汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課件_第1章_緒論

1、汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)沈陽(yáng)大學(xué)沈陽(yáng)大學(xué) 凌永成凌永成 配配 套套 教教 材材 信信 息息教材名稱(chēng)：汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教材名稱(chēng)：汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教材主編：凌永成教材主編：凌永成教材定價(jià)：教材定價(jià)：35RMB出版社：清華大學(xué)出版社出版社：清華大學(xué)出版社出版時(shí)間：出版時(shí)間：2012年年3月月國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)書(shū)號(hào)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)書(shū)號(hào)（ISBN ）：）： 978-7-302-28149-8 教材所屬系列：教材所屬系列： 普通高等院校汽車(chē)工程類(lèi)規(guī)劃教材普通高等院校汽車(chē)工程類(lèi)規(guī)劃教材 第第1章章 緒論緒論1.1 汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展1.1.1 汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程 汽車(chē)電子技術(shù)在經(jīng)歷了零部

2、件層次的汽車(chē)電器時(shí)代、子汽車(chē)電子技術(shù)在經(jīng)歷了零部件層次的汽車(chē)電器時(shí)代、子系統(tǒng)層次的單片機(jī)（汽車(chē)電腦）控制時(shí)代之后，已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)系統(tǒng)層次的單片機(jī)（汽車(chē)電腦）控制時(shí)代之后，已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，并向汽車(chē)信息化時(shí)代邁進(jìn)。入汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，并向汽車(chē)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(chē)電按照電子產(chǎn)品和電子控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，可將汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展粗略劃分為四個(gè)階段。子技術(shù)的發(fā)展粗略劃分為四個(gè)階段。1.第一階段第一階段零部件層次的汽車(chē)電器時(shí)代零部件層次的汽車(chē)電器時(shí)代 19651980年屬于零部件層次的汽車(chē)電器時(shí)代。汽車(chē)發(fā)年屬于零部件層次的汽車(chē)電器時(shí)代。汽車(chē)發(fā)電機(jī)晶體管電壓調(diào)

3、節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置等開(kāi)始裝備汽車(chē)，電機(jī)晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置等開(kāi)始裝備汽車(chē)，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(guò)渡。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(guò)渡。 這一階段，裝備汽車(chē)的其這一階段，裝備汽車(chē)的其他電子裝置還有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子他電子裝置還有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子式閃光器、電子控制式喇叭、式閃光器、電子控制式喇叭、電子式間歇刮水控制器、數(shù)字電子式間歇刮水控制器、數(shù)字時(shí)鐘及高能點(diǎn)火（時(shí)鐘及高能點(diǎn)火（HEI）線(xiàn)圈）線(xiàn)圈和集成電路點(diǎn)火系統(tǒng)等。和集成電路點(diǎn)火系統(tǒng)等。2.第二階段第二階段子系統(tǒng)層次的汽車(chē)電腦控制時(shí)代子系統(tǒng)層次的汽車(chē)電腦控制時(shí)代 19801995年屬于子系統(tǒng)層

4、次的汽車(chē)單片機(jī)（汽車(chē)電腦）年屬于子系統(tǒng)層次的汽車(chē)單片機(jī)（汽車(chē)電腦）控制時(shí)代。在這一時(shí)期，單片機(jī)（微處理器）在汽車(chē)上得到廣控制時(shí)代。在這一時(shí)期，單片機(jī)（微處理器）在汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用，以單片機(jī)為控制核心，以實(shí)現(xiàn)特定控制內(nèi)容或功能為泛應(yīng)用，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?；灸康牡母鞣N電子控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。 圖圖1-4 電子點(diǎn)火系統(tǒng)組成示意圖電子點(diǎn)火系統(tǒng)組成示意圖 進(jìn)入進(jìn)入20世紀(jì)世紀(jì)90年代，出現(xiàn)全面、綜合的電子控制系統(tǒng)。年代，出現(xiàn)全面、綜合的電子控制系統(tǒng)。 電子控制技術(shù)在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用，不僅拓展了電子控電子控制技術(shù)在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)

5、用，不僅拓展了電子控制的功能和控制內(nèi)容，提高了控制精度和汽車(chē)性能，而且也制的功能和控制內(nèi)容，提高了控制精度和汽車(chē)性能，而且也為汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.第三階段第三階段整車(chē)聯(lián)網(wǎng)層次的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代整車(chē)聯(lián)網(wǎng)層次的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代 19952010年屬于整車(chē)聯(lián)網(wǎng)層次的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。采用年屬于整車(chē)聯(lián)網(wǎng)層次的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。采用先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成了車(chē)上的分布式、網(wǎng)先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成了車(chē)上的分布式、網(wǎng)絡(luò)化的電子控制系統(tǒng)。整車(chē)電氣系統(tǒng)被連成一個(gè)多絡(luò)化的電子控制系統(tǒng)。整車(chē)電氣系統(tǒng)被連成一個(gè)多ECU、多、多節(jié)點(diǎn)的有機(jī)的整體

6、，使得其性能也更加完善。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(chē)制造商生產(chǎn)的的多數(shù)汽車(chē)上均采用目前，世界主要汽車(chē)制造商生產(chǎn)的的多數(shù)汽車(chē)上均采用了以了以CAN、LIN、MOST、DDB等為代表的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，等為代表的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，將車(chē)輛控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化為節(jié)點(diǎn)模塊化。將車(chē)輛控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化為節(jié)點(diǎn)模塊化。 在基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的分布式控制中，任何傳統(tǒng)意義上的傳在基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化了汽車(chē)的控制系統(tǒng)，極大地提塊，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化了汽車(chē)

7、的控制系統(tǒng)，極大地提升了汽車(chē)的整體控制水平。升了汽車(chē)的整體控制水平。圖圖1-6 BMW E60的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 圖圖1-7 AUDI A4的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)4.第四階段第四階段以以Telematics技術(shù)為代表的汽車(chē)信息化時(shí)代技術(shù)為代表的汽車(chē)信息化時(shí)代 以國(guó)際以國(guó)際Telematics產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ITIF）正式成立為標(biāo)志，）正式成立為標(biāo)志，2010年成為汽車(chē)信息化時(shí)代的發(fā)軔之年。年成為汽車(chē)信息化時(shí)代的發(fā)軔之年。 汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是現(xiàn)代汽車(chē)電子技術(shù)的重要組成部分，也汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是現(xiàn)代汽車(chē)電子技術(shù)的重要組成部分，也是現(xiàn)代汽車(chē)通信與控制的基礎(chǔ)。伴隨著汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日趨是現(xiàn)代

8、汽車(chē)通信與控制的基礎(chǔ)。伴隨著汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日趨成熟，汽車(chē)電子技術(shù)開(kāi)始向信息化時(shí)代邁進(jìn)。成熟，汽車(chē)電子技術(shù)開(kāi)始向信息化時(shí)代邁進(jìn)。 網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的汽車(chē)電網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的汽車(chē)電子技術(shù)注重解決汽車(chē)內(nèi)部子技術(shù)注重解決汽車(chē)內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)之間的信息交換各個(gè)系統(tǒng)之間的信息交換問(wèn)題，而信息化時(shí)代的汽問(wèn)題，而信息化時(shí)代的汽車(chē)電子技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)車(chē)車(chē)電子技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與車(chē)外網(wǎng)絡(luò)之間的內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與車(chē)外網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換，全面解決人信息交換，全面解決人車(chē)車(chē)外部環(huán)境之間的信息外部環(huán)境之間的信息交流問(wèn)題。交流問(wèn)題。圖圖1-9 全面實(shí)現(xiàn)人全面實(shí)現(xiàn)人車(chē)車(chē)外部環(huán)境之間的信息交流外部環(huán)境之間的信息交流1.1.2 汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)汽

9、車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)Telematics 汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展腳步遠(yuǎn)未停止，在主要以動(dòng)力傳動(dòng)、車(chē)身汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展腳步遠(yuǎn)未停止，在主要以動(dòng)力傳動(dòng)、車(chē)身控制、行駛安全性、多媒體傳輸為主要控制目標(biāo)的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技控制、行駛安全性、多媒體傳輸為主要控制目標(biāo)的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步完善、日趨成熟的同時(shí)，又開(kāi)始向汽車(chē)信息化時(shí)代邁進(jìn)。術(shù)逐步完善、日趨成熟的同時(shí)，又開(kāi)始向汽車(chē)信息化時(shí)代邁進(jìn)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，汽車(chē)將進(jìn)入以可以預(yù)見(jiàn)，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，汽車(chē)將進(jìn)入以Telematics技術(shù)為技術(shù)為代表的信息化時(shí)代（圖代表的信息化時(shí)代（圖1-10）。）。圖圖1-10 汽車(chē)將進(jìn)入信息化時(shí)代（由動(dòng)力傳動(dòng)、車(chē)身控制、汽車(chē)將進(jìn)入信息化時(shí)代

10、（由動(dòng)力傳動(dòng)、車(chē)身控制、行駛安全性、多媒體傳輸?shù)叫旭偘踩?、多媒體傳輸?shù)絋elematics）1.Telematics簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 Telematics是遠(yuǎn)程通信技術(shù)（是遠(yuǎn)程通信技術(shù)（Telecommunications）與信息科學(xué)技術(shù)（與信息科學(xué)技術(shù)（Informatics）的合成詞，意指通過(guò)內(nèi)置在）的合成詞，意指通過(guò)內(nèi)置在汽車(chē)、航空器、船舶、火車(chē)等運(yùn)輸工具上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，汽車(chē)、航空器、船舶、火車(chē)等運(yùn)輸工具上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，借助無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、借助無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)文字、圖像、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)文字、圖像、語(yǔ)音信息交換的綜合信息服務(wù)系統(tǒng)。語(yǔ)音信息交換的綜合信息服務(wù)系統(tǒng)。

11、也就是說(shuō)，也就是說(shuō)，Telematics技術(shù)整合了汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（也包括技術(shù)整合了汽車(chē)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(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、其他移動(dòng)運(yùn)輸工具內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）衛(wèi)星導(dǎo)航技，全球定位系統(tǒng)）衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)給行車(chē)中的人們提供駕駛、生活、娛術(shù)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)給行車(chē)中的人們提供駕駛、生活、娛樂(lè)所必需的各種信息。樂(lè)所必需的各種信息。 通常所說(shuō)的通常所說(shuō)的Telematics就是指應(yīng)用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的車(chē)載就是指應(yīng)用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的車(chē)載電腦系統(tǒng)。電腦系統(tǒng)。Telematics是無(wú)線(xiàn)通

12、信技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、網(wǎng)是無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和車(chē)載電腦的綜合產(chǎn)物，被認(rèn)為是未來(lái)的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信技術(shù)和車(chē)載電腦的綜合產(chǎn)物，被認(rèn)為是未來(lái)的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。圖圖1-11 Telematics信息交換過(guò)程示意圖信息交換過(guò)程示意圖2.Telematics的功能的功能 Telematics特點(diǎn)在于大部分的應(yīng)用系統(tǒng)位于網(wǎng)絡(luò)上（如特點(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(chē)內(nèi)。駕駛者可運(yùn)用無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星與廣播等）而非汽車(chē)內(nèi)。駕駛者可運(yùn)用無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞剑B結(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸與接收信息與服務(wù)，以及下載應(yīng)傳輸?shù)姆绞?，連結(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸與接收信息與服務(wù)，以

13、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(chē)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(chē)安全與車(chē)輛保全為主，主要功能如圖安全與車(chē)輛保全為主，主要功能如圖1-12所示。所示。圖圖1-12 Telematics的主要功能的主要功能衛(wèi)星定位導(dǎo)航。衛(wèi)星定位導(dǎo)航。 通過(guò)通過(guò)GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（圖全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（圖1-13） ，結(jié)合行車(chē)路，結(jié)合行車(chē)路線(xiàn)，作電子地圖與語(yǔ)音導(dǎo)航相結(jié)合的路況報(bào)導(dǎo)、路線(xiàn)指引線(xiàn)，作電子地圖與語(yǔ)音導(dǎo)航相結(jié)合的路況報(bào)導(dǎo)、路線(xiàn)指引（圖（圖1-14） ，并能提前預(yù)報(bào)前方路口的車(chē)速限制及交通違法，并能提前預(yù)報(bào)前方路口的車(chē)速限制及交通違法攝像頭的安裝情況，以確保安

14、全行車(chē)。攝像頭的安裝情況，以確保安全行車(chē)。圖圖1-13 GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) 圖圖1-14 電子地圖與語(yǔ)音導(dǎo)航電子地圖與語(yǔ)音導(dǎo)航 道路救援。道路救援。 行車(chē)過(guò)程中，如果發(fā)生行車(chē)過(guò)程中，如果發(fā)生車(chē)禍或車(chē)輛出現(xiàn)故障，駕駛車(chē)禍或車(chē)輛出現(xiàn)故障，駕駛員可通過(guò)員可通過(guò)Telematics系統(tǒng)的系統(tǒng)的緊急呼叫按鍵，自動(dòng)聯(lián)系緊緊急呼叫按鍵，自動(dòng)聯(lián)系緊急服務(wù)機(jī)構(gòu)（急服務(wù)機(jī)構(gòu)（119、120等急等急救機(jī)構(gòu)）或汽車(chē)服務(wù)站，以救機(jī)構(gòu)）或汽車(chē)服務(wù)站，以獲得道路救援。獲得道路救援。圖圖1-15 緊急呼叫按鍵緊急呼叫按鍵1-左側(cè)免提話(huà)筒；左側(cè)免提話(huà)筒；2-活動(dòng)天窗按鍵；活動(dòng)天窗按鍵；3-緊急呼叫按鍵；緊急

15、呼叫按鍵；4-右側(cè)免提話(huà)筒右側(cè)免提話(huà)筒汽車(chē)防盜及搜尋。汽車(chē)防盜及搜尋。 通過(guò)通過(guò)GPS衛(wèi)星定位技術(shù)確定失竊車(chē)輛的位置和行車(chē)路線(xiàn)，衛(wèi)星定位技術(shù)確定失竊車(chē)輛的位置和行車(chē)路線(xiàn)，以便搜尋與追蹤，追繳車(chē)輛并緝拿盜車(chē)賊。以便搜尋與追蹤，追繳車(chē)輛并緝拿盜車(chē)賊。車(chē)輛調(diào)度管理。車(chē)輛調(diào)度管理。 通過(guò)無(wú)線(xiàn)信息傳輸，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的調(diào)度管理。通過(guò)無(wú)線(xiàn)信息傳輸，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的調(diào)度管理。圖圖1-16 運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的調(diào)度管理運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的調(diào)度管理自動(dòng)防撞系統(tǒng)。自動(dòng)防撞系統(tǒng)。 通過(guò)測(cè)距傳通過(guò)測(cè)距傳感器或雷達(dá)，監(jiān)感器或雷達(dá)，監(jiān)測(cè)前、后車(chē)輛之測(cè)前、后車(chē)輛之間的車(chē)距，自動(dòng)間的車(chē)距，自動(dòng)調(diào)用車(chē)載自適應(yīng)調(diào)用車(chē)載自適應(yīng)巡航系統(tǒng)，使前、巡航系統(tǒng)，使

16、前、后車(chē)輛之間保持后車(chē)輛之間保持必要的安全距離。必要的安全距離。圖圖1-17 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)監(jiān)測(cè)前、后車(chē)輛之間的車(chē)距自適應(yīng)巡航系統(tǒng)監(jiān)測(cè)前、后車(chē)輛之間的車(chē)距車(chē)況掌握。車(chē)況掌握。 車(chē)輛性能與車(chē)況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸，進(jìn)行多地、遠(yuǎn)程車(chē)輛性能與車(chē)況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸，進(jìn)行多地、遠(yuǎn)程 “專(zhuān)家會(huì)診專(zhuān)家會(huì)診”，指導(dǎo)車(chē)輛維修等。，指導(dǎo)車(chē)輛維修等。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。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。 多媒體影音娛樂(lè)信息接收。多媒體影音娛樂(lè)信息接收。 高畫(huà)質(zhì)與高音質(zhì)的視聽(tīng)設(shè)備、游戲機(jī)、上網(wǎng)機(jī)、個(gè)人行高畫(huà)質(zhì)與高音質(zhì)的視聽(tīng)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

17、（圖動(dòng)信息中心、隨選視頻資訊等（圖1-18）。）。車(chē)輛應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)。車(chē)輛應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)。 當(dāng)行駛中的車(chē)輛遇到緊急情況是，可以借助當(dāng)行駛中的車(chē)輛遇到緊急情況是，可以借助Telematics系統(tǒng)向外界系統(tǒng)向外界（其他車(chē)輛或道路交通管理部門(mén)）發(fā)出應(yīng)急申請(qǐng)，亦可接收來(lái)自道路交通（其他車(chē)輛或道路交通管理部門(mén)）發(fā)出應(yīng)急申請(qǐng)，亦可接收來(lái)自道路交通管理部門(mén)發(fā)布的緊急情況警告及應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，確保行車(chē)安全和道路暢通。管理部門(mén)發(fā)布的緊急情況警告及應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，確保行車(chē)安全和道路暢通。圖圖1-18 后座多媒體影音娛樂(lè)系統(tǒng)后座多媒體影音娛樂(lè)系統(tǒng)3.Telematics系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 Telematics系統(tǒng)

18、在汽車(chē)上的布置（圖系統(tǒng)在汽車(chē)上的布置（圖1-19）可分為前座）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)。系統(tǒng)、后座系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)三大子系統(tǒng)。圖圖1-19 Telematics系統(tǒng)在汽車(chē)上的布置系統(tǒng)在汽車(chē)上的布置 前座系統(tǒng)主要以行車(chē)安全、車(chē)輛保全、駕駛方便性與舒前座系統(tǒng)主要以行車(chē)安全、車(chē)輛保全、駕駛方便性與舒適性為主要目標(biāo)。適性為主要目標(biāo)。 為了避免造成駕駛者分神，前座系統(tǒng)的信息輸入方式主為了避免造成駕駛者分神，前座系統(tǒng)的信息輸入方式主要采用語(yǔ)音輸入或觸摸屏（觸控面板）；信息輸出方式則為要采用語(yǔ)音輸入或觸摸屏（觸控面板）；信息輸出方式則為中尺寸面板（中尺寸面板（LCD或或OLED）、語(yǔ)音

19、輸出或投射在汽車(chē)前擋）、語(yǔ)音輸出或投射在汽車(chē)前擋風(fēng)玻璃的抬頭顯示（風(fēng)玻璃的抬頭顯示（Head-Up Display, HUD。圖。圖1-20）等。）等。雪鐵龍雪鐵龍C6汽車(chē)的汽車(chē)的HUD系統(tǒng)系統(tǒng)圖圖1-20 行車(chē)信息的抬頭顯示（行車(chē)信息的抬頭顯示（HUD） 后座系統(tǒng)則以多媒體娛樂(lè)為主，包括互動(dòng)式游戲、高保后座系統(tǒng)則以多媒體娛樂(lè)為主，包括互動(dòng)式游戲、高保真音響視聽(tīng)系統(tǒng)、隨選視頻資訊、數(shù)字廣播與數(shù)字電視等。真音響視聽(tīng)系統(tǒng)、隨選視頻資訊、數(shù)字廣播與數(shù)字電視等。 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主要是根據(jù)汽車(chē)電腦所收集的車(chē)況信息，進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主要是根據(jù)汽車(chē)電腦所收集的車(chē)況信息，進(jìn)行車(chē)況診斷、行車(chē)效率最佳化、遠(yuǎn)程發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整或

20、零件預(yù)定行車(chē)況診斷、行車(chē)效率最佳化、遠(yuǎn)程發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整或零件預(yù)定等。等。 從上述分析不難看出，從上述分析不難看出，Telematics技術(shù)基于技術(shù)基于GPS全球定全球定位系統(tǒng)技術(shù)、位系統(tǒng)技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）技術(shù)、）技術(shù)、ITS智能交通系統(tǒng)（智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transport System）技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。）技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。Telematics技術(shù)的發(fā)展，體技術(shù)的發(fā)展，體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的綜合科技實(shí)力，已經(jīng)成為世界各國(guó)競(jìng)相研發(fā)現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的綜合科技實(shí)力，已經(jīng)成為世界各國(guó)競(jìng)相研發(fā)的技術(shù)熱點(diǎn)之一。的

21、技術(shù)熱點(diǎn)之一。 目前，國(guó)內(nèi)在目前，國(guó)內(nèi)在Telematics技術(shù)研究領(lǐng)域起步較早且頗有技術(shù)研究領(lǐng)域起步較早且頗有進(jìn)展的是同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院。進(jìn)展的是同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院。2010年年7月，國(guó)際月，國(guó)際Telematics產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ITIF）成立大會(huì)暨）成立大會(huì)暨2010首屆國(guó)際首屆國(guó)際Telematics產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇在廣東佛山市隆重舉行，標(biāo)志著發(fā)展高峰論壇在廣東佛山市隆重舉行，標(biāo)志著Telematics研研究將進(jìn)入一個(gè)新階段。究將進(jìn)入一個(gè)新階段。1.2 汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用1.2.1汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生背景汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生背景1.信息傳輸?shù)钠款i問(wèn)題信息傳輸?shù)钠款i問(wèn)題

22、 在汽車(chē)單片機(jī)控制時(shí)代，特在汽車(chē)單片機(jī)控制時(shí)代，特別是早期生產(chǎn)的汽車(chē)，車(chē)上只有別是早期生產(chǎn)的汽車(chē)，車(chē)上只有一個(gè)電子控制單元（一個(gè)電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU），其信息），其信息傳輸量較少，電子控制系統(tǒng)的傳傳輸量較少，電子控制系統(tǒng)的傳感器、電子控制單元和執(zhí)行器之感器、電子控制單元和執(zhí)行器之間的連接電線(xiàn)（線(xiàn)束）的數(shù)量還間的連接電線(xiàn)（線(xiàn)束）的數(shù)量還不太多，尚可接受。不太多，尚可接受。圖圖1-21 汽車(chē)內(nèi)部的電線(xiàn)（線(xiàn)束）數(shù)量汽車(chē)內(nèi)部的電線(xiàn)（線(xiàn)束）數(shù)量（裝備（裝備1個(gè)電子控制單元）個(gè)電子控制單元） 隨著汽車(chē)技術(shù)的進(jìn)步和消費(fèi)者需求的進(jìn)一步提高，汽車(chē)隨著汽車(chē)技術(shù)的進(jìn)步

23、和消費(fèi)者需求的進(jìn)一步提高，汽車(chē)上的電子控制系統(tǒng)越來(lái)越多（圖上的電子控制系統(tǒng)越來(lái)越多（圖1-22），其內(nèi)部的線(xiàn)束也會(huì)），其內(nèi)部的線(xiàn)束也會(huì)越來(lái)越復(fù)雜（圖越來(lái)越復(fù)雜（圖1-23）。）。圖圖1-22 汽車(chē)上的電子控制系統(tǒng)越來(lái)越多汽車(chē)上的電子控制系統(tǒng)越來(lái)越多 隨著汽車(chē)電子化程度逐年提高，從發(fā)動(dòng)機(jī)控制到傳動(dòng)系控隨著汽車(chē)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(chē)電子統(tǒng)，從電源管理到為提高舒適性而作的各種努力，使汽車(chē)電子系統(tǒng)形成了一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)（圖系統(tǒng)

24、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(xiàn)方式（圖依然采用傳統(tǒng)的布線(xiàn)方式（圖1-25），那么，對(duì)于復(fù)雜控制系），那么，對(duì)于復(fù)雜控制系統(tǒng)，其連接電線(xiàn)（線(xiàn)束）的數(shù)量將急劇增加，甚至難以承受。統(tǒng)，其連接電線(xiàn)（線(xiàn)束）的數(shù)量將急劇增加，甚至難以承受。圖圖1-24 復(fù)雜的、多控制單元的汽車(chē)電腦控制系統(tǒng)復(fù)雜的、多控制單元的汽車(chē)電腦控制系統(tǒng) 圖圖1-23 汽車(chē)內(nèi)部的電線(xiàn)（線(xiàn)束）數(shù)量汽車(chē)內(nèi)部的電線(xiàn)（線(xiàn)束）數(shù)量（裝備（裝備3個(gè)電子控制單元）個(gè)電子控制單元） 對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，若采用傳統(tǒng)布線(xiàn)方式

25、（一對(duì)一布對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，若采用傳統(tǒng)布線(xiàn)方式（一對(duì)一布線(xiàn)），將導(dǎo)致車(chē)上電線(xiàn)數(shù)目急劇增加，其質(zhì)量將會(huì)占到整車(chē)線(xiàn)），將導(dǎo)致車(chē)上電線(xiàn)數(shù)目急劇增加，其質(zhì)量將會(huì)占到整車(chē)質(zhì)量的質(zhì)量的4%左右。而且，數(shù)量龐大的線(xiàn)束、電線(xiàn)插接器也會(huì)降左右。而且，數(shù)量龐大的線(xiàn)束、電線(xiàn)插接器也會(huì)降低車(chē)輛電氣系統(tǒng)的可靠性，使故障率加大。低車(chē)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(chē)電子技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的信息傳輸瓶為解決這一制約汽車(chē)電子技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的信息傳輸瓶頸問(wèn)題，一種新的信息傳輸技術(shù)頸問(wèn)題，一種新的信息傳輸技術(shù)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。圖圖1-25 2個(gè)控制單元個(gè)控制單元之間傳統(tǒng)的布線(xiàn)方式之間傳

26、統(tǒng)的布線(xiàn)方式（一對(duì)一布線(xiàn)）（一對(duì)一布線(xiàn)）2.采用汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行信息傳輸采用汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行信息傳輸 就像汽車(chē)電子技術(shù)在就像汽車(chē)電子技術(shù)在20世紀(jì)世紀(jì)70年代引入集成電路、年代引入集成電路、80年年代引入單片機(jī)（微處理器）一樣，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入也是代引入單片機(jī)（微處理器）一樣，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入也是汽車(chē)電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。汽車(chē)電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。 在采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)代汽車(chē)上，信息的傳輸是基于數(shù)據(jù)在采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)代汽車(chē)上，信息的傳輸是基于數(shù)據(jù)總線(xiàn)總線(xiàn)DB（Data Bus）原理進(jìn)行的。）原理進(jìn)行的。 所謂數(shù)據(jù)總線(xiàn)，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是指一種能在一條（或幾所謂數(shù)據(jù)總線(xiàn)，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是指一

27、種能在一條（或幾條）數(shù)據(jù)線(xiàn)上，同時(shí)（或分時(shí)）傳輸大量的按照一定規(guī)律進(jìn)條）數(shù)據(jù)線(xiàn)上，同時(shí)（或分時(shí)）傳輸大量的按照一定規(guī)律進(jìn)行編碼的數(shù)據(jù)（信號(hào)）的技術(shù)，其所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)（信號(hào)）可行編碼的數(shù)據(jù)（信號(hào)）的技術(shù)，其所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)（信號(hào)）可以被多個(gè)系統(tǒng)共享，從而最大限度地提高系統(tǒng)的信息傳輸效以被多個(gè)系統(tǒng)共享，從而最大限度地提高系統(tǒng)的信息傳輸效率，充分利用有限的資源。率，充分利用有限的資源。 作為一種優(yōu)良的信息傳輸方式，總線(xiàn)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、作為一種優(yōu)良的信息傳輸方式，總線(xiàn)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和日常生活中的應(yīng)用極為廣泛，隨處可見(jiàn)。例如，科學(xué)研究和日常生活中的應(yīng)用極為廣泛，隨處可見(jiàn)。例如，我們每天工作、學(xué)習(xí)中使

28、用的鍵盤(pán)與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間的信息我們每天工作、學(xué)習(xí)中使用的鍵盤(pán)與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間的信息傳輸，就是采用數(shù)據(jù)總線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行的。傳輸，就是采用數(shù)據(jù)總線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行的。圖圖1-26 鍵盤(pán)與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間采用數(shù)據(jù)總線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行信息傳輸鍵盤(pán)與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間采用數(shù)據(jù)總線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行信息傳輸 將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)總線(xiàn)技術(shù)引入到汽車(chē)電氣系統(tǒng)中，將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)總線(xiàn)技術(shù)引入到汽車(chē)電氣系統(tǒng)中，同樣可以在大大簡(jiǎn)化汽車(chē)電路的同時(shí)，傳遞豐富的信息。同樣可以在大大簡(jiǎn)化汽車(chē)電路的同時(shí)，傳遞豐富的信息。圖圖1-27 采用數(shù)據(jù)總線(xiàn)技術(shù)在兩個(gè)控制單元之間進(jìn)行信息傳輸采用數(shù)據(jù)總線(xiàn)技術(shù)在兩個(gè)控制單元之間進(jìn)行信息傳輸 如圖如圖1-27所示，采用數(shù)據(jù)總線(xiàn)

29、技術(shù)在兩個(gè)控制單元之間所示，采用數(shù)據(jù)總線(xiàn)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(xiàn)的數(shù)量。進(jìn)行信息傳輸，可以有效較少數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)的數(shù)量。 圖圖1-28為在具有為在具有3個(gè)控制單元的系統(tǒng)中采用個(gè)控制單元的系統(tǒng)中采用CAN數(shù)據(jù)總數(shù)據(jù)總線(xiàn)進(jìn)行信息傳輸?shù)氖疽鈭D，相應(yīng)地，汽車(chē)內(nèi)部的線(xiàn)束連接也線(xiàn)進(jìn)行信息傳輸?shù)氖疽鈭D，相應(yīng)地，汽車(chē)內(nèi)部的線(xiàn)束連接也變得簡(jiǎn)潔、清晰（圖變得簡(jiǎn)潔、清晰（圖1-29），不再是一團(tuán)亂麻。），不再是一團(tuán)亂麻。圖圖1-28 在具有在具有3個(gè)控制單元的系統(tǒng)中采用個(gè)控制單元的系統(tǒng)中采用CAN數(shù)據(jù)總線(xiàn)進(jìn)行信息傳輸數(shù)據(jù)總線(xiàn)進(jìn)行信息傳輸圖圖1-29 汽車(chē)內(nèi)部的電線(xiàn)（線(xiàn)束）數(shù)量汽車(chē)內(nèi)部的

30、電線(xiàn)（線(xiàn)束）數(shù)量（裝備（裝備3個(gè)電子控制單元）個(gè)電子控制單元）下面，以寶來(lái)（下面，以寶來(lái)（BORA）汽車(chē)的駕駛員側(cè)車(chē)門(mén)控汽車(chē)的駕駛員側(cè)車(chē)門(mén)控制單元為例，進(jìn)一步說(shuō)制單元為例，進(jìn)一步說(shuō)明這一問(wèn)題。明這一問(wèn)題。 圖圖1-30 采用傳統(tǒng)的布線(xiàn)方式采用傳統(tǒng)的布線(xiàn)方式（9個(gè)線(xiàn)束插接器，共個(gè)線(xiàn)束插接器，共45根電線(xiàn)）根電線(xiàn)）圖圖1-31 采用數(shù)據(jù)總線(xiàn)進(jìn)行信息傳輸（只需采用數(shù)據(jù)總線(xiàn)進(jìn)行信息傳輸（只需2個(gè)線(xiàn)束插接器，個(gè)線(xiàn)束插接器，17根電線(xiàn)）根電線(xiàn)）3.采用汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)采用汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)減輕整車(chē)自重。減少電線(xiàn)用量，耗銅量下降，整車(chē)自重得減輕整車(chē)自重。減少電線(xiàn)用量，耗銅量下降，整車(chē)自重得以降低。同時(shí)，全

31、車(chē)線(xiàn)束變細(xì)，也為安裝其它新的部件預(yù)留以降低。同時(shí)，全車(chē)線(xiàn)束變細(xì)，也為安裝其它新的部件預(yù)留了空間。了空間。降低生產(chǎn)成本。除了電線(xiàn)用量減少、耗銅量下降帶來(lái)的成降低生產(chǎn)成本。除了電線(xiàn)用量減少、耗銅量下降帶來(lái)的成本降低之外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所秉持的本降低之外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所秉持的“信息共享、一線(xiàn)多能信息共享、一線(xiàn)多能”也也充分發(fā)揮了每一條電線(xiàn)的作用，現(xiàn)實(shí)了充分發(fā)揮了每一條電線(xiàn)的作用，現(xiàn)實(shí)了“物盡其用物盡其用”。提高工作可靠性。電線(xiàn)數(shù)量的減少，也使汽車(chē)電氣系統(tǒng)的提高工作可靠性。電線(xiàn)數(shù)量的減少，也使汽車(chē)電氣系統(tǒng)的線(xiàn)束插接器數(shù)量大大減少，由線(xiàn)束和插接器引發(fā)的斷路、短線(xiàn)束插接器數(shù)量大大減少，由線(xiàn)束和插接器引發(fā)的斷路、短路

32、、接觸不良等故障的發(fā)生率也大大降低，整車(chē)電氣系統(tǒng)的路、接觸不良等故障的發(fā)生率也大大降低，整車(chē)電氣系統(tǒng)的工作可靠性得以提高。工作可靠性得以提高。便于后續(xù)開(kāi)發(fā)。采用開(kāi)放式的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為后續(xù)技術(shù)便于后續(xù)開(kāi)發(fā)。采用開(kāi)放式的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為后續(xù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)留有充分的余地。以后，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，新的的開(kāi)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)。對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)作太大的改動(dòng)。 同時(shí)，也便于同時(shí)，也便于實(shí)現(xiàn)控制器與執(zhí)行實(shí)現(xiàn)控制器與執(zhí)行器的就近安裝，甚器的就近安裝，甚至采用控制器

33、與執(zhí)至采用控制器與執(zhí)行器的一體化安裝，行器的一體化安裝，進(jìn)一步節(jié)省了安裝進(jìn)一步節(jié)省了安裝空間，提高了控制空間，提高了控制的實(shí)時(shí)性和控制精的實(shí)時(shí)性和控制精度，從而實(shí)現(xiàn)了良度，從而實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)。性循環(huán)。圖圖1-32 大眾開(kāi)迪（大眾開(kāi)迪（Caddy）、邁騰）、邁騰（Magotan）汽車(chē)的整體式）汽車(chē)的整體式ESP ECU1.2.2現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與汽車(chē)網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（Field bus）是一種工業(yè)數(shù)據(jù)通信總線(xiàn)，主）是一種工業(yè)數(shù)據(jù)通信總線(xiàn)，主要用于過(guò)程自動(dòng)化控制（如鋼鐵冶金、啤酒釀造）、制造自要用于過(guò)程自動(dòng)化控制（如鋼鐵冶金、啤酒釀造）、制造自動(dòng)化控制（如機(jī)械加工）、樓宇自動(dòng)化控

34、制等領(lǐng)域，以解決動(dòng)化控制（如機(jī)械加工）、樓宇自動(dòng)化控制等領(lǐng)域，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(wèn)題。信息傳遞問(wèn)題。 目前汽車(chē)上廣泛使用的控制局域網(wǎng)絡(luò)（目前汽車(chē)上廣泛使用的控制局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network，CAN）就可以歸為現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)，但同時(shí)又有）就可以歸為現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)，但同時(shí)又有自身的一些特點(diǎn)。自身的一些特點(diǎn)。 汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅有汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅有CAN總線(xiàn)和總線(xiàn)和LIN總

35、線(xiàn)這樣的控制網(wǎng)總線(xiàn)這樣的控制網(wǎng)絡(luò)，還有多媒體影音娛樂(lè)信息網(wǎng)絡(luò)，如絡(luò)，還有多媒體影音娛樂(lè)信息網(wǎng)絡(luò)，如MOST、DDB等。等。 目前，汽車(chē)電子系統(tǒng)控制中應(yīng)用最廣泛的是目前，汽車(chē)電子系統(tǒng)控制中應(yīng)用最廣泛的是CAN總線(xiàn)?？偩€(xiàn)。1.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)2.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的組成現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的組成 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)由兩大部分組成，即數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)和節(jié)點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)由兩大部分組成，即數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)和節(jié)點(diǎn)。 圖圖1-33 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)的基本組成現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)的基本組成 在總線(xiàn)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)包括控制單元在總線(xiàn)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)包括控制單元和總線(xiàn)輔助設(shè)備，控制單元由控制器、和總線(xiàn)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)傳輸終端濾波器、收發(fā)器、兩個(gè)數(shù)

36、據(jù)傳輸終端組成?？刂茊卧谟布隙嗔藢?zhuān)門(mén)的組成。控制單元在硬件上多了專(zhuān)門(mén)的總線(xiàn)接口裝置（如總線(xiàn)接口裝置（如CAN總線(xiàn)接口），總線(xiàn)接口），并有相應(yīng)的軟件即通信標(biāo)準(zhǔn)的支持。并有相應(yīng)的軟件即通信標(biāo)準(zhǔn)的支持。圖圖1-34 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中的控制單元現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中的控制單元 在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)中，傳統(tǒng)意義上的傳感器、執(zhí)行器稱(chēng)為在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)中，傳統(tǒng)意義上的傳感器、執(zhí)行器稱(chēng)為總線(xiàn)輔助裝置。同一現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)輔助裝置與控制器總線(xiàn)輔助裝置。同一現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)輔助裝置與控制器（控制單元）組合，構(gòu)成節(jié)點(diǎn)（也稱(chēng)為總線(xiàn)模塊）。（控制單元）組合，構(gòu)成節(jié)點(diǎn)（也稱(chēng)為總線(xiàn)模塊）。圖圖1-35 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中的節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中的節(jié)點(diǎn)3.現(xiàn)場(chǎng)總

37、線(xiàn)的工作原理現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的工作原理1）節(jié)點(diǎn)和單片機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別）節(jié)點(diǎn)和單片機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別 在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中，節(jié)點(diǎn)信息的發(fā)布和獲取是自由的和開(kāi)放的。在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中，節(jié)點(diǎn)信息的發(fā)布和獲取是自由的和開(kāi)放的。2）節(jié)點(diǎn)的構(gòu)成原則）節(jié)點(diǎn)的構(gòu)成原則傳感器和執(zhí)行器需要放在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，有兩個(gè)最重要的原則：傳感器和執(zhí)行器需要放在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，有兩個(gè)最重要的原則：其一，要求構(gòu)成一個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳感器和執(zhí)行器要安裝在一起或其一，要求構(gòu)成一個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳感器和執(zhí)行器要安裝在一起或距離很近，稱(chēng)為同一現(xiàn)場(chǎng)原則。距離很近，稱(chēng)為同一現(xiàn)場(chǎng)原則。其二，要求傳感器信號(hào)和執(zhí)行單元的控制信號(hào)必須滿(mǎn)足該控其二，要求傳感器信號(hào)和執(zhí)行單元的控制信號(hào)必須滿(mǎn)足該控

38、制系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制的要求。如果實(shí)時(shí)時(shí)間很短，總線(xiàn)信息傳輸制系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制的要求。如果實(shí)時(shí)時(shí)間很短，總線(xiàn)信息傳輸速度不能滿(mǎn)足其要求，則傳感器和執(zhí)行器就必須與控制器放速度不能滿(mǎn)足其要求，則傳感器和執(zhí)行器就必須與控制器放在一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)。在一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)。 由于單片機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，在現(xiàn)代汽車(chē)的由于單片機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，在現(xiàn)代汽車(chē)的CAN總線(xiàn)中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包括十幾個(gè)傳感器和執(zhí)行器，即總線(xiàn)中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包括十幾個(gè)傳感器和執(zhí)行器，即一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)接收并發(fā)送十幾個(gè)傳感器信號(hào)，同時(shí)控制一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)接收并發(fā)送十幾個(gè)傳感器信號(hào)，同時(shí)控制十幾個(gè)執(zhí)行器。十幾個(gè)執(zhí)行器。 在大眾速騰（在大眾速騰（SAG

39、ITAR）汽車(chē)的電源管理系統(tǒng)中，）汽車(chē)的電源管理系統(tǒng)中，J519作為中央電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(chē)外燈控制、車(chē)內(nèi)燈控器控制網(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(chē)外燈控制、車(chē)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(xiàn)柱控制、前制、儀表照明及光亮度調(diào)整、轉(zhuǎn)向信號(hào)控制、接線(xiàn)柱控制、前/后風(fēng)擋玻璃后風(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，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?？刂乒δ苁重S富。 圖圖1-36 中央電器控制單元中央電器控制單元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

40、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；中央電器控制單元；J527轉(zhuǎn)向柱控制單元轉(zhuǎn)向柱控制單元4.節(jié)點(diǎn)工作原理節(jié)點(diǎn)工作原理 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以向網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，同時(shí)也可以接收網(wǎng)絡(luò)信息，節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)這些信息送信息，同時(shí)也可以接收網(wǎng)絡(luò)信息，節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)這些信息決定控制策略，向執(zhí)行器發(fā)送指令。各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系是平?jīng)Q定控制策略，向執(zhí)行器發(fā)送指令。各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系是平等的，節(jié)點(diǎn)的信息（包括所有傳感器信息和控制信息）是共等的，節(jié)點(diǎn)的信息（包括所有傳感器信息和控制信息）是共享的。享的。圖圖1-35 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中的節(jié)點(diǎn)（

41、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的工作過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中的節(jié)點(diǎn)（現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的工作過(guò)程 ） 圖圖1-37 奔馳奔馳S 級(jí)級(jí)221網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)（點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制單元點(diǎn)火開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)（點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制單元N73）A1組合儀表；組合儀表；A40/3COMAND（駕駛室管理及數(shù)據(jù)系統(tǒng)）控制裝置；（駕駛室管理及數(shù)據(jù)系統(tǒng)）控制裝置；A40/9前部中央操作裝置；前部中央操作裝置；S16/5自動(dòng)變速器換擋規(guī)律選擇開(kāi)關(guān)；自動(dòng)變速器換擋規(guī)律選擇開(kāi)關(guān)；A80智能換擋控制單元；智能換擋控制單元；Y3/8n4自動(dòng)變速器控制裝置；自動(dòng)變速器控制裝置；N93中中央網(wǎng)關(guān)控制單元；央網(wǎng)關(guān)控制單元；X11/4數(shù)據(jù)鏈路插頭；數(shù)據(jù)鏈路插頭；

42、N3/10發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元；發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元；N73點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制單元；點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制單元；A7/3ABS控制單元；控制單元；S16/13DIRECT SELECT換擋開(kāi)關(guān)；換擋開(kāi)關(guān)； N80轉(zhuǎn)向柱控制單元；轉(zhuǎn)向柱控制單元；S111/2右側(cè)方向盤(pán)換擋按鈕；右側(cè)方向盤(pán)換擋按鈕； S110/2左側(cè)方向盤(pán)換擋按鈕；左側(cè)方向盤(pán)換擋按鈕；A遠(yuǎn)程信息處理遠(yuǎn)程信息處理CAN； C動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)CAN； D診斷系統(tǒng)診斷系統(tǒng)CAN； E底盤(pán)底盤(pán)系統(tǒng)系統(tǒng)CAN； F中央系統(tǒng)中央系統(tǒng)CAN5.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)經(jīng)濟(jì)性；經(jīng)濟(jì)性； 可靠性；可靠性； 可控性；可控性；綜合性；綜合性； 互換性；互換性； 開(kāi)放性。開(kāi)放性

43、。 1.2.3汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)1.按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi)按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi) 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（Topological Structure）是指網(wǎng)上計(jì)）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(xiàn)的物理算機(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(xiàn)的物理構(gòu)成模式。汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有線(xiàn)形結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)、構(gòu)成模式。汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有線(xiàn)形結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)等幾種。環(huán)形結(jié)構(gòu)等幾種。1）線(xiàn)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）線(xiàn)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 線(xiàn)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)中線(xiàn)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(xiàn)具有信息的雙向傳輸功能，普遍用于控制器局域

44、網(wǎng)的連總線(xiàn)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(xiàn)一般采用同軸電纜或雙絞線(xiàn)。接，總線(xiàn)一般采用同軸電纜或雙絞線(xiàn)。圖圖1-38 線(xiàn)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)線(xiàn)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2）星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種以星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點(diǎn)為中心，把若干外中央節(jié)點(diǎn)為中心，把若干外圍節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的輻射式互圍節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)適用于局聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)適用于局域網(wǎng)。域網(wǎng)。圖圖1-39 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3）環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 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)首尾相連由各節(jié)點(diǎn)首尾相連形成一個(gè)閉合環(huán)形形成一個(gè)閉合環(huán)形線(xiàn)路。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中線(xiàn)路。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的信息傳送是單向

45、的信息傳送是單向的，即沿一個(gè)方向的，即沿一個(gè)方向從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)一個(gè)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)需安裝中繼器，點(diǎn)需安裝中繼器，以接收、放大、發(fā)以接收、放大、發(fā)送信號(hào)。送信號(hào)。圖圖1-40 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖圖1-41 BMW車(chē)系影音娛樂(lè)系統(tǒng)的車(chē)系影音娛樂(lè)系統(tǒng)的MOST總線(xiàn)采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線(xiàn)采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.按聯(lián)網(wǎng)范圍和控制能力分按聯(lián)網(wǎng)范圍和控制能力分 總線(xiàn)按聯(lián)網(wǎng)范圍分為主總線(xiàn)系統(tǒng)、子總線(xiàn)系統(tǒng)?？偩€(xiàn)按聯(lián)網(wǎng)范圍分為主總線(xiàn)系統(tǒng)、子總線(xiàn)系統(tǒng)。 主總線(xiàn)系統(tǒng)負(fù)責(zé)跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，主總線(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)參主總線(xiàn)系統(tǒng)負(fù)責(zé)跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，主總線(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表數(shù)見(jiàn)表1-1。主總線(xiàn)主總線(xiàn)

46、系統(tǒng)名系統(tǒng)名稱(chēng)稱(chēng)數(shù)據(jù)傳數(shù)據(jù)傳輸速率輸速率總線(xiàn)拓總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)撲結(jié)構(gòu)傳輸傳輸介質(zhì)介質(zhì)K總線(xiàn)總線(xiàn)9.6kbit/s線(xiàn)形，線(xiàn)形，單線(xiàn)單線(xiàn)銅質(zhì)銅質(zhì)電線(xiàn)電線(xiàn)D總線(xiàn)總線(xiàn)10.5115 kbit/s線(xiàn)形，線(xiàn)形，單線(xiàn)單線(xiàn)銅質(zhì)銅質(zhì)電線(xiàn)電線(xiàn)CAN100 kbit/s線(xiàn)形，線(xiàn)形，雙線(xiàn)雙線(xiàn)銅質(zhì)銅質(zhì)電線(xiàn)電線(xiàn)K-CAN100 kbit/s線(xiàn)形，線(xiàn)形，雙線(xiàn)雙線(xiàn)銅質(zhì)銅質(zhì)電線(xiàn)電線(xiàn)F-CAN100 kbit/s線(xiàn)形，線(xiàn)形，雙線(xiàn)雙線(xiàn)銅質(zhì)銅質(zhì)電線(xiàn)電線(xiàn)表表1-1 主總線(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)主總線(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù) 子總線(xiàn)系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換，子總線(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)參子總線(xiàn)系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換，子總線(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表數(shù)見(jiàn)表1-2。這些系統(tǒng)用于交換特定系

47、統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)量相對(duì)較少的。這些系統(tǒng)用于交換特定系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)量相對(duì)較少的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。子總線(xiàn)系統(tǒng)名稱(chēng)子總線(xiàn)系統(tǒng)名稱(chēng)數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)K總線(xiàn)協(xié)議總線(xiàn)協(xié)議9.6kbit/s線(xiàn)形，單線(xiàn)線(xiàn)形，單線(xiàn)銅質(zhì)電線(xiàn)銅質(zhì)電線(xiàn)BSD9.6kbit/s線(xiàn)形，單線(xiàn)線(xiàn)形，單線(xiàn)銅質(zhì)電線(xiàn)銅質(zhì)電線(xiàn)DWA總線(xiàn)總線(xiàn)9.6kbit/s線(xiàn)形，單線(xiàn)線(xiàn)形，單線(xiàn)銅質(zhì)電線(xiàn)銅質(zhì)電線(xiàn)LIN總線(xiàn)總線(xiàn)9.619.2 kbit/s線(xiàn)形，單線(xiàn)線(xiàn)形，單線(xiàn)銅質(zhì)電線(xiàn)銅質(zhì)電線(xiàn)表表1-2 子總線(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)子總線(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)3.按信息傳輸速度分按信息傳輸速度分 為方便研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用，美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（為方便研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用，美國(guó)

48、汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)委員會(huì)按照系統(tǒng)的復(fù)雜程度、傳輸流量、傳輸速的汽車(chē)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(chē)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)度、傳輸可靠性、動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間等參量，將汽車(chē)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)劃分為絡(luò)劃分為A、B、C、D、E五類(lèi)。五類(lèi)。 A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是面向傳感器類(lèi)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輸位速率通常小于10kbit/s，主要用于車(chē)外后視鏡調(diào)整，電動(dòng)，主要用于車(chē)外后視鏡調(diào)整，電動(dòng)車(chē)窗、燈光照明等控制；車(chē)窗、燈光照明等控制； B類(lèi)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)，位速率類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是面向獨(dú)立模塊

49、間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡(luò)，位速率在在10125kbit/s之間，主要應(yīng)用于車(chē)身電子舒適性模塊、儀表之間，主要應(yīng)用于車(chē)身電子舒適性模塊、儀表顯示等系統(tǒng)；顯示等系統(tǒng)； C類(lèi)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)，類(lèi)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)，位速率在位速率在125 kbit/s1Mbit/s之間，主要用于牽引力控制、發(fā)之間，主要用于牽引力控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、動(dòng)機(jī)控制、ABS、ESP等系統(tǒng)。等系統(tǒng)。 D類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是智能數(shù)據(jù)總線(xiàn)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是智能數(shù)據(jù)總線(xiàn)IDB（Intelligent Data BUS）網(wǎng)絡(luò)，主要面向影音娛樂(lè)信息、多媒體系統(tǒng)，其位速率在網(wǎng)絡(luò)，主要面向影音娛樂(lè)信息、多媒體系統(tǒng)，其位速

50、率在250kbit/s100Mbit/s之間。按照之間。按照SAE的分類(lèi)，的分類(lèi)，IDB-C為低速為低速網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)，IDB-M為高速網(wǎng)絡(luò)，為高速網(wǎng)絡(luò)，IDB-Wireless為無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)。為無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)。 E類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是面向汽車(chē)被動(dòng)安全系統(tǒng)（安全氣囊）的網(wǎng)絡(luò)，類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是面向汽車(chē)被動(dòng)安全系統(tǒng)（安全氣囊）的網(wǎng)絡(luò)，其位速率為其位速率為10Mbit/s。影音娛樂(lè)信息、多媒體系統(tǒng)多采用影音娛樂(lè)信息、多媒體系統(tǒng)多采用DDB（Domestic Digital Bus）總線(xiàn)或）總線(xiàn)或MOST（Media Oriented Systems Transport）總線(xiàn)。總線(xiàn)。 無(wú)線(xiàn)通信則通過(guò)藍(lán)牙（無(wú)線(xiàn)通信則通過(guò)藍(lán)牙（B

51、luetooth）技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。）技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，在未來(lái)的隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，在未來(lái)的510年里，時(shí)間觸發(fā)協(xié)年里，時(shí)間觸發(fā)協(xié)議議TTP（Time Trigger Protocol）和）和FlexRay將得到廣泛使用，將得到廣泛使用，使汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到一次脫胎換骨的提升。使汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到一次脫胎換骨的提升。1.2.4汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用概況汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用概況1.汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu) 在汽車(chē)電氣系統(tǒng)內(nèi)部采用基于總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以達(dá)在汽車(chē)電氣系統(tǒng)內(nèi)部采用基于總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以達(dá)到信息共享、減少布線(xiàn)、降低成本、提高系統(tǒng)可靠性的目的。到信息共享、減少布線(xiàn)、

52、降低成本、提高系統(tǒng)可靠性的目的。有鑒于此，各大汽車(chē)制造商在其生產(chǎn)的汽車(chē)上大量使用了汽有鑒于此，各大汽車(chē)制造商在其生產(chǎn)的汽車(chē)上大量使用了汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（表車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（表1-3）。）。 圖圖1-42 BMW E60車(chē)系全車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成車(chē)系全車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成2.汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的典型應(yīng)用汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的典型應(yīng)用1）A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用 汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)是典型的汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)是典型的A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（LIN總線(xiàn)系統(tǒng)）總線(xiàn)系統(tǒng)）應(yīng)用實(shí)例。應(yīng)用實(shí)例。圖圖1-43 汽車(chē)防盜報(bào)警汽車(chē)防盜報(bào)警A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（LIN總線(xiàn)系統(tǒng)）總線(xiàn)系統(tǒng)）2）B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用 當(dāng)大量共享數(shù)據(jù)

53、需要在車(chē)內(nèi)各個(gè)控制單元間進(jìn)行交換時(shí)，當(dāng)大量共享數(shù)據(jù)需要在車(chē)內(nèi)各個(gè)控制單元間進(jìn)行交換時(shí)，A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不再勝任，可采用類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不再勝任，可采用B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 圖圖1-44 基于基于CAN總線(xiàn)的總線(xiàn)的B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3）A、B兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用 通常將通常將A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)車(chē)身計(jì)算機(jī)（網(wǎng)關(guān)）連接到類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)車(chē)身計(jì)算機(jī)（網(wǎng)關(guān)）連接到CAN總總線(xiàn)組成的線(xiàn)組成的B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中，使得該類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中，使得該A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成為類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成為CAN總線(xiàn)的一總線(xiàn)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣無(wú)需在各傳感器執(zhí)行器部件安裝個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣無(wú)需在各傳感器執(zhí)行器部件安裝CAN控制器控制器件，就能使得信號(hào)在件，

54、就能使得信號(hào)在CAN總線(xiàn)上傳輸，有效地利用了總線(xiàn)上傳輸，有效地利用了A類(lèi)網(wǎng)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)低成本的優(yōu)點(diǎn)。絡(luò)低成本的優(yōu)點(diǎn)。圖圖1-45 A、B兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組合應(yīng)用4）C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用 在在C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案中，類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案中，CAN總線(xiàn)有效地將發(fā)動(dòng)機(jī)控制系總線(xiàn)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)、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(chē)性能得到大幅度堤高。統(tǒng)，整車(chē)性能得到大幅度堤高。圖圖1-46 基于基于CAN總線(xiàn)的總線(xiàn)的C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 圖圖1-47 奔馳車(chē)系的奔馳車(chē)系的CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

55、1.3 汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議1.3.1 A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議類(lèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議 A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通信大部分采用通用異步接收類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通信大部分采用通用異步接收/發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)UART 。隨著技術(shù)的發(fā)展，預(yù)計(jì)隨著技術(shù)的發(fā)展，預(yù)計(jì)UART在今后幾年中將會(huì)逐步在汽車(chē)通在今后幾年中將會(huì)逐步在汽車(chē)通信系統(tǒng)中被停止使用。信系統(tǒng)中被停止使用。 A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通信目前首選的標(biāo)準(zhǔn)是局域互聯(lián)網(wǎng)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通信目前首選的標(biāo)準(zhǔn)是局域互聯(lián)網(wǎng)LIN（Local Interconnect Network）。）。LIN是用于汽車(chē)分布式電控系統(tǒng)的是用于汽車(chē)分布式電控系統(tǒng)的一種低成本串行通信系統(tǒng)，它是一種基于一種低成本串行通信系統(tǒng)，它是一

56、種基于UART的數(shù)據(jù)格式、的數(shù)據(jù)格式、主從結(jié)構(gòu)的單線(xiàn)主從結(jié)構(gòu)的單線(xiàn)12V的總線(xiàn)通信系統(tǒng)，主要用于智能傳感器和的總線(xiàn)通信系統(tǒng)，主要用于智能傳感器和執(zhí)行器的串行通信，而這正是執(zhí)行器的串行通信，而這正是CAN總線(xiàn)的帶寬和功能所不要總線(xiàn)的帶寬和功能所不要求的部分。求的部分。 LIN總線(xiàn)采用低成本的單線(xiàn)連接，傳輸速度最高可達(dá)總線(xiàn)采用低成本的單線(xiàn)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(mén)鎖控制、，對(duì)于低端的大多數(shù)應(yīng)用對(duì)象（如中央門(mén)鎖控制、空調(diào)系統(tǒng)控制等）來(lái)說(shuō)，這個(gè)速度是完全可以滿(mǎn)足要求的?？照{(diào)系統(tǒng)控制等）來(lái)說(shuō)，這個(gè)速度是完全可以滿(mǎn)足要求的。 LIN總線(xiàn)的媒體訪(fǎng)問(wèn)采用單主總線(xiàn)

57、的媒體訪(fǎng)問(wèn)采用單主/多從的機(jī)制，不需要進(jìn)行多從的機(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(chē)電子裝置的開(kāi)大地減少了硬件平臺(tái)的成本，大大降低了汽車(chē)電子裝置的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)費(fèi)用。發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)費(fèi)用。1.3.2 B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議類(lèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議 B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通信中使用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)是類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通信中使用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)是CAN總線(xiàn)。總線(xiàn)。CAN總總線(xiàn)是德國(guó)線(xiàn)是德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是公司開(kāi)發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總線(xiàn)，通信介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光導(dǎo)纖

58、一種多主總線(xiàn)，通信介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率可達(dá)維。通信速率可達(dá)1Mbit/s。 CAN總線(xiàn)通信接口中集成了總線(xiàn)通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈協(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)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。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(lèi)網(wǎng)絡(luò)通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是ISO11898，其傳輸速率在，其傳輸速率在100kbit/s左右。歐洲的各大汽車(chē)制造商從左右。歐洲的各大汽車(chē)制造商從1992年起，一直采年起，一直采用用ISO118

59、98，所使用的傳輸速率范圍從，所使用的傳輸速率范圍從47.6500kbit/s不等。不等。 1.3.3 C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議類(lèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議 根據(jù)根據(jù)SAE的分類(lèi)，高速總線(xiàn)系統(tǒng)屬于的分類(lèi)，高速總線(xiàn)系統(tǒng)屬于C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。類(lèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。 由于高速總線(xiàn)系統(tǒng)主要用于與汽車(chē)安全相關(guān)，以及實(shí)時(shí)由于高速總線(xiàn)系統(tǒng)主要用于與汽車(chē)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，通常在高，通常在125kbit/s1Mbit/s之間，且必須支持實(shí)時(shí)的周期之間，且必須支持實(shí)時(shí)的周期性的數(shù)據(jù)傳輸。性的數(shù)據(jù)傳輸。 在在C類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中，歐洲的汽車(chē)制造商大多

60、采用類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中，歐洲的汽車(chē)制造商大多采用CAN總線(xiàn)標(biāo)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)ISO11898。ISO11898主要面向乘用車(chē)電子控制單元之間主要面向乘用車(chē)電子控制單元之間的通信，信息傳輸速率大于的通信，信息傳輸速率大于125kbit/s，最高可達(dá)，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(chē)及其拖車(chē)、大客車(chē)、建筑機(jī)械及農(nóng)業(yè)機(jī)械使用。主要供貨車(chē)及其拖車(chē)、大客車(chē)、建筑機(jī)械及農(nóng)業(yè)機(jī)械使用。 在美國(guó)，在美國(guó)，GM公司已開(kāi)始在所有的車(chē)型上使用其專(zhuān)屬的所公司已開(kāi)始在所有的車(chē)型上使用其專(zhuān)屬的所謂謂GMLAN總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，它是一種基于總線(xiàn)標(biāo)