汽車網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)發(fā)展研究應(yīng)用

1、汽車網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)發(fā)展研究摘要：隨著大量電氣設(shè)備的應(yīng)用，汽車在設(shè)計(jì)過程中需要通過計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能控制，在汽車設(shè)計(jì)工作中顯著增加連接點(diǎn)和線束長(zhǎng)度的難度。因此，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于汽車是非常必要的。以下是針對(duì)車內(nèi)和車外計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的具體應(yīng)用，分析網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車發(fā)展中的原理和優(yōu)勢(shì)的分析。關(guān)鍵詞：汽車；網(wǎng)絡(luò)總線；技術(shù)發(fā)展；研究近年來，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)控制的電器設(shè)備越來越廣泛運(yùn)用于汽車中。例如主動(dòng)懸掛系統(tǒng)、自動(dòng)換擋系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等，表明人們對(duì)安全性的要求越來越高，對(duì)汽車的環(huán)保性能有了更好的要求。因此，汽車中的abs保護(hù)系統(tǒng)，前后碰撞雷達(dá)報(bào)警系統(tǒng)，以及安裝在汽車中的排氣污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)

2、達(dá)到總成本的三分之一，這種趨勢(shì)還將繼續(xù)發(fā)展下去。1網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車開發(fā)中的應(yīng)用原理分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更好地控制車輛內(nèi)的多個(gè)系統(tǒng)，使各個(gè)系統(tǒng)能夠與數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。 使用計(jì)算機(jī)總線技術(shù)，可以將各車輛的系統(tǒng)配置為單個(gè)局域網(wǎng)，并將各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流與局域網(wǎng)傳輸和共享，從而大幅減少了以往汽車設(shè)計(jì)中設(shè)置的插頭和布線數(shù)量。 在汽車應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的初期，國(guó)家在汽車開發(fā)技術(shù)和工藝信息方面相對(duì)保密和獨(dú)立，由同一國(guó)家的多家汽車公司共享和合作。 開發(fā)了J1850總線、CAN總線、A總線等計(jì)算機(jī)化的網(wǎng)絡(luò)總線，總線種類很多。 克萊斯勒、福特、通用汽車共同開發(fā)的J1850總線，三家公司使用的計(jì)算機(jī)協(xié)議也有很大的不同。 A總線是

3、由德國(guó)大眾開發(fā)的特殊網(wǎng)絡(luò)公共汽車。 CAN總線由BO SCH汽車公司開發(fā)，主要用于機(jī)器人的控制。 許多汽車公司使用CAN總線，因?yàn)樗鼈兊臄?shù)據(jù)速率很快。2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于汽車開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)2.1節(jié)省空間和成本在過去，汽車設(shè)計(jì)通常需要許多連接器和線束來使每個(gè)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)通信，使得汽車中接插件和線束的數(shù)量多。除此以外，在車輛中的傳感器和執(zhí)行器需要安裝連接器和連接線束，這也使得需要的接插件和線束日益增多；傳遞的信息量的增加顯著增加了的汽車控制系統(tǒng)所需的接插件和線束的數(shù)量。使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)減少接插件和線束設(shè)置的數(shù)量，可以有效地節(jié)省批量空間和降低成本，并利用節(jié)省的空間添加新功能。同時(shí)，還可以根據(jù)您的需求滿足您的要

4、求。2.2大規(guī)模信息的高效管理在以往的汽車設(shè)計(jì)中，每個(gè)系統(tǒng)的信息傳遞都是通過線束來完成的，所有信息都是通過模擬量如電壓和電流，可以用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、壓力、溫度等來傳遞的，而且還有很多接插件、線束、儀器等。這限制了信息的有效傳遞。但通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)總線控制技術(shù)，信息是可以傳遞給信息流。計(jì)算機(jī)在傳輸信息時(shí)，必須根據(jù)通信協(xié)議對(duì)所需信息進(jìn)行編碼，并將信息發(fā)送給接收計(jì)算機(jī)，當(dāng)計(jì)算機(jī)接收到編碼信息后，才可以解碼并收集編碼信息。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以通過局域網(wǎng)應(yīng)用程序獲得必要的信息，并且可以與其他控制系統(tǒng)共享重要信息。例如，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可與監(jiān)控汽車局域網(wǎng)中每個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，警告和記錄這些系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障

5、。2.3提高車輛可靠性傳統(tǒng)汽車使用線束在系統(tǒng)之間交換信息，信息以模擬體積傳輸，當(dāng)作為模擬信號(hào)傳輸時(shí)，很容易受到外部干擾。如電磁輻射干擾或接觸元件接觸不良，使得信息失真。3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在車內(nèi)外的應(yīng)用3.1內(nèi)部應(yīng)用現(xiàn)代汽車中，傳感器的數(shù)量往往在100個(gè)左右，但也有幾十個(gè)微控制器。這也導(dǎo)致汽車在集中和分散控制方面有很大的設(shè)計(jì)分歧。隨著控制元件的分散化，即單一的微控制器，以及汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車開始采用集中控制系統(tǒng)。集中管理系統(tǒng)有三種類型:一種是以美國(guó)通用汽車公司為類型的全集中控制系統(tǒng)，它使用單個(gè)微壓縮機(jī)系統(tǒng)來單獨(dú)控制如車速、警報(bào)、自動(dòng)門鎖和防滑剎車等。另一種是分級(jí)控制系統(tǒng)，使用一臺(tái)中央控制計(jì)算機(jī)來控制四

6、臺(tái)從屬計(jì)算機(jī)，分別控制數(shù)據(jù)傳輸、點(diǎn)火優(yōu)化和汽車防滑制動(dòng)等功能。最后，分布集中系統(tǒng)，其最具代表性的應(yīng)用是日本五十鈴企業(yè)開發(fā)的ITEC系統(tǒng)。上述三種控制系統(tǒng)都有其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于汽車行業(yè)發(fā)展中，充分展示了控制的優(yōu)勢(shì)，有效彌補(bǔ)了劣勢(shì)。例如，在整個(gè)集合的控制系統(tǒng)中，如果微型組合器發(fā)生故障，使得整個(gè)汽車可以停置狀態(tài)。但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，所有傳感器和電氣設(shè)備的共享如環(huán)形網(wǎng)絡(luò)控制，可以確保車輛的穩(wěn)定運(yùn)行，即便它在本地出現(xiàn)故障，而不會(huì)影響其他組件。汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)主要由三類組成:A、B和C類。A類數(shù)據(jù)傳輸速度為1至10 kb / s，這樣的傳輸網(wǎng)絡(luò)可以控制照明、電器等的運(yùn)用；B類數(shù)據(jù)傳

7、輸速度為10 100 kb/s，可應(yīng)用于氣囊、故障診斷等；C類數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1MB/s，在發(fā)動(dòng)機(jī)，牽引系統(tǒng)等方面運(yùn)用廣泛。3.2外部應(yīng)用汽車上網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要出現(xiàn)在汽車互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，與IBM公司合作的汽車制造商可以在在其開發(fā)這些系統(tǒng)的階段實(shí)現(xiàn)其車輛的互聯(lián)網(wǎng)操作。例如與IBM公司合作的Motorala。該技術(shù)通過開發(fā)以汽車應(yīng)用為中心的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，幫助司機(jī)和乘客在駕駛時(shí)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。除了收發(fā)電子郵件、網(wǎng)上購(gòu)物和查詢路況天氣之外，微軟和谷歌等軟件公司還設(shè)計(jì)了專門的軟件來交換信息，如互聯(lián)網(wǎng)通信、收發(fā)電子郵件和旅行路線規(guī)劃，司機(jī)可以在開車時(shí)免費(fèi)使用。遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)還具有自動(dòng)辦公功能，可以用超高速光纖

8、串行數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)多通道、大規(guī)模輸入和輸出信號(hào)。例如，系統(tǒng)可以與無線電、顯示器、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、智能設(shè)備和云服務(wù)平臺(tái)等系統(tǒng)實(shí)時(shí)交換信息。4.網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)展望從研究的角度來看，汽車行業(yè)的技術(shù)含量很高。汽車和網(wǎng)絡(luò)之間的底層技術(shù)是共通的，最重要的區(qū)別在于應(yīng)用環(huán)境，每個(gè)需求都有很大的不同。比如屬于消費(fèi)品的車，主要用于正常大氣環(huán)境。汽車電子最大的問題之一就是電磁干擾，電磁環(huán)境對(duì)質(zhì)量的影響最大。煙霧、高溫和低溫等環(huán)境對(duì)汽車都有一定的安全影響。在汽車發(fā)展上，不僅要有到位的技術(shù)，還要適合汽車電子發(fā)展國(guó)家的情況?？偟膩碚f，總線技術(shù)現(xiàn)在是汽車電子行業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向。由于其不是獨(dú)立的，是由許多電子控制單元通過總線配

9、置網(wǎng)絡(luò)，在總線上交換信息。對(duì)于部分公司來說，總線技術(shù)就是資源整合。例如，一個(gè)動(dòng)力總線系統(tǒng)有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器和防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)都有一個(gè)電子控制單元，這三個(gè)汽車電子元件在這三個(gè)電子控制單元之間交換信息。總線作為一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)本身的穩(wěn)定性、及其功能性。比如負(fù)責(zé)電動(dòng)升降窗的關(guān)鍵技術(shù)就是調(diào)節(jié)器的夾子功能是否可靠。如果夾子保護(hù)出現(xiàn)故障，低溫造成的霜凍就可能會(huì)阻止天花板上升，所以需要整體網(wǎng)絡(luò)總線的可靠性和低錯(cuò)誤性，單線傳輸是否可能、故障是否解決可以通過網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)處理。此外，靜態(tài)條件下網(wǎng)絡(luò)總線系統(tǒng)的功耗也是一個(gè)重要問題，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制策略不可忽視，需要制定嚴(yán)格的控制策略。結(jié)語(yǔ)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展在汽車領(lǐng)域發(fā)揮著特別重要的作用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了現(xiàn)有汽車設(shè)計(jì)過程中存在的問題，顯著減少了連接器和線束安裝的數(shù)量，有效地節(jié)省了汽車空間，并降低了汽車設(shè)計(jì)成本。汽車設(shè)計(jì)的可靠性得到了極大的提高，無疑是一個(gè)賦予汽車多功能的好方法。汽車工業(yè)的發(fā)展是為了使汽車更加先進(jìn)、可靠和智能，為人們提供安全舒適的移動(dòng)服務(wù)。參考文獻(xiàn)：1徐佳,鄭廣州,朱明哲,李柏林,劉保光.典型車載網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用和展望J.汽車電器,2020(02):30-32.2朱玲玲.汽車電氣系統(tǒng)中總線技術(shù)的應(yīng)用分析J.時(shí)代汽車,2019(03):119-120.3唐映全