PAGEPAGE7《新能源汽車電氣技術(shù)》教案授課班級班級人數(shù)授課教師課題序號9授課課型授課課時課時授課章節(jié)名稱任務(wù)一新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)認知教學(xué)目標知識目標1.能描述車載網(wǎng)絡(luò)的概念；2.能描述新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)分類

3.能描述新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)的要求；技能目標1.能利用互聯(lián)網(wǎng)查詢車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展2.能利用比亞迪E5電動汽車整車CAN總線網(wǎng)絡(luò)示教版學(xué)習(xí)情感目標1.培養(yǎng)勤于思考、舉一反三的學(xué)習(xí)習(xí)慣；2.培養(yǎng)良好的團隊合作精神。教學(xué)重點能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)分類教學(xué)難點新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)的要求教學(xué)方法講授法、自主學(xué)習(xí)法、探究法、小組討論法教學(xué)資源教材、網(wǎng)絡(luò)資源、教學(xué)視頻、相關(guān)PPT，多媒體教室板書設(shè)計任務(wù)一新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)認知[知識學(xué)習(xí)]1.車載網(wǎng)絡(luò)的概念2.車載網(wǎng)絡(luò)分類3.車載網(wǎng)絡(luò)的要求4.車載互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概述5.車載互聯(lián)網(wǎng)的基本功能6.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級[技能訓(xùn)練]1.典型純新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)認知教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動學(xué)生活動教學(xué)目標【一】導(dǎo)入新章節(jié)案例導(dǎo)入：你的主管要求你為新能源汽車的客戶介紹車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能與操控，你能完成這個任務(wù)嗎?【二】新授任務(wù)一新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)認知[學(xué)習(xí)目標]知識目標1.能描述車載網(wǎng)絡(luò)的概念；2.能描述新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)分類

3.能描述新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)的要求；能力目標1.能利用互聯(lián)網(wǎng)查詢車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展2.能利用比亞迪E5電動汽車整車CAN總線網(wǎng)絡(luò)示教版學(xué)習(xí)[知識學(xué)習(xí)]一、車載網(wǎng)絡(luò)的概念車載網(wǎng)絡(luò)是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與自動化控制技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的新興技術(shù)領(lǐng)域，它支持汽車向智能化發(fā)展。人們把所有點對點連接映射為一個通信介質(zhì)（總線），所有電子控制單元（ECU）共享總線、數(shù)據(jù)以位連續(xù)的形式傳輸，總線網(wǎng)絡(luò)由此產(chǎn)生。二、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述當今，汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一場重要而徹底的變革。零配件供應(yīng)商的豐富想象力與汽車購買者對于舒適設(shè)備的更高要求緊密相聯(lián)，并且隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，車輛上電控系統(tǒng)的數(shù)量不斷增多，而且功能也越來越復(fù)雜。很多汽車采用了多個電腦（ECU）。每一個電腦都需要與多個傳感器、執(zhí)行器之間發(fā)生通信，而每一個輸入、輸出信號又可以與多個電腦之間發(fā)生通信。如果每一個電控系統(tǒng)都獨立配置一整套相應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器，那么將有大量的線束、接插件密布于汽車的各個部位，這樣不僅會增添汽車生產(chǎn)車間組裝工入的裝配困難以及車身重量，而且也會增加了汽車售后維修人員對故障診斷、維修的難度。另外，為了提高汽車綜合控制的準確性，綜合控制系統(tǒng)也迫切需要輸入、輸出信號數(shù)據(jù)共享。隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，以全數(shù)字式現(xiàn)場總線為代表的現(xiàn)場控制儀表、設(shè)備的大量應(yīng)用，使得繁瑣的現(xiàn)場連線被單一、簡潔的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)所代替，為工業(yè)現(xiàn)場控制用戶帶來巨大好處。目前，己形成多種現(xiàn)場總線協(xié)議。和其他控制現(xiàn)場比，汽車內(nèi)溫度變化范圍大，～般為_40-80攝氏度，電磁干擾和其他電子噪聲強，環(huán)境極其惡劣，因此網(wǎng)絡(luò)在車內(nèi)運行的可靠性尤為重要。這不但體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自身的容錯能力和抗干擾能力上，而且也體現(xiàn)在信號的編碼方式和傳輸方式上。汽車局域網(wǎng)無一例外地都采用了同步串行傳輸方式，數(shù)據(jù)信號多采用PWM、VPw和NRZ編碼。汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點是：在統(tǒng)一應(yīng)用層協(xié)議和數(shù)據(jù)定義的基礎(chǔ)上，可以使之成為一個“開放式系統(tǒng)’’，具有很強的靈活性。對于任何遵循上述協(xié)議的供應(yīng)商所生產(chǎn)的控制單元都可輕易添加入該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中或者從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中拆除，系統(tǒng)幾乎不需要做任何硬件和軟件的修改，這完全符合現(xiàn)代汽車平臺式設(shè)計的理念。因此汽車電子控制采用網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計可大大降低設(shè)計成本iIJ。專家認為，21世紀的汽車電子控制將以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心.由世界上最大的汽車零部件供應(yīng)商之一的德國BOSCH公司于八十年代初專門為汽車電子控制研發(fā)的控制器局域網(wǎng)協(xié)議，為當前被各國汽車制造商普遍認同的世界范圍內(nèi)的主流協(xié)議并被定位為國際標準。眾多國際知名汽車公司早在80年代就積極致力于汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究及應(yīng)用。迄今為止，己有多種網(wǎng)絡(luò)標準，如SAE的J1850，ISO的VAN和博世（BOSCH）的CAN。目前電子技術(shù)所使用的總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大概分為三類，即A類、B類和C類。A類：用于傳感器、執(zhí)行器的通信總線，代表的有LIN，一般通信速率在1Kbps～10Kbps屬于低速總線。B類：用于控制單元之問的通信總線，代表的有CAN、J1850，一般通信速率在10Kbps～250Kbps屬于中速總線。C類：用于高速、實時、大數(shù)據(jù)量傳輸設(shè)備間的通信總線，代表的有CAN、FlexRay、MOST、IBD.1394，一般通信速率在500Kbps以上，屬于高速總線。一般來講，LIN、CAN、J1850總線用于車身系統(tǒng)，500Kbps的CAN總線用于動力系統(tǒng)和安全系統(tǒng)，F(xiàn)lexRay用于安全系統(tǒng)和主動懸架，MOST和IBD.1394用于多媒體系統(tǒng)。CAN總線是德國BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總線，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lMbps。CAN總線通信接口中集成了CAN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)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等多項工作。并且在較惡劣的環(huán)境中具有可靠性好的優(yōu)良性能。LIN總線是一種低成本的串行通信網(wǎng)絡(luò)，目標是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)（例如CAN總線）提供輔助功能。在不需要類似CAN的高端汽車總線的帶寬和多功能的場合，使用LIN總線可以大大節(jié)省成本。在LIN技術(shù)規(guī)范中，除了定義基本協(xié)議和物理層外，還定義了開發(fā)工具和應(yīng)用軟件接口。LIN總線基于通用UART接口.無需硬件協(xié)議控制器，幾乎所有微控制器都具備LIN必需的硬件。LIN通信基于SCI（UART）數(shù)據(jù)格式，采用單主控制器/多從設(shè)備的模式，無需仲裁機制。LIN從節(jié)點不需晶振或陶瓷震蕩器就能實現(xiàn)自同步，節(jié)省了從設(shè)備的硬件成本。和CAN總線一樣不需要改變LIN從節(jié)點的硬件和軟件就可以在網(wǎng)絡(luò)上增加節(jié)點。通常一個L1N網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點數(shù)目小于16個，共有64個標志符。L1N的傳輸速率最高可達20Kbitt31。CAN（ControllerAreaNetwork）即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，最初是德國BOSCH公司為汽車的監(jiān)測與控制而設(shè)計，以解決汽車眾多控制設(shè)備與儀器儀表之間的大量數(shù)據(jù)交換用硬件接線帶來的問題。當今CAN的應(yīng)用已不再局限于汽車行業(yè)，而向過程工業(yè)、機械工業(yè)、機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械和傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN節(jié)點數(shù)從20世紀90年代開始直線上升，增加趨勢明顯。CAN也是唯一形成國際標準的串行通信協(xié)議三、新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)分類

隨著科技的發(fā)展，需求的提升，因此存在著多種車用網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行標準，相關(guān)的委員會將汽車的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)大致分為三類：A類：主要是針對傳感器或執(zhí)行器操控的低速網(wǎng)絡(luò)，它的數(shù)據(jù)傳輸速率相對來說較低，通常只有1-10kbps。多數(shù)用在燈光照明、座椅調(diào)節(jié)、電動門窗控制等上面，在A類網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)議標準也存在著多種，目前LIN總線正在逐步發(fā)展，這種總線的協(xié)議主要是面對低端通訊，它所要求通信速率環(huán)境并不高，由單總線的方式來完成整個操控過程。B類：屬于中速的網(wǎng)絡(luò)。所面向的多數(shù)是獨立模塊，在模塊間完成對數(shù)據(jù)的共享作用，速率一般處與10-100kbps之間。一般運用于車輛的信息控制中心，作用是診斷車輛所產(chǎn)生的各類故障，如：儀表盤故障指示燈的告警功能，各類安全氣囊和自動空調(diào)系統(tǒng)的自檢等。這類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的標準主要包括控制器、各類處理器（ECU、TCU、BMS等模塊）、局域網(wǎng)協(xié)議三個方面。在故障診斷和容錯性能方面，控制器局域網(wǎng)具有顯著的優(yōu)勢，對汽車內(nèi)部的電子系統(tǒng)可靠性、實時性有著較高的要求，并在將來的一段時間內(nèi)占據(jù)著無法替代的地位。C類：是一個面向高速，具有實時閉環(huán)控制功能的多路性數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)速率需求最多可達20Mb/s以上，，主要的作用是對車載多媒體及導(dǎo)航控制、人工智能服務(wù)、牽引控制、懸架控制等，以簡化式分布方法控制來減少對車身線束的需求。在這類標準中，日系和歐系汽車制造上多數(shù)上采用擁有高速通訊控制器的局域網(wǎng)。除此之外，利用3G物聯(lián)卡、4G專網(wǎng)技術(shù)結(jié)合TCU通訊模塊，使得速率性能有了大幅提高。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日新月異，與其配套的各類控制器、執(zhí)行器功能也將會得到大幅的提升，網(wǎng)絡(luò)標準也會進行不斷的完善和提高。如表5-1所示。表5-1新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)分類四、新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)的要求1.多媒體娛樂及信息系統(tǒng)這個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸要求相對來說較高，不僅在通信的速率上，而且還要具備高帶寬或者是高速無線傳輸?shù)哪芰Α?.擁有更加安全穩(wěn)定的線控系統(tǒng)由于這個系統(tǒng)在制動和導(dǎo)航系統(tǒng)上所涉及的安全性很高，因此在數(shù)據(jù)交換中對傳輸?shù)膶崟r性、可靠性、容錯性有著更高的技術(shù)要求。3.車身系統(tǒng)的控制就此領(lǐng)域而言，已經(jīng)擁有近三十年的技術(shù)積累和廣泛的商業(yè)應(yīng)用，技術(shù)環(huán)境相對成熟。其中包括了傳統(tǒng)的車身控制系統(tǒng)和電傳輔助控制系統(tǒng)。4.支線端控制系統(tǒng)這個系統(tǒng)主要是一些簡單的電子控制單元，比如說對隨動大燈、電動天窗及后視鏡的控制和對載有智能傳感器車門的控制等。對LIN技術(shù)的廣泛應(yīng)用是當下各家車企的主流方向。五、CAN總線的特點隨著汽車上電子設(shè)備越來越復(fù)雜，為了減少電線數(shù)量，汽車網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生，并且得到了廣泛的應(yīng)用。汽車總線在本質(zhì)上是通過某種規(guī)定的協(xié)議將汽車內(nèi)的各個電控單元連接到一起，形成一個局域網(wǎng)。各部分電控單元采集相關(guān)信息送往總線顯示，或者自身的傳感器等部件執(zhí)行總線上對應(yīng)的控制命令。所以，車輛內(nèi)部智能網(wǎng)絡(luò)一般由車輛總線和各電控單元的傳感器構(gòu)成。CAN（ControllerAreaNetwork）控制器局域網(wǎng)由德國BOSCH公司率先推出，并最終成為國際標準（ISOll898）。它主要為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制單元之間的數(shù)據(jù)交換和通信而設(shè)計，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，有如下一些特點：1）CAN可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個節(jié)點均可以在任意時刻、主動地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點發(fā)送信息而不分主從，通信方式靈活。利用這一特點，也可以方便地構(gòu)成（容錯）多機備份系統(tǒng)。2）CAN采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個。這樣短的傳輸時間，受干擾的概率低，重新發(fā)送時間短。3）CAN直接通信距離最遠可達lOkm/5kbps，通信速率最高可達IMbps/40m。CAN總線上的節(jié)點數(shù)據(jù)理論值為2000個，實際可達110個。4）CAN可以點對點、一點對多點及全局廣播的方式傳送和接收數(shù)據(jù)。5）CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點可分成不同的優(yōu)先級，滿足不同的實時要求。6）CAN每幀信息都有CRC校驗及其他檢錯措施，保證了數(shù)據(jù)的出錯率極低。7）CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù)。當兩個節(jié)點同時向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，有效地避免了總線沖突。8）CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能，即切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響。六、CAN的分層結(jié)構(gòu)CAN協(xié)議是建立在IS0/0SI標準模型基礎(chǔ)上，不過其模型只取0SI底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和頂層的應(yīng)用層。其信號傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。CAN可提供高達1Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率（此時通信距離最長為40m），直接傳輸距離最遠可達10km（速率5Kbps以下）。CAN總線通信接口集成了CAN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)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等。CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的節(jié)點地址編碼，而對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼。采用這種方法可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制，但在實際應(yīng)用中，節(jié)點數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。CAN協(xié)議采用CRC檢驗并可提供相應(yīng)的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。根據(jù)協(xié)議，CAN節(jié)點的結(jié)構(gòu)可劃分為兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。其中數(shù)據(jù)鏈路層又包括邏輯鏈路控制子層LLC和媒體訪問控制子層MAC。在CAN技術(shù)規(guī)范2.0A版本中，數(shù)據(jù)鏈路層的LLC和MAC子層服務(wù)及功能被描述為“對象層”和“傳輸層”。CAN的分層結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。LLC子層的功能：為數(shù)據(jù)傳送和遠程數(shù)據(jù)請求提供服務(wù)。確認由LLC子層接收的報文實際已被接收，并為恢復(fù)管理和超載提供信息。在定義目標處理時，存在許多靈活性。MAC子層的功能：主要傳送規(guī)則，即控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯誤檢測、出錯標定和故障界定。MAC子層也要確定當開始一次新的傳送時，總線是否開放或者馬上開始接收。位定時特性也是MAC子層的一部分。LLC和MAC兩個同等的協(xié)議實體通過交換幀或協(xié)議數(shù)據(jù)單元相互通信。物理層定義了物理數(shù)據(jù)在總線上各節(jié)點間的傳輸過程，主要是連接介質(zhì)、線路電氣特性、數(shù)據(jù)的編碼/解碼、位定時和同步的實施標準。CAN2.0技術(shù)規(guī)范沒有定義物理層，也可以根據(jù)實際中的應(yīng)用，對發(fā)送媒體和信號電平進行優(yōu)化。圖5-1CAN分層結(jié)構(gòu)七、CAN總線在純電動汽車上的應(yīng)用發(fā)展使用什么樣的能源作為動力，是傳統(tǒng)燃油車和純電動汽車的最大區(qū)別。也就是說，我們用動力蓄電池和電機的組合來替代油箱和發(fā)動機。目前，電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)集中在電機的驅(qū)動、動力蓄電池管理，以及整車的電控三大方面。當然，電動汽車的控制系統(tǒng)還包括車身控制系統(tǒng)、人機顯示、真空助力系統(tǒng)等部分，每個設(shè)備都構(gòu)成了獨立的控制單元。在許多中高級汽車上，整車還配備了驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)（ASR）、安全氣囊系統(tǒng)（SRS）、巡行控制系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、防抱死制動控制系統(tǒng)（ABS）、空調(diào)系統(tǒng)及其他一些電控單元。越來越多的控制設(shè)備和通訊設(shè)備出現(xiàn)，使得各電子控制單元之間有了越來越密切的聯(lián)系，大量的電控單元通過總線通信構(gòu)成了基于CAN總線的汽車控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。目前主流的純電動汽車的整車網(wǎng)絡(luò)是由兩條總線構(gòu)成，即低速CAN總線和高速CAN總線。低速CAN總線和高速總線在網(wǎng)絡(luò)上是互相獨立的。為了在某些時刻使得低速網(wǎng)和高速網(wǎng)相互訪問，我們一般都通過網(wǎng)關(guān)連接這兩個總線網(wǎng)絡(luò)，它們之間通過網(wǎng)關(guān)來共享數(shù)據(jù)。如此一來，兩條總線都獨立工作，只有當兩條總線間發(fā)生數(shù)據(jù)交換時才通過網(wǎng)關(guān)進行傳輸。這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計可以使得將不同類型的數(shù)據(jù)信息區(qū)分開，從而大大地減輕了各條總線上的負擔(dān)。我國在汽車總線方面的研究處于起步階段，為了追趕國外汽車企業(yè)的腳步，使自身將來能與外國車企相競爭，我們應(yīng)該把對CAN總線的研究重點放在對自身的汽車總線與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用，針對不同的車型開發(fā)電子控制單元的硬件和應(yīng)用層的軟件，形成獨立的車載網(wǎng)絡(luò)。目前我國電動汽車總線研究開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)問題集中在以下一些方面：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持；總線通信的速率、容量、優(yōu)先級的配置等技術(shù)問題；可靠的傳輸性，尤其是在強電磁干擾的情況下；如何選擇最大傳輸時的延時時間；網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和容錯等功能。伴隨汽車電子的迅猛發(fā)展，CAN總線這一具備優(yōu)越性能的技術(shù)將得到更廣泛的應(yīng)用和飛速的發(fā)展。目前，針對我國國情，對汽車總線技術(shù)的研究越來越重要，我們必須抓緊時間，抓緊一切機會，大力開發(fā)自主的汽車總線零部件，在下一個交通工具時代，領(lǐng)先世界。八、LIN規(guī)范的產(chǎn)生與發(fā)展根據(jù)SAE分類，A類網(wǎng)絡(luò)通信標準的數(shù)據(jù)傳輸位速率在1.10kbps之問。在該類網(wǎng)絡(luò)中存有多種協(xié)議標準，然而沒有一種協(xié)議能成為各大公司共同遵循的標準。各個汽車生產(chǎn)商都試圖建立起自己的低速網(wǎng)絡(luò)標準，因此一直以來，A類網(wǎng)絡(luò)通信標準繁雜，未能得到有效的統(tǒng)一。但是這一狀況隨著LIN（LoealInterconnectNetwork）總線的推出而得到解決。1998年，汽車制造商奧迪（Audi）公司、寶馬（BMW）公司、戴姆勒克萊斯勒（DaimlerChrysler）公司、沃爾沃（Volvo）汽車公司、大眾（Volkswagen）汽車公司、通信領(lǐng)域的專業(yè)廠商火山通信技術(shù)（VCTVolcanoCommunicationsTechnologiesl公司以及半導(dǎo)體生產(chǎn)商摩托羅拉（Motorola）公司共同創(chuàng)建了LIN協(xié)會，其目的是為汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供一個開放的A類串行總線通信標準。允許在此基礎(chǔ)上開發(fā)汽車低端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且不需要使用者支付使用費或版稅。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總線，它是一種基于串行的數(shù)據(jù)格式、主從結(jié)構(gòu)的單線12V的總線通信系統(tǒng)，主要用于智能傳感器和執(zhí)行器的串行通信，而這正是CAN總線的帶寬和功能所不要求的部分。由于目前尚未建立低端多路通信的汽車標準，而從價格和實用性等因素考慮，LIN在A類網(wǎng)絡(luò)內(nèi)與這些網(wǎng)絡(luò)相比有很強的競爭力，因此LIN正逐漸發(fā)展成為低成本的串行通信的行業(yè)標準。在1999年7月，LIN規(guī)范發(fā)布了1.0版本，在2000年，LIN規(guī)范作了兩次的更新，2000年11月發(fā)布了LIN規(guī)范1.2版本。到了2002年11月，LIN協(xié)會發(fā)布了LIN規(guī)范標準1.3版本，這個版本為了提高節(jié)點之間的兼容性，主要在LIN總線的物理層作了一些修改。在2003年，LIN協(xié)會又發(fā)布了LIN規(guī)范2.0。這個新的LIN規(guī)范2.0對前～版本的規(guī)范作了進一步的改良。除了某些特殊的情況，根據(jù)LIN2.0設(shè)計的節(jié)點可以與根據(jù)LINl.3設(shè)計的節(jié)點相互通信。同時，對于那些己經(jīng)發(fā)現(xiàn)問題和需要重寫的地方，LIN規(guī)范2.0都作了完全的重寫。LIN規(guī)范標準2.0由以下規(guī)范部分組成：LIN物理層規(guī)范一描述了LIN總線的物理層，包括位傳輸速率，時鐘容錯范圍等等。LIN協(xié)議規(guī)范一描述了LIN總線的數(shù)據(jù)鏈路層。LIN診斷和配置規(guī)范一描述了如何在數(shù)據(jù)鏈路層之上提供診斷信息和節(jié)點配置服務(wù)。LIN應(yīng)用程序接口規(guī)范一描述了網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序之間的接口，包括診斷模塊。LIN配置語言規(guī)范一介紹了LIN配置文件的格式。LIN配置文件用于配置整個網(wǎng)絡(luò)，并作為OEM和不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的供應(yīng)商之間的通用接口，同時可作為開發(fā)和分析工具的一個輸入。LIN節(jié)點能力描述語言規(guī)范一介紹了描述離架從機節(jié)點的語言格式，可以通過即插即用的工具自動生成LIN描述文件。LlN協(xié)議技術(shù)及特點LIN總線協(xié)議是面向車輛低端分布式應(yīng)用的一類多路復(fù)用串行協(xié)議，是一種低成本的串行通信網(wǎng)絡(luò)，用于實現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。LIN的適用范圍是帶單主機節(jié)點和一組從機節(jié)點的多點總線，LIN的目標是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)（例如CAN總線）提供輔助功能，LIN將是在汽車中使用汽車分級網(wǎng)絡(luò)的啟動因素。LIN的標準化將簡化多種現(xiàn)存的多點解決方案，而且將降低汽車電子的開發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)和后勤成本。單主多從配置方式，配置靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)LIN網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)為總線型，網(wǎng)絡(luò)中只有一個主節(jié)點，其余均為從節(jié)點。主節(jié)點控制整個網(wǎng)絡(luò)的通信，網(wǎng)絡(luò)中不存在沖突，不需要仲裁。整個網(wǎng)絡(luò)的配置信息只保護在主節(jié)點中，從節(jié)點可以自由的接入或脫離網(wǎng)絡(luò)而不會對網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點產(chǎn)生任何影響。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點數(shù)不僅受標識符場長度的限制，而且還受總線物理特性的限制。實際應(yīng)用中LIN網(wǎng)絡(luò)中掛接的節(jié)點數(shù)不高于12個。單線傳輸，速率最高達20kbps，LIN單線傳輸最大距離不超過40m，最大波特率受電磁干擾的限制最高達20kbps，受網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)某瑫r限制，最小為lkbps。這一速度能滿足多數(shù)智能傳感器和執(zhí)行器的通信要求。推薦LIN波特率如表5-2所示。表5-2推薦LIN波特率通信時不會產(chǎn)生沖突，無需仲裁，故網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸延時能通過計算準確得出，從而為可靠通信提供保障。從節(jié)點的時鐘同步不需要內(nèi)部石英或陶瓷振蕩器，由于通信速率不是很高，網(wǎng)絡(luò)中從節(jié)點可以利用主節(jié)點發(fā)出的同步場進行同步而不需要從節(jié)點內(nèi)的石英或陶瓷振蕩器。低成本的硬件接口低成本及使用最為普遍的硬件接口是LIN最初開發(fā)的主要目標之一。LIN的物理層采用普遍的SCI/UART標準硬件接口，并通過總線收發(fā)器連接至LIN網(wǎng)絡(luò)。由于大多數(shù)單片機中都含有SCI接口，因此網(wǎng)絡(luò)中的從節(jié)點可以由廉價的單片機來開發(fā)，這樣就降低了整個網(wǎng)絡(luò)的成本。在LIN信息幀中，數(shù)據(jù)場長度可變，可以選擇為2、4、8個字節(jié)。睡眠和喚醒網(wǎng)絡(luò)空閑時，主節(jié)點發(fā)出睡眠命令使整個網(wǎng)絡(luò)進入睡眠。睡眠命令只能由主節(jié)點發(fā)出，網(wǎng)絡(luò)中任何的一個節(jié)點都可以發(fā)出喚醒信號來喚醒整個網(wǎng)絡(luò)。（九）LIN的分層結(jié)構(gòu)LINl.2規(guī)范根據(jù)0SI參考模型，被分為物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，其中：1.物理層定義了信號如何在總線媒體上傳輸，本規(guī)范中定義了物理層的驅(qū)動器/接收器特性。2.數(shù)據(jù)鏈路層1）媒體訪問控制MAC（MediumAccessContr01）子層是LIN協(xié)議的核心。它管理從LLC子層接收到的報文，也管理發(fā)送至ULLC子層的報文。MAC子層由故障界定這個管理實體監(jiān)控。2）邏輯鏈路控制LLC（LogicalLinkLayer）子層涉及報文濾波和恢復(fù)管理的功能。（十）LIN總線特點LIN總線協(xié)議是一種建立在通用的scI/UART硬件接口上，并將分布在車輛不同位置的智能傳感器