汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù).ppt

第五章 其他車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù),第一節(jié) 汽車車載局域網(wǎng) 第二節(jié) MOST總線 第三節(jié) 藍(lán) 牙 技 術(shù) 第四節(jié) 診 斷 總 線 第五節(jié) 汽車光纖技術(shù),第一節(jié) 汽車車載局域網(wǎng),一、 LAN的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 二、 LAN的類型 三、 LAN的應(yīng)用,一、 LAN的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),1. LAN的構(gòu)成 2.采用LAN技術(shù)的汽車的特點(diǎn),汽車車載局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）是指分布在汽車上的電器與電子設(shè)備在物理上互相連接，并按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，以共享硬件、軟件和信息等資源為目的的電子控制系統(tǒng)。,1. LAN的構(gòu)成,圖5-1 LAN的構(gòu)成 G/W網(wǎng)關(guān) ECS電控單元或電子控制系統(tǒng),圖5-2 典型的LAN結(jié)構(gòu) 1ABS電控單元 2動(dòng)力系統(tǒng)電控單元 3空調(diào)電控單元 4集成控制板 5組合儀表電控單元 6照明電控單元 7電動(dòng)座椅電控單元 8車門電控單元 9車載電話電控單元 10汽車動(dòng)態(tài)電控單元,2.采用LAN技術(shù)的汽車的特點(diǎn),1）汽車電子控制系統(tǒng)只需1根通信電纜，減少線束連接，減輕汽車質(zhì)量。 2）電子控制系統(tǒng)部件數(shù)量減少，使汽車的可靠性增加。 3）可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)故障診斷、測(cè)試和報(bào)警，實(shí)現(xiàn)集中顯示、歷史查詢和故障自診斷等功能，使汽車具有行駛記錄儀功能。 4）電子控制系統(tǒng)的擴(kuò)展性強(qiáng)，增加電控裝置時(shí)幾乎不需要對(duì)原有局域網(wǎng)的軟件和硬件進(jìn)行任何改動(dòng)。,二、 LAN的類型,表5-1 主要車載網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與應(yīng)用,三、 LAN的應(yīng)用,1.豐田汽車采用的兩種供多路傳輸通信需要的集成電路 2.豐田汽車公司選用SAE J1850標(biāo)準(zhǔn)的PWM編碼作為兩種集成電路通信協(xié)議的基礎(chǔ) 3.豐田汽車按SAE J1850標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置的兩種集成電路的相關(guān)規(guī)范,4.通信控制IC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 5.收發(fā)器IC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 6.通信控制與收發(fā)器IC的使用情況 7.豐田汽車公司除選用PWM編碼協(xié)議外又定義了NRZ編碼協(xié)議,8,第二節(jié) MOST總線,一、 MOST總線的特點(diǎn)和類型 二、 MOST的結(jié)構(gòu)和控制原理 三、 MOST在汽車上的應(yīng)用,一、 MOST總線的特點(diǎn)和類型,1. MOST的含義 2. MOST的特點(diǎn) 3. MOST數(shù)據(jù)的類型 4.基本概念,1. MOST的含義,多媒體定向系統(tǒng)傳輸(Media Oriented Systems Transport，MOST)為車輛中使用的一種多媒體應(yīng)用通信技術(shù)。MOST利用一根光纖，最多可以同時(shí)傳送15個(gè)頻道的CD質(zhì)量的非壓縮音頻數(shù)據(jù)。在一個(gè)局域網(wǎng)上，最多可連接64個(gè)節(jié)點(diǎn)。,2. MOST的特點(diǎn),1）保證低成本的條件下，可達(dá)到24.8Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。 2）無論是否有主機(jī)電控單元都可工作。 3）使用塑料光纜優(yōu)化信息傳送質(zhì)量。 4）支持聲音和壓縮圖像的實(shí)時(shí)處理。 5）支持?jǐn)?shù)據(jù)的同步和異步傳輸。 6）發(fā)送器/接收器嵌有虛擬網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。 7）支持多種網(wǎng)絡(luò)連接方式。 8）提供MOST設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。 9）應(yīng)用系統(tǒng)界面方便、簡潔。 10）MOST總線不僅能傳輸控制數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)，還能傳輸數(shù)字音頻信號(hào)、視頻信號(hào)圖形以及其他數(shù)據(jù)。,圖5-17 MOST數(shù)據(jù)組成,3. MOST數(shù)據(jù)的類型,在MOST網(wǎng)絡(luò)中，傳輸?shù)男畔⒂型綌?shù)據(jù)、異步數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)3種類型，分別由一個(gè)信息幀的同步數(shù)據(jù)場(chǎng)、異步數(shù)據(jù)場(chǎng)和控制數(shù)據(jù)場(chǎng)傳送，如圖所示。,二、 MOST的結(jié)構(gòu)和控制原理,1. MOST的基本結(jié)構(gòu) 2. MOST總線工作狀態(tài) 3. MOST控制原理 4. MOST總線的診斷功能,1. MOST的基本結(jié)構(gòu),（1）MOST節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu),圖5-18 MOST節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)模型,圖5-19 MOST設(shè)備的邏輯結(jié)構(gòu),（2）MOST設(shè)備,圖5-21 MOST總線電控單元結(jié)構(gòu),圖5-20 MOST設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu),2. MOST總線工作狀態(tài),（1）休眠模式 （2）備用模式 （3）通電工作模式,（1）休眠模式,休眠模式下的MOST總線內(nèi)沒有數(shù)據(jù)交換，所有裝置處于待命狀態(tài)，只能由系統(tǒng)管理器發(fā)出的光啟動(dòng)脈沖來激活，靜態(tài)電流被降至最小值。,（2）備用模式,備用模式下無法為用戶提供任何服務(wù)，MOST總線系統(tǒng)在后臺(tái)運(yùn)行，但所有的輸出介質(zhì)(如顯示器、收音機(jī)放大器等)都不工作或不發(fā)聲。,（3）通電工作模式,通電工作模式中，電控單元完全接通，MOST總線上有數(shù)據(jù)交換，用戶可使用所有功能。,3. MOST控制原理,圖5-22 MOST總線的環(huán)形結(jié)構(gòu),三、 MOST在汽車上的應(yīng)用,1. MOST的組成 2.電話,圖5-23 MOST控制原理 1計(jì)算機(jī)及鍵盤 2顯示器 3、9音響 4電視 5無線信號(hào)收發(fā)器 6衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī) 7CD-ROM(電子地圖等數(shù)據(jù)) 8車載電話 10語音控制輸入接口 11CD(VCD)播放機(jī),1. MOST的組成,（1）光信號(hào)發(fā)射器 光信號(hào)發(fā)射器中裝有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置向一個(gè)LED供電，LED向MOST總線發(fā)送650nm紅色可見光信號(hào)，重復(fù)頻率為44.1MHz。 （2）光信號(hào)接收器 光信號(hào)接收器接收MOST總線的數(shù)據(jù)，主要由LED、前功率放大器、喚醒電路、將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的接口等組成。 （3）MOST光纜 MOST總線采用塑料光纜，寶馬E65轎車MOST總線用綠色作為特征標(biāo)記，如圖5-25所示。,24,圖5-24 MOST電控單元之間的連接,第三節(jié) 藍(lán) 牙 技 術(shù),一、 藍(lán)牙技術(shù)簡介 二、藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn) 三、藍(lán)牙技術(shù)在車載免提系統(tǒng)中的應(yīng)用,一、 藍(lán)牙技術(shù)簡介,藍(lán)牙技術(shù)(BluetoothTM)是一種無線通信新技術(shù)，其目的是實(shí)現(xiàn)最高數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbit/s、最大傳輸距離為10m的無線通信。,二、藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn),表5-2 USB與藍(lán)牙技術(shù)的比較,三、藍(lán)牙技術(shù)在車載免提系統(tǒng)中的應(yīng)用,1.車載免提系統(tǒng)的類型 2.車載藍(lán)牙免提系統(tǒng),1.車載免提系統(tǒng)的類型,（1）車載免提通信系統(tǒng) 車載免提通信系統(tǒng)直接安裝在車上，通話品質(zhì)高，通話時(shí)音響自動(dòng)靜音，代表品牌是摩托羅拉車載電話，主要用于高檔進(jìn)口車(如奔馳、寶馬、沃爾沃、奧迪等)和國產(chǎn)“新藍(lán)鳥”車上。 （2）車載免提系統(tǒng) 車載免提系統(tǒng)與手機(jī)配合使用，使用時(shí)手機(jī)必須放在固定支架上，并且與之通過線纜連接，通話時(shí)占用收音機(jī)固定頻率(FM 90MHz或108MHz)，通話品質(zhì)差，易受環(huán)境噪聲干擾。,（3）普通耳機(jī)和藍(lán)牙耳機(jī) 有人認(rèn)為行車時(shí)使用普通耳機(jī)或者藍(lán)牙耳機(jī)接聽電話可以增加行車安全，但由于現(xiàn)有的耳機(jī)不能與音響互動(dòng)，尤其是行車時(shí)若既聽音響又用耳機(jī)接聽電話，會(huì)對(duì)行車安全更加不利，而且駕駛汽車時(shí)戴耳機(jī)在交通安全法規(guī)中是禁止的。 （4）車載藍(lán)牙免提系統(tǒng) 此系統(tǒng)為無線連接，具有藍(lán)牙功能，適用于全部具有藍(lán)牙功能的手機(jī)，用戶只需在初次上車時(shí)作初始的識(shí)別配對(duì)即可，免提效果同車載免提通信系統(tǒng)相同。,2.車載藍(lán)牙免提系統(tǒng),（1）車載藍(lán)牙免提系統(tǒng)的功能 （2）車載藍(lán)牙免提系統(tǒng)的組成 （3）車載藍(lán)牙免提系統(tǒng)的連接原理,（1）車載藍(lán)牙免提系統(tǒng)的功能,車載藍(lán)牙免提系統(tǒng)是專為行車安全和舒適性而設(shè)計(jì)的，能自動(dòng)辨識(shí)移動(dòng)電話，不需要電纜或電話托架便可與手機(jī)聯(lián)機(jī)；不需要碰觸手機(jī)(雙手保持在轉(zhuǎn)向盤上)便可控制手機(jī)，用語音指令控制接聽或撥打電話。,（2）車載藍(lán)牙免提系統(tǒng)的組成,圖5-26 車載藍(lán)牙免提系統(tǒng),表5-3 藍(lán)牙系統(tǒng)工作模式狀態(tài)描述,（3）車載藍(lán)牙免提系統(tǒng)的連接原理,圖5-27 車載藍(lán)牙免提系統(tǒng)的連接原理,第四節(jié) 診 斷 總 線,一、概述 二、診斷條件 三、診斷總線的地址格式擴(kuò)展,一、概述,圖5-28 診斷接口,診斷總線用于完成診斷電控單元與車上其他電控單元之間的數(shù)據(jù)交換。,二、診斷條件,表5-4 診斷插接器端子功能說明,三、診斷總線的地址格式擴(kuò)展,表5-5 診斷總線的診斷條件,第五節(jié) 汽車光纖技術(shù),一、光纖的類型和特點(diǎn) 二、光纖多路傳輸?shù)慕M成與應(yīng)用 三、光源光學(xué)星形網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè),一、光纖的類型和特點(diǎn),1.光纖的類型 2.光纖傳送信息的方法及原理 3.無源光纖的優(yōu)點(diǎn),光纖總線可分為無源和有源兩類。無源光纖總線由光纖和光纖耦合器構(gòu)成；有源光纖總線除光纖和光纖耦合器以外，還增加了光中繼器或光放大器，以增強(qiáng)光信號(hào)，對(duì)于光路損耗較大的場(chǎng)合非常必要。汽車使用的主要是無源光纖，它不能放大或產(chǎn)生能量。,1.光纖的類型,1.光纖的類型,1）MOST總線用于傳輸車輛中的所有通信和信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)。 2）Byteflight總線是一個(gè)雙向傳輸數(shù)據(jù)的星形總線，說明每個(gè)電控單元只有一根光纜線。,2.光纖傳送信息的方法及原理,光纖傳送信息的方法有時(shí)分復(fù)用(OTDM)、波分復(fù)用(WDM)和頻分復(fù)用(FDM)3種方式。 光纖傳送原理：由電控單元形成的電信號(hào)在發(fā)射元件內(nèi)被轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，并發(fā)射到光纜內(nèi)。光纖用于光波的導(dǎo)向，為了使發(fā)射出來的光線不會(huì)從光纖中射出，光纖有外包裝層，可使光線發(fā)生反射，并借此使光線繼續(xù)傳輸，穿過光纜，然后通過接收元件重新轉(zhuǎn)換