車載網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識實(shí)用教案

1、圖1-22 汽車(qch)上的電子控制系統(tǒng)越來越多第1頁/共48頁第一頁，共49頁。一、車載(ch zi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用背景和發(fā)展史1、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用背景 汽車的功能要求越來越多，而這些(zhxi)功能的實(shí)現(xiàn)大多是基于電腦控制的； 每個(gè)電腦需要與多個(gè)傳感器、執(zhí)行器之間發(fā)生通信，而每一個(gè)輸入、輸出信號又可能與多個(gè)電腦之間發(fā)生通信。第2頁/共48頁第二頁，共49頁。傳統(tǒng)式信息(xnx)傳遞第3頁/共48頁第三頁，共49頁。隨之產(chǎn)生(chnshng)的問題線束和插接件的增加(zngji)線束的布置和裝配越來越困難增加(zngji)了車身重量增加(zngji)了故障診斷和維修的難度第4頁/共48頁

2、第四頁，共49頁。第5頁/共48頁第五頁，共49頁。線束與插接件第6頁/共48頁第六頁，共49頁。第7頁/共48頁第七頁，共49頁。第8頁/共48頁第八頁，共49頁。整車線束布置(bzh)第9頁/共48頁第九頁，共49頁。問題(wnt)？第10頁/共48頁第十頁，共49頁。提出(t ch)的解決方案 1、傳感器信息共享和執(zhí)行器資源共享的控制系統(tǒng) 例如：發(fā)動機(jī)集成管理系統(tǒng)可以包括噴油、點(diǎn)火、怠速、尾氣排放、進(jìn)氣增壓、冷卻管理和故障自診斷等功能（做一個(gè)(y )大電腦把它們管理起來）第11頁/共48頁第十一頁，共49頁。解決方案2、開發(fā)設(shè)計(jì)新的總線系統(tǒng)(即車載網(wǎng)絡(luò)) 把眾多的電控單元連成網(wǎng)絡(luò)，其信號

3、通過數(shù)據(jù)總線的形式傳輸，可以達(dá)到信息資源共享的目的。 什么是數(shù)據(jù)總線（利用(lyng)聯(lián)網(wǎng)共享資源）第12頁/共48頁第十二頁，共49頁。數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線：是電腦間運(yùn)送數(shù)據(jù)的通道，即所謂的信息高速公路。數(shù)據(jù)總線可以實(shí)現(xiàn)在一條數(shù)據(jù)線上傳遞的信號可以被多個(gè)電腦（控制單元）共享，從而最大限度地提高系統(tǒng)整體效率，充分利用有限的資源(zyun)。數(shù)據(jù)總線實(shí)際是一條導(dǎo)線，或著是兩條導(dǎo)線。 為了抗電子干擾，雙線制數(shù)據(jù)總線的兩條線是絞在一起的。第13頁/共48頁第十三頁，共49頁。下面，以寶來（BORA）汽車的駕駛員側(cè)車門(chmn)控制單元為例，進(jìn)一步說明這一問題。 圖1-30 采用(ciyng)傳統(tǒng)的布線

4、方式（9個(gè)線束插接器，共45根電線）第14頁/共48頁第十四頁，共49頁。圖1-31 采用(ciyng)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信息傳輸（只需2個(gè)線束插接器，17根電線）第15頁/共48頁第十五頁，共49頁。網(wǎng)絡(luò)(wnglu)傳輸?shù)?6頁/共48頁第十六頁，共49頁。 CAN數(shù)據(jù)總線的構(gòu)成(guchng)第17頁/共48頁第十七頁，共49頁。AUDI A6L乘用車控制單元的安裝(nzhung)位置第18頁/共48頁第十八頁，共49頁。五、典型(dinxng)車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成第19頁/共48頁第十九頁，共49頁。車載(ch zi)網(wǎng)絡(luò)的意義l 解決了線束和插接器增多帶來的問題；l 提高了汽車綜合控制

5、的準(zhǔn)確性，當(dāng)電控單元共享輸入信息時(shí)，就能對汽車進(jìn)行( jnxng)更為復(fù)雜的控制。第20頁/共48頁第二十頁，共49頁。2、車載(ch zi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展史 1986年2月bosch公司在美國汽車工程(gngchng)師協(xié)會（SAE）汽車工程(gngchng)協(xié)會大會上介紹了一種新型的串行總線-CAN控制器局域網(wǎng)，CAN全稱Controller Area Network 第21頁/共48頁第二十一頁，共49頁。CAN第22頁/共48頁第二十二頁，共49頁?？偩€結(jié)構(gòu)第23頁/共48頁第二十三頁，共49頁?？刂破鞯?4頁/共48頁第二十四頁，共49頁。汽車(qch)電腦第25頁/共48頁第二十五

6、頁，共49頁。汽車(qch)電腦第26頁/共48頁第二十六頁，共49頁?；?jy)CAN總線的汽車電器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)動機(jī)ECU自動變速器ECUABS/TCSECU安全氣囊ECU電控懸架ECU巡航控制ECU動力轉(zhuǎn)向ECU電機(jī)控制ECU電池管理ECU燈光控制ECU刮雨洗滌控制ECU電動座椅ECU門鎖防盜ECU電動車窗ECU后視鏡喇叭ECU氣候控制ECU警告信號ECU儀表顯示ECU整車控制器ECU（網(wǎng)關(guān)）整車控制器ECU（網(wǎng)關(guān)）高速總線低速總線故障診斷ECU第27頁/共48頁第二十七頁，共49頁。第28頁/共48頁第二十八頁，共49頁。表1-1 主要車載(ch zi)網(wǎng)絡(luò)基本情況第29頁/共48頁第二

7、十九頁，共49頁。幾種車載網(wǎng)絡(luò)的成本(chngbn)比例及通信速度比較第30頁/共48頁第三十頁，共49頁。作業(yè)(zuy)1、車載(ch zi)網(wǎng)絡(luò)的意義？第31頁/共48頁第三十一頁，共49頁。二、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常用(chn yn)術(shù)語1、數(shù)據(jù)總線：是電腦間運(yùn)行數(shù)據(jù)的通道，即所謂的信息高速公路。數(shù)據(jù)總線可以實(shí)現(xiàn)在一條數(shù)據(jù)線上傳遞的信號可以被多個(gè)電腦（控制單元）共享，從而最大限度地提高系統(tǒng)整體效率，充分利用有限的資源。數(shù)據(jù)總線實(shí)際是一條導(dǎo)線(doxin)，或許是兩條導(dǎo)線(doxin)。 為了抗電子干擾，雙線制數(shù)據(jù)總線的兩條線是絞在一起的。第32頁/共48頁第三十二頁，共49頁?？偩€結(jié)構(gòu)第33頁

8、/共48頁第三十三頁，共49頁。 2、CAN：控制器局域網(wǎng)（Controller Area Network ）國際上應(yīng)用(yngyng)最廣泛的現(xiàn)場總線之一， 可提供高達(dá)1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。 3、局域網(wǎng)：第34頁/共48頁第三十四頁，共49頁。常用(chn yn)術(shù)語 4、多路傳輸：同一通道或線路上同時(shí)傳輸多條信息。 5、模塊(m kui)/節(jié)點(diǎn):就是電子裝置。簡單的如溫度和壓力傳感器，復(fù)雜的如計(jì)算機(jī)。 6、網(wǎng)絡(luò)第35頁/共48頁第三十五頁，共49頁。常用(chn yn)術(shù)語 7、網(wǎng)關(guān)第36頁/共48頁第三十六頁，共49頁。常用(chn yn)術(shù)語8、通信協(xié)議9、幀10、傳輸速率第3

9、7頁/共48頁第三十七頁，共49頁。常用(chn yn)術(shù)語11、總線負(fù)荷：總線占用時(shí)間與較長探測時(shí)間的比值，這種負(fù)荷以%的形式表示。12、反應(yīng)時(shí)間：總線上發(fā)出信息請求的瞬間(shn jin)和該信息實(shí)際發(fā)出的瞬間(shn jin)的總和?？偩€占用等待同時(shí)請求優(yōu)先級第38頁/共48頁第三十八頁，共49頁。三、車載(ch zi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用形式1、汽車對通信網(wǎng)絡(luò)的要求組網(wǎng)通信：連接到車載(ch zi)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)ECU按需要從總線上接收最新的信息以操縱各個(gè)系統(tǒng)。如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速、油門踏板位置等。第39頁/共48頁第三十九頁，共49頁。在汽車(qch)上的應(yīng)用2、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用例

10、子動力傳動系統(tǒng)（發(fā)動機(jī)，ABS/EDL，自動變速器，安全氣囊，四輪驅(qū)動和組合儀表）車身系統(tǒng)（舒適CAN(中央控制單元(dnyun)及4個(gè)車門控制單元(dnyun)）安全系統(tǒng)（安全氣囊）信息（娛樂、ITS）系統(tǒng)：容量大，通信速度非常高第40頁/共48頁第四十頁，共49頁。典型(dinxng)的現(xiàn)代汽車車載網(wǎng)絡(luò)第41頁/共48頁第四十一頁，共49頁。四、車載(ch zi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信協(xié)議1、通信協(xié)議的內(nèi)容(nirng)第42頁/共48頁第四十二頁，共49頁。2、接口與實(shí)體：是為兩個(gè)系統(tǒng)，設(shè)備或部件之間連接服務(wù)的數(shù)據(jù)流穿越的界面。有多少針腳 實(shí)體就是能夠發(fā)送或接收信息的東西四個(gè)方面的內(nèi)容（1）物理

11、：多少個(gè)針腳（2）電氣：電路(dinl)信號的電壓、寬度及他們的時(shí)間關(guān)系（3）邏輯：指定實(shí)現(xiàn)交流的規(guī)則第43頁/共48頁第四十三頁，共49頁。（4）過程：描述(mio sh)通信的過程第44頁/共48頁第四十四頁，共49頁。3、協(xié)議要素(yo s)及其功能協(xié)議三要素(yo s)：語法，語義，定時(shí)規(guī)則功能：差錯(cuò)檢測和糾正分塊和重裝排序流量控制第45頁/共48頁第四十五頁，共49頁。4、車載(ch zi)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)按系統(tǒng)的復(fù)雜程度、信息量、必要的動作反應(yīng)速度、可靠性要求等將多路傳輸系統(tǒng)分為低速（A）、中速（B）、高速(o s)（C）三類。第46頁/共48頁第四十六頁，共49頁。五、典型(dinxng)車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成第47頁/共48頁第四十七頁，共49頁。感謝您的觀看(gunkn)！第48頁/共48頁第四十八頁，共49頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)圖1-22 汽車上的電子控制系統(tǒng)越來越多。圖1-22 汽車上的電子控制系統(tǒng)越來越多。