车载网络与总线汇总
车载总线分类及应用
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------车载总线分类及应用车载总线分类及应用总线分为：外部总线，内部总线，系统总线。
系统总线包括：地址总线，数据总线，控制总线汽车的各种操纵系统正向电子化、自动化方向发展，在未来的 5～10 年里，传统的汽车机械操纵系统将变成通过高速容错通信总线与高性能 CPU 相连的电气系统。
如汽车将采用电气马达和电控信号来实现线控驾驶、线控制动、线控油门和线控悬架等，采用这些线控系统将完全取代现有系统中的液压和机械控制。
在新一代雅阁 V6 轿车上采用的 DBW 就是新技术之一。
DBW 是线控油门的英文缩写，也可称之为电控油门，即发动机的油门是通过电子控制的。
传统的油门控制方式是驾驶员通过踩油门踏板，由油门拉索直接控制发动机油门的开合程度，从而决定加速或减速，驾驶员的动作与油门动作之间是通过拉索的机械作用联系的。
而DBW 将这种机械联系改为电子联系。
驾驶员仍然通过踩油门踏板控制拉索。
但拉索并不是直接连接到油门，而是连着一个油门踏板位置传感器，传感器将拉索的位置变化转化为电信号传送至汽车的大脑1 / 7ECU(电子控制器) ， ECU 将收集到的相关传感器信号经过处理后发送命令至油门作动器控制模块，油门作动器控制模块再发送信号给油门作动器，从而控制油门的开合程度。
也就是说驾驶员的动作与油门的动作之间是通过电子元件的电信号联系的。
虽然从构造上来看， DBW 比传统油门控制方式复杂，但油门的控制却比传统方式精确，发动机能够根据汽车的各种行驶信息，精确调节进入汽缸的燃油空气混合气，改善发动机的燃烧状况，从而大大提高了汽车的动力性和经济性。
使用线控技术的优点很多，比如使用线控制动无需制动液，保护生态，减少维护；质量轻；性能高(制动响应快) ；制动磨最小(向轮胎施力更均匀) ；安装测试更简单快捷(模块结构) ；更稳固的电子接口；隔板间无机械联系；简单布置就能增加电子控制功能；踏板特性一致；比液压系统的元件更少等。
汽车总线及车载网络技术
4
能够理解MOST总线的原理，熟悉MOST总 线在汽车中的应用
5
能够理解车载以太网的主要技术，熟悉车载 以太网的应用
01 •汽车总线
汽车总线技术的产生与分类
• 1.汽车总线技术的产生
• 请说说为什么要使用总线技术？
汽车总线技术的产生与分类
• 2.汽车总线的分类
• 美国汽车工程师学会（SAE）的汽车网络委员会按照系统的复杂程度、传输流量、传输速度、传输可靠性、 动作响应时间等参量，将汽车数据传输网络划分为A、B、C、D、E五类。
LIN总线
• 2. LIN总线系统的结构
• （1）LIN的网络结构 • LIN总线上的最大电控单元节点数为16个，系统中
两个电控单元节点之间的最大距离为40m。 • LIN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），负责 消息的发送和接收；主节点还包含一个主任务 （Master Task），负责启动LIN总线网络中的通 信。
CAN总线
• CAN网络拓扑可以根据几何图形的形状分为五种类型：总线拓扑、环形拓扑、星型拓扑、网络拓扑和树型 拓扑，这些形状也可以混合形成混合拓扑。因为电动汽车的网络特性可以概括为通信距离短、网络复杂度要 求低、可扩展性要求高、实施可靠性要求高。
星形拓扑
网络拓扑
环形拓扑
树形拓扑
图 6-2 CAN 网络拓扑形式
LIN总线
• （2）LIN的节点结构 • 一个LIN节点主要由微控制器和LIN收发器组成，而微控制器通过UART/SCI接口与LIN收发器连接，几乎所
有微控制器都具备UART/SCI接口，并且LIN收发器（如TJA1020、MC33399等）的RXD、TXD引脚可与微 控制器的RXD、TXD引脚直接连接，无需电平转换。在LIN系统中，加入新节点时，不需要其他从节点作任 何软件或硬件的改动。LIN和CAN一样，传送的信息带有一个标识符，它给出的是这个信息的意义或特征， 而不是这个信息传送的地址。
汽车网络与总线技术
◆Service Training
15
CAN-BUS
汽车网络与总线技术
CAN-BUS信息交换发动发机转动速机控制单元
额定怠速转速
变速箱控制单元
额定发动机扭矩 额定发动机转速 可执行怠速 转速控制调节 超速切断支持 离合器保护 离合器状态 离合器扭矩 档位变换、动作/不动作 压缩机切断 换档杆位置/行驶位置
VAN Bus Peugeot标志, Renault雷诺, Citroen雪铁龙等应用 Philips-bus
J1850-HBCC Ford with Motorola / Texas Instruments
J1850-DLC GM with Motorola / Texas Instruments
1983-86 Bosch 软件协议； Intel 控制器
1990 MB S-class with 12 cyl. Engine首次应用于汽车
Audi AG in MY 96 in A8 D2 with 3.7ltr. V8 with 01V AG5大众首次应用 PASSAT B5 AG in MY97; GOLF A4 AG in MY 98
CAN-BUS
汽车网络与总线技术
汽车网络与总线技术
CAN Combi 组合仪表
CAN Drive驱动
CAN Diagnostic 诊断
网关Gateway Control Unit
CAN Comfort舒适
◆Service Training
CAN Infotainment 信息
1
CAN-BUS
汽车网络与总线技术
- low cost of involved components (station connections)低成本
四种主流的汽车总线：CAN、LIN、FlexRay和MOST总线技术详解
四种主流的汽车总线：CAN、LIN、FlexRay和MOST总线技术详解车用总线就是车载网络中底层的车用设备或车用仪表互联的通信网络。
目前，有四种主流的车用总线：CAN总线、LIN总线、FlexRay 总线和MOST总线。
用一张表格来说明各种总线的区别一、汽车总线的诞生汽车总线的诞生离不开汽车电子的发展。
汽车电子化的程度也被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。
传统的汽车电子大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然会形成庞大的布线系统。
据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点可达1500个，而且该数字大约每10年就将增加1倍。
这进一步加剧了粗大的线束与汽车上有限的可用空间之间的矛盾。
无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都不能适应现代汽车的发展。
另外，为了满足各电子系统的实时性要求，须对汽车公共数据(如发动机转速、车轮转速、节气门踏板位置等信息)实行共享，而每个控制单元对实时性的要求又各不相同。
因此，传统的电气网络已无法适应现代汽车电子系统的发展，于是新型汽车总线技术便应运而生。
二、CAN总线CAN总线又称作汽车总线，全称为“控制器局域网(Controller Area Network)”，是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络。
它将各个单一的控制单元以某种形式(多为星形)连接起来，形成一个完整的系统。
CAN总线最早是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块(ECU)之间的数据交换而开发的一种串行通讯协议。
现今在汽车电子系统中已得到广泛应用，成为欧洲汽车制造业的主体行业标准，代表着汽车电子控制网络的主流发展趋势。
世界上很多著名的汽车制造厂商，如Volkswagen(大众)、Benz(奔驰)、BMW(宝马)、Porsche(保时捷)、Rolls.Royce(劳斯莱斯)等公司都已经采用CAN总线来实现汽车内部控制系统的数据通信。
宝马E60车载网络供电和总线系统_一_
汽车维修技师
７ ．Ａｕｔｏ］
［Ａｕｔｏ．
６
汽车维修技师
新车透视
ＡＵＴＯＭＡＮ
所示。高级安全系统 ＡＳＥ 通过 Ｂ 柱卫星式控制单元监控蓄 电池导线。
５．智能型蓄电池传感器 ＩＢＳ是一个自身带有微型控制器μＣ的智能型蓄电池传 感器。ＩＢＳ 持续测量： ●蓄电池端电压 ●蓄电池充电 ／ 放电电流 ●蓄电池酸液温度 （１）安装位置 ＩＢＳ 直接安装在蓄电池 ６ ０ 车载网络供电和总线系统（一）
大连 张维利
宝马 Ｅ６０ 车型的供电方式与 Ｅ６５ 车型相似。但 Ｅ６０ 车 型中没有安装供电模块，因此也没有蓄电池主开关。 Ｅ６０ 车型的供电管理主要由下列部件完成： ●智能型蓄电池传感器ＩＢＳ ●一个通过便捷进入及启动系统控制的总线端ＫＬ．３０ｇ 继电器 ●微型供电模块 ●数字式发动机电子伺控系统（ＤＭＥ）、数字式柴油机 电子伺控系统（ＤＤＥ）和智能型蓄电池传感器（ＩＢＳ）中的供电 管理软件 一、系统组成 系统组成如图 １ 所示，系统电路如图 ２ 所示。
（２）结构 ＩＢＳ 由机械、 硬件和软件三部分功能元件组成。 ＩＢＳ的 机械部分是由蓄电池负极接线柱及接地线组成。 ＩＢＳ机械部 分功能： ●车身与蓄电池负极的电接触 ●电流测量传感器元件的定位件 注意导线， 尤其要注意ＩＢＳ。 与Ｅ６５ 车型相同， 通过中止诊 断任务“控制 － 更换蓄电池 － 记录”对供电管理系统进行 初始化。 ４．蓄电池导线 蓄电池导线敷设在底板外侧，蓄电池导线截面如图 ５ ●硬件的定位件 ●确保硬件温度传感器和蓄电池负极之间充足的热敏 接触 ●保护敏感电子元件 ●蓄电池接线柱作为ＩＢＳ接地端 （待续）
接地点如图 ３ 所示。 ＧＲＡＶ（如图 ４ 所示）接地点改善了车辆的电磁相容性 ＥＭＶ。前部车身与其余车身部分之间的传统连接方式对车 二、部件 供电系统由接地点，蓄电池，蓄电池导线，智能型蓄 电池传感器及接地线， 总线端ＫＬ．３０ｇ继电器， 微型供电模 块 ＭＰＭ，发电机，数字式发动机电子伺控系统或数字式柴 油机电子伺控系统和便捷进入及启动系统组成。 １．接地点 辆 ＥＭＶ 的影响不明显。 它们之间的接触电阻通过一条接地 线。 ２．蓄电池 在Ｅ６０车型中， 蓄电池尺寸取决于发动机和车辆装备。 ３．蓄电池更换的维护说明 ＣＡＳ 中存有蓄电池尺寸的编码。更换蓄电池时，仅允 许选用批量生产中所使用尺寸的蓄电池。 更换蓄电池时要
第1章 汽车总线系统基础知识
• 比特率是指每秒传输的比特（bit）数。单位为bit/s，也可表示为bps （bit per second），比特率越高，单位时间传送的数据量越大。计 算机中的信息都用二进制的0和1来表示，其中每个0或1被称为一个 位，即bit（位）。大写B表示Byte即字节，1个字节= 8个位，即 1B=8bit。表示文件大小的单位，一般都使用千字节（KB）来表示文 件的大小。
• 接着，美国汽车工程师协会提出了J1850。
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1.1 汽车总线系统概述
• 此后，日本也提出了各种各样的总线系统方案，并且丰田、日产、三 菱、本田及马自达公司都已经处于批量生产阶段，但没有统一为以车 身系统为主的控制方式。
• 而在其他国家，特别是欧洲的厂家则采用CAN，同时发表文章介绍 采用大型CAN网络的车型。由于他们在控制系统上都可以采用CAN ，从而充分地证明了CAN在此领域内的先进性。
• 1. 链路（传输媒体）
• 链路指网络信息输出的媒体，分为有线和无线两种类型，目前汽车上 使用的大多数都是有线网络，通常用于局域网的传输媒体有双绞线、 同轴电缆和光纤。
• 1986 年2 月，Robert 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，那是汽车总线系统CAN 诞生的时刻。CAN 全称为Controller Area Network，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线 之一。
• 如图1-4（a）所示，在传统控制电路中，各种控制信号都属于平行关 系，相互之间并没有关联，每个信号都有专属的信号线。因此，如果 需要传输多个信号，就需要多根线进行传输。而在总线系统中采取基 于串行数据总线体系结构，能将各种信号按照内部程序转换为各种数 据后，通过一条线或两条线将信号一个一个通过串行通信方式进行传 输，在其通信线上传送的是“0”和“1”数字信号，如图1-4（b）所 示。A电脑读取4个开关信号状态，将其转换为“0110”的数据传送给 B电脑，B电脑收到后将其解读，即知现在1、4开关断开，2、3开关 接通。
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
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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
21
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。
车载网络知识点总结
车载网络知识点总结一、车载网络的概念车载网络是指将汽车内部的电子设备、传感器、控制单元等与移动通信网络连接起来，实现车辆信息传输和互联的一种网络系统。
通过车载网络，车辆可以连接互联网，实现远程控制和互联互通。
车载网络的发展与智能化汽车的发展密切相关，可以为驾驶人员、乘客提供更丰富的信息服务和更便捷的交通出行方式。
二、车载网络的技术架构车载网络的技术架构主要包括车辆内部网络、车辆对外通信、车辆与云端通信等几个主要部分。
1. 车辆内部网络：车辆内部网络是指车载网络中用于连接车辆内部各种设备和传感器的网络系统。
通常采用CAN总线、LIN总线等方式进行连接，实现车辆内部各种设备之间的数据传输和通信。
2. 车辆对外通信：车辆对外通信是指车辆通过移动通信网络与外部互联网进行数据传输和通信的部分。
车辆可以通过3G/4G/5G网络连接互联网，实现远程控制、车辆信息传输等功能。
3. 车辆与云端通信：车辆与云端通信是指车辆通过移动通信网络与云端服务器进行数据传输和通信的部分。
通过车辆与云端的通信，可以实现车辆数据的上传、下载，车辆远程控制和管理等功能。
三、车载网络的应用场景车载网络的应用场景非常广泛，主要包括车辆信息服务、车辆远程控制、车辆安全监控等几个方面。
1. 车辆信息服务：通过车载网络，车辆可以连接互联网，实现导航、音乐、视频、在线购物等丰富的信息服务。
驾驶人员、乘客可以在车辆内部享受不同于传统汽车的娱乐和工作方式。
2. 车辆远程控制：通过车载网络，车主可以通过手机App或者互联网远程控制车辆的启动、熄火、空调、车窗、车灯等功能。
提高了车主对车辆的便捷控制。
3. 车辆安全监控：通过车载网络，车辆可以实时上传自身位置、状态信息到云端服务器，可以实现车辆追踪、监控和报警等功能。
提高了车辆的安全性和管理效率。
四、车载网络的安全性车载网络的安全性是非常重要的，因为一旦发生安全漏洞或攻击，可能对车辆和驾驶人员的生命财产造成严重威胁。
汽车总线及车载网络技术
主节点需要，从节点不 需要
每个节点都需要
• 2. LIN总线系统的结构
LIN总线
• （1）LIN的网络结构
• LIN总线上的最大电控单元节点数为16个，系统 中两个电控单元节点之间的最大距离为40m。
• LIN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 ），负责消息的发送和接收；主节点还包含一 个主任务（Master Task），负责启动LIN总线 网络中的通信。
• 在MOST总线中，各个终端设备（节点、控制 单元）之间通过一个数据只沿一个方向传输的 环形总线连接，音频、视频信息在环形总线上 循环，并由每个节点（控制单元）读取和转发 。各个控制单元之间通过光导纤维相互连接而 形成一个封闭环路，因此每个控制单元拥有两 根光导纤维，一根光导纤维用于发射器，一根 光导纤维用于接收器。
CAN总线
• CAN网络拓扑可以根据几何图形的形状分为五种类型：总线拓扑、环形拓扑、星型拓扑、网络拓扑和树 型拓扑，这些形状也可以混合形成混合拓扑。因为电动汽车的网络特性可以概括为通信距离短、网络复 杂度要求低、可扩展性要求高、实施可靠性要求高。
星形拓扑
网络拓扑
环形拓扑
树形拓扑
图 6-2 CAN 网络拓扑形式
CAN总线
• CAN数据传输线是双向串行总线，大都采用具 有较强抗干扰能力的双绞线，分为CAN-H线和 CAN-L线，两线缠绕绞合在一起，其绞距为 20mm，横截面积为0.35mm2或0.5mm2
CAN总线
• 终端电阻的作用是防止信号在传输线终端产生反射波，而使正常传输的数据受到干扰。
CAN总线
总线型拓扑
CAN总线
• CAN总线系统的总体构成如图6-3所示，主要由 若干个节点（电控单元）、两条数据传输线（ CAN-H和CAN-L）及终端电阻组成。
常用车载网络系统(LIN)
LIN网传输-DATA数据从主控制器到执行器（单个）
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常用车载网络系统
LIN网传输-DATA数据从主控制器到执行器（多个）
LIN网传输-DATA数据从执行器（多个）到主控制器
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常用车载网络系统 8.防盗功能 LIN总线还具有一定的防盗功能。只有当LIN主控制单元 发送出带有相应识别码的信息标题后，数据才会传至LIN总线 上。由于LIN主控制单元对所有信息进行全面监控，所以无法 在车外使用从控制单元通过LIN导线对LIN总线实施控制。
图4-25
LIN总线发生断路故障
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常用车载网络系统
小结
1. LIN是Local Interconnect Network 的缩 写，意为 。
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常用车载网络系统
小结
1. LIN是Local Interconnect Network 的缩 写，意为局域互联网。
35
常用车载网络系统
小结
2. LIN网络一般使用 输介质。 根单独的铜线作为传
常用车载网络系统
图4-4 在AUDI A6L汽车上，LIN总线用于新鲜 空气鼓风机、风挡玻璃辅助加热器以及天窗等的 控制
8
常用车载网络系统
3 LIN的结构与协议
LIN协议在同一总线上的最大节点数量为16， 系统中两个电控单元之间的最大距离为40m。 1．传输介质 LIN网络一般使用一根单独的铜线作为传输 介质。 2．节点结构 一个LIN电控单元拥有一个统一的接口 （LIN标准），以便与其他LIN电控单元之间进 行信息数据处理。这种标准接口的基本单位为 UART（通用异步接收/发送装置）
16
常用车载网络系统
图4-9 BMW E60电动遮阳卷帘的控制 1—驾驶员侧开关组；2—驾驶员侧车门模块TMFA； 3—安全和网关模块SGM；4—便捷进入及起动系统CAS； 5—中柱开关控制中心SZM；6—遮阳卷帘
常用车载网络系统(CAN)
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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。
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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
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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
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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。
汽车网络与总线标准
汽车网络与总线标准汽车作为一种交通工具，目前承担起了越来越多的功能。
现代科技已经将网际网络、无线连接、个人通讯电子装苣、娱乐设备等整合到汽车内部，与动力系统相结合，为乘客提供了前所未有的便利。
而这一切都有赖于汽车网络技术，它是汽车电子发展的重要方向之一。
过去，汽车通常采用点对点的通信方式，将电子控制单元及负载设备连接起来。
随着电子设备的不断增加，势必造成导线数量的不断增多，从而使得在有限的汽车空间内布线越来越困难，限制了功能的扩展。
同时导线质量每增加50 kg,油耗会增加0. 2 L/100 km.此外, 电控单元并不是仅仅与负载设备简单地连接，更多的是与外囤设备及英他电控单元进行信息交流，并经过复杂的控制运算，发出控制指令，这些是不能通过简单地连接所能完成的。
而单从线朿本身来说，它也是汽车电子系统中成本较高，连接复杂的部件。
随着汽车电子控制单元以及汽车电子装巻的不断增多，采用串行总线实现多路传输，组成汽车电子网络，是一种既可靠又经济的做法。
同时现代汽车基于安全性和可靠性的要求，正越来越多地考虑使用电控系统代替原有的机械和液压系统。
1.俺孑电孑网僖辖枸在汽车内部采用基于总线的网络结构，可以达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体可靠性的目的°通常的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，如图1所示。
车身系统的控制单元多为低速马达和开关量器件，对实时性要求低而数量众多。
使用低速的总线连接这些电控单元。
将这部分电控单元与汽车的驱动系统分开，有利于保证驱动系统通信的实时性。
此外，采用低速总线还可增加传输距离、提髙抗干扰能力以及降低硬件成本。
动力与传动系统的受控对象直接关系汽车的行驶状态，对通讯实时性有较髙的要求。
因此使用髙速的总线连接动力与传动系统。
传感器组的各种状态信息可以广播的形式在髙速总线上发布，各巧点可以在同一时刻根据自己的需要获取信息。
常用车载网络系统(CAN)
01
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。
02
过载帧
数据帧或远程帧与其前面帧的隔离是通过帧间空间实现的，无论其前面的帧为何类型。所不同的是过载帧与错误帧之前没有帧间空间，多个过载帧之间也不是由帧间空间隔离的。帧间空间包括间歇域和总线空闲的域。如果“错误被动”的控制单元已作为前一数据的发送器时，则其帧间空间除了间歇域、总线空闲域外，还包括挂起传送域。间歇域包括3个“隐性”位，间歇期间所有的控制单元均不允许传送数据帧或远程帧，唯一要做的是标志一个过载条件
1
所有控制单元都通过各自的RX-线来跟踪总线上的一举一动并获知总线状态。
2
每个控制单元的发射器都将TX-线和RX-线的状态一位一位地进行比较（它们可以不一致）。
3
小 结
1
CAN是Controller Area Network（ ）的缩写，是国际标准化的串行通信协议。
2
01
小 结
02
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。
仲裁域。仲裁域（长度为11bit）用于确定所传数据的优先级。如果在同一时刻有两个控制单元都想发送数据，则优先级高的数据先行发出。
控制域。控制域（长度为6bit）用于显示数据区中的数据数量，以便让接收器（接收数据的控制单元）检验自己接收到的、来自发送器（发送数据的控制单元）的数据是否完整。
数据域。数据与（长度不确定，视具体情况而定，最大长度为64bit）是信息的实质内容。
CAN数据总线传输的数据类型
02
CAN数据总线所传输的数据有4种类型：
车载网络总结
1、 列举5种车载网络（名称，应用，国家，速率）
名称 应用
国家 速率 CAN 车身∕动力传动系统
1Mbps V AN 车身系统 以法国为中心 1Mbps J1850 车身系统
以美国为中心
10.4kbps---41.6kbps
LIN 车身系统，液压组件、传感器、
执行器专用
20kbps MOST
娱乐及信息系统
以欧洲为中心，由克莱斯勒、宝马和奥迪推动
22.5kbps
2、 车载网络分类（分类依据：功能和速率）
概述 应用 主流协议
A 类 面向执行器、传感器的低速网络 电动门窗、座椅调节、灯光照明 LIN
B 类 面向模块间数据共享的中速网络
电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示
低速CAN 、J1850、V AN C 类 面向多路、实时闭环的高速网络 动力系统 高速CAN 、FlexRay 、TTP ∕C
D 类 面向信息、多媒体系统的网络（称之为智能数据总线） 信息、多媒体系统 MOST 、IDB1394
E 类
面向乘员的安全系统
车辆被动安全性领域
Byteflight
3、 车载网络常用传输介质：同轴电缆、双绞线、光纤
4、 数据的优先权：
答：在信息数据列中有八位仲裁区，这八位二进制中前七位既是发送信息的控制器标识符，同时又表示了它的优先权。
仲裁规则如下，标识符中的号码越小，即从前往后数，前面零越多，优先权越高。
介
绍
种
类。
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CAN总线技术规范
• 基本概念
– 多主机
• 总线空闲时，任何单元都可以开始传送报文。具有较高优先权 报文的单元可以获得总线访问权。
– 仲裁
• 只要总线空闲，任何单元都可以开始发送报文。如果2 个或2 个以上的单元同时开始传送报文，那么就会有总线访问冲突。 通过使用识别符的位形式仲裁可以解决这个冲突。仲裁的机制 确保信息和时间均不会损失。当具有相同识别符的数据帧和远 程帧同时初始化时，数据帧优先于远程帧。仲裁期间，每一个 发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。如果 电平相同，则这个单元可以继续发送。如果发送的是一“隐性” 电平而监控视到一“显性”电平（见总线值），那么该单元就 失去了仲裁，必须退出发送状态。
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步
• 物理连接
CAN总线技术规范
• 物理联接
CAN总线技术规范
• 物理联接
CAN总线技术规范
• 物理联接
– 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
电位
显性 隐性
U CAN-High – 对地 U CAN-Low – 对地 电压差
3,8 V (3,5 V) 2,6 V (2,5 V) 1,2 V (1,5 V) 2,4 V (2,5 V) 2,6 V (2,5 V) 0,2 V (0 V)
CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
显性位
隐性位 时间t
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线的技术规范
– 是设计CAN应用系统的基本依据 – CAN2.0A和CAN2.0B – 对应用者的要求
• 基本结构 • 概念 • 规则
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线的应用层协议（高层协议）
– – – – 基于应用环境 CAL和OSEK J1939 工业应用CANopen、DeviceNet、SDS
• 总线发展前景
第二节 CAN总线介绍
• • • • • • CAN总线的发展历程 CAN总线的特点 CAN总线硬件构成 CAN总线的位数值表示与通讯距离 CAN总线的技术规范 CAN总线的高层协议
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线发展历程
– 发展历程
• 是20世纪80年代初德国Bosch公司为解决现代汽车中众多控制 单元、测试仪器之间的实时数据交换而开发的一种串行通信协 议 • 1983年，Bosch开始研究车上网络技术 • 1986年，Bosch在SAE大会公布CAN协议 • 1987年，Intel和Philips先后推出CAN控制器芯片 • 1991年，Bosch颁布CAN 2.0技术规范，CAN2.0包括A和B两 个部分 • 1991年，CAN总线最先在Benz S系列轿车上实现 • 1993年，ISO颁布CAN国际标准ISO-11898 • 1994年，SAE颁布基于CAN的J1939标准 • 2003年，Maybach发布带76个ECU的新车型（CAN，LIN， MOST） • 2003年，VW发布带35个ECU的新型Golf • ……
• CAN标准
• 通讯机制
• CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
– 报文
• 总线上的信息总线上的信息以不同的固定报文格式 发送，但长度受限。当总线空闲时任何连接的单元 都可以开始发送新的报文。
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 信息路由
• 在CAN 系统里，节点不使用任何关于系统配置的 信息（比如，站地址）。 • 以下是几个重要的概念。
1. ������ 系统灵活性：不需要改变任何节点的应用层及相关的软件 或硬件，就可以在CAN 网络中直接添加节点。 2. ������ 报文路由：报文的内容由识别符命名。识别符不指出报文 的目的地，但解释数据的含义。因此，网络上所有的节点可以 通过报文滤波确定是否应对该数据做出反应。 3. ������ 多播：由于引入了报文滤波的概念，任何数目的节点都可 以接收报文，并同时对此报文做出反应。 4. ������ 数据连贯性：在CAN 网络内，可以确保报文同时被所有的 节点接收（或同时不被接收）。因此，系统的数据连贯性是通 过多播和错误处理的原理实现的。
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
– 数据桢
– 远程桢
– 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢
– 错误检测与错误桢 • 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
• • • • 汽车总线技术的产生 汽车总线分类
专用总线
总线发展前景
第一节 车载总线技术概述
• 专用总线
– 故障诊断总线
故障诊断是现代汽车必不可少的一项功能，其目的主要是为了满足 OBDⅡ（ON Board Diagnose）、OBDⅢ或E-OBD（European-On Board Diagnose）标准。目前，许多汽车生产厂商都采用ISO14230 （Keyword Protocol 2000）作为诊断系统的通信标准。
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制
• CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式 – 数据桢
CAN总线技术规范
• 物理联接
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 报文 – 信息路由 – 位速率 – 优先权 – 远程数据请求 – 多主机 – 仲裁 – 安全性 – 错误标定和恢复时间 – 故障界定 – 连接 – 单通道 – 总线值 – 应答 – 睡眠模式 – 振荡器容差
CAN总线技术规范
• 基本概念
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 位速率
• 不同的系统，CAN 的速度不同。在一给定的系统里， 位速率是唯一的，并且是固定的。
– 优先权
• 在总线访问期间，识别符定义一静态的报文优先权。
– 远程数据请求
• 通过发送远程帧，需要数据的节点可以请求另一节 点发送相应的数据帧。数据帧和相应的远程帧是由 相同的识别符（IDENTIFIER）命名的。
第二部分 CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
第六章 CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
3
Dominant Rezessiv
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 安全性
• 为了获得最安全的数据发送，CAN 的每一个节点均 采取了强有力的措施以进行错误检测、错误标定及 错误自检。
– 错误标定和恢复时间
• 任何检测到错误的节点会标志出已损坏的报文。此 报文会失效并将自动地开始重新传送。如果不再出 现新错误的话，从检测到错误到下一报文的传送开 始为止，恢复时间最多为29 个位的时间。