車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述教學(xué)文稿

1、1車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述一、數(shù)據(jù)傳輸方式一、數(shù)據(jù)傳輸方式 根據(jù)發(fā)送裝置向接收裝置傳輸信息時各字節(jié)的傳輸方式根據(jù)發(fā)送裝置向接收裝置傳輸信息時各字節(jié)的傳輸方式不同，數(shù)據(jù)傳輸方式分為不同，數(shù)據(jù)傳輸方式分為并行傳輸和串行傳輸并行傳輸和串行傳輸兩種形式。兩種形式。1.并行傳輸并行傳輸 圖圖2-13 并行傳輸并行傳輸1發(fā)送裝置；發(fā)送裝置；2數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)；3接收裝置；接收裝置；MSB最高值數(shù)位；最高值數(shù)位；LSB最低值數(shù)位最低值數(shù)位車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述2.串行傳輸串行傳輸圖圖2-14 串行傳輸

2、串行傳輸1-發(fā)送裝置；發(fā)送裝置；2-數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)；3-接收裝置接收裝置數(shù)據(jù)的傳輸速率（速度）數(shù)據(jù)的傳輸速率（速度）比特率比特率比特率：比特率：每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)（每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)（bit），單位為），單位為bit/s（bps）。）。波特率：波特率：每秒信號變化的次數(shù)（每秒信號變化的次數(shù)（B/s）。）。在無調(diào)制的情況下，波特率精確等于比特率。采用調(diào)相技術(shù)在無調(diào)制的情況下，波特率精確等于比特率。采用調(diào)相技術(shù)時，波特率不等于比特率。時，波特率不等于比特率。網(wǎng)速：網(wǎng)速：4 Mbps 1Gbps=1000Mbps=1000*1000bps車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述目前汽車上目前汽車上:l 控制單元

3、內(nèi)部線路中使用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，控制單元內(nèi)部線路中使用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，l 控制單元外部傳輸信息則大都以串行傳輸方式進行?？刂茊卧獠總鬏斝畔t大都以串行傳輸方式進行。 串行數(shù)據(jù)傳輸既可以采用同步傳輸方式，也可以采用異串行數(shù)據(jù)傳輸既可以采用同步傳輸方式，也可以采用異步傳輸方式。步傳輸方式。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3.同步數(shù)據(jù)傳輸同步數(shù)據(jù)傳輸 使用一個共同的時鐘脈沖發(fā)生器可保持發(fā)送裝置和接收使用一個共同的時鐘脈沖發(fā)生器可保持發(fā)送裝置和接收裝置時間管理的同步性。這種方式就是同步傳輸方式。裝置時間管理的同步性。這種方式就是同步傳輸方式。圖圖2-15 同步傳輸方式同步傳輸方式1同步脈沖；同步脈

4、沖；2數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)；3停止；停止；4起始；起始；5接收裝置接收裝置 串行數(shù)據(jù)傳輸：同步傳輸方式，異步傳輸方式。串行數(shù)據(jù)傳輸：同步傳輸方式，異步傳輸方式。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述4.異步數(shù)據(jù)傳輸異步數(shù)據(jù)傳輸 發(fā)送和接收裝置之間最常用的時間管理方式是異步傳輸發(fā)送和接收裝置之間最常用的時間管理方式是異步傳輸方式。方式。進行異步數(shù)據(jù)傳輸時，發(fā)送和接收裝置之間沒有共同進行異步數(shù)據(jù)傳輸時，發(fā)送和接收裝置之間沒有共同的系統(tǒng)節(jié)拍的系統(tǒng)節(jié)拍。 圖圖2-16 異步數(shù)據(jù)傳輸時數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)異步數(shù)據(jù)傳輸時數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)1接收裝置；接收裝置；2起始位；起始位；3最低值數(shù)位；最低值數(shù)位；45-8 位數(shù)據(jù)；位數(shù)據(jù)；5最高

5、值數(shù)位；最高值數(shù)位；6檢查位；檢查位；78停止位；停止位； 9發(fā)送裝置發(fā)送裝置車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述5.數(shù)據(jù)總線上的信息流方向數(shù)據(jù)總線上的信息流方向單工通信。單工通信。 雙工通信。雙工通信。 圖圖2-18 雙工通信雙工通信圖圖2-17 單工通信單工通信車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.1 汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1.1.1 汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程 汽車電子技術(shù)在經(jīng)歷了零部件層次的汽車電子技術(shù)在經(jīng)歷了零部件層次的汽車電器時代汽車電器時代、子、子系統(tǒng)層次的系統(tǒng)層次的單片機（汽車電腦）控制時代單片機（汽車電腦）控制時代之后，已經(jīng)開始進之后，已經(jīng)開始進入入

6、汽車網(wǎng)絡(luò)化時代汽車網(wǎng)絡(luò)化時代，并向，并向汽車信息化時代汽車信息化時代邁進。邁進。 按照電子產(chǎn)品和電子控制系統(tǒng)的技術(shù)特點，可將汽車電按照電子產(chǎn)品和電子控制系統(tǒng)的技術(shù)特點，可將汽車電子技術(shù)的發(fā)展粗略劃分為四個階段。子技術(shù)的發(fā)展粗略劃分為四個階段。1.第一階段第一階段零部件層次的汽車電器時代零部件層次的汽車電器時代 19651980年屬于零部件層次的汽車電器時代。汽車發(fā)年屬于零部件層次的汽車電器時代。汽車發(fā)電機晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點火裝置等開始裝備汽車，電機晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點火裝置等開始裝備汽車，而且電子控制裝置又逐步實現(xiàn)了由分立元件向集成化的過渡。而且電子控制裝置又逐步實現(xiàn)了由分立元件

7、向集成化的過渡。 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 這一階段，裝備汽車的其這一階段，裝備汽車的其他電子裝置還有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子他電子裝置還有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子式閃光器、電子控制式喇叭、式閃光器、電子控制式喇叭、電子式間歇刮水控制器、數(shù)字電子式間歇刮水控制器、數(shù)字時鐘及高能點火（時鐘及高能點火（HEI）線圈）線圈和集成電路點火系統(tǒng)等。和集成電路點火系統(tǒng)等。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述2.第二階段第二階段子系統(tǒng)層次的汽車電腦控制時代子系統(tǒng)層次的汽車電腦控制時代 19801995年屬于子系統(tǒng)層次的汽車單片機（汽車電腦）控制時代，年屬于子系統(tǒng)層次的汽車單片機（汽車電腦）控制時代，以單片機為控制核心，以實現(xiàn)特

8、定控制內(nèi)容或功能為基本目的的各種電子以單片機為控制核心，以實現(xiàn)特定控制內(nèi)容或功能為基本目的的各種電子控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。 圖圖1-4 電子點火系統(tǒng)組成示意圖電子點火系統(tǒng)組成示意圖車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 進入進入2020世紀世紀9090年代，出現(xiàn)全面、綜合的電子控制系統(tǒng)。年代，出現(xiàn)全面、綜合的電子控制系統(tǒng)。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3.第三階段第三階段整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡(luò)化時代整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡(luò)化時代 19952010年屬于整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡(luò)化時代。采用年屬于整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡(luò)化時代。采用先進的單片機技術(shù)和車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成了車上的先進的

9、單片機技術(shù)和車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成了車上的分布式、網(wǎng)分布式、網(wǎng)絡(luò)化絡(luò)化的電子控制系統(tǒng)。的電子控制系統(tǒng)。整車電氣系統(tǒng)被連成一個多整車電氣系統(tǒng)被連成一個多ECU、多、多節(jié)點的有機的整體節(jié)點的有機的整體，使得其性能也更加完善。，使得其性能也更加完善。 目前，世界主要汽車制造商生產(chǎn)的的多數(shù)汽車上均采用目前，世界主要汽車制造商生產(chǎn)的的多數(shù)汽車上均采用了以了以CAN、LIN、MOST、DDB等為代表的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，等為代表的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，將車輛控制系統(tǒng)簡化為節(jié)點模塊化。將車輛控制系統(tǒng)簡化為節(jié)點模塊化。 在基于現(xiàn)場總線的分布式控制中，任何傳統(tǒng)意義上的傳在基于現(xiàn)場總線的分布式控制中，任何傳統(tǒng)意義上的傳感器和執(zhí)行器

10、都可以與同一現(xiàn)場的節(jié)點相組合，構(gòu)成節(jié)點模感器和執(zhí)行器都可以與同一現(xiàn)場的節(jié)點相組合，構(gòu)成節(jié)點模塊，汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進一步優(yōu)化了汽車的控制系統(tǒng)，極大地提塊，汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進一步優(yōu)化了汽車的控制系統(tǒng)，極大地提升了汽車的整體控制水平。升了汽車的整體控制水平。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述圖圖1-6 BMW E60的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 圖圖1-7 AUDI A4的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述4.第四階段第四階段以以Telematics技術(shù)為代表的汽車信息化時代技術(shù)為代表的汽車信息化時代 以國際以國際Telematics產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ITIF）正式成立為標志，）正式

11、成立為標志，2010年成為汽車信息化時代的發(fā)軔之年。年成為汽車信息化時代的發(fā)軔之年。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述圖圖1-10 汽車將進入信息化時代（由動力傳動、車身控制、汽車將進入信息化時代（由動力傳動、車身控制、行駛安全性、多媒體傳輸?shù)叫旭偘踩?、多媒體傳輸?shù)絋elematics）車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.Telematics簡介簡介 Telematics是遠程通信技術(shù)（是遠程通信技術(shù)（Telecommunications）與信息科學(xué)技術(shù)（與信息科學(xué)技術(shù)（Informatics）的合成詞，意指通過內(nèi)置在）的合成詞，意指通過內(nèi)置在汽車、航空器、船舶、火車等運輸工具上的計算機網(wǎng)絡(luò)技

12、術(shù)，汽車、航空器、船舶、火車等運輸工具上的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，借助無線通信技術(shù)、借助無線通信技術(shù)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，實現(xiàn)文字、圖像、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，實現(xiàn)文字、圖像、語音信息交換的綜合信息服務(wù)系統(tǒng)。語音信息交換的綜合信息服務(wù)系統(tǒng)。 也就是說，也就是說，Telematics技術(shù)整合了技術(shù)整合了汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（也包括（也包括其他移動運輸工具內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）、其他移動運輸工具內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）、無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)、GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）衛(wèi)星導(dǎo)航技，全球定位系統(tǒng)）衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，通過無線網(wǎng)絡(luò)，隨時給行車中的人們提供駕駛、生活、娛術(shù)，通過無線網(wǎng)絡(luò)

13、，隨時給行車中的人們提供駕駛、生活、娛樂所必需的各種信息。樂所必需的各種信息。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述圖圖1-11 Telematics信息交換過程示意圖信息交換過程示意圖車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 Telematics特點在于大部分的應(yīng)用系統(tǒng)位于網(wǎng)絡(luò)上（如特點在于大部分的應(yīng)用系統(tǒng)位于網(wǎng)絡(luò)上（如通訊網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星與廣播等）而非汽車內(nèi)。駕駛者可運用無線通訊網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星與廣播等）而非汽車內(nèi)。駕駛者可運用無線傳輸?shù)姆绞?，連結(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸與接收信息與服務(wù)，以及下載應(yīng)傳輸?shù)姆绞剑B結(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸與接收信息與服務(wù)，以及下載應(yīng)用系統(tǒng)或更新軟件等，所耗的成本較低，主要功能仍以行車用系統(tǒng)或更新軟件等，所耗的成本

14、較低，主要功能仍以行車安全與車輛保全為主，主要功能如圖安全與車輛保全為主，主要功能如圖1-12所示。所示。圖圖1-12 Telematics的主要功能的主要功能車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 通過通過GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（圖全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（圖1-13） ，結(jié)合行車路，結(jié)合行車路線，作電子地圖與語音導(dǎo)航相結(jié)合的路況報導(dǎo)、路線指引線，作電子地圖與語音導(dǎo)航相結(jié)合的路況報導(dǎo)、路線指引（圖（圖1-14） ，并能提前預(yù)報前方路口的車速限制及交通違法，并能提前預(yù)報前方路口的車速限制及交通違法攝像頭的安裝情況，以確保安全行車。攝像頭的安裝情況，以確保安全行車。圖圖1-13 GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星

15、定位系統(tǒng) 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述圖圖1-14 電子地圖與語音導(dǎo)航電子地圖與語音導(dǎo)航 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述道路救援。道路救援。 行車過程中，如果發(fā)生行車過程中，如果發(fā)生車禍或車輛出現(xiàn)故障，駕駛車禍或車輛出現(xiàn)故障，駕駛員可通過員可通過Telematics系統(tǒng)的系統(tǒng)的緊急呼叫按鍵，自動聯(lián)系緊緊急呼叫按鍵，自動聯(lián)系緊急服務(wù)機構(gòu)（急服務(wù)機構(gòu)（119、120等急等急救機構(gòu)）或汽車服務(wù)站，以救機構(gòu)）或汽車服務(wù)站，以獲得道路救援。獲得道路救援。圖圖1-15 緊急呼叫按鍵緊急呼叫按鍵1-左側(cè)免提話筒；左側(cè)免提話筒；2-活動天窗按鍵；活動天窗按鍵；3-緊急呼叫按鍵；緊急呼叫按鍵；4-右側(cè)免提

16、話筒右側(cè)免提話筒汽車防盜及搜尋。汽車防盜及搜尋。 通過通過GPS衛(wèi)星定位技術(shù)確定失竊車輛的位置和行車路線，衛(wèi)星定位技術(shù)確定失竊車輛的位置和行車路線，以便搜尋與追蹤，追繳車輛并緝拿盜車賊。以便搜尋與追蹤，追繳車輛并緝拿盜車賊。車輛調(diào)度管理。車輛調(diào)度管理。 通過無線信息傳輸，實現(xiàn)運營車輛的調(diào)度管理。通過無線信息傳輸，實現(xiàn)運營車輛的調(diào)度管理。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述圖圖1-16 運營車輛的調(diào)度管理運營車輛的調(diào)度管理車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述自動防撞系統(tǒng)。自動防撞系統(tǒng)。 通過測距傳通過測距傳感器或雷達，監(jiān)感器或雷達，監(jiān)測前、后車輛之測前、后車輛之間的車距，自動間的車距，自動調(diào)用車載自適應(yīng)

17、調(diào)用車載自適應(yīng)巡航系統(tǒng)，使前、巡航系統(tǒng)，使前、后車輛之間保持后車輛之間保持必要的安全距離。必要的安全距離。圖圖1-17 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)監(jiān)測前、后車輛之間的車距自適應(yīng)巡航系統(tǒng)監(jiān)測前、后車輛之間的車距車況掌握。車況掌握。 車輛性能與車況的自動監(jiān)測、傳輸，進行多地、遠程車輛性能與車況的自動監(jiān)測、傳輸，進行多地、遠程 “專家會診專家會診”，指導(dǎo)車輛維修等。，指導(dǎo)車輛維修等。個人化信息接收與發(fā)布。收發(fā)電子郵件與個人化信息等。個人化信息接收與發(fā)布。收發(fā)電子郵件與個人化信息等。 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述多媒體影音娛樂信息接收。多媒體影音娛樂信息接收。 高畫質(zhì)與高音質(zhì)的視聽設(shè)備、游戲機、上網(wǎng)機、個人行

18、高畫質(zhì)與高音質(zhì)的視聽設(shè)備、游戲機、上網(wǎng)機、個人行動信息中心、隨選視頻資訊等（圖動信息中心、隨選視頻資訊等（圖1-18）。）。車輛應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)。車輛應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)。 當(dāng)行駛中的車輛遇到緊急情況是，可以借助當(dāng)行駛中的車輛遇到緊急情況是，可以借助Telematics系統(tǒng)向外界系統(tǒng)向外界（其他車輛或道路交通管理部門）發(fā)出應(yīng)急申請，亦可接收來自道路交通（其他車輛或道路交通管理部門）發(fā)出應(yīng)急申請，亦可接收來自道路交通管理部門發(fā)布的緊急情況警告及應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，確保行車安全和道路暢通。管理部門發(fā)布的緊急情況警告及應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，確保行車安全和道路暢通。圖圖1-18 后座多媒體影音娛樂系統(tǒng)后座多媒體影音娛樂系統(tǒng)車載

19、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 Telematics系統(tǒng)在汽車上的布置（圖系統(tǒng)在汽車上的布置（圖1-19）可分為前座）可分為前座系統(tǒng)、后座系統(tǒng)與發(fā)動機系統(tǒng)三大子系統(tǒng)。系統(tǒng)、后座系統(tǒng)與發(fā)動機系統(tǒng)三大子系統(tǒng)。圖圖1-19 Telematics系統(tǒng)在汽車上的布置系統(tǒng)在汽車上的布置車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.2 1.2 汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述圖圖1-22 汽車上的電子控制系統(tǒng)越來越多汽車上的電子控制系統(tǒng)越來越多車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 隨著汽車電子化程度逐年提高，從發(fā)動機控制到傳動系控隨著汽車電子化程度逐年提高，從發(fā)動機控制到傳動系控制，從行

20、駛、制動、轉(zhuǎn)向系控制到安全保障系統(tǒng)及儀表報警系制，從行駛、制動、轉(zhuǎn)向系控制到安全保障系統(tǒng)及儀表報警系統(tǒng)，從電源管理到為提高舒適性而作的各種努力，使汽車電子統(tǒng)，從電源管理到為提高舒適性而作的各種努力，使汽車電子系統(tǒng)形成了一個復(fù)雜的大系統(tǒng)（圖系統(tǒng)形成了一個復(fù)雜的大系統(tǒng)（圖1-24）。）。 這些系統(tǒng)除需要互相通信，且信息傳輸量急劇加大。如果這些系統(tǒng)除需要互相通信，且信息傳輸量急劇加大。如果依然采用傳統(tǒng)的布線方式（圖依然采用傳統(tǒng)的布線方式（圖1-25），那么，對于復(fù)雜控制系），那么，對于復(fù)雜控制系統(tǒng)，其連接電線（線束）的數(shù)量將急劇增加，甚至難以承受。統(tǒng)，其連接電線（線束）的數(shù)量將急劇增加，甚至難以承受

21、。圖圖1-24 復(fù)雜的、多控制單元的汽車電腦控制系統(tǒng)復(fù)雜的、多控制單元的汽車電腦控制系統(tǒng) 圖圖1-23 汽車內(nèi)部的電線（線束）數(shù)量汽車內(nèi)部的電線（線束）數(shù)量（裝備（裝備3個電子控制單元）個電子控制單元） 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，若采用傳統(tǒng)布線方式（一對一布對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，若采用傳統(tǒng)布線方式（一對一布線），將導(dǎo)致車上電線數(shù)目急劇增加，其質(zhì)量將會占到整車線），將導(dǎo)致車上電線數(shù)目急劇增加，其質(zhì)量將會占到整車質(zhì)量的質(zhì)量的4%左右。而且，數(shù)量龐大的線束、電線插接器也會降左右。而且，數(shù)量龐大的線束、電線插接器也會降低車輛電氣系統(tǒng)的可靠性，使故障率加大。低車輛電氣系統(tǒng)的可靠

22、性，使故障率加大。 為解決這一制約汽車電子技術(shù)進一步發(fā)展的信息傳輸瓶為解決這一制約汽車電子技術(shù)進一步發(fā)展的信息傳輸瓶頸問題，一種新的信息傳輸技術(shù)頸問題，一種新的信息傳輸技術(shù)汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運而生。汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運而生。圖圖1-25 2個控制單元個控制單元之間傳統(tǒng)的布線方式之間傳統(tǒng)的布線方式（一對一布線）（一對一布線）車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述圖圖1-26 鍵盤與計算機主機之間采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)進行信息傳輸鍵盤與計算機主機之間采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)進行信息傳輸車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線l 數(shù)據(jù)總線是模塊間運行數(shù)據(jù)的通道，即所數(shù)據(jù)總線是模塊間運行數(shù)據(jù)的通道，即所謂的信息高速公路。

23、謂的信息高速公路。l 數(shù)據(jù)總線可以實現(xiàn)在一條數(shù)據(jù)線上傳遞的數(shù)據(jù)總線可以實現(xiàn)在一條數(shù)據(jù)線上傳遞的信號可以被多個系統(tǒng)（控制單元）共享，從信號可以被多個系統(tǒng)（控制單元）共享，從而最大限度地提高系統(tǒng)整體效率，充分利用而最大限度地提高系統(tǒng)整體效率，充分利用有限的資源。有限的資源。l 如果系統(tǒng)可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，則這樣的如果系統(tǒng)可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，則這樣的數(shù)據(jù)總線就稱之為雙向數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線就稱之為雙向數(shù)據(jù)總線車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 將計算機領(lǐng)域的數(shù)據(jù)總線技術(shù)引入到汽車電氣系統(tǒng)中，將計算機領(lǐng)域的數(shù)據(jù)總線技術(shù)引入到汽車電氣系統(tǒng)中，同樣可以在大大簡化汽車電路的同時，傳遞豐富的信息。同樣可以在大大簡化

24、汽車電路的同時，傳遞豐富的信息。圖圖1-27 采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)在兩個控制單元之間進行信息傳輸采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)在兩個控制單元之間進行信息傳輸 如圖如圖1-27所示，采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)在兩個控制單元之間所示，采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)在兩個控制單元之間進行信息傳輸，可以有效較少數(shù)據(jù)傳輸線的數(shù)量。進行信息傳輸，可以有效較少數(shù)據(jù)傳輸線的數(shù)量。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 圖圖1-28為在具有為在具有3個控制單元的系統(tǒng)中采用個控制單元的系統(tǒng)中采用CAN數(shù)據(jù)總數(shù)據(jù)總線進行信息傳輸?shù)氖疽鈭D，相應(yīng)地，汽車內(nèi)部的線束連接也線進行信息傳輸?shù)氖疽鈭D，相應(yīng)地，汽車內(nèi)部的線束連接也變得簡潔、清晰（圖變得簡潔、清晰（圖1-29）

25、，不再是一團亂麻。），不再是一團亂麻。圖圖1-28 在具有在具有3個控制單元的系統(tǒng)中采用個控制單元的系統(tǒng)中采用CAN數(shù)據(jù)總線進行信息傳輸數(shù)據(jù)總線進行信息傳輸圖圖1-29 汽車內(nèi)部的電線（線束）數(shù)量汽車內(nèi)部的電線（線束）數(shù)量（裝備（裝備3個電子控制單元）個電子控制單元）車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述下面，以寶來（下面，以寶來（BORA）汽車的駕駛員側(cè)車門控汽車的駕駛員側(cè)車門控制單元為例，進一步說制單元為例，進一步說明這一問題。明這一問題。 圖圖1-30 采用傳統(tǒng)的布線方式采用傳統(tǒng)的布線方式（9個線束插接器，共個線束插接器，共45根電線）根電線）車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述圖圖1-31 采用

26、數(shù)據(jù)總線進行信息傳輸（只需采用數(shù)據(jù)總線進行信息傳輸（只需2個線束插接器，個線束插接器，17根電線）根電線）車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3.3.采用汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點采用汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點 減輕整車自重。減輕整車自重。減少電線用量，耗銅量下降，整車自重得減少電線用量，耗銅量下降，整車自重得以降低。同時，全車線束變細，也為安裝其它新的部件預(yù)留以降低。同時，全車線束變細，也為安裝其它新的部件預(yù)留了空間。了空間。 降低生產(chǎn)成本。降低生產(chǎn)成本。除了電線用量減少、耗銅量下降帶來的成除了電線用量減少、耗銅量下降帶來的成本降低之外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所秉持的本降低之外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所秉持的“信息共享、一線多能信息共享、

27、一線多能”也也充分發(fā)揮了每一條電線的作用，現(xiàn)實了充分發(fā)揮了每一條電線的作用，現(xiàn)實了“物盡其用物盡其用”。 提高工作可靠性。提高工作可靠性。電線數(shù)量的減少，也使汽車電氣系統(tǒng)的電線數(shù)量的減少，也使汽車電氣系統(tǒng)的線束插接器數(shù)量大大減少，由線束和插接器引發(fā)的斷路、短線束插接器數(shù)量大大減少，由線束和插接器引發(fā)的斷路、短路、接觸不良等故障的發(fā)生率也大大降低，整車電氣系統(tǒng)的路、接觸不良等故障的發(fā)生率也大大降低，整車電氣系統(tǒng)的工作可靠性得以提高。工作可靠性得以提高。 便于后續(xù)開發(fā)。便于后續(xù)開發(fā)。采用開放式的汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為后續(xù)技術(shù)采用開放式的汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為后續(xù)技術(shù)的開發(fā)留有充分的余地。以后，隨著技術(shù)的不斷進

28、步，新的的開發(fā)留有充分的余地。以后，隨著技術(shù)的不斷進步，新的電子控制系統(tǒng)可以很方便地融入到已有的系統(tǒng)之中，而不必電子控制系統(tǒng)可以很方便地融入到已有的系統(tǒng)之中，而不必對現(xiàn)有系統(tǒng)作太大的改動。對現(xiàn)有系統(tǒng)作太大的改動。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 同時，也便于同時，也便于實現(xiàn)控制器與執(zhí)行實現(xiàn)控制器與執(zhí)行器的就近安裝，甚器的就近安裝，甚至采用至采用控制器與執(zhí)控制器與執(zhí)行器的一體化安裝行器的一體化安裝，進一步節(jié)省了安裝進一步節(jié)省了安裝空間，提高了控制空間，提高了控制的實時性和控制精的實時性和控制精度，從而實現(xiàn)了良度，從而實現(xiàn)了良性循環(huán)。性循環(huán)。圖圖1-32 大眾開迪（大眾開迪（Caddy）、邁騰）、

29、邁騰（Magotan）汽車的整體式）汽車的整體式ESP ECU車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.2.2 現(xiàn)場總線與汽車網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線與汽車網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線（Field bus）是一種工業(yè)數(shù)據(jù)通信總線，主）是一種工業(yè)數(shù)據(jù)通信總線，主要用于自動化控制（如鋼鐵冶金、啤酒釀造，以解決工業(yè)現(xiàn)要用于自動化控制（如鋼鐵冶金、啤酒釀造，以解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。遞問題。 目前汽車上廣泛使用的目前汽車上廣泛

30、使用的控制局域網(wǎng)絡(luò)控制局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network，CAN）就可以歸為現(xiàn)場總線類網(wǎng)絡(luò)，但同時又有）就可以歸為現(xiàn)場總線類網(wǎng)絡(luò)，但同時又有自身的一些特點。自身的一些特點。 汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅有汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅有CAN總線和總線和LIN總線這樣的控制網(wǎng)總線這樣的控制網(wǎng)絡(luò)，還有多媒體影音娛樂信息網(wǎng)絡(luò)，如絡(luò)，還有多媒體影音娛樂信息網(wǎng)絡(luò)，如MOST、DDB等。等。 目前，汽車電子系統(tǒng)控制中應(yīng)用最廣泛的是目前，汽車電子系統(tǒng)控制中應(yīng)用最廣泛的是CAN總線?？偩€。1.現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述2.現(xiàn)場總線的組成現(xiàn)場總線的組成 現(xiàn)場總線由兩大部分組成，即現(xiàn)場總線由兩

31、大部分組成，即數(shù)據(jù)傳輸線和節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸線和節(jié)點。 在總線系統(tǒng)中節(jié)點包括控制單元在總線系統(tǒng)中節(jié)點包括控制單元和總線輔助設(shè)備，控制單元由控制器、和總線輔助設(shè)備，控制單元由控制器、濾波器、收發(fā)器、兩個數(shù)據(jù)傳輸終端濾波器、收發(fā)器、兩個數(shù)據(jù)傳輸終端組成。控制單元在硬件上多了專門的組成?？刂茊卧谟布隙嗔藢ｉT的總線接口裝置（如總線接口裝置（如CAN總線接口），總線接口），并有相應(yīng)的軟件即通信標準的支持。并有相應(yīng)的軟件即通信標準的支持。圖圖1-34 現(xiàn)場總線中的控制單元現(xiàn)場總線中的控制單元車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 在大眾速騰（在大眾速騰（SAGITAR）汽車的電源管理系統(tǒng)中，）汽車的電源管理系統(tǒng)中

32、，J519作為中央電作為中央電器控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個節(jié)點，可以器控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個節(jié)點，可以實現(xiàn)電源管理、車外燈控制、車內(nèi)燈控實現(xiàn)電源管理、車外燈控制、車內(nèi)燈控制、儀表照明及光亮度調(diào)整、轉(zhuǎn)向信號控制、接線柱控制、前制、儀表照明及光亮度調(diào)整、轉(zhuǎn)向信號控制、接線柱控制、前/后風(fēng)擋玻璃后風(fēng)擋玻璃的雨刷控制、燃油泵電源接通、發(fā)電機勵磁、后風(fēng)窗加熱的雨刷控制、燃油泵電源接通、發(fā)電機勵磁、后風(fēng)窗加熱等十幾種功能，等十幾種功能，控制功能十分豐富?？刂乒δ苁重S富。 圖圖1-36 中央電器控制單元中央電器控制單元J519作為中央電器控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個節(jié)點存在作為中央電器控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個節(jié)點存在J519中央電器

33、控制單元；中央電器控制單元；J527轉(zhuǎn)向柱控制單元轉(zhuǎn)向柱控制單元車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述5.現(xiàn)場總線的優(yōu)點現(xiàn)場總線的優(yōu)點經(jīng)濟性；經(jīng)濟性； 可靠性；可靠性； 可控性；可控性；綜合性；綜合性； 互換性；互換性； 開放性。開放性。 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.2.2 車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用 車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用非常多，按照應(yīng)用系統(tǒng)加以車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用非常多，按照應(yīng)用系統(tǒng)加以劃分的話，車用網(wǎng)絡(luò)大致可以分為劃分的話，車用網(wǎng)絡(luò)大致可以分為4個系統(tǒng)：個系統(tǒng)：l 動力傳動系統(tǒng)動力傳動系統(tǒng)l 車身系統(tǒng)車身系統(tǒng)l 安全系統(tǒng)安全系統(tǒng)l 信息系統(tǒng)。信息系統(tǒng)

34、。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1動力傳動系統(tǒng)動力傳動系統(tǒng)l 動力動力CANCAN數(shù)據(jù)總線連接數(shù)據(jù)總線連接3 3塊電腦，它們是發(fā)動機、塊電腦，它們是發(fā)動機、ABS/EDLABS/EDL及自動變速器電腦（動力及自動變速器電腦（動力CANCAN數(shù)據(jù)總線可以數(shù)據(jù)總線可以連接安全氣囊、四輪驅(qū)動與組合儀表等電腦）。連接安全氣囊、四輪驅(qū)動與組合儀表等電腦）。l 總線可以同時傳遞總線可以同時傳遞1010組數(shù)據(jù)，發(fā)動機電腦組數(shù)據(jù)，發(fā)動機電腦5 5組、組、ABS/EDLABS/EDL電腦電腦3 3組、自動變速器電腦組、自動變速器電腦2 2組。組。l 數(shù)據(jù)總線以數(shù)據(jù)總線以500kbit/s500kbit/s速率

35、傳遞數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)速率傳遞數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要組傳遞大約需要0.25ms0.25ms，每一電控單元，每一電控單元7ms7ms20ms20ms發(fā)發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序為送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序為ABS/EDLABS/EDL電控單元、發(fā)動電控單元、發(fā)動機電控單元、自動變速器電控單元。機電控單元、自動變速器電控單元。 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述2車身系統(tǒng)車身系統(tǒng)*與動力傳動系統(tǒng)相比，汽車上的各處都配置有車身系統(tǒng)的部件，線束長，與動力傳動系統(tǒng)相比，汽車上的各處都配置有車身系統(tǒng)的部件，線束長，容易受到干擾。舒適容易受到干擾。舒適CAN數(shù)據(jù)總線連接數(shù)據(jù)總線連接5個控制單元（包括中央控制單個控

36、制單元（包括中央控制單元及元及4個車門的控制單元），有個車門的控制單元），有5個功能：中央門鎖、電動窗、照明開關(guān)、個功能：中央門鎖、電動窗、照明開關(guān)、后視鏡加熱及自診斷功能。后視鏡加熱及自診斷功能。3安全系統(tǒng)安全系統(tǒng)*安全系統(tǒng)是指根據(jù)多個傳感器的信息使安全氣囊啟動等的控制系統(tǒng)。由安全系統(tǒng)是指根據(jù)多個傳感器的信息使安全氣囊啟動等的控制系統(tǒng)。由此使用的節(jié)點數(shù)將急劇地增加。對此系統(tǒng)的要求是成本低、通信速度快、此使用的節(jié)點數(shù)將急劇地增加。對此系統(tǒng)的要求是成本低、通信速度快、通信可靠性高。通信可靠性高。4信息（娛樂、信息（娛樂、ITS）系統(tǒng)）系統(tǒng)*對信息系統(tǒng)通信總線的要求是容量大、通信速度非常高。對信息

37、系統(tǒng)通信總線的要求是容量大、通信速度非常高。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.2.3 汽車網(wǎng)絡(luò)的分類汽車網(wǎng)絡(luò)的分類1.按網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分類按網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分類 網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)（網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)（Topological Structure）是指網(wǎng)上計）是指網(wǎng)上計算機或設(shè)備與信息傳輸介質(zhì)形成的節(jié)點與數(shù)據(jù)傳輸線的物理算機或設(shè)備與信息傳輸介質(zhì)形成的節(jié)點與數(shù)據(jù)傳輸線的物理構(gòu)成模式。汽車網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)主要有構(gòu)成模式。汽車網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)主要有線形結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)、線形結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)等幾種。等幾種。1）線形拓撲結(jié)構(gòu)）線形拓撲結(jié)構(gòu) 線形拓撲結(jié)構(gòu)是一種信道共享的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中線形拓撲結(jié)構(gòu)是一種信

38、道共享的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中總線具有信息的雙向傳輸功能，普遍用于控制器局域網(wǎng)的連總線具有信息的雙向傳輸功能，普遍用于控制器局域網(wǎng)的連接，總線一般采用同軸電纜或雙絞線。接，總線一般采用同軸電纜或雙絞線。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1）總線形拓撲結(jié)構(gòu)）總線形拓撲結(jié)構(gòu) 總線形拓撲結(jié)構(gòu)是一種信道共享的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)總線形拓撲結(jié)構(gòu)是一種信道共享的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中總線具有信息的雙向傳輸功能，普遍用于控制器局域網(wǎng)的中總線具有信息的雙向傳輸功能，普遍用于控制器局域網(wǎng)的連接，總線一般采用同軸電纜或雙絞線。連接，總線一般采用同軸電纜或雙絞線。圖圖1-38 線形拓撲結(jié)構(gòu)線形拓撲結(jié)構(gòu)CAN總線、總線、Fl

39、exRay總線總線車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述2）星形拓撲結(jié)構(gòu)）星形拓撲結(jié)構(gòu) 星形拓撲結(jié)構(gòu)是一種以星形拓撲結(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點為中心，把若干外中央節(jié)點為中心，把若干外圍節(jié)點連接起來的輻射式互圍節(jié)點連接起來的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)適用于局聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)適用于局域網(wǎng)。域網(wǎng)。圖圖1-39 星形拓撲結(jié)構(gòu)星形拓撲結(jié)構(gòu) BMW X5的懸架系統(tǒng)采用的懸架系統(tǒng)采用FlexRay車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3）環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)）環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu) 環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)由各節(jié)點首尾相連由各節(jié)點首尾相連形成一個閉合環(huán)形形成一個閉合環(huán)形線路。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中線路。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的信息傳送是單向的信息傳送是單向的，即沿一個

40、方向的，即沿一個方向從一個節(jié)點傳到另從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點；每個節(jié)一個節(jié)點；每個節(jié)點需安裝中繼器，點需安裝中繼器，以接收、放大、發(fā)以接收、放大、發(fā)送信號。送信號。圖圖1-40 環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu) 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述圖圖1-41 BMW車系影音娛樂系統(tǒng)的車系影音娛樂系統(tǒng)的MOST總線采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)總線采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3.3.按信息傳輸速度分按信息傳輸速度分 為方便研究和設(shè)計應(yīng)用，美國汽車工程師學(xué)會（為方便研究和設(shè)計應(yīng)用，美國汽車工程師學(xué)會（SAE）的汽車網(wǎng)絡(luò)委員會按照系統(tǒng)的復(fù)雜程度、傳輸流量、傳輸速的汽車網(wǎng)絡(luò)委員會按照系統(tǒng)的復(fù)雜程度、傳輸流

41、量、傳輸速度、傳輸可靠性、動作響應(yīng)時間等參量，將汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)度、傳輸可靠性、動作響應(yīng)時間等參量，將汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)劃分為絡(luò)劃分為A、B、C、D、E五類。五類。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 A類網(wǎng)絡(luò)是面向傳感器類網(wǎng)絡(luò)是面向傳感器/執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸位速率通常小于輸位速率通常小于10kbit/s，主要用于車外后視鏡調(diào)整，電動，主要用于車外后視鏡調(diào)整，電動車窗、燈光照明等控制；車窗、燈光照明等控制； B類網(wǎng)絡(luò)是面向獨立模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡(luò)，位速率類網(wǎng)絡(luò)是面向獨立模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡(luò)，位速率在在10125kbit/s之間，主要應(yīng)用于車身電子舒適性模

42、塊、儀表之間，主要應(yīng)用于車身電子舒適性模塊、儀表顯示等系統(tǒng)；顯示等系統(tǒng)； C類網(wǎng)絡(luò)是面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)絡(luò)，類網(wǎng)絡(luò)是面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)絡(luò)，位速率在位速率在125 kbit/s1Mbit/s之間，主要用于牽引力控制、發(fā)之間，主要用于牽引力控制、發(fā)動機控制、動機控制、ABS、ESP等系統(tǒng)。等系統(tǒng)。 D類網(wǎng)絡(luò)是智能數(shù)據(jù)總線類網(wǎng)絡(luò)是智能數(shù)據(jù)總線IDB（Intelligent Data BUS）網(wǎng)絡(luò)，主要面向影音娛樂信息、多媒體系統(tǒng)，其位速率在網(wǎng)絡(luò)，主要面向影音娛樂信息、多媒體系統(tǒng)，其位速率在250kbit/s100Mbit/s之間。按照之間。按照SAE的分類，的分類，ID

43、B-C為低速為低速網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)，IDB-M為高速網(wǎng)絡(luò)，為高速網(wǎng)絡(luò)，IDB-Wireless為無線通信網(wǎng)絡(luò)。為無線通信網(wǎng)絡(luò)。 E類網(wǎng)絡(luò)是面向汽車被動安全系統(tǒng)（安全氣囊）的網(wǎng)絡(luò)，類網(wǎng)絡(luò)是面向汽車被動安全系統(tǒng)（安全氣囊）的網(wǎng)絡(luò)，其位速率為其位速率為10Mbit/s。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1）A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用 汽車防盜報警系統(tǒng)是典型的汽車防盜報警系統(tǒng)是典型的A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（LIN總線系統(tǒng)）總線系統(tǒng)）應(yīng)用實例。應(yīng)用實例。圖圖1-43 汽車防盜報警汽車防盜報警A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（LIN總線系統(tǒng)）總線系統(tǒng)）車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述2）B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用類網(wǎng)絡(luò)

44、系統(tǒng)的應(yīng)用 當(dāng)大量共享數(shù)據(jù)需要在車內(nèi)各個控制單元間進行交換時，當(dāng)大量共享數(shù)據(jù)需要在車內(nèi)各個控制單元間進行交換時，A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不再勝任，可采用類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不再勝任，可采用B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 圖圖1-44 基于基于CAN總線的總線的B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3）A、B兩類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用兩類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用 通常將通常將A類網(wǎng)絡(luò)通過車身計算機（網(wǎng)關(guān)）連接到類網(wǎng)絡(luò)通過車身計算機（網(wǎng)關(guān)）連接到CAN總線組成的總線組成的B類類網(wǎng)絡(luò)中，使得該網(wǎng)絡(luò)中，使得該A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成為類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成為CAN總線的一個節(jié)點，這樣無需在各傳總線的一個節(jié)點，這樣無需在各傳感器執(zhí)行器部件安裝

45、感器執(zhí)行器部件安裝CAN控制器件，就能使得信號在控制器件，就能使得信號在CAN總線上傳輸，總線上傳輸，有效地利用了有效地利用了A類網(wǎng)絡(luò)低成本的優(yōu)點。類網(wǎng)絡(luò)低成本的優(yōu)點。圖圖1-45 A、B兩類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用兩類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述4）C類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用 在在C類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案中，類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案中，CAN總線有效地將發(fā)動機控制系總線有效地將發(fā)動機控制系統(tǒng)、驅(qū)動防滑系統(tǒng)及自動巡航系統(tǒng)等連接成為一個綜合控制系統(tǒng)、驅(qū)動防滑系統(tǒng)及自動巡航系統(tǒng)等連接成為一個綜合控制系統(tǒng)，整車性能得到大幅度堤高。統(tǒng)，整車性能得到大幅度堤高。圖圖1-46 基于基于CAN總線的總

46、線的C類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述圖圖1-47 奔馳車系的奔馳車系的CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.3 汽車網(wǎng)絡(luò)標準與協(xié)議汽車網(wǎng)絡(luò)標準與協(xié)議車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述通信協(xié)議通信協(xié)議l 通信協(xié)議是指通信雙方控制信息交換規(guī)則通信協(xié)議是指通信雙方控制信息交換規(guī)則的標準、約定的集合，即指數(shù)據(jù)在總線上的的標準、約定的集合，即指數(shù)據(jù)在總線上的傳輸規(guī)則。傳輸規(guī)則。l 簡單地說，兩個實體要想成功地通信，它簡單地說，兩個實體要想成功地通信，它們必須們必須“說同樣的語言說同樣的語言”，并按既定控制法，并按既定控制法則來保證相互的配合。則來保證相互的

47、配合。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.3.1 A類網(wǎng)絡(luò)標準與協(xié)議類網(wǎng)絡(luò)標準與協(xié)議 A類網(wǎng)絡(luò)通信目前首選的標準是局域互聯(lián)網(wǎng)類網(wǎng)絡(luò)通信目前首選的標準是局域互聯(lián)網(wǎng)LIN（Local Interconnect Network）。）。LINLIN是用于汽車分布式電控系統(tǒng)的是用于汽車分布式電控系統(tǒng)的一種低成本串行通信系統(tǒng)，它是一種基于一種低成本串行通信系統(tǒng)，它是一種基于UARTUART的數(shù)據(jù)格式、的數(shù)據(jù)格式、主從結(jié)構(gòu)的單線主從結(jié)構(gòu)的單線12V12V的總線通信系統(tǒng)的總線通信系統(tǒng)，主要用于智能傳感器和，主要用于智能傳感器和執(zhí)行器的串行通信，而這正是執(zhí)行器的串行通信，而這正是CAN總線的帶寬和功能所不要總線

48、的帶寬和功能所不要求的部分。求的部分。 LIN總線采用總線采用低成本的單線連接低成本的單線連接，傳輸速度最高可達，傳輸速度最高可達20kbit/s，對于低端的大多數(shù)應(yīng)用對象（如中央門鎖控制、，對于低端的大多數(shù)應(yīng)用對象（如中央門鎖控制、空調(diào)系統(tǒng)控制等）來說，這個速度是完全可以滿足要求的。空調(diào)系統(tǒng)控制等）來說，這個速度是完全可以滿足要求的。 LIN總線的媒體訪問采用總線的媒體訪問采用單主單主/多從多從的機制，不需要進行的機制，不需要進行仲裁，在從節(jié)點中不需要晶體振蕩器而能進行自同步，這極仲裁，在從節(jié)點中不需要晶體振蕩器而能進行自同步，這極大地減少了硬件平臺的成本，大大降低了汽車電子裝置的開大地減少

49、了硬件平臺的成本，大大降低了汽車電子裝置的開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)費用。發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)費用。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.3.2 B類網(wǎng)絡(luò)標準與協(xié)議類網(wǎng)絡(luò)標準與協(xié)議 B類網(wǎng)絡(luò)通信中使用最廣泛的標準是類網(wǎng)絡(luò)通信中使用最廣泛的標準是CAN總線?？偩€。CANCAN總線總線是德國是德國BOSCHBOSCH公司開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多公司開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總線主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率可達信速率可達1Mbit/s。 CAN總線通信接口中集成了總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等項工作。據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等項工作。 B類網(wǎng)絡(luò)通信的國際標準是類網(wǎng)絡(luò)通信的國際標準是ISO11898，其傳輸速率在，其傳輸速率在100kbit/s左右。歐洲的各大汽車制造商從左右。歐洲的各大汽車制造商從1992年起，一直采年起，一直采用用ISO11898，所使用的傳輸速率范圍從，所使用的傳輸速率范圍從47.6500kbit/s不等。不等。 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.3.3