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車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1-車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1-汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議3汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用2學(xué)習(xí)內(nèi)容2-汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議3汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用23-3-一、數(shù)據(jù)傳輸方式根據(jù)發(fā)送裝置向接收裝置傳輸信息時(shí)各字節(jié)的傳輸方式不同,數(shù)據(jù)傳輸方式分為并行傳輸和串行傳輸兩種形式。1.并行傳輸
圖2-13并行傳輸1—發(fā)送裝置;2—數(shù)據(jù);3—接收裝置;MSB—最高值數(shù)位;LSB—最低值數(shù)位4-一、數(shù)據(jù)傳輸方式根據(jù)發(fā)送裝置向接收裝置傳輸2.串行傳輸圖2-14串行傳輸1-發(fā)送裝置;2-數(shù)據(jù);3-接收裝置數(shù)據(jù)的傳輸速率(速度)比特率比特率:每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)(bit),單位為bit/s(bps)。波特率:每秒信號(hào)變化的次數(shù)(B/s)。在無調(diào)制的情況下,波特率精確等于比特率。采用調(diào)相技術(shù)時(shí),波特率不等于比特率。網(wǎng)速:4
Mbps1Gbps=1000Mbps=1000*1000bps5-2.串行傳輸圖2-14串行傳輸數(shù)據(jù)的傳輸速率(速度)比特目前汽車上:控制單元內(nèi)部線路中使用并行數(shù)據(jù)傳輸方式,控制單元外部傳輸信息則大都以串行傳輸方式進(jìn)行。串行數(shù)據(jù)傳輸既可以采用同步傳輸方式,也可以采用異步傳輸方式。6-目前汽車上:串行數(shù)據(jù)傳輸既可以采用同步傳輸方3.同步數(shù)據(jù)傳輸使用一個(gè)共同的時(shí)鐘脈沖發(fā)生器可保持發(fā)送裝置和接收裝置時(shí)間管理的同步性。這種方式就是同步傳輸方式。圖2-15同步傳輸方式1—同步脈沖;2—數(shù)據(jù);3—停止;4—起始;5—接收裝置串行數(shù)據(jù)傳輸:同步傳輸方式,異步傳輸方式。7-3.同步數(shù)據(jù)傳輸使用一個(gè)共同的時(shí)鐘脈沖發(fā)生器4.異步數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送和接收裝置之間最常用的時(shí)間管理方式是異步傳輸方式。進(jìn)行異步數(shù)據(jù)傳輸時(shí),發(fā)送和接收裝置之間沒有共同的系統(tǒng)節(jié)拍。圖2-16異步數(shù)據(jù)傳輸時(shí)數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)1—接收裝置;2—起始位;3—最低值數(shù)位;4—5-8位數(shù)據(jù);5—最高值數(shù)位;6—檢查位;7~8—停止位;9—發(fā)送裝置8-4.異步數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送和接收裝置之間最常用的時(shí)5.數(shù)據(jù)總線上的信息流方向①單工通信。②雙工通信。圖2-18雙工通信圖2-17單工通信9-5.數(shù)據(jù)總線上的信息流方向①單工通信。②雙工通信。圖2-1.1汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1.1.1汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程汽車電子技術(shù)在經(jīng)歷了零部件層次的汽車電器時(shí)代、子系統(tǒng)層次的單片機(jī)(汽車電腦)控制時(shí)代之后,已經(jīng)開始進(jìn)入汽車網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代,并向汽車信息化時(shí)代邁進(jìn)。按照電子產(chǎn)品和電子控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),可將汽車電子技術(shù)的發(fā)展粗略劃分為四個(gè)階段。1.第一階段——零部件層次的汽車電器時(shí)代
1965~1980年屬于零部件層次的汽車電器時(shí)代。汽車發(fā)電機(jī)晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置等開始裝備汽車,而且電子控制裝置又逐步實(shí)現(xiàn)了由分立元件向集成化的過渡。10-1.1汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1.1.1汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程這一階段,裝備汽車的其他電子裝置還有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子式閃光器、電子控制式喇叭、電子式間歇刮水控制器、數(shù)字時(shí)鐘及高能點(diǎn)火(HEI)線圈和集成電路點(diǎn)火系統(tǒng)等。11-這一階段,裝備汽車的其他電子裝置還有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電2.第二階段——子系統(tǒng)層次的汽車電腦控制時(shí)代
1980~1995年屬于子系統(tǒng)層次的汽車單片機(jī)(汽車電腦)控制時(shí)代,以單片機(jī)為控制核心,以實(shí)現(xiàn)特定控制內(nèi)容或功能為基本目的的各種電子控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。圖1-4電子點(diǎn)火系統(tǒng)組成示意圖12-2.第二階段——子系統(tǒng)層次的汽車電腦控制時(shí)代進(jìn)入20世紀(jì)90年代,出現(xiàn)全面、綜合的電子控制系統(tǒng)。13-進(jìn)入20世紀(jì)90年代,出現(xiàn)全面、綜合的電子控制系3.第三階段——整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代
1995~2010年屬于整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。采用先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)和車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù),形成了車上的分布式、網(wǎng)絡(luò)化的電子控制系統(tǒng)。整車電氣系統(tǒng)被連成一個(gè)多ECU、多節(jié)點(diǎn)的有機(jī)的整體,使得其性能也更加完善。目前,世界主要汽車制造商生產(chǎn)的的多數(shù)汽車上均采用了以CAN、LIN、MOST、DDB等為代表的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),將車輛控制系統(tǒng)簡化為節(jié)點(diǎn)模塊化。在基于現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式控制中,任何傳統(tǒng)意義上的傳感器和執(zhí)行器都可以與同一現(xiàn)場(chǎng)的節(jié)點(diǎn)相組合,構(gòu)成節(jié)點(diǎn)模塊,汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化了汽車的控制系統(tǒng),極大地提升了汽車的整體控制水平。14-3.第三階段——整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代1圖1-6BMWE60的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
圖1-7AUDIA4的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)15-圖1-6BMWE60的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖1-74.第四階段——以Telematics技術(shù)為代表的汽車信息化時(shí)代以國際Telematics產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ITIF)正式成立為標(biāo)志,2010年成為汽車信息化時(shí)代的發(fā)軔之年。16-4.第四階段——以Telematics技術(shù)為代表的汽車信息化圖1-10汽車將進(jìn)入信息化時(shí)代(由動(dòng)力傳動(dòng)、車身控制、行駛安全性、多媒體傳輸?shù)絋elematics)17-圖1-10汽車將進(jìn)入信息化時(shí)代(由動(dòng)力傳動(dòng)、車身控制、1.Telematics簡介
Telematics是遠(yuǎn)程通信技術(shù)(Telecommunications)與信息科學(xué)技術(shù)(Informatics)的合成詞,意指通過內(nèi)置在汽車、航空器、船舶、火車等運(yùn)輸工具上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),借助無線通信技術(shù)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù),實(shí)現(xiàn)文字、圖像、語音信息交換的綜合信息服務(wù)系統(tǒng)。也就是說,Telematics技術(shù)整合了汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(也包括其他移動(dòng)運(yùn)輸工具內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)技術(shù))、無線通信技術(shù)、GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù),通過無線網(wǎng)絡(luò),隨時(shí)給行車中的人們提供駕駛、生活、娛樂所必需的各種信息。18-1.Telematics簡介Telemati圖1-11Telematics信息交換過程示意圖19-圖1-11Telematics信息交換過程示意圖19-
Telematics特點(diǎn)在于大部分的應(yīng)用系統(tǒng)位于網(wǎng)絡(luò)上(如通訊網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星與廣播等)而非汽車內(nèi)。駕駛者可運(yùn)用無線傳輸?shù)姆绞?,連結(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸與接收信息與服務(wù),以及下載應(yīng)用系統(tǒng)或更新軟件等,所耗的成本較低,主要功能仍以行車安全與車輛保全為主,主要功能如圖1-12所示。圖1-12Telematics的主要功能20-Telematics特點(diǎn)在于大部分的應(yīng)用系統(tǒng)位通過GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(圖1-13),結(jié)合行車路線,作電子地圖與語音導(dǎo)航相結(jié)合的路況報(bào)導(dǎo)、路線指引(圖1-14),并能提前預(yù)報(bào)前方路口的車速限制及交通違法攝像頭的安裝情況,以確保安全行車。圖1-13GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)21-通過GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(圖1-13),圖1-14電子地圖與語音導(dǎo)航22-圖1-14電子地圖與語音導(dǎo)航22-②道路救援。行車過程中,如果發(fā)生車禍或車輛出現(xiàn)故障,駕駛員可通過Telematics系統(tǒng)的緊急呼叫按鍵,自動(dòng)聯(lián)系緊急服務(wù)機(jī)構(gòu)(119、120等急救機(jī)構(gòu))或汽車服務(wù)站,以獲得道路救援。圖1-15緊急呼叫按鍵1-左側(cè)免提話筒;2-活動(dòng)天窗按鍵;3-緊急呼叫按鍵;4-右側(cè)免提話筒③汽車防盜及搜尋。通過GPS衛(wèi)星定位技術(shù)確定失竊車輛的位置和行車路線,以便搜尋與追蹤,追繳車輛并緝拿盜車賊。④車輛調(diào)度管理。通過無線信息傳輸,實(shí)現(xiàn)運(yùn)營車輛的調(diào)度管理。23-②道路救援。行車過程中,如果發(fā)生車禍或車輛出圖1-16運(yùn)營車輛的調(diào)度管理24-圖1-16運(yùn)營車輛的調(diào)度管理24-⑤自動(dòng)防撞系統(tǒng)。通過測(cè)距傳感器或雷達(dá),監(jiān)測(cè)前、后車輛之間的車距,自動(dòng)調(diào)用車載自適應(yīng)巡航系統(tǒng),使前、后車輛之間保持必要的安全距離。圖1-17自適應(yīng)巡航系統(tǒng)監(jiān)測(cè)前、后車輛之間的車距⑥車況掌握。車輛性能與車況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸,進(jìn)行多地、遠(yuǎn)程“專家會(huì)診”,指導(dǎo)車輛維修等。⑦個(gè)人化信息接收與發(fā)布。收發(fā)電子郵件與個(gè)人化信息等。25-⑤自動(dòng)防撞系統(tǒng)。通過測(cè)距傳感器或雷達(dá),監(jiān)測(cè)前⑧多媒體影音娛樂信息接收。高畫質(zhì)與高音質(zhì)的視聽設(shè)備、游戲機(jī)、上網(wǎng)機(jī)、個(gè)人行動(dòng)信息中心、隨選視頻資訊等(圖1-18)。⑨車輛應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)。當(dāng)行駛中的車輛遇到緊急情況是,可以借助Telematics系統(tǒng)向外界(其他車輛或道路交通管理部門)發(fā)出應(yīng)急申請(qǐng),亦可接收來自道路交通管理部門發(fā)布的緊急情況警告及應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案,確保行車安全和道路暢通。圖1-18后座多媒體影音娛樂系統(tǒng)26-⑧多媒體影音娛樂信息接收。高畫質(zhì)與高音質(zhì)的視
Telematics系統(tǒng)在汽車上的布置(圖1-19)可分為前座系統(tǒng)、后座系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)三大子系統(tǒng)。圖1-19Telematics系統(tǒng)在汽車上的布置27-Telematics系統(tǒng)在汽車上的布置(圖11.2汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用28-1.2汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用28-圖1-22汽車上的電子控制系統(tǒng)越來越多29-圖1-22汽車上的電子控制系統(tǒng)越來越多29-隨著汽車電子化程度逐年提高,從發(fā)動(dòng)機(jī)控制到傳動(dòng)系控制,從行駛、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向系控制到安全保障系統(tǒng)及儀表報(bào)警系統(tǒng),從電源管理到為提高舒適性而作的各種努力,使汽車電子系統(tǒng)形成了一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)(圖1-24)。這些系統(tǒng)除需要互相通信,且信息傳輸量急劇加大。如果依然采用傳統(tǒng)的布線方式(圖1-25),那么,對(duì)于復(fù)雜控制系統(tǒng),其連接電線(線束)的數(shù)量將急劇增加,甚至難以承受。圖1-24復(fù)雜的、多控制單元的汽車電腦控制系統(tǒng)
圖1-23汽車內(nèi)部的電線(線束)數(shù)量(裝備3個(gè)電子控制單元)
30-隨著汽車電子化程度逐年提高,從發(fā)動(dòng)機(jī)控制到傳動(dòng)對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),若采用傳統(tǒng)布線方式(一對(duì)一布線),將導(dǎo)致車上電線數(shù)目急劇增加,其質(zhì)量將會(huì)占到整車質(zhì)量的4%左右。而且,數(shù)量龐大的線束、電線插接器也會(huì)降低車輛電氣系統(tǒng)的可靠性,使故障率加大。為解決這一制約汽車電子技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的信息傳輸瓶頸問題,一種新的信息傳輸技術(shù)——汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。圖1-252個(gè)控制單元之間傳統(tǒng)的布線方式(一對(duì)一布線)31-對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),若采用傳統(tǒng)布線方式(一對(duì)圖1-26鍵盤與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)進(jìn)行信息傳輸32-圖1-26鍵盤與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線是模塊間運(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(hào)可以被多個(gè)系統(tǒng)(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。如果系統(tǒng)可以發(fā)送和接收數(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33-數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線是模塊間運(yùn)行數(shù)據(jù)的通道,即所謂的信息高速公將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)總線技術(shù)引入到汽車電氣系統(tǒng)中,同樣可以在大大簡化汽車電路的同時(shí),傳遞豐富的信息。圖1-27采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)在兩個(gè)控制單元之間進(jìn)行信息傳輸如圖1-27所示,采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)在兩個(gè)控制單元之間進(jìn)行信息傳輸,可以有效較少數(shù)據(jù)傳輸線的數(shù)量。34-將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)總線技術(shù)引入到汽車電氣系統(tǒng)圖1-28為在具有3個(gè)控制單元的系統(tǒng)中采用CAN數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信息傳輸?shù)氖疽鈭D,相應(yīng)地,汽車內(nèi)部的線束連接也變得簡潔、清晰(圖1-29),不再是一團(tuán)亂麻。圖1-28在具有3個(gè)控制單元的系統(tǒng)中采用CAN數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信息傳輸圖1-29汽車內(nèi)部的電線(線束)數(shù)量(裝備3個(gè)電子控制單元)35-圖1-28為在具有3個(gè)控制單元的系統(tǒng)中采用C下面,以寶來(BORA)汽車的駕駛員側(cè)車門控制單元為例,進(jìn)一步說明這一問題。圖1-30采用傳統(tǒng)的布線方式(9個(gè)線束插接器,共45根電線)36-下面,以寶來(BORA)汽車的駕駛員側(cè)車門控制單元為例,進(jìn)一圖1-31采用數(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)37-圖1-31采用數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信息傳輸(只需2個(gè)線束插接器,3.采用汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)①減輕整車自重。減少電線用量,耗銅量下降,整車自重得以降低。同時(shí),全車線束變細(xì),也為安裝其它新的部件預(yù)留了空間。②降低生產(chǎn)成本。除了電線用量減少、耗銅量下降帶來的成本降低之外,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所秉持的“信息共享、一線多能”也充分發(fā)揮了每一條電線的作用,現(xiàn)實(shí)了“物盡其用”。③提高工作可靠性。電線數(shù)量的減少,也使汽車電氣系統(tǒng)的線束插接器數(shù)量大大減少,由線束和插接器引發(fā)的斷路、短路、接觸不良等故障的發(fā)生率也大大降低,整車電氣系統(tǒng)的工作可靠性得以提高。④便于后續(xù)開發(fā)。采用開放式的汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù),為后續(xù)技術(shù)的開發(fā)留有充分的余地。以后,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,新的電子控制系統(tǒng)可以很方便地融入到已有的系統(tǒng)之中,而不必對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)作太大的改動(dòng)。38-3.采用汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)①減輕整車自重。減少電線用量,耗同時(shí),也便于實(shí)現(xiàn)控制器與執(zhí)行器的就近安裝,甚至采用控制器與執(zhí)行器的一體化安裝,進(jìn)一步節(jié)省了安裝空間,提高了控制的實(shí)時(shí)性和控制精度,從而實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)。圖1-32大眾開迪(Caddy)、邁騰(Magotan)汽車的整體式ESPECU39-同時(shí),也便于實(shí)現(xiàn)控制器與執(zhí)行器的就近安裝,甚1.2.2現(xiàn)場(chǎng)總線與汽車網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)場(chǎng)總線(Fieldbus)是一種工業(yè)數(shù)據(jù)通信總線,主要用于自動(dòng)化控制(如鋼鐵冶金、啤酒釀造,以解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。目前汽車上廣泛使用的控制局域網(wǎng)絡(luò)(ControllerAreaNetwork,CAN)就可以歸為現(xiàn)場(chǎng)總線類網(wǎng)絡(luò),但同時(shí)又有自身的一些特點(diǎn)。汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅有CAN總線和LIN總線這樣的控制網(wǎng)絡(luò),還有多媒體影音娛樂信息網(wǎng)絡(luò),如MOST、DDB等。目前,汽車電子系統(tǒng)控制中應(yīng)用最廣泛的是CAN總線。1.現(xiàn)場(chǎng)總線40-1.2.2現(xiàn)場(chǎng)總線與汽車網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(F2.現(xiàn)場(chǎng)總線的組成現(xiàn)場(chǎng)總線由兩大部分組成,即數(shù)據(jù)傳輸線和節(jié)點(diǎn)。在總線系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)包括控制單元和總線輔助設(shè)備,控制單元由控制器、濾波器、收發(fā)器、兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸終端組成??刂茊卧谟布隙嗔藢iT的總線接口裝置(如CAN總線接口),并有相應(yīng)的軟件即通信標(biāo)準(zhǔn)的支持。圖1-34現(xiàn)場(chǎng)總線中的控制單元41-2.現(xiàn)場(chǎng)總線的組成現(xiàn)場(chǎng)總線由兩大部分組成,即數(shù)據(jù)
在大眾速騰(SAGITAR)汽車的電源管理系統(tǒng)中,J519作為中央電器控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)電源管理、車外燈控制、車內(nèi)燈控制、儀表照明及光亮度調(diào)整、轉(zhuǎn)向信號(hào)控制、接線柱控制、前/后風(fēng)擋玻璃的雨刷控制、燃油泵電源接通、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、后風(fēng)窗加熱等十幾種功能,控制功能十分豐富。
圖1-36中央電器控制單元J519作為中央電器控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)存在J519—中央電器控制單元;J527—轉(zhuǎn)向柱控制單元42-在大眾速騰(SAGITAR)汽車的電源管理系統(tǒng)5.現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)①經(jīng)濟(jì)性;②可靠性;③可控性;④綜合性;⑤互換性;⑥開放性。43-5.現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)①經(jīng)濟(jì)性;②可靠性;③可控性;431.2.2車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用非常多,按照應(yīng)用系統(tǒng)加以劃分的話,車用網(wǎng)絡(luò)大致可以分為4個(gè)系統(tǒng):動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)車身系統(tǒng)安全系統(tǒng)信息系統(tǒng)。44-1.2.2車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)44-1.動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線連接3塊電腦,它們是發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS/EDL及自動(dòng)變速器電腦(動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線可以連接安全氣囊、四輪驅(qū)動(dòng)與組合儀表等電腦)??偩€可以同時(shí)傳遞10組數(shù)據(jù),發(fā)動(dòng)機(jī)電腦5組、ABS/EDL電腦3組、自動(dòng)變速器電腦2組。數(shù)據(jù)總線以500kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù),每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要0.25ms,每一電控單元7ms~20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)锳BS/EDL電控單元、發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元、自動(dòng)變速器電控單元。45-1.動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線連接3塊電腦,它們是發(fā)動(dòng)2.車身系統(tǒng)與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)相比,汽車上的各處都配置有車身系統(tǒng)的部件,線束長,容易受到干擾。舒適CAN數(shù)據(jù)總線連接5個(gè)控制單元(包括中央控制單元及4個(gè)車門的控制單元),有5個(gè)功能:中央門鎖、電動(dòng)窗、照明開關(guān)、后視鏡加熱及自診斷功能。3.安全系統(tǒng)安全系統(tǒng)是指根據(jù)多個(gè)傳感器的信息使安全氣囊啟動(dòng)等的控制系統(tǒng)。由此使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)將急劇地增加。對(duì)此系統(tǒng)的要求是成本低、通信速度快、通信可靠性高。4.信息(娛樂、ITS)系統(tǒng)對(duì)信息系統(tǒng)通信總線的要求是容量大、通信速度非常高。46-2.車身系統(tǒng)46-1.2.3汽車網(wǎng)絡(luò)的分類1.按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(TopologicalStructure)是指網(wǎng)上計(jì)算機(jī)或設(shè)備與信息傳輸介質(zhì)形成的節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)傳輸線的物理構(gòu)成模式。汽車網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有線形結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)等幾種。1)線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種信道共享的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中總線具有信息的雙向傳輸功能,普遍用于控制器局域網(wǎng)的連接,總線一般采用同軸電纜或雙絞線。47-1.2.3汽車網(wǎng)絡(luò)的分類1.按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類1)總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種信道共享的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中總線具有信息的雙向傳輸功能,普遍用于控制器局域網(wǎng)的連接,總線一般采用同軸電纜或雙絞線。圖1-38線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)CAN總線、FlexRay總線48-1)總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種信道共享2)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點(diǎn)為中心,把若干外圍節(jié)點(diǎn)連接起來的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)適用于局域網(wǎng)。圖1-39星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)BMWX5的懸架系統(tǒng)采用FlexRay49-2)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點(diǎn)為3)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由各節(jié)點(diǎn)首尾相連形成一個(gè)閉合環(huán)形線路。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的信息傳送是單向的,即沿一個(gè)方向從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn);每個(gè)節(jié)點(diǎn)需安裝中繼器,以接收、放大、發(fā)送信號(hào)。圖1-40環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)50-3)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由各節(jié)點(diǎn)首尾相連形圖1-41BMW車系影音娛樂系統(tǒng)的MOST總線采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)51-圖1-41BMW車系影音娛樂系統(tǒng)的MOST總線采用環(huán)形拓3.按信息傳輸速度分為方便研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用,美國汽車工程師學(xué)會(huì)(SAE)的汽車網(wǎng)絡(luò)委員會(huì)按照系統(tǒng)的復(fù)雜程度、傳輸流量、傳輸速度、傳輸可靠性、動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間等參量,將汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)劃分為A、B、C、D、E五類。52-3.按信息傳輸速度分為方便研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用,美
A類網(wǎng)絡(luò)是面向傳感器/執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)傳輸位速率通常小于10kbit/s,主要用于車外后視鏡調(diào)整,電動(dòng)車窗、燈光照明等控制;
B類網(wǎng)絡(luò)是面向獨(dú)立模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡(luò),位速率在10~125kbit/s之間,主要應(yīng)用于車身電子舒適性模塊、儀表顯示等系統(tǒng);
C類網(wǎng)絡(luò)是面向高速、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)絡(luò),位速率在125kbit/s~1Mbit/s之間,主要用于牽引力控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、ABS、ESP等系統(tǒng)。
D類網(wǎng)絡(luò)是智能數(shù)據(jù)總線IDB(IntelligentDataBUS)網(wǎng)絡(luò),主要面向影音娛樂信息、多媒體系統(tǒng),其位速率在250kbit/s~100Mbit/s之間。按照SAE的分類,IDB-C為低速網(wǎng)絡(luò),IDB-M為高速網(wǎng)絡(luò),IDB-Wireless為無線通信網(wǎng)絡(luò)。
E類網(wǎng)絡(luò)是面向汽車被動(dòng)安全系統(tǒng)(安全氣囊)的網(wǎng)絡(luò),其位速率為10Mbit/s。53-A類網(wǎng)絡(luò)是面向傳感器/執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡(luò),1)A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)是典型的A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(LIN總線系統(tǒng))應(yīng)用實(shí)例。圖1-43汽車防盜報(bào)警A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(LIN總線系統(tǒng))54-1)A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)是典型的2)B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用當(dāng)大量共享數(shù)據(jù)需要在車內(nèi)各個(gè)控制單元間進(jìn)行交換時(shí),A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不再勝任,可采用B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。圖1-44基于CAN總線的B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)55-2)B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用當(dāng)大量共享數(shù)據(jù)需要在車內(nèi)3)A、B兩類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用通常將A類網(wǎng)絡(luò)通過車身計(jì)算機(jī)(網(wǎng)關(guān))連接到CAN總線組成的B類網(wǎng)絡(luò)中,使得該A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成為CAN總線的一個(gè)節(jié)點(diǎn),這樣無需在各傳感器/執(zhí)行器部件安裝CAN控制器件,就能使得信號(hào)在CAN總線上傳輸,有效地利用了A類網(wǎng)絡(luò)低成本的優(yōu)點(diǎn)。圖1-45A、B兩類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用56-3)A、B兩類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用通常將A類網(wǎng)4)C類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用在C類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案中,CAN總線有效地將發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)及自動(dòng)巡航系統(tǒng)等連接成為一個(gè)綜合控制系統(tǒng),整車性能得到大幅度堤高。圖1-46基于CAN總線的C類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)57-4)C類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用在C類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案中,C圖1-47奔馳車系的CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖58-圖1-47奔馳車系的CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖58-1.3汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議59-1.3汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議59-通信協(xié)議通信協(xié)議是指通信雙方控制信息交換規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)、約定的集合,即指數(shù)據(jù)在總線上的傳輸規(guī)則。簡單地說,兩個(gè)實(shí)體要想成功地通信,它們必須“說同樣的語言”,并按既定控制法則來保證相互的配合。60-通信協(xié)議通信協(xié)議是指通信雙方控制信息交換規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)、約定的1.3.1A類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議
A類網(wǎng)絡(luò)通信目前首選的標(biāo)準(zhǔn)是局域互聯(lián)網(wǎng)LIN(LocalInterconnectNetwork)。LIN是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),它是一種基于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),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。
LIN總線采用低成本的單線連接,傳輸速度最高可達(dá)20kbit/s,對(duì)于低端的大多數(shù)應(yīng)用對(duì)象(如中央門鎖控制、空調(diào)系統(tǒng)控制等)來說,這個(gè)速度是完全可以滿足要求的。
LIN總線的媒體訪問采用單主/多從的機(jī)制,不需要進(jìn)行仲裁,在從節(jié)點(diǎn)中不需要晶體振蕩器而能進(jìn)行自同步,這極大地減少了硬件平臺(tái)的成本,大大降低了汽車電子裝置的開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)費(fèi)用。61-1.3.1A類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議A類網(wǎng)絡(luò)通信目1.3.2B類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議
B類網(wǎng)絡(luò)通信中使用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)是CAN總線。CAN總線是德國BOSCH公司開發(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(dá)1Mbit/s。
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(duì)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(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。
B類網(wǎng)絡(luò)通信的國際標(biāo)準(zhǔn)是ISO11898,其傳輸速率在100kbit/s左右。歐洲的各大汽車制造商從1992年起,一直采用ISO11898,所使用的傳輸速率范圍從47.6~500kbit/s不等。62-1.3.2B類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議B類網(wǎng)絡(luò)通信中使1.3.3C類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議根據(jù)SAE的分類,高速總線系統(tǒng)屬于C類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。由于高速總線系統(tǒng)主要用于與汽車安全相關(guān),以及實(shí)時(shí)性要求比較高的領(lǐng)域,如動(dòng)力系統(tǒng)等,所以其傳輸速率比較高,通常在125kbit/s~1Mbit/s之間,且必須支持實(shí)時(shí)的周期性的數(shù)據(jù)傳輸。
在C類標(biāo)準(zhǔn)中,歐洲的汽車制造商大多采用CAN總線標(biāo)準(zhǔn)ISO11898。ISO11898主要面向乘用車電子控制單元之間的通信,信息傳輸速率大于125kbit/s,最高可達(dá)1Mbit/s。
J1939也是高速通信標(biāo)準(zhǔn),其數(shù)據(jù)傳輸速率為250kbit/s,主要供貨車及其拖車、大客車、建筑機(jī)械及農(nóng)業(yè)機(jī)械使用。1.C類總線標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議63-1.3.3C類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議根據(jù)SAE的分類1.3.4D類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議汽車多媒體網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議屬于D類總線系統(tǒng),分為三種類型,分別是低速、高速和無線,對(duì)應(yīng)SAE的分類相應(yīng)為IDB-C(IntelligentDataBUS-CAN)、IDB-M(Multimedia)和IDB-Wireless,其傳輸速率在250~100Mbit/s之間。
低速網(wǎng)絡(luò)用于遠(yuǎn)程通信、診斷及通用信息傳輸,IDE-C按CAN總線的格式以250kbit/s的位速率進(jìn)行信息傳輸。由于其低成本的特性,IDB-C作為汽車類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)之一,已經(jīng)在汽車網(wǎng)絡(luò)中得到應(yīng)用。
高速網(wǎng)絡(luò)主要用于實(shí)時(shí)的音頻和視頻通信,如MP4、DVD和CD等的播放,所使用的傳輸介質(zhì)是光纖,這一類標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議里主要有DDB、MOST和IEEE1394。64-1.3.4D類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議汽車多媒體網(wǎng)絡(luò)
DDB是用于汽車多媒體和通信的分布式網(wǎng)絡(luò),通常使用光纖作為傳輸介質(zhì),可連接CD播放器、語音控制單元、電話和國際互聯(lián)網(wǎng)。DDB技術(shù)已使用于BENZ公司的高端車型。Daimler-Chrysler等公司計(jì)劃與BWM公司一樣使用MOST。MOST是車輛內(nèi)LAN的接口規(guī)格,用于連接車載導(dǎo)航儀和無線設(shè)備等,數(shù)據(jù)傳輸速度為24Mbit/s。其規(guī)格主要由德國OasisSiliconSystem公司制訂。在無線通信方面,目前廣泛采用藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)。Bluetooth主要是面向下一代汽車應(yīng)用,如語音系統(tǒng)、無線信息通信、個(gè)人娛樂或PC外設(shè)等方面等。65-DDB是用于汽車多媒體和通信的分布式網(wǎng)絡(luò),通Thanks!66-Thanks!66-車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述67-車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1-汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議3汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用2學(xué)習(xí)內(nèi)容68-汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議3汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用269-3-一、數(shù)據(jù)傳輸方式根據(jù)發(fā)送裝置向接收裝置傳輸信息時(shí)各字節(jié)的傳輸方式不同,數(shù)據(jù)傳輸方式分為并行傳輸和串行傳輸兩種形式。1.并行傳輸
圖2-13并行傳輸1—發(fā)送裝置;2—數(shù)據(jù);3—接收裝置;MSB—最高值數(shù)位;LSB—最低值數(shù)位70-一、數(shù)據(jù)傳輸方式根據(jù)發(fā)送裝置向接收裝置傳輸2.串行傳輸圖2-14串行傳輸1-發(fā)送裝置;2-數(shù)據(jù);3-接收裝置數(shù)據(jù)的傳輸速率(速度)比特率比特率:每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)(bit),單位為bit/s(bps)。波特率:每秒信號(hào)變化的次數(shù)(B/s)。在無調(diào)制的情況下,波特率精確等于比特率。采用調(diào)相技術(shù)時(shí),波特率不等于比特率。網(wǎng)速:4
Mbps1Gbps=1000Mbps=1000*1000bps71-2.串行傳輸圖2-14串行傳輸數(shù)據(jù)的傳輸速率(速度)比特目前汽車上:控制單元內(nèi)部線路中使用并行數(shù)據(jù)傳輸方式,控制單元外部傳輸信息則大都以串行傳輸方式進(jìn)行。串行數(shù)據(jù)傳輸既可以采用同步傳輸方式,也可以采用異步傳輸方式。72-目前汽車上:串行數(shù)據(jù)傳輸既可以采用同步傳輸方3.同步數(shù)據(jù)傳輸使用一個(gè)共同的時(shí)鐘脈沖發(fā)生器可保持發(fā)送裝置和接收裝置時(shí)間管理的同步性。這種方式就是同步傳輸方式。圖2-15同步傳輸方式1—同步脈沖;2—數(shù)據(jù);3—停止;4—起始;5—接收裝置串行數(shù)據(jù)傳輸:同步傳輸方式,異步傳輸方式。73-3.同步數(shù)據(jù)傳輸使用一個(gè)共同的時(shí)鐘脈沖發(fā)生器4.異步數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送和接收裝置之間最常用的時(shí)間管理方式是異步傳輸方式。進(jìn)行異步數(shù)據(jù)傳輸時(shí),發(fā)送和接收裝置之間沒有共同的系統(tǒng)節(jié)拍。圖2-16異步數(shù)據(jù)傳輸時(shí)數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)1—接收裝置;2—起始位;3—最低值數(shù)位;4—5-8位數(shù)據(jù);5—最高值數(shù)位;6—檢查位;7~8—停止位;9—發(fā)送裝置74-4.異步數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送和接收裝置之間最常用的時(shí)5.數(shù)據(jù)總線上的信息流方向①單工通信。②雙工通信。圖2-18雙工通信圖2-17單工通信75-5.數(shù)據(jù)總線上的信息流方向①單工通信。②雙工通信。圖2-1.1汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1.1.1汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程汽車電子技術(shù)在經(jīng)歷了零部件層次的汽車電器時(shí)代、子系統(tǒng)層次的單片機(jī)(汽車電腦)控制時(shí)代之后,已經(jīng)開始進(jìn)入汽車網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代,并向汽車信息化時(shí)代邁進(jìn)。按照電子產(chǎn)品和電子控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),可將汽車電子技術(shù)的發(fā)展粗略劃分為四個(gè)階段。1.第一階段——零部件層次的汽車電器時(shí)代
1965~1980年屬于零部件層次的汽車電器時(shí)代。汽車發(fā)電機(jī)晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置等開始裝備汽車,而且電子控制裝置又逐步實(shí)現(xiàn)了由分立元件向集成化的過渡。76-1.1汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1.1.1汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程這一階段,裝備汽車的其他電子裝置還有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子式閃光器、電子控制式喇叭、電子式間歇刮水控制器、數(shù)字時(shí)鐘及高能點(diǎn)火(HEI)線圈和集成電路點(diǎn)火系統(tǒng)等。77-這一階段,裝備汽車的其他電子裝置還有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電2.第二階段——子系統(tǒng)層次的汽車電腦控制時(shí)代
1980~1995年屬于子系統(tǒng)層次的汽車單片機(jī)(汽車電腦)控制時(shí)代,以單片機(jī)為控制核心,以實(shí)現(xiàn)特定控制內(nèi)容或功能為基本目的的各種電子控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。圖1-4電子點(diǎn)火系統(tǒng)組成示意圖78-2.第二階段——子系統(tǒng)層次的汽車電腦控制時(shí)代進(jìn)入20世紀(jì)90年代,出現(xiàn)全面、綜合的電子控制系統(tǒng)。79-進(jìn)入20世紀(jì)90年代,出現(xiàn)全面、綜合的電子控制系3.第三階段——整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代
1995~2010年屬于整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。采用先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)和車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù),形成了車上的分布式、網(wǎng)絡(luò)化的電子控制系統(tǒng)。整車電氣系統(tǒng)被連成一個(gè)多ECU、多節(jié)點(diǎn)的有機(jī)的整體,使得其性能也更加完善。目前,世界主要汽車制造商生產(chǎn)的的多數(shù)汽車上均采用了以CAN、LIN、MOST、DDB等為代表的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),將車輛控制系統(tǒng)簡化為節(jié)點(diǎn)模塊化。在基于現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式控制中,任何傳統(tǒng)意義上的傳感器和執(zhí)行器都可以與同一現(xiàn)場(chǎng)的節(jié)點(diǎn)相組合,構(gòu)成節(jié)點(diǎn)模塊,汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化了汽車的控制系統(tǒng),極大地提升了汽車的整體控制水平。80-3.第三階段——整車聯(lián)網(wǎng)層次的汽車網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代1圖1-6BMWE60的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
圖1-7AUDIA4的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)81-圖1-6BMWE60的汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖1-74.第四階段——以Telematics技術(shù)為代表的汽車信息化時(shí)代以國際Telematics產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ITIF)正式成立為標(biāo)志,2010年成為汽車信息化時(shí)代的發(fā)軔之年。82-4.第四階段——以Telematics技術(shù)為代表的汽車信息化圖1-10汽車將進(jìn)入信息化時(shí)代(由動(dòng)力傳動(dòng)、車身控制、行駛安全性、多媒體傳輸?shù)絋elematics)83-圖1-10汽車將進(jìn)入信息化時(shí)代(由動(dòng)力傳動(dòng)、車身控制、1.Telematics簡介
Telematics是遠(yuǎn)程通信技術(shù)(Telecommunications)與信息科學(xué)技術(shù)(Informatics)的合成詞,意指通過內(nèi)置在汽車、航空器、船舶、火車等運(yùn)輸工具上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),借助無線通信技術(shù)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù),實(shí)現(xiàn)文字、圖像、語音信息交換的綜合信息服務(wù)系統(tǒng)。也就是說,Telematics技術(shù)整合了汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(也包括其他移動(dòng)運(yùn)輸工具內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)技術(shù))、無線通信技術(shù)、GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù),通過無線網(wǎng)絡(luò),隨時(shí)給行車中的人們提供駕駛、生活、娛樂所必需的各種信息。84-1.Telematics簡介Telemati圖1-11Telematics信息交換過程示意圖85-圖1-11Telematics信息交換過程示意圖19-
Telematics特點(diǎn)在于大部分的應(yīng)用系統(tǒng)位于網(wǎng)絡(luò)上(如通訊網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星與廣播等)而非汽車內(nèi)。駕駛者可運(yùn)用無線傳輸?shù)姆绞?,連結(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸與接收信息與服務(wù),以及下載應(yīng)用系統(tǒng)或更新軟件等,所耗的成本較低,主要功能仍以行車安全與車輛保全為主,主要功能如圖1-12所示。圖1-12Telematics的主要功能86-Telematics特點(diǎn)在于大部分的應(yīng)用系統(tǒng)位通過GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(圖1-13),結(jié)合行車路線,作電子地圖與語音導(dǎo)航相結(jié)合的路況報(bào)導(dǎo)、路線指引(圖1-14),并能提前預(yù)報(bào)前方路口的車速限制及交通違法攝像頭的安裝情況,以確保安全行車。圖1-13GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)87-通過GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(圖1-13),圖1-14電子地圖與語音導(dǎo)航88-圖1-14電子地圖與語音導(dǎo)航22-②道路救援。行車過程中,如果發(fā)生車禍或車輛出現(xiàn)故障,駕駛員可通過Telematics系統(tǒng)的緊急呼叫按鍵,自動(dòng)聯(lián)系緊急服務(wù)機(jī)構(gòu)(119、120等急救機(jī)構(gòu))或汽車服務(wù)站,以獲得道路救援。圖1-15緊急呼叫按鍵1-左側(cè)免提話筒;2-活動(dòng)天窗按鍵;3-緊急呼叫按鍵;4-右側(cè)免提話筒③汽車防盜及搜尋。通過GPS衛(wèi)星定位技術(shù)確定失竊車輛的位置和行車路線,以便搜尋與追蹤,追繳車輛并緝拿盜車賊。④車輛調(diào)度管理。通過無線信息傳輸,實(shí)現(xiàn)運(yùn)營車輛的調(diào)度管理。89-②道路救援。行車過程中,如果發(fā)生車禍或車輛出圖1-16運(yùn)營車輛的調(diào)度管理90-圖1-16運(yùn)營車輛的調(diào)度管理24-⑤自動(dòng)防撞系統(tǒng)。通過測(cè)距傳感器或雷達(dá),監(jiān)測(cè)前、后車輛之間的車距,自動(dòng)調(diào)用車載自適應(yīng)巡航系統(tǒng),使前、后車輛之間保持必要的安全距離。圖1-17自適應(yīng)巡航系統(tǒng)監(jiān)測(cè)前、后車輛之間的車距⑥車況掌握。車輛性能與車況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸,進(jìn)行多地、遠(yuǎn)程“專家會(huì)診”,指導(dǎo)車輛維修等。⑦個(gè)人化信息接收與發(fā)布。收發(fā)電子郵件與個(gè)人化信息等。91-⑤自動(dòng)防撞系統(tǒng)。通過測(cè)距傳感器或雷達(dá),監(jiān)測(cè)前⑧多媒體影音娛樂信息接收。高畫質(zhì)與高音質(zhì)的視聽設(shè)備、游戲機(jī)、上網(wǎng)機(jī)、個(gè)人行動(dòng)信息中心、隨選視頻資訊等(圖1-18)。⑨車輛應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)。當(dāng)行駛中的車輛遇到緊急情況是,可以借助Telematics系統(tǒng)向外界(其他車輛或道路交通管理部門)發(fā)出應(yīng)急申請(qǐng),亦可接收來自道路交通管理部門發(fā)布的緊急情況警告及應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案,確保行車安全和道路暢通。圖1-18后座多媒體影音娛樂系統(tǒng)92-⑧多媒體影音娛樂信息接收。高畫質(zhì)與高音質(zhì)的視
Telematics系統(tǒng)在汽車上的布置(圖1-19)可分為前座系統(tǒng)、后座系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)三大子系統(tǒng)。圖1-19Telematics系統(tǒng)在汽車上的布置93-Telematics系統(tǒng)在汽車上的布置(圖11.2汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用94-1.2汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用28-圖1-22汽車上的電子控制系統(tǒng)越來越多95-圖1-22汽車上的電子控制系統(tǒng)越來越多29-隨著汽車電子化程度逐年提高,從發(fā)動(dòng)機(jī)控制到傳動(dòng)系控制,從行駛、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向系控制到安全保障系統(tǒng)及儀表報(bào)警系統(tǒng),從電源管理到為提高舒適性而作的各種努力,使汽車電子系統(tǒng)形成了一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)(圖1-24)。這些系統(tǒng)除需要互相通信,且信息傳輸量急劇加大。如果依然采用傳統(tǒng)的布線方式(圖1-25),那么,對(duì)于復(fù)雜控制系統(tǒng),其連接電線(線束)的數(shù)量將急劇增加,甚至難以承受。圖1-24復(fù)雜的、多控制單元的汽車電腦控制系統(tǒng)
圖1-23汽車內(nèi)部的電線(線束)數(shù)量(裝備3個(gè)電子控制單元)
96-隨著汽車電子化程度逐年提高,從發(fā)動(dòng)機(jī)控制到傳動(dòng)對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),若采用傳統(tǒng)布線方式(一對(duì)一布線),將導(dǎo)致車上電線數(shù)目急劇增加,其質(zhì)量將會(huì)占到整車質(zhì)量的4%左右。而且,數(shù)量龐大的線束、電線插接器也會(huì)降低車輛電氣系統(tǒng)的可靠性,使故障率加大。為解決這一制約汽車電子技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的信息傳輸瓶頸問題,一種新的信息傳輸技術(shù)——汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。圖1-252個(gè)控制單元之間傳統(tǒng)的布線方式(一對(duì)一布線)97-對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),若采用傳統(tǒng)布線方式(一對(duì)圖1-26鍵盤與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)進(jìn)行信息傳輸98-圖1-26鍵盤與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線是模塊間運(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(hào)可以被多個(gè)系統(tǒng)(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。如果系統(tǒng)可以發(fā)送和接收數(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99-數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線是模塊間運(yùn)行數(shù)據(jù)的通道,即所謂的信息高速公將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)總線技術(shù)引入到汽車電氣系統(tǒng)中,同樣可以在大大簡化汽車電路的同時(shí),傳遞豐富的信息。圖1-27采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)在兩個(gè)控制單元之間進(jìn)行信息傳輸如圖1-27所示,采用數(shù)據(jù)總線技術(shù)在兩個(gè)控制單元之間進(jìn)行信息傳輸,可以有效較少數(shù)據(jù)傳輸線的數(shù)量。100-將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)總線技術(shù)引入到汽車電氣系統(tǒng)圖1-28為在具有3個(gè)控制單元的系統(tǒng)中采用CAN數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信息傳輸?shù)氖疽鈭D,相應(yīng)地,汽車內(nèi)部的線束連接也變得簡潔、清晰(圖1-29),不再是一團(tuán)亂麻。圖1-28在具有3個(gè)控制單元的系統(tǒng)中采用CAN數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信息傳輸圖1-29汽車內(nèi)部的電線(線束)數(shù)量(裝備3個(gè)電子控制單元)101-圖1-28為在具有3個(gè)控制單元的系統(tǒng)中采用C下面,以寶來(BORA)汽車的駕駛員側(cè)車門控制單元為例,進(jìn)一步說明這一問題。圖1-30采用傳統(tǒng)的布線方式(9個(gè)線束插接器,共45根電線)102-下面,以寶來(BORA)汽車的駕駛員側(cè)車門控制單元為例,進(jìn)一圖1-31采用數(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)103-圖1-31采用數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信息傳輸(只需2個(gè)線束插接器,3.采用汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)①減輕整車自重。減少電線用量,耗銅量下降,整車自重得以降低。同時(shí),全車線束變細(xì),也為安裝其它新的部件預(yù)留了空間。②降低生產(chǎn)成本。除了電線用量減少、耗銅量下降帶來的成本降低之外,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所秉持的“信息共享、一線多能”也充分發(fā)揮了每一條電線的作用,現(xiàn)實(shí)了“物盡其用”。③提高工作可靠性。電線數(shù)量的減少,也使汽車電氣系統(tǒng)的線束插接器數(shù)量大大減少,由線束和插接器引發(fā)的斷路、短路、接觸不良等故障的發(fā)生率也大大降低,整車電氣系統(tǒng)的工作可靠性得以提高。④便于后續(xù)開發(fā)。采用開放式的汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù),為后續(xù)技術(shù)的開發(fā)留有充分的余地。以后,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,新的電子控制系統(tǒng)可以很方便地融入到已有的系統(tǒng)之中,而不必對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)作太大的改動(dòng)。104-3.采用汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)①減輕整車自重。減少電線用量,耗同時(shí),也便于實(shí)現(xiàn)控制器與執(zhí)行器的就近安裝,甚至采用控制器與執(zhí)行器的一體化安裝,進(jìn)一步節(jié)省了安裝空間,提高了控制的實(shí)時(shí)性和控制精度,從而實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)。圖1-32大眾開迪(Caddy)、邁騰(Magotan)汽車的整體式ESPECU105-同時(shí),也便于實(shí)現(xiàn)控制器與執(zhí)行器的就近安裝,甚1.2.2現(xiàn)場(chǎng)總線與汽車網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)場(chǎng)總線(Fieldbus)是一種工業(yè)數(shù)據(jù)通信總線,主要用于自動(dòng)化控制(如鋼鐵冶金、啤酒釀造,以解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。目前汽車上廣泛使用的控制局域網(wǎng)絡(luò)(ControllerAreaNetwork,CAN)就可以歸為現(xiàn)場(chǎng)總線類網(wǎng)絡(luò),但同時(shí)又有自身的一些特點(diǎn)。汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅有CAN總線和LIN總線這樣的控制網(wǎng)絡(luò),還有多媒體影音娛樂信息網(wǎng)絡(luò),如MOST、DDB等。目前,汽車電子系統(tǒng)控制中應(yīng)用最廣泛的是CAN總線。1.現(xiàn)場(chǎng)總線106-1.2.2現(xiàn)場(chǎng)總線與汽車網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(F2.現(xiàn)場(chǎng)總線的組成現(xiàn)場(chǎng)總線由兩大部分組成,即數(shù)據(jù)傳輸線和節(jié)點(diǎn)。在總線系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)包括控制單元和總線輔助設(shè)備,控制單元由控制器、濾波器、收發(fā)器、兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸終端組成??刂茊卧谟布隙嗔藢iT的總線接口裝置(如CAN總線接口),并有相應(yīng)的軟件即通信標(biāo)準(zhǔn)的支持。圖1-34現(xiàn)場(chǎng)總線中的控制單元107-2.現(xiàn)場(chǎng)總線的組成現(xiàn)場(chǎng)總線由兩大部分組成,即數(shù)據(jù)
在大眾速騰(SAGITAR)汽車的電源管理系統(tǒng)中,J519作為中央電器控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)電源管理、車外燈控制、車內(nèi)燈控制、儀表照明及光亮度調(diào)整、轉(zhuǎn)向信號(hào)控制、接線柱控制、前/后風(fēng)擋玻璃的雨刷控制、燃油泵電源接通、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、后風(fēng)窗加熱等十幾種功能,控制功能十分豐富。
圖1-36中央電器控制單元J519作為中央電器控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)存在J519—中央電器控制單元;J527—轉(zhuǎn)向柱控制單元108-在大眾速騰(SAGITAR)汽車的電源管理系統(tǒng)5.現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)①經(jīng)濟(jì)性;②可靠性;③可控性;④綜合性;⑤互換性;⑥開放性。109-5.現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)①經(jīng)濟(jì)性;②可靠性;③可控性;431.2.2車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用非常多,按照應(yīng)用系統(tǒng)加以劃分的話,車用網(wǎng)絡(luò)大致可以分為4個(gè)系統(tǒng):動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)車身系統(tǒng)安全系統(tǒng)信息系統(tǒng)。110-1.2.2車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)44-1.動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線連接3塊電腦,它們是發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS/EDL及自動(dòng)變速器電腦(動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線可以連接安全氣囊、四輪驅(qū)動(dòng)與組合儀表等電腦)??偩€可以同時(shí)傳遞10組數(shù)據(jù),發(fā)動(dòng)機(jī)電腦5組、ABS/EDL電腦3組、自動(dòng)變速器電腦2組。數(shù)據(jù)總線以500kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù),每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要0.25ms,每一電控單元7ms~20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)锳BS/EDL電控單元、發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元、自動(dòng)變速器電控單元。111-1.動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線連接3塊電腦,它們是發(fā)動(dòng)2.車身系統(tǒng)與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)相比,汽車上的各處都配置有車身系統(tǒng)的部件,線束長,容易受到干擾。舒適CAN數(shù)據(jù)總線連接5個(gè)控制單元(包括中央控制單元及4個(gè)車門的控制單元),有5個(gè)功能:中央門鎖、電動(dòng)窗、照明開關(guān)、后視鏡加熱及自診斷功能。3.安全系統(tǒng)安全系統(tǒng)是指根據(jù)多個(gè)傳感器的信息使安全氣囊啟動(dòng)等的控制系統(tǒng)。由此使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)將急劇地增加。對(duì)此系統(tǒng)的要求是成本低、通信速度快、通信可靠性高。4.信息(娛樂、ITS)系統(tǒng)對(duì)信息系統(tǒng)通信總線的要求是容量大、通信速度非常高。112-2.車身系統(tǒng)46-1.2.3汽車網(wǎng)絡(luò)的分類1.按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(TopologicalStructure)是指網(wǎng)上計(jì)算機(jī)或設(shè)備與信息傳輸介質(zhì)形成的節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)傳輸線的物理構(gòu)成模式。汽車網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有線形結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)等幾種。1)線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種信道共享的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中總線具有信息的雙向傳輸功能,普遍用于控制器局域網(wǎng)的連接,總線一般采用同軸電纜或雙絞線。113-1.2.3汽車網(wǎng)絡(luò)的分類1.按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類1)總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種信道共享的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中總線具有信息的雙向傳輸功能,普遍用于控制器局域網(wǎng)的連接,總線一般采用同軸電纜或雙絞線。圖1-38線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)CAN總線、FlexRay總線114-1)總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種信道共享2)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點(diǎn)為中心,把若干外圍節(jié)點(diǎn)連接起來的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)適用于局域網(wǎng)。圖1-39星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)BMWX5的懸架系統(tǒng)采用FlexRay115-2)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點(diǎn)為3)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由各節(jié)點(diǎn)首尾相連形成一個(gè)閉合環(huán)形線路。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的信息傳送是單向的,即沿一個(gè)方向從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn);每個(gè)節(jié)點(diǎn)需安裝中繼器,以接收、放大、發(fā)送信號(hào)。圖1-40環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)116-3)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由各節(jié)點(diǎn)首尾相連形圖1-41BMW車系影音娛樂系統(tǒng)的MOST總線采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)117-圖1-41BMW車系影音娛樂系統(tǒng)的MOST總線采用環(huán)形拓3.按信息傳輸速度分為方便研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用,美國汽車工程師學(xué)會(huì)(SAE)的汽車網(wǎng)絡(luò)委員會(huì)按照系統(tǒng)的復(fù)雜程度、傳輸流量、傳輸速度、傳輸可靠性、動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間等參量,將汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)劃分為A、B、C、D、E五類。118-3.按信息傳輸速度分為方便研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用,美
A類網(wǎng)絡(luò)是面向傳感器/執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)傳輸位速率通常小于10kbit/s,主要用于車外后視鏡調(diào)整,電動(dòng)車窗、燈光照明等控制;
B類網(wǎng)絡(luò)是面向獨(dú)立模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡(luò),位速率在10~125kbit/s之間,主要應(yīng)用于車身電子舒適性模塊、儀表顯示等系統(tǒng);
C類網(wǎng)絡(luò)是面向高速、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)絡(luò),位速率在125kbit/s~1Mbit/s之間,主要用于牽引力控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、ABS、ESP等系統(tǒng)。
D類網(wǎng)絡(luò)是智能數(shù)據(jù)總線IDB(IntelligentDataBUS)網(wǎng)絡(luò),主要面向影音娛樂信息、多媒體系統(tǒng),其位速率在250kbit/s~100Mbit/s之間。按照SAE的分類,IDB-C為低速網(wǎng)絡(luò),IDB-M為高速網(wǎng)絡(luò),IDB-Wireless為無線通信網(wǎng)絡(luò)。
E類網(wǎng)絡(luò)是面向汽車被動(dòng)安全系統(tǒng)(安全氣囊)的網(wǎng)絡(luò),其位速率為10Mbit/s。119-A類網(wǎng)絡(luò)是面向傳感器/執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡(luò),1)A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)是典型的A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(LIN總線系統(tǒng))應(yīng)用實(shí)例。圖1-43汽車防盜報(bào)警A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(LIN總線系統(tǒng))120-1)A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)是典型的2)B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用當(dāng)大量共享數(shù)據(jù)需要在車內(nèi)各個(gè)控制單元間進(jìn)行交換時(shí),A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不再勝任,可采用B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。圖1-44基于CAN總線的B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)121-2)B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用當(dāng)大量共享數(shù)據(jù)需要在車內(nèi)3)A、B兩類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用通常將A類網(wǎng)絡(luò)通過車身計(jì)算機(jī)(網(wǎng)關(guān))連接到CAN總線組成的B類網(wǎng)絡(luò)中,使得該A類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成為CAN總線的一個(gè)節(jié)點(diǎn),這樣無需在各傳感器/執(zhí)行器部件安裝CAN控制器件,就能使得信號(hào)在CAN總線上傳輸,有效地利用了A類網(wǎng)絡(luò)低成本的優(yōu)點(diǎn)。圖
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