第一章 车载网络基础知识
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CAN
23
总线结构
24
控制器
25
汽车电脑
26
汽车电脑
27
基于CAN总线的汽车电器网络结构
发动机 自动变 ABS/TCS 安全气 电控悬 巡航控 动力转 电机控 电池管
ECU 速器ECU ECU
囊ECU 架ECU 制ECU 向ECU 制ECU 理ECU
高速总线
E整EC整CU车U（车（控网控网制关制关器）器）
44
（4）过程：描述通信的过程
45
3、协议要素及其功能
协议三要素：语法，语义，定时规则
功能： ①差错检测和纠正 ②分块和重装 ③排序 ④流量控制
46
4、车载网络的协议标准 按系统的复杂程度、信息量、必要的动作反 应速度、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。
47
3
传统式信息传递
4
随之产生的问题 线束和插接件的增加 ①线束的布置和装配越来越困难 ②增加了车身重量 ③增加了故障诊断和维修的难度
5
6
线束与插接件
7
8
9
整车线束布置
10
问题？
11
提出的解决方案 1、传感器信息共享和执行器资源共享的控制 系统 例如：发动机集成管理系统可以包括喷油、 点火、怠速、尾气排放、进气增压、冷却管 理和故障自诊断等功能
33
总线结构
34
2、CAN：控制器局域网（Controller Area Network ）国际上应用最广泛的现场总线之一 ， 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率。
3、局域网：
35
常用术语 4、多路传输：同一通道或线路上同时传输多条
信息。 5、模块/节点:就是电子装置。简单的如温度和
压力传感器，复杂的如计算机。 6、网络
36
7、网关
常用术语
37
8、通信协议
常用术语
9、帧
10、传输速率
38
常用术语 11、总线负荷：总线占用时间与较长探测时间
的比值，这种负荷以%的形式表示。
12、反应时间：总线上发出信息请求的瞬间和 该信息实际发出的瞬间的总和。 总线占用—等待 同时请求—优先级
39
三、车载网络系统的应用形式 1、汽车对通信网络的要求 ❖组网 ❖通信：连接到车载网络的各个ECU按需要从
第一章 车载网ห้องสมุดไป่ตู้系统的基础知识
1
图1-22 汽车上的电子控制系统越来越多
2
一、车载网络系统的应用背景和发展史
1、车载网络系统的应用背景 汽车的功能要求越来越多，而这些功能的实
现大多是基于电脑控制的； 每个电脑需要与多个传感器、执行器之间发
生通信，而每一个输入、输出信号又可能与 多个电脑之间发生通信。
非常高
41
典型的现代汽车车载网络
42
四、车载网络系统的通信协议 1、通信协议的内容
43
2、接口与实体：是为两个系统，设备或部件之 间连接服务的数据流穿越的界面。 有多少针脚 实体就是能够发送或接收信息的东西
四个方面的内容 （1）物理：多少个针脚 （2）电气：电路信号的电压、宽度及他们的时
间关系 （3）逻辑：指定实现交流的规则
（做一个大电脑把它们管理起来
）
12
解决方案 2、开发设计新的总线系统(即车载网络)
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。 什么是数据总线
（利用联网共享资源）
13
数据总线
数据总线：是电脑间运送数据的通道，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电脑（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。数据总线实 际是一条导线，或着是两条导线。 为了抗电子干扰，双线制数据总线的两条线 是绞在一起的。
总线上接收最新的信息以操纵各个系统。如 发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。
40
在汽车上的应用
2、车载网络系统在汽车上的应用例子 动力传动系统（发动机，ABS/EDL，自动变
速器，安全气囊，四轮驱动和组合仪表） 车身系统（舒适CAN(中央控制单元及4个车
门控制单元)） 安全系统（安全气囊） 信息（娱乐、ITS）系统：容量大，通信速度
低速总线
故障诊断 ECU
灯光控 刮雨洗涤 电动座 门锁防 电动车 后视镜 气候控 警告信 仪表显 制ECU 控制ECU 椅ECU 盗ECU 窗ECU 喇叭ECU 制ECU 号ECU 示ECU
28
29
表1-1 主要车载网络基本情况
30
几种车载网络的成本比例及通信速度比较
31
作业 1、车载网络的意义？
五、典型车载网络系统的结构和组成
48
19
五、典型车载网络系统的结构和组成
20
车载网络的意义 解决了线束和插接器增多带来的问题； 提高了汽车综合控制的准确性，当电控单元
共享输入信息时，就能对汽车进行更为复杂 的控制。
21
2、车载网络系统的发展史 1986年2月bosch公司在美国汽车工程师协会（
SAE）汽车工程协会大会上介绍了一种新型 的串行总线---CAN控制器局域网，CAN全称 Controller Area Network
32
二、车载网络系统的常用术语
1、数据总线：是电脑间运行数据的通道，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电脑（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。数据总线实 际是一条导线，或许是两条导线。 为了抗电子干扰，双线制数据总线的两条线 是绞在一起的。
14
下面，以宝来（BORA ）汽车的驾驶员侧车门 控制单元为例，进一步 说明这一问题。
图1-30 采用传统的布线方式 （9个线束插接器，共45根电线
）
15
图1-31 采用数据总线进行信息传输（只需2个线束插接器，17根电线）
16
网络传输
17
CAN数据总线的构成
18
AUDI A6L乘用车控制单元的安装位置
CAN
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总线结构
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控制器
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汽车电脑
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汽车电脑
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基于CAN总线的汽车电器网络结构
发动机 自动变 ABS/TCS 安全气 电控悬 巡航控 动力转 电机控 电池管
ECU 速器ECU ECU
囊ECU 架ECU 制ECU 向ECU 制ECU 理ECU
高速总线
E整EC整CU车U（车（控网控网制关制关器）器）
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（4）过程：描述通信的过程
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3、协议要素及其功能
协议三要素：语法，语义，定时规则
功能： ①差错检测和纠正 ②分块和重装 ③排序 ④流量控制
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4、车载网络的协议标准 按系统的复杂程度、信息量、必要的动作反 应速度、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。
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传统式信息传递
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随之产生的问题 线束和插接件的增加 ①线束的布置和装配越来越困难 ②增加了车身重量 ③增加了故障诊断和维修的难度
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线束与插接件
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整车线束布置
10
问题？
11
提出的解决方案 1、传感器信息共享和执行器资源共享的控制 系统 例如：发动机集成管理系统可以包括喷油、 点火、怠速、尾气排放、进气增压、冷却管 理和故障自诊断等功能
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总线结构
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2、CAN：控制器局域网（Controller Area Network ）国际上应用最广泛的现场总线之一 ， 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率。
3、局域网：
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常用术语 4、多路传输：同一通道或线路上同时传输多条
信息。 5、模块/节点:就是电子装置。简单的如温度和
压力传感器，复杂的如计算机。 6、网络
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7、网关
常用术语
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8、通信协议
常用术语
9、帧
10、传输速率
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常用术语 11、总线负荷：总线占用时间与较长探测时间
的比值，这种负荷以%的形式表示。
12、反应时间：总线上发出信息请求的瞬间和 该信息实际发出的瞬间的总和。 总线占用—等待 同时请求—优先级
39
三、车载网络系统的应用形式 1、汽车对通信网络的要求 ❖组网 ❖通信：连接到车载网络的各个ECU按需要从
第一章 车载网ห้องสมุดไป่ตู้系统的基础知识
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图1-22 汽车上的电子控制系统越来越多
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一、车载网络系统的应用背景和发展史
1、车载网络系统的应用背景 汽车的功能要求越来越多，而这些功能的实
现大多是基于电脑控制的； 每个电脑需要与多个传感器、执行器之间发
生通信，而每一个输入、输出信号又可能与 多个电脑之间发生通信。
非常高
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典型的现代汽车车载网络
42
四、车载网络系统的通信协议 1、通信协议的内容
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2、接口与实体：是为两个系统，设备或部件之 间连接服务的数据流穿越的界面。 有多少针脚 实体就是能够发送或接收信息的东西
四个方面的内容 （1）物理：多少个针脚 （2）电气：电路信号的电压、宽度及他们的时
间关系 （3）逻辑：指定实现交流的规则
（做一个大电脑把它们管理起来
）
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解决方案 2、开发设计新的总线系统(即车载网络)
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。 什么是数据总线
（利用联网共享资源）
13
数据总线
数据总线：是电脑间运送数据的通道，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电脑（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。数据总线实 际是一条导线，或着是两条导线。 为了抗电子干扰，双线制数据总线的两条线 是绞在一起的。
总线上接收最新的信息以操纵各个系统。如 发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。
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在汽车上的应用
2、车载网络系统在汽车上的应用例子 动力传动系统（发动机，ABS/EDL，自动变
速器，安全气囊，四轮驱动和组合仪表） 车身系统（舒适CAN(中央控制单元及4个车
门控制单元)） 安全系统（安全气囊） 信息（娱乐、ITS）系统：容量大，通信速度
低速总线
故障诊断 ECU
灯光控 刮雨洗涤 电动座 门锁防 电动车 后视镜 气候控 警告信 仪表显 制ECU 控制ECU 椅ECU 盗ECU 窗ECU 喇叭ECU 制ECU 号ECU 示ECU
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表1-1 主要车载网络基本情况
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几种车载网络的成本比例及通信速度比较
31
作业 1、车载网络的意义？
五、典型车载网络系统的结构和组成
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五、典型车载网络系统的结构和组成
20
车载网络的意义 解决了线束和插接器增多带来的问题； 提高了汽车综合控制的准确性，当电控单元
共享输入信息时，就能对汽车进行更为复杂 的控制。
21
2、车载网络系统的发展史 1986年2月bosch公司在美国汽车工程师协会（
SAE）汽车工程协会大会上介绍了一种新型 的串行总线---CAN控制器局域网，CAN全称 Controller Area Network
32
二、车载网络系统的常用术语
1、数据总线：是电脑间运行数据的通道，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电脑（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。数据总线实 际是一条导线，或许是两条导线。 为了抗电子干扰，双线制数据总线的两条线 是绞在一起的。
14
下面，以宝来（BORA ）汽车的驾驶员侧车门 控制单元为例，进一步 说明这一问题。
图1-30 采用传统的布线方式 （9个线束插接器，共45根电线
）
15
图1-31 采用数据总线进行信息传输（只需2个线束插接器，17根电线）
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网络传输
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CAN数据总线的构成
18
AUDI A6L乘用车控制单元的安装位置