第二章 常用车载网络信息传输系统
常用车载网络系统(LIN)
LIN采用单线总线，主从结构，具有 低成本、高可靠性和易于扩展等优点。
LIN的应用范围
汽车内部传感器和执行器的通信
LIN常用于连接汽车中的各种传感器和执行器，如车门开关、座椅调节器、雨 刮器等。
替代CAN总线
在一些低端汽车中，LIN总线可以作为CAN总线的替代品，用于实现汽车内部 电子系统间的通信。
LIN总线对噪声干扰较为敏感， 可能会影响通信的稳定性和可 靠性。
LIN系统与其他车载网络的比较
CAN总线
FlexRay总线
Ethernet总线
LIN总线和CAN总线都是常用 的车载网络协议，但CAN总线 具有更高的传输速率和更好的 扩展性，适用于更复杂的车载 网络系统。
FlexRay总线是一种高速、确 定性、冗余的车载网络协议， 适用于需要高数据传输速率和 可靠性的应用。相比之下， LIN总线在传输速率和可靠性 方面存在局限性。
常见的LIN波特率有20kbps和 100kbps两种。根据系统需求选择合 适的波特率，以满足性能和成本的平 衡。
线缆规范指的是用于连接LIN网络节 点的线缆要求。为了确保数据传输的 稳定性和可靠性，应选择符合规范要 求的线缆，如屏蔽线或双绞线等。同 时，线缆长度也有限制，通常不超过 40米。
04 LIN系统的优势与局限性ຫໍສະໝຸດ LIN系统的优势低成本
可靠性高
灵活性高
LIN总线采用单线传输， 减少了线束数量和布线 复杂性，降低了整车成
本。
LIN总线采用分布式架构， 各节点之间相互独立， 提高了系统的可靠性和
稳定性。
LIN总线支持多种通信速 率和数据格式，可灵活 适应不同车型和功能需
求。
易于维护
LIN总线采用通用协议和 接口标准，方便故障诊
常用车载网络系统(LIN)课件
LIN是一种基于串行通信的总线系统 ，专为汽车分布式电子系统设计。它 具有低成本、高可靠性和易于扩展的 特点，适用于对通信要求不高的汽车 辅助系统。
LIN网络系统的组成
总结词
LIN网络系统由LIN主节点、LIN从属节点和LIN总线组成。
详细描述
LIN网络系统由多个节点组成，其中一个是主节点，其他是从 属节点。主节点负责启动通信并控制总线上的数据传输，从 属节点则响应主节点的请求并发送数据。LIN总线是连接所有 节点的物理媒介，负责传输数据。
受到重视。通过优化电路设计和降低功耗，可以延长车载网络的电池寿
命，提高整车的能效。
03
网络安全技术
随着智能网联汽车的发展，网络安全问题日益突出。LIN网络系统将加
强网络安全技术的研发和应用，以确保车载网络的安全性和可靠性。
LIN网络系统在智能网联汽车中的应用前景
智能驾驶辅助系统
LIN网络系统将广泛应用于智能驾驶辅助系统中，如自适 应巡航控制、自动泊车、碰撞预警等，提高驾驶安全性。
LIN网络系统的数据传输方式
01
LIN网络系统采用基于帧的数据传输方式，每个帧包括标识符、 数据长度、数据内容和校验码等信息。
02
帧格式简单明了，易于实现和维护。
数据传输采用广播方式，即主节点发送的报文会被所有从节点
03
接收并处理。
LIN网络系统的通信速率与线缆选择
01
根据不同的应用需求，LIN总线支持多种通信速率，如20kbps、 40kbps和9600bps等。
车联网应用
随着车联网技术的发展，LIN网络系统将与车载移动互联 网、云计算等技术结合，实现车辆与外部信息交互，提供 更丰富的车载信息服务。
常用车载网络信息传输系统
2.1.1 CAN数据总线系统的构成
CAN控制器— SJA1000
通常每个 CAN 模块能够 被分成不同的功能块。 SJA1000 使用 CAN 收发 器连接到 CAN 总线。收发 器控制从 CAN 控制器到总 线物理层或相反的逻辑电 平信号 上面一层是一个CAN控 制器，它执行在 CAN 规范 里规定的完整是 CAN 协议。 它通常用于报文缓冲和验 收滤波。
2.1 CAN数据总线系统
介质
CAN 能够使用多种物理介质，例如双绞线、光纤等。最常 用的就是双绞线，信号使用差分电压传送。 两条信号线被称为CAN_H 和CAN_L ，静态时均是2.5V 左 右，此时状态表示为逻辑1 也可以叫做隐性。 用CAN_H 比CAN_L 高表示逻辑0，称为显形，此时通常电 压值为CAN_H = 3.5V 和CAN_L= 1.5V。
11
2.1.1 CAN数据总线系统的构成
典型CAN总线硬件电路图
CAN收发器
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CAN控制器
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2.1.1 CAN数据总线系统的构成
1. CAN控制器和CAN收发器 CAN控制器扮演数据链路层和物理层的角色 CAN控制器 提供了微处理器的物理接口，通 过对CAN控制器的编程，把应用层建立在它的 基础上。主要用来接收微处理器传来的信息， 对这些信息处理并穿给CAN收发器，同时也接 收CAN收发器传来的数据，对这些数据处理， 并穿给控制单元中的微处理器。 CAN收发器 提供了控制器与物理总线之间的 接口
37
2.1.2 CAN数据总线的数据传输
CAN为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时 刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从。一 个控制单元发送数据，则其他单元“接听”，同时接收 自己需要的数据。
第二章(lin总线)常用车载网络信息传输系统
2.2.3 LIN的结构与协议
5．进入传输介质
LIN电控单元进入传输介质有随机方式和异步方式两种，这表 明这种进入可以根据需要和执行本地命令而随时进行。LIN节 点不可能根据本地命令进入LIN网络。为了能够达成连接，它 们必须事先获得LIN主节点的邀请，而这是需要通过一个中介 的。
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2.2.2 LIN的应用
例：车门模块—方案二
控制信号包括：门锁开关控制(控制四个车门门锁)，玻璃升 降锁止控制(控制四个车窗玻璃的升降是否被允许)，玻璃升 降控制(控制四个车窗玻璃的升降)，后视镜控制(控制左右后 视镜的左右和上下旋转运动)。 信号类型为：开关信号和测量信号。
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2.2.2 LIN的应用
例：车门模块—方案二
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2.2.2 LIN的应用
例：车门模块—方案二
左前门节点——控制左前门车门门锁、车窗玻璃升降器、电动后 视镜的动作，同时也可控制其它三个车门的门锁、车窗玻璃升降 器和右前门电动后视镜的动作，同时监测车门门锁的状态。主机 节点位于左前门内侧，各从机节点位于相应器件附近。
各节点LIN协议标识符表
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2.2.3 LIN的结构与协议
3．帧结构——举例：某车CAN-LIN车身网络协议制定
车灯节点（LIN） 数据场
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2.2.3 LIN的结构与协议
4．传输模式
在LIN bus 总线上发送的信息，有长度可选的固定格式。每 个报文帧都包含2、4或8字节的数据（数据场）以及3字节的 控制和安全信息（同步场、ID场、校验场）。LIN bus 总线 的通讯由单主机控制。每个报文帧都以一个间隔信号（同步间 隔）开始，接着是一个同步场和一个标识符场（ID 场）这些 都由主机任务发送。从机的任务则是发回数据场和校验场。见 下页图。 通过主机控制单元中的从机任务，数据可以被主机控制单元发 送到任何从机控制单元。主机通过相应的报文ID可以触发从 机—从机通信。
第二章(lin总线)常用车载网络信息传输系统
2.2.3 LIN的结构与协议
4．传输模式—空调控制例子
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2.2.3 LIN的结构与协议
4．传输模式—空调控制例子 在上图中，汽车空调控制系统内部通过LIN总线连接 在一起 ，组成一个本地控制网络，该网络由一个主节点 和四个从节点组成。其中，由主节点连接系统所有的控 制输入，包括车内温度设定、湿度设定等，主节点还负 责整个系统状态信息显示，如车内温度显示、车内空气 湿度显示 ；从节点1负责新鲜空气入口大小调节控制、 除霜区域控制 、通风区域控制。从节点2负责压缩机和 冷凝器的控制；从节点3负责采集蒸发器、车内、车外 的温度 ；从节点4负责鼓风机和加热器的控制。
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2.2.2 LIN的应用
例：车门模块—方案二 使用CAN/LIN分层网络拓补结构。CAN总线作 为主网络，连接四个车门网关与其他控制器。 优点：对于系统模块化开发十分有利，代表未 来车身网络发展的一个可能方向。 缺点： 1、每个执行器都必须一个控制器，成本高； 2、车门空间有限，大量控制器不宜布置。
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2.2.3 LIN的结构与协议
LIN总线通讯机制
L1N总线网络由一个主节点一个或多个从节点组成。所有节点都包 含一个从任务(Slave Task)模块负责消息的发送和接收；主节点还 包含一个主任务(Master Task)模块负责启动网络中的通信。 主任务模块发送一个报文头用于启动一次通信过程。所有节点中的 从任务模块都对所接收到的报文头中的标志符进行监测，发现本次 通信与自己有关时就进行相关的操作，例如接收由数据场与校验场 组成的响应或是发送由数据场与校验场组成的响应。这种机制可以 确保主一从节点、从一从节点之间多种方式的数据交换。
常用车载网络系统(CAN)知识讲解
常用车载网络系统
学习内容
1
CAN总线
2
LIN总线
3
VAN系统
4
LAN系统
5
MOST总线
6
车载蓝牙系统
4
常用车载网络系统
2.1 CAN总线的工作原理
CAN是Controller Area Network（控制器局域网）的 缩写，是国际标准化的串行通信协议。目前，CAN总线是汽 车网络系统中应用最多、也最为普遍的一种总线技术。
CAN总线的基本系统由多个控制单元和两条数据线组 成，这些控制单元通过所谓收发器（发射-接收放大器）并 联在总线导线上。
图2-21 CAN总线的数据传输与公交车载运乘客相似
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常用车载网络系统
CAN总线系统采用双绞线进行数据传输。这两根导线 中，一根称为CAN-High导线，另一根导线称为CAN-Low导 线。
在双绞线上，信 号是按相反相位 传输的，这样可 有效抑制外部干 扰。
图2-22 CAN总线的双绞线
13
常用车载网络系统 2.信息的发送与接收
CAN数据总线在发送信息时，每个控制单元均可接收 其他控制单元发送出的信息。在通信技术领域，也把该原 理称为广播。
14
常用车载网络系统
图2-26 单线CAN总线数据传输示意图
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常用车载网络系统
⑤安全域。安全域（长度为16bit）用于检验数据在传输中是 否出现错误。
22
常用车载网络系统
⑥ 应答域。应答域（长度为2bit）是数据接收器发给数据发 送器的确认信号，表示接收器已经正确、完整地收到了发送 器发送的数据。如果检测到在数据传输中出现错误，则接收 器会迅速通知发送器，以便发送器重新发送该数据。
常用车载网络系统
常用车载网络系统车载网络系统是一种基于汽车电子技术、无线通信技术和互联网技术的智能交通系统，其主要作用是将车联网技术与人工智能技术相结合，实现车辆与道路、车辆与车辆、车辆与出行者之间的智能交互，为驾驶员和乘客带来更加安全、便捷、舒适的出行体验。
一、车载导航系统车载导航系统是车载网络系统中的一个重要组成部分，其主要作用是为驾驶员提供行车导航和路线规划服务。
目前，市面上的车载导航系统分为内置式和外置式两种，内置式车载导航系统通常采用固定式软件和地图数据，而外置式车载导航系统则通常采用在线式软件和互联网地图数据，两种形式都有自己的优缺点。
二、车载娱乐系统车载娱乐系统是车载网络系统中的另一个重要组成部分，其主要作用是为驾驶员和乘客提供多媒体娱乐和信息服务。
目前，市面上的车载娱乐系统通常包括播放器、收音机、电视、网络音乐等多种功能，可以让驾驶员和乘客在行驶过程中享受音乐、电影、电视等各种娱乐内容。
三、车载通信系统车载通信系统是车载网络系统中的一个重要组成部分，其主要作用是为驾驶员和乘客提供语音、短信、电子邮件等通信服务，同时还可以实现远程控制车辆、车载设备以及联网设备等功能，为出行提供更加便捷和智能的服务。
目前市场上主要有4G、5G车载通信系统、车载WiFi系统等形式。
四、智能出行系统智能出行系统是当前车载网络系统的最新发展趋势，它不仅包括了车载导航系统、车载娱乐系统和车载通信系统的全部功能，而且将人工智能技术应用于车辆领域，实现车辆自主驾驶、路况预测、交通管控等智能功能，可以帮助驾驶员和乘客在行驶过程中更加安全、便捷和舒适。
五、车联网系统车联网系统是车载网络系统的另一个重要分支，它的主要作用是将车辆与互联网相连，实现车辆之间、车辆与路边设施之间的数据交换和信息共享。
目前，车联网系统从传统的远程监控、远程售后、遥控等应用场景，逐步发展成为全球范围内的智能交通系统，可以为城市交通管理、环保治理、能源管理等领域提供更加高效、智能化的服务。
常用车载网络系统(MOST)
MOST系统的优势
高速传输：MOST系统可以实现高速数据传输，满足车载多媒体和导航系统的需求。
实时性：MOST系统支持实时传输音频和视频数据，确保车载娱乐系统的流畅性。 稳定性：MOST系统采用光纤作为传输介质，具有较高的稳定性和可靠性。
易于扩展：MOST系统可以方便地扩展到更多的车辆和设备，提高整车的智能化水平。
车载导航系统的发展趋势 与前景
车载控制单元
定义：车载控制单元是MOST系统中的核心部件，负责控制和管理车辆的各种功能
功能：接收来自驾驶员的操作指令，通过MOST网络传输到其他车载设备，实现车辆的自动 化控制
应用场景：智能驾驶、车联网、自动驾驶等
发展趋势：集成化、智能化、网络化
MOST系统的优势和挑战
MOST总线
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MOST驱动单元
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高速传输
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实时传输
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MOST控制单元
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MOST光纤 MOST系统的特点
MOST系统的特点
光纤传输
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MOST系统通信协议分类
MOST系统通信协议特点
MOST系统通信协议应用 场景
MOST系统的通信协议特点
支持多种数据传输速率
支持实时传输音频、视频等 多媒体数据
基于光纤的传输介质
具备高可靠性、低延迟等优 点
MOST系统的应用场景
第四章
车载娱乐系统
MOST系统支 持多种音频和 视频格式，提 供高质量的音 频和视频体验
常用车载网络系统 (MOST)
常用车载网络系统(CAN)
25
常用车载网络系统
2.3 错误帧
错误帧的功能是对所发送的数据进 行错误检测、错误标定及错误自检。 错误帧由两个不同的域组成，第1个 域为不同控制单元提供错误标志的叠 加，第2个域是错误界定符。 错误标志包括主动错误标志和被动 错误标志两种形式。
26
常用车载网络系统
2.4 过载帧
接收器在电路尚未准备好或在间歇 域期间检测到一个“显性”位时，会 发送过载帧，以延迟数据的传送。过 载帧包括过载标志和过载界定符两个 域。
10
常用车载网络系统
4.CAN总线的自诊断功能
①控制单元具有自诊断功能，通过自诊断功能还可识别出与 CAN总线相关的故障。 ②用诊断仪读出CAN总线故障记录之后，即可按这些提示信 息按图索骥、顺藤摸瓜，快速、准确地查寻并排除故障。 ③控制单元内的故障记录用于初步确定故障，还可用于读出 排除故障后的无故障说明，即确认故障已经被排除。如果想 要更新故障显示内容，必须重新起动发动机。 ④CAN总线正常工作的前提条件是车辆在任何工况均不应有 CAN总线故障记录。
电阻状态 高阻抗 低阻抗
总线电平 1 0
32
2）多个收发器与总线导线的耦合 常用车载网络系统
当有多个收发 器与总线导线耦合 时，总线的电平状 态将取决于各个收 发器开关状态的逻 辑组合。
收发器A 1 1 1 1 0 0 0 0 收发器B 1 1 0 0 1 1 0 0
图2-32
3个收发器接到一根总线导线上
28
常用车载网络系统 4 CAN总线系统元件的功能
CAN总线系统元件主要由K-线、控制单元、CAN构件、 收发器等组成。
1.K-线
K-线用于在CAN总线系统自诊断时连接汽车故障检测仪 （如VAS5051），属于诊断用的通讯线。
汽车车载网络技术-第二章-车载网络基础知识
第三节 常用基本术语
7.报文及帧 帧有两种不同的帧格式:具有11位识别符的帧称为标准帧,具有29位识别符 的帧称为扩展帧。帧按照携带的信息类型可分为以下4种帧格式: (1)数据帧 数据帧携带数据,将数据从发送器传输到接收器。 (2)远程帧 远程帧由总线单元发送,用于请求发送具有相同识别符的数据 帧。 (3)过载帧 过载帧用于在先行和后续的数据帧(或远程帧)之间提供一附 加的延时。 (4)错误帧 任何单元检测到总线错误,就发出错误帧。
三、现场总线的几种常见类型
1.FF FF的体系结构参照ISO/OSI参考模型的第1、2、7层协议,即物理层、数据链路 层和应用层。另外增加了用户层。FF分为低速H1总线和高速H2总线两种。 2.Profibus Profibus有3种类型,即分散化的外围设备(Profibus-DP)、现场总线报文规范 (Profibus-FMS)和过程自动化(Profibus-PA)。 3.LonWorks 采用的LonTalk协议被封装在Neuron芯片中,内含3个8位微处理器,分别用于负 责媒体访问控制、网络处理和应用处理。通常将局部操作网络及其技术统称为 LonWorks技术。
二、通信协议标准
2.车载网络协议标准 (1)A类总线协议标准 面向传感器和执行器控制的低速网络,数据传输 速率通常只有1~10kbit/s。网络协议种类主要有LIN、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)和CCP等 (2)B类总线协议标准 面向独立电控单元之间数据共享的中速网络,传输 速率一般为10~100kbit/s。主要应用于车辆电子信息中心、故障诊断、SRS 和组合仪表等,以减少冗余的传感器和其他电子部件 (3)C类总线协议标准 面向高速、实时闭环控制的多路传输,最高传输速 率可达1Mbit/s,主要用于发动机、ABS/ASR、悬架等控制。 (4)D类总线协议标准 D类网络称为智能数据总线(IDB),主要面向信息和 多媒体系统等。D类网络协议的速率为250kbit/s~400Mbit/s。
汽车车载网络系统检修(第2版)—习题答案
第1章车载网络系统基础知识习题答案1．按照你的理解，说一说汽车为什么要使用网络系统？答案要点：很多汽车采用了多个电控系统，如果每一个电控系统都独立配置一整套相应的传感器、执行器，势必造成导线、插接件数量的不断增多，使得在有限的汽车空间内布线越来越困难，线束和插接件的增加使得汽车维修人员对车辆进行故障诊断和维修的难度增加；同时油耗增加，成本提高。
为了提高汽车综合控制的准确性，控制系统也迫切需要输入、输出信号/数据共享。
当电控模块共享输入信息时，就能对汽车进行更为复杂的控制。
为了简化线路，提高各电控单元之间的通信速度，汽车制造商开发设计了新的总线系统，即车载网络系统，把众多的电控单元连成网络，其信号通过数据总线的形式传输，可以达到信息资源共享的目的。
2．说明典型车载网络系统的组成。
答案要点：通常汽车网络结构采用多条不同速率的总线分别连接不同类型的节点，并使用网关服务器来实现整车的信息共享和网络管理。
3．车载网络系统在汽车上的应用有哪些？答案要点：车载网络系统在汽车上的应用非常多，按照应用系统加以划分的话，车用网络大致可以分为4个系统：动力传动系统、车身系统、安全系统、信息系统。
4．解释CAN、多路传输、数据总线的含义。
答案要点：CAN（Controller Area Network，控制局域网），是国际上应用最广泛的现场总线之一。
最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通信，在车载各电控装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。
多路传输用SWS（Smart Wiring System）表示，是指在同一通道或线路上同时传输多条信息。
事实上，数据信息是依次传输的，但速度非常快，似乎就是同时传输的。
数据总线是模块间运行数据的通道，即所谓的信息高速公路。
数据总线可以实现在一条数据线上传递的信号可以被多个系统（控制单元）共享，从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。
5．什么是通信协议？常用的通信协议有哪些？答案要点：通信协议是指通信双方控制信息交换规则的标准、约定的集合，即指数据在总线上的传输规则。
常用车载网络系统3篇
常用车载网络系统第一篇：车载Wi-Fi系统车载Wi-Fi系统是一种常见的车载网络系统，这种系统可以通过嵌入式无线路由器、SIM卡或者外置无线网络适配器等设备，将车内设备连接到互联网。
车载Wi-Fi系统可以使车内的人员连接到互联网，享受网络带来的便捷，也可以为无人驾驶汽车提供实时网络支持，为智能汽车行业打下良好基础。
车载Wi-Fi系统可以满足车内人员的多种需求，比如记录行车路线、搜索导航路线、在线听音乐、观看视频、使用社交软件和聊天工具等。
可以说，车载Wi-Fi系统为人们出行带来了更多的便利和娱乐方式，也成为了时下车载网络系统的主流。
车载Wi-Fi系统虽然在带来便利性的同时，也存在着一些问题。
比如车载Wi-Fi的信号覆盖范围可能受到地形、建筑物、信号强度等外部因素的影响，影响网络的稳定性和速度；车载Wi-Fi也需要付费，尤其是对于大流量的用户来说，费用会较高。
综上所述，车载Wi-Fi系统是一种常见的车载网络系统，虽然存在一些问题，但其便利性和普遍性依然受到了人们的高度认可和追捧。
在未来，车载Wi-Fi系统将会越来越成为人们出行的必备工具。
第二篇：车载4G系统随着5G技术的逐步推广，4G技术正在逐渐被淘汰，但在车载网络系统中，车载4G系统仍然是一种重要的网络系统。
车载4G系统主要通过移动网络来连接车内设备到互联网。
车载4G系统可以为人们出行提供网络支持，如查看天气、观看在线视频、听音乐等。
与车载Wi-Fi系统相比，车载4G系统具有更广泛的信号覆盖范围和更高的传输速度，能够在更大范围内为车内人员提供网络支持。
车载4G系统也被应用于车辆远程监控、车辆定位等方面。
在物流行业中，车载4G系统可以监测车辆行驶路线、车速和货品状态，为物流出行提供更为精准的数据支持。
在城市交通管理中，车载4G系统可以为车辆提供实时路况信息、交通导航等服务，提高车辆行驶的安全性和效率。
车载4G系统虽然在传输速度和覆盖范围等方面具有优势，但在一些特殊地区仍然存在信号覆盖不良的问题，需要进一步加强设备的技术升级和网络的优化。
常用车载网络系统(MOST)
MOST总线支持与汽车诊断系统的连接，可 以方便地对汽车进行故障诊断和远程监控。
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感谢您的观看
车载网络系统可以实时监控车辆状态，如油量、胎压、车速等，同时 还可以远程控制车辆，如开启空调、车门等。
安全保障
车载网络系统可以实时监测车辆周围环境，如行人、车辆、路况等， 并及时发出预警或采取相应措施，保障驾驶者和乘客的安全。
车载网络系统的分类
CAN总线
CAN总线是汽车内部最常用的通信协 议之一，具有高可靠性和实时性，主 要用于汽车内部传感器和执行器的通 信。
传输和控制。
MOST总线由德国宝马、奔驰和奥迪等汽车制造商共 同开发，并已成为国际标准。
MOST总线的特点
高带宽
MOST总线的数据传输速率高达 20Mbps，远高于其他车载网络系统。
实时性
MOST总线支持实时传输，确保了音 频和视频数据的实时传输和处理。
可靠性
MOST总线采用环形拓扑结构，具有 自动冗余功能，提高了系统的可靠性 和稳定性。
汽车中的低速网络连接，例如车辆诊断和网络管 理等功能。
04 FlexRay总线系统
FlexRay总线的概述
1 2 3
FlexRay总线的定义
FlexRay是一种用于汽车内部通信的高速串行总 线系统，被广泛应用于汽车领域。
FlexRay总线的起源
FlexRay总线由BMW和戴姆勒-克莱斯勒共同开 发，旨在满足汽车行业对高性能、高可靠性和高 安全性的通信需求。
数据。
数据传输采用异步串行通讯方 式，每个数据帧包含起始位、 数据位、奇偶校验位和停止位 。
LIN总线支持多种传输速率，例 如20kbps、40kbps和 9600bps等。
2.3 常用车载网络系统(VAN、LAN)
3 4
5 6
常用车载网络系统
2.3 VAN系统
VAN（Vehicle Area Network，车辆局域网），是由 标致、雪铁龙、雷诺公司联合开发研制的，它主要应用 于车身电器设备的控制。VAN数据总线系统协议是一种 只需要中等通信速率的通信协议，适用于车身功能和车 辆舒适性功能的管理
VAN数据总线系统协议的OSI模型分层
常用车载网络系统
31
③ 数据请求（一个数据使用者向一个数据制造者发出 数据请求）。
④ 帧中的回应（在同一帧中对一个请求的回应）或者 是滞后回应（如果数据制造者没有在提出请求时马上 回应）
10
常用车载网络系统 9．VAN数据总线系统签收回复 VAN数据总线系统的签收回复是由数据发送者激活和 实现的。 如果最后一个请求与一个确切的电控单元相连接 （“点对点”模式），它将激活签收回复命令。在这 种情况下，单一电控单元将会检测帧的格式是否正确， 以及回应一个发给它的信息（识别域将进行核实）， 以产生一个对这个帧的回复；没有涉及此交换的其他 电控单元则不应该产生回复。 相反的，如果这最后一个请求与几个电控单元或网络 中的电控单元整体相连接，它将取消回复命令
21
常用车载网络系统
小结
1. VAN（Vehicle Area Network，车辆局域 网），是由标致、雪铁龙、雷诺公司联合开 发研制的，它主要应用于车身电器设备的控 制。
22
常用车载网络系统
小结
1.一个VAN数据总线系统的帧由 个域组成。
23
常用车载网络系统
小结
1.一个VAN数据总线系统的帧由 9 个域组成。
常用车载网络系统
沈鸿星
Shen Hongxing
襄阳职业技术学院
第2章 车载网络通讯协议(第一讲)
a
13
1 信号传输介质
传输介质指连接网络节点的信息传输载体。 用于局域网的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤
双绞线、同轴电缆和光纤的主要特性
媒体 数
信号类型 传输速率（Mbit/s) 传输距离 (km)
双绞线 数字
1~2
0.1
几十
同轴电缆 数字/模拟 100~1000
10~50
a
1~10
节点
14
现场设备
▪分布式控制
通信网络
计算机
计算机
现
现现
现
场
场场
场
设
设设
设
备
备备
备
计算机
现
现
场
场
设
设
备
备
a
6
基于现场总线的分布式控制系统 现 场 总 线
智 能 现 场 设 备智 能 现 场 设 备
智 能 现 场 设 备
▪分布式控制系统是网络技术和控制技术结合的产物。 ▪车载网络是局域网与现场总线之间的结构。
a
10
6. 数据总线
模块间运行数据的通道，即信息高速公路。 数据总线上的信息可以被任何控制单元利用。 数据总线上不同的电平组合（编码方式）用于传输
不同的信息。 数据总线可以是一条导线、两条导线，双线制数据
线常绞在一起，以抗干扰。 各汽车制造商一直在设计自己的数据总线。 ISO标准和SAE标准。
智能传感器就是一种最简单的节点。
ECU是车载网络系统中最复杂的模块。
a
9
5. 多路传输（多路复用）
多路复用指多个用户使用一条介质线路时，线路资源 的分配方式。
频分方式（FDM）：不同频率范围在一条线路上传送 信息
常用车载网络系统(MOST)
33
图3-37 唤醒过程结束（开始数据传输）
2）同步数据的传输
在MOST系统中，音频和视频信息是作为同步数据传输 的。为便于理解，下面以AUDI A8 03年型汽车播放音乐CD 为例来进行说明。
图3-38 同步数据（音频. 和视频信息）的传输过程
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同步传输的数据管理如图3-39所示，前部信息控制单元 J523用带有以下校验数据的信息组：
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如果光波发射源发射的光波功率为20W，而光波接收器接收到的光 波功率为10W。则在这一转发过程中，光波的衰减常数为：
也就是说，对于衰减 常数为3dB的光波传输系 统而言，光波信号会衰减 一半。
在光学总线系统中， 一般将3dB作为光波传输系 统衰减常数的极限值，超 出极限值即认为光波传输 系统的信号衰减幅度过大， 必须予以维修或更换。
MOST是媒体信息传送的网络标准，通过采用 MOST，不仅可以减轻连接各部件的线束的质量、 降低噪声，而且可以减轻系统开发技术人员的负 担，最终在用户处实现各种设备的集中控制。
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13
2. MOST的应用
MOST系统可连接汽车音响系统、视频导航系统、车载电视、高保 真音频放大器、车载电话、多碟CD播放器等模块，其数据传输速率最高 可达22.5Mbit/s，而且没有电磁干扰。
图3-3 光学传. 输控制单元
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1）光导插头 2）电气插头 3）内部供电装置 4）收发单元——光导发射器
收发单元——光导发射器（FOT）由一个光电二极管和 一个发光二极管构成（图3-4）。
图3-4 光导发射器（FOT）
图3-5 波长650 nm 的可见红光
如图3-5所示，光学传输中使用的光波波长为650 nm，
某一控制单元发射器内产生的光
32车载网络技术--车载网络系统课件
5、国际标准化组织（ISO）为网络通信定义了一个参考模型，称为 开放式系统互连参考模型（OSI），简称OSI模型。OSI的体系结构定 义了一个7层模型，从下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、 传输层、会话层、表示层和应用层。
汽车局域网要传输的信息大多是传感器、执行器和开关信息，数据 较短，同时由于网络多采用总线型，所以车载网络的体系结构相对 简单一些，主要有应用层、数据链层和物理层。
图3-9是汽车车载网络系统组成的拓扑图，它由动力CAN总线、 舒适CAN总线和信息MOST总线联网组成，网关是它们的连接点。在舒 适CAN总线下还有一个辅助的LIN总线。
三、车载网络的分类
目前，绝大多数车用总线被美国汽车工程师协 会（SAE）下属的汽车网络委员会按照协议特性分 为A、B、C三类。也有其他的分类方法。
6、网络上常用的网络传输介质可分为两类：一类是有线的；一类是 无线的。有线传输介质主要有同轴电缆、双胶线和光纤；无线传输 介质主要有无线电波和红外线。
7、车载网络系统具有减轻整车重量、节约成本、质量可靠和增大开 发余地等优点。
8、车载网络采取基于串行数据通信的体系结构，车载网络主要由电 控单元、数据总线、网络、网络协议、网关等组成。
2. B类总线和协议
B类是面向独立模块间数据共享的中速网络，位速率在10～125 Kbit/s，主要应用于车身电子舒适性模块、仪表显示等系统。
B类常用的总线是CAN总线。CAN总线是一种串行数据通信协议，它是 一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通 信速率可达1 Mbit/s。
9、车载总线按特性分为A（低速）、B（中速）、C（高速）三类。A 类常用的总线是LIN总线；B类常用的总线是CAN总线；C类总线有高 速CAN总线、安全总线、X-by-Wire总线、诊断系统总线标准和多媒 体系统总线。
车载网络通信基础知识
按系统的复杂程度、信息量、必要的动作速 度、可靠性要求等将多路传输系统分为低速 （A）、中速（B）、高速（C）三类。
1、A类总线标准、协议
A类是面向传感器／执行器控制的低速 网络，数据传输位速率通常小于 10kbps，主要用于电动门窗、灯光照 明、后视镜调整、座椅调节等控制。
A类目前首选的标准是LIN （Local Interconnect Network）
在2000年3月6日，五家汽车公司（Audi、 BMW、DaimlerChrysler、Volvo和 VOlkswagen）、VCT通讯公司以及半导体 厂商 Motorola联合宣布成立LIN协会，其 目的是制订和实施满足汽车A类串行总线的 开放式标准。1999年7月首次发行LIN规范 （1.0版），2000年4月修订为l.1版，2000 年11月再次修订为1.2版，这个标准就是现 在的LIN总线标准。
CAN总现在汽车中的应用
总线的分类
其中的系统总线，即通常意义上所说的总线， 一般又含有三种不同功能的总线，即数据总线 DB（Data Bus）、地址总线AB（Address Bus） 和控制总线CB（Control Bus）。
有的系统中，数据总线和地址总线是复用 的，即总线在某些时刻出现的信号表示数据而 另一些时刻表示地址；而有的系统是分开的。 51系列单片机的地址总线和数据总线是复用的， 而一般PC中的总线则是分开的。
车载网络采取基于串行数据总线体系结构， 这是业界的共识。在各种串行数据总线中，最 常见的是PC机上的串口UART，因此最早的车 载网络是在UART的基础上建立的，如通用汽 车的E&C、克莱斯勒的CCD、福特的ACP、丰田 的BENA等车载网络都是UART在汽车上的应用
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一、填空题1.CAN数据总线所传输的数据有_________、_________、_________和__________四种类型。
2.CAN数据总线信号使用差分电压传送，两条信号线被称为_________和__________。
3.光在光纤内是基于_________的原理进行无损耗传输的。
4.接收器在电路尚未准备好或在间歇域期间检测到一个“0”时，会发送__________，以延迟数据的传送。
5.当接收器已接受到发送器的数据，常态下发送器发送_________位，表示已接受；如果正确接受，就发送_________位给发送器。
（较难）6.错误标志包括_________和__________两种类型，它们分别是由_________个连续的“显性位”和“隐性位”组成。
7.V AN数据总线系统拥有_________、_________和__________三种可行的传输模式。
8.在V AN系统中，如果总线能够连续读取_________位的隐性数据即视为空闲。
其中有8位在_________域，4位在_________域。
（较难）9.光纤的功能是将在某一控制单元_________内产生的光波传送到另一控制单元_________。
10.CAN数据传输线中的两条线绞在一起，主要是为了_________，保证数据的正确传输。
11.CAN数据总线所传输数据中的数据帧由_________、_________、_________、_________、_________、_________、_________七个不同的域组成。
12.LIN系统中的线路接口有两个重要作用，分别是_________和__________。
13.光纤由几层构成，它们分别是_________、_________、_________和_________。
14.MOST系统可以实现三种数据的传递，它们分别是_________、_________和__________。
N系统主要取决于三个因素：________、_________和__________。
二、判断题1.光波是直线传播的，且不可弯曲，所以光波在光纤中也必须以直线形式进行传播。
（）2.从理论上讲，CAN总线可以连接的节点数是无限的。
但是通信速度越低，连接的节点数越多。
（）3.总线型网络拓扑结构就是一条传输线............................................................................ （）4.星形网由于其组网简单，信道利用率高，特别适合实用性要求较高的环境。
（）5.MOST网络用光纤作为物理层的传输介质。
................................................................ （）6.光纤端面的光滑度和清洁度不影响光波信号的传输。
................................................ （）7.V AN系统中的两条数据线称为DA TA 和DATA B，传输着相同的电平信号。
（）8.LIN协议的结构是单主/多从的模式。
........... …………………………………………（）9.在保证低成本的条件下，MOST系统可以达到24.8Mbit/s的数据传输速度。
........ （）10.V AN的物理层有三个比较器，具备很强的容错能力，能够容错所有故障。
........... （）11.LIN系统的出现实现了电控单元和它的传感器和执行器之间的真正多路传输。
（）12.蓝牙发射器的有效距离是10m，如果某些装置外加放大器的话，传输距离可达10km。
（）13.车载蓝牙系统提供了一个标准的无线连接方式，解决了导线浪费和移动范围有限的问题。
（）N网既可以采用同轴电缆的总线型/树形网络，也可以采用双绞线、同轴电缆甚至光纤的环形网。
（）N数据总线系统和CAN数据总线系统一样，都是根据11位的ID符来判断电控单元的优先级的。
（）（较难）三、选择题1. 在CAN数据总线系统中，每个控制单元都有其自身的ID符，可以根据它们的ID符判断其优先级的高低，请选出下列优先级最高的控制单元........................... （）（较难）A. 010 1000 0000B. 001 1010 0000C. 100 0100 0000D. 110 0101 00002. CAN数据总线系统和LIN数据总线系统的传输介质分别是......................................... （）A. 双绞线光纤B. 光纤一根铜线C. 双绞线一根铜线D. 光纤同轴电缆3. MOST网络系统是一种采用（）拓扑结构的多媒体定向传输系统。
A. 树形B. 星形C. 总线型D. 环形4. 要表示节气门开度信号，系统可以用（）个位表示32个节气门开度位置。
A. 2B. 5C. 4D. 65. 蓝牙系统内的数据采用无线电波的方式进行传送，是采用（）波段进行无线通信的。
A. 2.45GHzB. 85MHzC. 5GHzD. 105.6K Hz6. CAN数据总线系统中，各控制单元间的数据传输实际上发生在（）之间。
A.数据链路层B. 应用层C. 网络层D. 物理层7. 连接到MOST上的任何应用层部分都是MOST设备，下面不是MOST设备的是（）（较难）A. 人机接口B.音像设备C. 光纤D. 控制开关8. V AN主要应用在车身电器设备的控制，下列电控单元不适合利用VAN系统进行控制的是（）A.发动机B. 汽车门锁C.电动车窗D. 空调9. 为了保证光信号的传输，在铺设光纤师，安装了防弯折装置，用以保证最小（）的曲率半径。
A. 23mmB. 25mmC.26mmD. 24mm10. 按SAE的车上网络等级标准，LIN属于汽车上的（）级网络。
A. BB. AC. CD. 都不是11. LAN网的传输介质可以是双绞线、同轴电缆和光纤，其中数据传输速率最高的是（）A.光纤B. 同轴电缆(50欧姆)C. 同轴电缆(75欧姆)D. 双绞线12. MOST系统最多可以同时传送_____个频道的CD质量的非压缩音频数据，最多可以连接___个节点。
（）A. 15 64B. 64 15C. 15 16D. 64 1613.下列不是LIN协议主要特征的是..................................................................................... （）A. 流速：1kbit/s---20kbit/sB. 节点数：<16C. 长度：<40mD. 媒体访问方式：竞争14.CAN协议提供了五种错误检测和修正的方法，下列不属于这五种错误检测类型的是（）A. 位错误B. 帧格式错误C. 校验错误D. 应答错误15.为了保证光波信号能够在光纤内无损耗的传输，纤芯折射率必须______反射包层的折射率。
（）（较难）A. 大于B. 小于C. 等于D. 都不是16. 下列不属于CAN总线上的数据连续产生的错误的是（）A. 节点内部故障B. 驱动方面的故障C. 外部干扰D. 外部干扰17. 在数据帧的开始域中，把带有约______V的电压1位和______V的电压1位分别送到CAN高位和地位数据线。
（）A. 5 0B. 0 5C. 2.5 2.5D. 都不是四、名词解释1．拓扑结构：2．传输介质：五、简答题简述CAN协议的特点。
（八项）六、问答题1.CAN数据总线系统由哪几部分组成，简述各部分的作用。
2.请列出CAN数据总线传输数据中的数据帧和远程帧的区别。
（较难）第二章答案一、填空题1.数据帧远程帧错误帧过载帧2、CAN-H CAN-L 3、全反射4、过载帧5、隐性显性6、主动错误被动错误67、定时传输模式事件传输模式混合模式8、12 帧结束域帧分区域9、发射器接收器10、防干扰11、开始域仲裁域控制域数据域安全域应答域结束域12、翻译保护13、纤芯反射涂层黑色包层彩色包层14、同步数据非同步数据控制数据15、传输介质拓扑结构介质访问控制协议（MAC）二、判断题1.╳2. √3.√4. ╳5.√6. ╳7. .╳ 8 √9.√ 10. ╳11. √12.╳13.√ 14.√ 15. ╳三、选择题1.B2.C3.D4.B5.A6.D7.C8.A9. B10.B 11.A12.A 13.D 14.B 15.A 16.C17.A四、名词解释1.拓扑结构：数据总线系统协议所允许的各个电脑之间的排列方式。
2.传输介质：信号传输的物质载体或者非物质载体。
五、简答题1.多主通信2.报文的发出3.系统的灵活性4.通信速度5.可要求远程数据6.错误检测功能、错误通知功能、错误还原功能7.故障的界定8.连接六、问答题1. 答：CAN数据总线系统是由控制器、收发器、两个数据传输终端和两条数据传输线组成。
CAN控制器——主要用来接收微处理器传来的信息，对这些信息进行处理并传给CAN收发器，同时CAN 控制器也接收由CAN收发器传来的数据，对这些数据进行处理，并传给控制单元中的微处理器。
CAN收发器——由数据接收器和数据发送器组成。
CAN收发器接收由CAN控制器传来的数据，并将其转化为电信号，通过数据传输线发出。
其他电控单元转化为接收器接收此信号，并检查判断所接收的信号是否为所需要的，如果接收的数据重要，它将被接收并进行处理，否则该数据将被忽略。
两个数据传输终端——CAN总线由数据发送和接收两端，都接有一个120欧姆的电阻器，可以防止数据在传输线终端被反射并以回声的形式返回，影响数据的正确传送。
两条数据传输线——CAN数据传输线是双绞线，分别是CAN高位数据线和低位数据线，两条数据线缠绕在一起，可以防止数据在传输时受到干扰。
1.答：数据帧和远程帧的区别：1)数据帧的功能是将数据从发送器传到接收器，而远程帧的功能是将数据请求从发送器传到接收器；2)数据帧由7个不同的域组成，而远程帧由6个不同的域组成，没有数据域；3)数据帧中远程发送请求位是“显性”的，而远程帧中的远程发送请求位是“隐性”的；4)数据帧中的数据长度代码与数据域中字节数量有关，而远程帧中的数据长度代码是不受制约的。