据传输和优化的网络资源分配。设计中需要考虑的要素包括：

- **实时性：**设计时要确保网络能够在规定的时间内传递数据，以满足实时控制和监测的需要。
- **可靠性：**网络设计必须足够健壮，能够在车辆震动、电磁干扰等恶劣环境下维持正常运行。
- **扩展性：**随着车辆功能的不断扩展，网络架构应具备良好的可扩展性，以便于未来增加新的功能和服务。

### 2.3.2 多层网络架构的特点和要求

商用车辆的多层网络架构通常分为感知层、网络层和应用层。每个层次都承担不同的责任，为车辆通信提供支持：

- **感知层：**负责数据的采集和初步处理，包括各种传感器和执行器。
- **网络层：**处理车辆内部和外部的数据传输，确保数据能够以正确的格式和顺序到达目的地。
- **应用层：**提供基于网络层之上的服务，如车辆管理、远程诊断和信息娱乐等。

## 2.4 网络的拓扑结构设计和考量

商用车辆通信网络的拓扑结构设计通常根据车辆的实际情况来定，常见的拓扑结构包括：

- **星型拓扑：**适用于分布式车载网络，易于管理和维护，但成本较高，对中央节点的依赖性较强。
- **总线拓扑：**常用于车辆内部的主干网络，传输效率高且布线简单，但容易出现单点故障问题。

在设计时，还需要考虑如何实现网络的冗余和故障恢复机制，确保关键系统的可靠性。此外，网络安全也是网络拓扑设计中不可忽视的重要因素，需要综合考虑如何防护外部攻击和内部泄密的风险。

以下是网络拓扑设计的一个示例表格，展示了不同拓扑结构的优缺点比较：

| 拓扑结构 | 优点 | 缺点 |
| ------- | ---- | ---- |
| 星型拓扑 | 管理方便、易于诊断故障 | 成本较高、对中心节点依赖较大 |
| 总线拓扑 | 成本较低、数据传输效率高 | 单点故障影响全网、布线复杂性增加 |

网络架构的设计复杂且多样，需要根据实际应用需求和可行性进行综合评估和设计。设计时必须充分考虑车辆使用场景、预算限制、性能要求以及后期维护的便利性。

在了解了商用车辆通信系统的基础理论之后，我们可以进一步深入探讨ISO 17987-2-2016标准中关于特殊技术考虑的内容，以获得对该标准应用范围和技术细节的全面了解。

# 3. ISO 17987-2-2016的特殊技术考虑

## 3.1 环境适应性与可靠性
### 3.1.1 极端温度与湿度条件下的性能测试

在商用车辆通信系统中，环境适应性是一个重要的考量因素。极端温度与湿度条件下的性能测试是确保车辆在各种环境条件下可靠运行的关键步骤。ISO 17987-2-2016标准详细说明了在这些条件下，车载电子通信设备必须满足的性能标准。

测试通常在专门设计的环境测试室中进行。测试条件会模拟车辆可能遇到的最低和最高温度，以及高湿度环境。例如，测试可能需要在-40°C至+85°C的温度范围内进行，湿度测试则需在相对湿度高达95%的情况下执行。测试过程中，设备需要长时间工作，以验证其在极端环境下的稳定性。

**测试过程的几个关键点包括：**
- **起始测试条件**：将设备放置在测试箱内，设定至预期的最高或最低温度，并维持一定的稳定时间。
- **功能测试**：在温度稳定后，对设备进行功能测试，确认设备在设定的极端温度条件下的功能完整性。
- **性能监控**：通过连续监测设备的性能指标，如信号传输速度和错误率，来评估设备在极端温度和湿度环境下的性能表现。
- **数据记录**：记录所有测试数据，以便于后续分析设备在极端环境下的性能衰减趋势。

### 3.1.2 抗电磁干扰和电磁兼容性要求

电磁干扰（EMI）对车辆通信系统的性能具有显著影响。因此，ISO 17987-2-2016对电磁兼容性（EMC）制定了严格要求。电磁兼容性的目的是确保车辆在受到外部和内部电磁干扰时，通信系统能够正常工作。

EMC测试包括两部分：发射测试和敏感性测试。发射测试评估设备对外界发射的电磁干扰量，而敏感性测试则评估设备对电磁干扰的抗性。

**EMC测试的关键点如下：**
- **发射测试**：测量设备在正常运行过程中发射的电磁能量，评估其是否在允许的限值范围内。测试通常使用专用的EMI接收器或频谱分析仪完成。
- **敏感性测试**：将设备暴露在已知的电磁干扰源下，以模拟车辆通信系统的环境。评估设备在该环境中的性能是否受到影响，从而验证其抗干扰能力。
- **测试环境**：为了达到一致性结