學(xué)習(xí)目標(biāo)7：正確認(rèn)識(shí)汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)7能夠正確認(rèn)識(shí)汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5.7 汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 隨著汽車上的電控裝置越來(lái)越多，電子控制器的數(shù)量也越來(lái)越多，使汽車線路越來(lái)越復(fù)雜。為了使汽車向輕量化方向發(fā)展，簡(jiǎn)化電氣線路，提高各個(gè)電控單元之間的通信速度，降低故障頻率，各大汽車廠商都先后采用了CAN（控制局域網(wǎng)）數(shù)據(jù)總線技術(shù)。一輛汽車上不管有多少個(gè)電控單元，不管信息容量多大，每個(gè)電控單元都只需引出兩條導(dǎo)線共同接在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，這兩條導(dǎo)線就稱作數(shù)據(jù)總線（也稱BUS線）。5.7.1 CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中每個(gè)電控單元內(nèi)部增加了CAN控制器和CAN收發(fā)器。每個(gè)電控單元外部連接了兩條CAN總線，如圖所示。CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

2、中終端的兩個(gè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部還裝有一個(gè)數(shù)據(jù)傳遞終端。1CAN控制器CAN控制器的作用是接收電控單元發(fā)出的數(shù)據(jù)，處理并輸出給CAN收發(fā)器；同時(shí)也接收CAN收發(fā)器的數(shù)據(jù)，處理并輸出給電控單元。2CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器是一個(gè)發(fā)送器和接收器的組合，可以將CAN控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并通過(guò)數(shù)據(jù)總線發(fā)送出去；另外還可以接收總線數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳到CAN控制器。3數(shù)據(jù)傳遞終端數(shù)據(jù)傳遞終端是一個(gè)電阻器，可以避免數(shù)據(jù)傳輸終了反射回來(lái)，產(chǎn)生反射波使數(shù)據(jù)遭到破壞。4CAN數(shù)據(jù)總線CAN數(shù)據(jù)總線是傳輸數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)線，分為CAN高位（CANhigh）和低位（CANlow）數(shù)據(jù)線?？偩€采用兩條線纏繞在一起的形式，兩條線

3、上的電位是相反的，如果一條線的電壓為5 V，則另一條線就是0V。兩條線的電壓總和為一個(gè)常值。5.7.2 車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成 目前汽車上的網(wǎng)絡(luò)連接方式主要采用兩個(gè)或兩個(gè)以上CAN網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)是用于動(dòng)力傳動(dòng)的高速CAN網(wǎng)絡(luò)，速率達(dá)到500Kbit/s；另一個(gè)是用于車身的低速CAN網(wǎng)絡(luò)，速率是100Kbit /s。 動(dòng)力傳動(dòng)CAN網(wǎng)絡(luò)主要連接發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射、自動(dòng)變速器、制動(dòng)防抱死、防滑系統(tǒng)和懸架等部件的電控單元，它們控制的都是與汽車行駛直接相關(guān)的系統(tǒng)；車身CAN網(wǎng)絡(luò)的主要連接對(duì)象是車門上的中控鎖、電動(dòng)門窗、后視鏡和車內(nèi)照明裝置等部件。有些高檔轎車除了上述兩個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)外，還有第3個(gè)主要負(fù)責(zé)衛(wèi)星導(dǎo)航及智

4、能通信的CAN網(wǎng)絡(luò)。動(dòng)力傳動(dòng)CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射自動(dòng)變速器制動(dòng)防抱死防滑系統(tǒng)懸架車身CAN網(wǎng)絡(luò)中控鎖電動(dòng)門窗后視鏡車內(nèi)照明裝置 1車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成 通常的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用多條不同速率的總線分別連接不同類型的節(jié)點(diǎn)，并使用網(wǎng)關(guān)服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)整車的信息共享和網(wǎng)絡(luò)管理。主要由動(dòng)力系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、娛樂(lè)與媒體系統(tǒng)組成，如圖所示。動(dòng)力傳動(dòng)的受控對(duì)象對(duì)通信實(shí)時(shí)性要求較高，因?yàn)樗鼈冎苯雨P(guān)系到汽車的行駛狀態(tài)。故使用高速的CAN總線連接動(dòng)力系統(tǒng)。相關(guān)傳感器的各種狀態(tài)信息在高速總線上發(fā)布，各節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)刻可以根據(jù)自己的需要獲取信息。車身系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求較低而數(shù)量眾多，使用低速的CAN總線連接這些電控單元，有利

5、于保證驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通信的實(shí)時(shí)性。娛樂(lè)與車載媒體系統(tǒng)對(duì)于通信速率的要求更高。采用新型的多媒體總線（基于光纖通信）連接車載媒體，保證充足的帶寬。網(wǎng)關(guān)是汽車內(nèi)部通信的核心，通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)各條總線上信息的共享以及實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)管理和故障診斷功能。 2常用的基本術(shù)語(yǔ)（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是把分別在不同地點(diǎn)且具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)通信設(shè)備和線路連接起來(lái)，在功能完善的軟件和協(xié)議的管理下進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)資源共享、互相操作和協(xié)同工作的系統(tǒng)稱。（2）局域網(wǎng)局域網(wǎng)是指在一個(gè)有限區(qū)域內(nèi)連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。（3）多路傳輸多路傳輸指在同一通道或線路上同時(shí)傳輸多條信息。（4）模塊/節(jié)點(diǎn)模塊是指電子裝置，如溫度

6、或壓力傳感器等；節(jié)點(diǎn)是多路傳輸系統(tǒng)中一些簡(jiǎn)單的模塊。5.7.3 車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 目前汽車車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)已有多種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它們側(cè)重的功能有所不同。 1A類總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) A類總線目前首選的標(biāo)準(zhǔn)是局部連接網(wǎng)絡(luò)（local interconnect network，LIN）。LIN是用于汽車分布式電控系統(tǒng)的一種新型低成本串行通信系統(tǒng)。它是一種主從結(jié)構(gòu)的單線12 V的總線通信系統(tǒng)。 LIN標(biāo)準(zhǔn)降低了汽車電子裝置的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)費(fèi)用。LIN采用低成本的單線連接，傳輸速度最高可達(dá)20 Kbit / s，可以滿足大多數(shù)的低端用戶。 2B類總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) B類總線采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CAN總線，是一種多主總線，通信速率可達(dá)1Mbit/s。采用CAN總線的優(yōu)點(diǎn)是可以使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上受限制。 B類總線標(biāo)準(zhǔn)采用是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898，它的傳輸速率在100Kbit/s左右。 3高速總線系統(tǒng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 高速總線系統(tǒng)主要用于與汽車安全相關(guān)以及實(shí)時(shí)性要求比較高的地方（如動(dòng)力系統(tǒng)等），其傳輸速率通常在125Kbit/s1Mbit/s之間。 4故障診斷系統(tǒng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 汽車故障診斷是現(xiàn)代汽車檢測(cè)和維修中必不可少的一項(xiàng)功能，主要是通過(guò)一種專用的診斷通信系統(tǒng)來(lái)形成一套較為獨(dú)立的診斷網(wǎng)絡(luò)。許多汽車制造廠商都采用ISO1423