車載總線技術(shù)概論劉元盛無人駕駛汽車的總線通信方式

●汽車中包含種類的電子產(chǎn)品，他們之間的通信方式是什么？●智能汽車加裝了更多的傳感器，汽車原來的通信方式還適用嗎？●未來智能汽車的通信方式的發(fā)展方向有哪些？先提幾個(gè)大家感興趣的問題：汽車電子的應(yīng)用

傳統(tǒng)汽車電器電源用電設(shè)備蓄電池：6V、12V、24V發(fā)電機(jī)：直流、交流起動(dòng)機(jī)點(diǎn)火裝置照明裝置信號(hào)裝置刮水器、洗滌器暖風(fēng)與空調(diào)器點(diǎn)火線圈、分電器、火花塞大燈、霧燈、尾燈、牌照燈、室內(nèi)燈等轉(zhuǎn)向燈、制動(dòng)燈、示寬燈、電喇叭等儀表：電流表(或電壓表)、水溫表、機(jī)油壓力表、燃油表、車速/里程表等汽車電子的應(yīng)用

新型電子裝置硅整流交流發(fā)電機(jī)電子調(diào)壓器發(fā)動(dòng)機(jī)：燃油噴射控制（EFI）、進(jìn)氣壓力控制、點(diǎn)火控制（ESA）

、爆震控制、怠速控制（ISC）

、排放控制（EGR）底盤：傳動(dòng)系（自動(dòng)變速器ECT、防滑差速器LSD）、轉(zhuǎn)向系（動(dòng)力轉(zhuǎn)向EPS、四輪轉(zhuǎn)向4WS）、制動(dòng)系（制動(dòng)防抱死ABS）行駛系（驅(qū)動(dòng)防滑ASR、巡行控制CCS）、懸架控制TEMS安全性：自動(dòng)安全帶、安全氣囊、雷達(dá)定位、倒車報(bào)警、防盜系統(tǒng)電子點(diǎn)火器（點(diǎn)火）電子閃光器（信號(hào)）車身：電動(dòng)車窗（天窗）、電動(dòng)門鎖、電動(dòng)后視鏡、電動(dòng)天線、自動(dòng)空調(diào)、自動(dòng)坐椅、電視機(jī)、收放機(jī)信息與通信：電子儀表顯示、導(dǎo)航系統(tǒng)、車用電話、車用傳真汽車電子的應(yīng)用

智能汽車傳感器控制器雷達(dá)視覺位姿與導(dǎo)航智能主控制器新型VCU★由于汽車智能化的需要，新增了大量的傳感器和控制器，汽車中各個(gè)設(shè)備中的通信問題越顯突出。車載總線技術(shù)的由來★汽車電子技術(shù)的發(fā)展，電控單元的數(shù)量增多，功能復(fù)雜；★電控單元間需相互協(xié)作，完成復(fù)雜的控制功能

數(shù)據(jù)交互端到端通信帶來的問題：線束增加、車身可用空間減少、車身質(zhì)量增加增加了裝配和維修的難度、提高了整車成本妨礙整車可靠性的提高；連接復(fù)雜、控制復(fù)雜、車身重量增加、油耗增大。每增重50kg，油耗0.2L/100km技術(shù)發(fā)展帶來的存在的問題：車載總線技術(shù)的由來

在車內(nèi)采用基于總線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。采用串行總線實(shí)現(xiàn)多路傳輸，組成汽車電子網(wǎng)絡(luò)。多路傳輸：指在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中，將多種信息混合或交叉通過一個(gè)通信信道傳輸?shù)姆绞健Ｒ粋€(gè)具有多路傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)容許多個(gè)計(jì)算機(jī)同時(shí)對(duì)其進(jìn)行訪問應(yīng)用于汽車的優(yōu)勢：（1）布線簡化，減低成本；（2）電控單元間的交流簡單快捷；（3）信息資源共享；（4）提高汽車總運(yùn)行可靠性 解決方案：車載總線技術(shù)的分類

隨著汽車上ＥＣＵ、傳感器、儀表數(shù)量的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)總線的出現(xiàn)簡化了電控裝置的線路連接，提高了系統(tǒng)可靠性，利于各裝置之間的數(shù)據(jù)資源共享，從而得到了很大的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)總線雛形出現(xiàn)在２０世紀(jì)８０年代，諸多汽車廠商、大型供應(yīng)商都紛紛研究自己的網(wǎng)絡(luò)總線標(biāo)準(zhǔn)，期盼能隨標(biāo)準(zhǔn)的確立壟斷市場。隨著科技的發(fā)展，一些不合潮流的網(wǎng)絡(luò)總線標(biāo)準(zhǔn)逐漸退出歷史舞臺(tái)，目前應(yīng)用較廣的幾個(gè)主流網(wǎng)絡(luò)總線為CAN、LIN、MOST、FlexRay，相互之間各自獨(dú)立，互不兼容。其中，CAN總線的市場份額最大。車載總線技術(shù)的分類

汽車總線網(wǎng)絡(luò)在汽車內(nèi)部各電控單元之間采用類似計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線的方式進(jìn)行信息傳遞，可以達(dá)到信息共享，減少布線，降低成本以及提高總體可靠性的目的。車載網(wǎng)絡(luò)分類目前存在多種汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，為了方便研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用。SAE(SocietyofAutomotiveEngineers，美國汽車工程師協(xié)會(huì))車輛網(wǎng)絡(luò)委員會(huì)根據(jù)其側(cè)重的功能不同將汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)劃分為A、B、C、D類。車載總線技術(shù)的分類

SAE分類A類:面向傳感器/執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸位數(shù)率只有1-10kbit/s。主要應(yīng)用于后視鏡調(diào)整、電動(dòng)門窗、中控鎖、座椅調(diào)節(jié)、燈光照明燈控制。如：LIN(Localinterconnectnetwork):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)；用于智能傳感器和執(zhí)行器的串行通信；媒體訪問采用的是單主/多從的機(jī)制，不需要仲裁。車載總線技術(shù)的分類

B類:面向獨(dú)立模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡(luò)；位速率一般為10-125kbit/s。主要應(yīng)用于電子車輛信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等舒適系統(tǒng)。B類的國際標(biāo)準(zhǔn)是CAN總線，如J1850,LS-CAN,FT_CAN,……車載總線技術(shù)的分類

C類:面向高速、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)，最高位速率可達(dá)1Mbit/s。主要用于與汽車安全相關(guān)，對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較高的地方如發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速的動(dòng)力控制、防滑控制、懸架控制等系統(tǒng)，以簡化分布式控制和進(jìn)一步減少車身線束。在歐洲，汽車廠商大多使用“高速CAN”作為C類總線，它實(shí)際上就是ISO11898-1中位速率高于125KB/S的那部分標(biāo)準(zhǔn)。美國則在卡車及其拖車、課程、建筑機(jī)械和農(nóng)業(yè)動(dòng)力設(shè)備中大量使用專門的通訊協(xié)議SAEJ1939。車載總線技術(shù)的分類

D類:面向多媒體設(shè)備、高速數(shù)據(jù)流傳輸?shù)母咝阅芫W(wǎng)絡(luò)，位速率一般在2Mbit/S以上，主要用于CD等播放機(jī)和液晶顯示設(shè)備。D類總線近期才被采納入SAE對(duì)總線的分類范疇之中。其帶寬范疇相當(dāng)大，用到的傳輸介質(zhì)也有好幾種：其又被分為低速（IDB-C為代表）、高速（IDB-M為代表）和無線（Bluetooth藍(lán)牙為代表）三大范疇，這里不再詳細(xì)介紹。車載總線技術(shù)的分類

車載總線技術(shù)的分類

典型汽車總線的速率和成本車載總線技術(shù)

車載總線技術(shù)在傳統(tǒng)汽車中已經(jīng)廣泛得到了使用，隨著無人駕駛技術(shù)在汽車中的應(yīng)用，一方面以CAN總線為代表的底層控制總線