智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)智能化網(wǎng)聯(lián)化車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述主講人：導(dǎo)入隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，車輛上電控系統(tǒng)的數(shù)量不斷增多。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)車間組裝工人的裝配困難以及車身重量，也會增加汽車售后維修人員對故障診斷、維修的難度。車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有--減輕整車重量，減少線束，并使線束變細(xì)，節(jié)省空間的優(yōu)點，同時單個線束所承擔(dān)的功能增加。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展

一、車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展從1980年起，人們開始研制車載網(wǎng)絡(luò)。1983年，豐田汽車公司在世紀(jì)牌汽車上最早采用了應(yīng)用光纜的車門控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了多個節(jié)點的連接通信。1983年，世界上最大的汽車零部件供應(yīng)商，德國博世（BOSCH）公司專門為汽車電子控制研發(fā)的控制器局域網(wǎng)協(xié)議（ControllerAreaNetwork），簡稱為CAN總線。1986年，在美國底特律汽車工程協(xié)會上，CAN總線系統(tǒng)通信方案獲得認(rèn)可。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1987年，全球最大的半導(dǎo)體芯片制造商，美國英特爾（Intel）公司開發(fā)出了第一枚CAN的芯片82526。荷蘭最大的電子公司菲利浦（Philips）公司很快也推出了CAN的芯片82C200。1993年11月，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）公布了CAN協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898以及ISO11519。1992年，奔馳公司作為第一個采用CAN總線技術(shù)的公司，將CAN總線系統(tǒng)裝配在客車上。

車載網(wǎng)絡(luò)名稱

概要通信速度開發(fā)公司或組織CAN(ControllerAreaNetwork)

車身／動力傳動系統(tǒng)控制用局域網(wǎng)協(xié)儀，最有可能成為世界標(biāo)準(zhǔn)的車用局域網(wǎng)協(xié)議1Mbit／sRobertBosch公司，ISOVAN(VehicleAreaNetwork)

車身系統(tǒng)控制用LAN協(xié)議，以法國為中心1Mbit/sISOJ1850

車身系統(tǒng)控制用LAN協(xié)議，以美國為中心10.4～41.6kbit/sFordMotor公司LIN(LocalInterconnectNetwork)

車身系統(tǒng)控制用局域網(wǎng)協(xié)議，液壓組件專用20kbit/sLIN協(xié)議會IDB-C(ITSDataBusonCAN)

以CAN為基礎(chǔ)的控制用局域網(wǎng)協(xié)義250kbit/sIDM論壇表1-1主要車載網(wǎng)絡(luò)的基本情況車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展TTP/C(TimeTriggeredProtocolbyCAN)

重視安全、按用途分類的控制用局域網(wǎng)協(xié)議，時分多路復(fù)用(TDMA)2Mbit/s～25Mbit/sTTT計算機技術(shù)公司ITCAN(TimeTriggeredCAN)

重視安全、按用途分類的控制用局域網(wǎng)協(xié)議，時間同步的CAN1MbitsRobertBosch公司，CANByteflight

重視安全、按用途分類的控制用局域網(wǎng)協(xié)議，通用時分多路復(fù)用（FTDMA)10Mhit/sBMW公司

FlexRay

重視安全、按用途分類的控制用局域網(wǎng)協(xié)議5Mbit/sBMW公司和DaimlerChryslerD2B/Optical(DomesticDigitalBus/Optical)

音頻系統(tǒng)通信協(xié)議將D2B作為音頻系統(tǒng)總線采用光通信5.6Mbit/sC＆C公司MOST(MediaOrientedSystemTransport)

信息系統(tǒng)通信協(xié)議以歐洲為中心，由克萊斯勒與BMW公司推動22.5Mbit/sMOST合作組織

IEEE1394信息系統(tǒng)通信協(xié)議1OOMbit/s1394工業(yè)協(xié)會車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展車載網(wǎng)絡(luò)的組成

二、車載網(wǎng)絡(luò)的組成車載網(wǎng)絡(luò)采取基于串行數(shù)據(jù)通信的體系結(jié)構(gòu)，車載網(wǎng)絡(luò)主要由電控單元、數(shù)據(jù)總線、網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)關(guān)等組成。

1．電控單元現(xiàn)代汽車除了有發(fā)電機電控單元，還有自動變速器電控單元、ABS電控單元、空調(diào)電控單元等許多電控單元，高檔轎車有幾十個電控單元，因此，必須用網(wǎng)絡(luò)把它們連接起來，才能資源共享。

2．?dāng)?shù)據(jù)總線

數(shù)據(jù)總線(BUS)是電控單元間運行數(shù)據(jù)傳遞的通道，簡稱總線，即所謂的信息高速公路。如果一個控制單元可以通過總線發(fā)送數(shù)據(jù)，又可以從總線接收數(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。汽車上的數(shù)據(jù)總線的傳輸介質(zhì)常用單線、雙絞線或光纖。3.網(wǎng)絡(luò)

在汽車行業(yè)里，習(xí)慣將幾條總線連接一起的車載局域網(wǎng)稱為車載網(wǎng)絡(luò)。為了滿足汽車上不同的電控單元對總線系統(tǒng)性能要求的不同，同時考慮經(jīng)濟成本，一輛汽車上往往采用不同的總線組成車載網(wǎng)絡(luò)。4.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括各總線獨立通信協(xié)議和各總線相互通信協(xié)議。5.網(wǎng)關(guān)

由于車載網(wǎng)絡(luò)是由不同的總線組成，因此，就需要一個連接不同總線的特殊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，這個節(jié)點稱為網(wǎng)關(guān)(Gateway)。車載網(wǎng)絡(luò)的組成圖1-2汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成的拓?fù)鋱D車載網(wǎng)絡(luò)的組成車載網(wǎng)絡(luò)的分類三、車載網(wǎng)絡(luò)的分類目前，絕大多數(shù)車用總線被美國汽車工程師協(xié)會（SAE）下屬的汽車網(wǎng)絡(luò)委員會按照協(xié)議特性分為A、B、C三類。也有其他的分類方法。1.A類總線和協(xié)議A類總線是面向傳感器和執(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10Kbit/s，主要用于后視鏡調(diào)整及電動窗、燈光照明等控制。也可以用于面向智能傳感器或執(zhí)行器的數(shù)字化通訊場合。A類常用的總線是LIN總線，LIN總線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)，它是一種基于串行異步通信（UART）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)。2.B類總線和協(xié)議B類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10～125Kbit/s，主要應(yīng)用于車身電子舒適性模塊、儀表顯示等系統(tǒng)。B類常用的總線是CAN總線。CAN總線是一種串行數(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1Mbit/s。車載網(wǎng)絡(luò)的分類

3.C類總線和協(xié)議C類是面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)，位速率在125Kbit/s～lMbit/s之間，支持實時的周期性的參數(shù)傳輸。主要用于發(fā)動機、自動變速器、ABS等電控單元。目前，隨著汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，未來將會使用到具有高速實時傳輸特性的一些總線標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。常用的C類總線如下。（1）高速CAN總線和協(xié)議在C類標(biāo)準(zhǔn)中，歐洲的汽車制造商基本上采用的都是高速通信的CAN總線。高速通信的CAN總線和協(xié)議制定在國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議ISO11898中。車載網(wǎng)絡(luò)的分類（2）安全總線和協(xié)議安全總線主要是用于安全氣囊系統(tǒng)，連接加速度計、安全傳感器等裝置，為被動安全提供保障。目前已有一些公司研制出了相關(guān)的總線和協(xié)議，包括美國德爾福（Delphi）公司的安全總線（Safety-Bus）和德國寶馬（BMW）公司的Byte-Flight總線等。（3）X-by-Wire總線和協(xié)議X-by-Wire代表汽車線控技術(shù)。X-by-Wire中的“X”代表汽車中由機械或液壓控制的各個功能部件，如制動、轉(zhuǎn)向、懸架、節(jié)氣門、離合器、門鎖等。

車載網(wǎng)絡(luò)的分類

(4)診斷系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議故障診斷是現(xiàn)代汽車必不可少的一項功能。由于各國或洲區(qū)對環(huán)境保護的認(rèn)識和要求不同，生產(chǎn)不同的車載自動診斷系統(tǒng)。美國制定的車載自動診斷系統(tǒng)（On-BoardDiagnostics），簡稱OBD。（5）多媒體系統(tǒng)總線和協(xié)議汽車多媒體網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議分為三種類型，分別是低速、高速和無線，對應(yīng)美國汽車工程師學(xué)會SAE的分類，相應(yīng)為智能CAN數(shù)據(jù)總線IDB-C(IntelligentDataBUS-CAN)、智能多媒體數(shù)據(jù)總線IDB-M(Multimedia)和智能無線總線IDB-W（IDB-Wireless），其傳輸速率250Kbit／s～l00Mbit/s。車載網(wǎng)絡(luò)的分類課堂小結(jié)1、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有減輕整車重量、節(jié)約成本、質(zhì)量可靠和增大開發(fā)余地等優(yōu)點。2、車載網(wǎng)絡(luò)采取基于串行數(shù)據(jù)通信的體系結(jié)構(gòu)，