汽车网络技术
车联网技术解读
车联网技术解读随着科技的不断发展，各种智能的设备逐渐走进了人们的生活中。
其中，车联网技术是智能化生活的一个重要组成部分。
车联网技术利用互联网技术将车辆与互联网连接起来，使其成为一个智能化的交通网络。
本文将从几个方面来介绍车联网技术及其应用。
一、车联网技术的特点1.数据交换车联网技术的特点之一是数据交换。
通过网络技术，车辆可以实现与其他车辆和道路设施的实时数据交换，比如路况、车速、车辆位置等等。
2.智能化车联网技术的另一个特点是智能化。
通过安装各种传感器和智能设备，车辆可以实现自动驾驶、自动泊车以及远程控制等功能。
3.协同性车联网技术的第三个特点是协同性。
车辆可以与其他车辆和交通设施协同工作，以达到更高效、更安全的交通运输方式。
二、车联网技术的应用1.导航车联网技术最常见的应用是导航。
通过GPS定位和互联网数据交换，车辆可以获得实时路况和最佳路线，以避免交通拥堵。
2.车辆控制车联网技术还可以实现远程控制汽车，比如远程开启车门、启动引擎和调节温度等功能。
3.安全驾驶车联网技术可以提高驾驶的安全性。
通过安装各种传感器和摄像头，车辆可以自动检测车辆周围的情况，避免交通事故的发生。
4.智能交通管理车联网技术还可以为交通管理部门提供实时数据，以便更好地管理交通流量和道路安全。
三、车联网技术的发展趋势1.汽车智能化随着人们对汽车智能化需求的不断增加，未来车联网技术将越来越普及，并且将成为新的标配。
2.自动驾驶技术自动驾驶技术是未来车联网技术的重点发展方向。
这一技术将使驾驶变得更加安全和高效。
3.大数据和人工智能未来车联网技术将不仅仅是数据交换和互联网技术的组合，而是与大数据和人工智能等技术的结合。
这将使车联网技术更加高效和智能。
四、结论总体来说，车联网技术是一项十分重要的技术，它对汽车智能化、自动驾驶、交通安全等方面都有极大的意义。
随着技术的不断发展，车联网技术有着很好的发展前景，也会为我们的生活带来更多的便利和安全。
汽车网络技术实训报告
一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车网络技术在汽车领域中的应用越来越广泛。
为了更好地了解汽车网络技术，提高自己的实践能力，我参加了为期一个月的汽车网络技术实训。
通过实训，我对汽车网络技术的原理、应用及发展趋势有了更深入的认识。
二、实训目的1. 理解汽车网络技术的概念、原理和发展趋势；2. 掌握汽车网络技术的常用协议和标准；3. 学会使用汽车网络测试设备进行故障诊断和维修；4. 提高实际操作能力，为今后从事汽车维修、检测等相关工作打下基础。
三、实训内容1. 汽车网络技术概述（1）汽车网络技术的概念和发展历程；（2）汽车网络技术的应用领域和优势；（3）汽车网络技术的常用协议和标准。
2. 汽车网络测试设备的使用（1）汽车网络测试设备的功能和特点；（2）汽车网络测试设备的操作方法；（3）汽车网络测试设备的故障诊断和维修。
3. 汽车网络故障诊断与维修（1）汽车网络故障诊断的方法和技巧；（2）汽车网络故障维修的流程和注意事项；（3）实际案例分析。
四、实训过程1. 学习汽车网络技术基础知识，了解汽车网络技术的概念、原理和发展趋势；2. 熟悉汽车网络测试设备的操作方法，掌握故障诊断和维修的基本技能；3. 通过实际操作，进行汽车网络故障诊断与维修，提高自己的实践能力；4. 分析实际案例，总结故障诊断和维修的经验教训。
五、实训成果1. 掌握汽车网络技术的概念、原理和发展趋势；2. 熟悉汽车网络测试设备的操作方法，能够进行故障诊断和维修；3. 提高实际操作能力，为今后从事汽车维修、检测等相关工作打下基础。
六、实训心得1. 汽车网络技术在汽车领域中的应用越来越广泛，了解汽车网络技术对于汽车维修、检测等相关工作具有重要意义；2. 实训过程中，我认识到理论知识与实践操作相结合的重要性，只有将所学知识运用到实际工作中，才能不断提高自己的能力；3. 通过实训，我学会了如何使用汽车网络测试设备进行故障诊断和维修，提高了自己的实践能力；4. 实训过程中，我遇到了许多困难，但在老师和同学们的帮助下，我克服了这些困难，取得了较好的实训成果。
车联网体系结构及其关键技术
车联网体系结构及其关键技术
汽车联网体系结构及其关键技术:
一、汽车联网体系的基本架构
1. 传感层：包含车载传感器、物联网节点等，可实时监控车辆状态，
并传输信息实时更新。
2. 运输层：采用移动通信网络，包括GSM、CDMA等，为汽车联网提
供固定可靠的交通保障。
3. 网络层：网络架构综合多种网络技术标准，如MS Exchange、HTTP、UDP 等协议，保证汽车联网安全可靠。
4. 应用层：软件设计技术，实现车辆诊断、控制、保养和维修等功能，为智能汽车的发展提供支撑。
二、汽车联网关键技术
1. 无线感知：通过建网和协调信息合作，实现高性能的路由模型，实
现无线访问网络，改善基础设施。
2. 车辆控制：通过精密定位系统以及传输和交互，实现车辆远程控制
功能，保证汽车的安全准确性。
3. 汽车数据集成：通过实时传输和处理数据，可以实现数据的集成、
管理和分析，实现数据的各项分析功能。
4. 服务发现：基于GSM/GPRS和Wifi的收发及车辆智能物联网技术，
实时监控、收集和识别车辆状态，使用精确服务路径、延迟优化等技
术，保证汽车联网系统实时可用性。
5. 安全管理：基于安全网络服务，采用静态分析、动态分析等手段，实现汽车联网系统的安全和有效管理，并保护数据安全。
汽车车载网络技术基础PPT课件
混合型拓扑结构
总结词：结合星型和网状拓扑结构优点 总结词：设计难度大 总结词：成本较高
详细描述：混合型拓扑结构结合了星型和网状拓扑结构 的优点，既具有较好的扩展性，又提高了信息传输效率 。
V2X通信技术的发展
V2X通信技术使得车辆能够与周围环境进行信息交互，从而提高驾驶安全性，车载网络技 术也将朝着这个方向发展。
车载网络面临的挑战
1 2 3
数据安全问题
车载网络涉及到大量的个人信息和车辆数据，如 何保证数据的安全性和隐私性是一个重要的问题。
网络连接稳定性问题
车载网络的连接稳定性是一个关键问题，特别是 在高速行驶和偏远地区，如何保证网络的稳定连 接是一个挑战。
03
云计算和大数据技术在车载网络中的应用
通过云计算和大数据技术，可以实现车载数据的存储和分 析，为驾驶者提供更加个性化的服务。
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FlexRay总线协议
总结词
FlexRay总线协议是一种高速、高可靠性 的串行通信协议，适用于汽车中的高性 能网络和安全关键应用。
VS
详细描述
FlexRay总线协议是一种高速、高可靠性 的串行通信协议，适用于汽车中的高性能 网络和安全关键应用。它具有确定性、灵 活性和可扩展性等特点，能够满足汽车在 安全、舒适和性能方面的要求。FlexRay 总线协议采用时间触发和事件触发两种通 信方式，具有双通道冗余和故障容错能力 。
在车载网络中部署防火墙，过滤掉恶意流量和攻击行 为，防止外部攻击。
入侵检测与防御
实时监测车载网络中的异常行为，及时发现并防御恶 意攻击。
汽车车载网络技术
图5-24 MOST电控单元之间的连接 24
第三节 蓝 牙 技 术
一、 蓝牙技术简介 二、蓝牙技术的特点 三、蓝牙技术在车载免提系统中的应用
一、 蓝牙技术简介
蓝牙技术(BluetoothTM)是一种无线通信新技术，其 目的是实现最高数据传输速率为1Mbit/s、最大传输距 离为10m的无线通信。
3. MOST数据的类型
在MOST网络中，传输的信息有同步数据、异步 数据和控制数据3种类型，分别由一个信息帧的同步 数据场、异步数据场和控制数据场传送，如图所示。
图5-17 MOST数据组成
二、 MOST的结构和控制原理
1. MOST的基本结构 2. MOST总线工作状态 3. MOST控制原理 4. MOST总线的诊断功能
NRZ编码协议
8
第二节 MOST总线
一、 MOST总线的特点和类型 二、 MOST的结构和控制原理 三、 MOST在汽车上的应用
一、 MOST总线的特点和类型
1. MOST的含义 2. MOST的特点 3. MOST数据的类型 4.基本概念
1. MOST的含义
多 媒 体 定 向 系 统 传 输 (Media Oriented Systems Transport，MOST)为车辆中使用的一种多媒体应用通 信技术。MOST利用一根光纤，最多可以同时传送15 个频道的CD质量的非压缩音频数据。在一个局域网上 ，最多可连接64个节点。
图5-28 诊断接口
二、诊断条件
表5-4 诊断插接器端子功能说明
三、诊断总线的地址格式扩展
表5-5 诊断总线的诊断条件
第五节 汽车光纤技术
一、光纤的类型和特点 二、光纤多路传输的组成与应用 三、光源光学星形网络的检测
3智能网联汽车网络通信技术应用
智能网联汽车网络技术
（2）V2X技术 V2X主要包含vehicle-to-vehicle（V2V），vehicle-to-infrastructure（V2I），vehicle-tonetwork（V2N）以及vehicle-to-pedestrian（V2P），如下图所示。
智能网联汽车网络技术
车载网络技术
除了宿主节点的命名之外，LIN网络中的节点不使用有关系统设置的任何信息。LIN总线上的 所有通讯都由主机节点中的主机任务发起，主机任务根据进度表来确定当前的通讯内容，发送相 应的帧头，并为报文帧分配帧通道，总线上的从机节点接收帧头之后，通过解读标识符来确定自 己是否应该对当前通讯做出响应、做出何种响应（如下图所示）。基于这种报文滤波方式，LIN 可实现多种数据传输模式，且一个报文帧可以同时被多个节点接收利用。LIN总线物理层采用单 线连接，两个电控单元间的最大传输距离为40m。
车载网络技术
在总线上实行“线与”，“0”为显性电平、“1”为隐性电平，当总线有至少一个节点发送 显性电平时，总线呈现显性电平；所有节点均发送隐性电平或者不发送信息时，总线呈隐性电 平，即显性电平起着主导作用。LIN总线报文帧如下图所示。
车载网络技术
由于LIN总线一般最大值在12V左右，因此可以设置示波器的垂直档位为2V/div，时基可以 设置为500μs左右。LIN总线波形如下图所示。
浅谈汽车网络技术的运用
浅谈汽车网络技术的运用随着互联网技术的不断发展，汽车网络技术也在逐步普及和提高应用。
汽车网络技术是将汽车系统、车载设备、智能交通等智能化设备与互联网技术相结合，实现车辆间、车路间的信息交流和数据共享。
本文将重点探讨汽车网络技术的运用。
一、智能交通系统的应用智能交通系统是指利用现代通信、计算机、控制等高新技术，将各种运输系统、设施及其组成部分互联互通起来，实现信息交换、控制管理等多种功能的系统。
智能交通系统可以通过车载设备、路边设施和后台管理系统相互配合，实现导航、交通安全、车辆控制等功能。
在汽车网络技术的支持下，智能交通系统得以实现车辆状态监测和智能交通控制，例如行车记录仪、车载导航、交通预测、车联网通信、远程诊断等。
同时，智能交通系统能够收集出行状况，为城市交通管理部门提供重要数据，以便更加科学地管理城市交通。
二、智能驾驶技术的应用智能驾驶技术是将传感器、控制系统、通信技术等各种技术融入到汽车内部系统中，实现车辆自主导航和行驶的技术。
智能驾驶技术可以通过车辆主动控制，实现自主避障、自动追随、自动泊车等功能。
在汽车网络技术的支持下，智能驾驶技术的应用也得到了大幅度提高。
例如利用车载传感器和数据处理技术，实现自动刹车、自动跟车、车道保持等功能。
同时，智能驾驶技术能够协助驾驶员辅助行驶、提高驾驶安全性。
未来，智能驾驶技术将成为新一代汽车的必备技术。
智能警示系统是一种通过车载设备和互联网技术，实现行车安全提示的智能化设备。
智能警示系统能够准确检测车辆对前面的障碍物和行车状态，从而为驾驶员提供更为安全、舒适的驾乘体验。
在汽车网络技术的支持下，智能警示系统可以实现强制刹车、紧急避让等方式，帮助驾驶员在道路行驶中避免危险。
同时，智能警示系统可以快速地识别道路标志，帮助驾驶员减少交通违规行为。
四、智能化保养服务的应用智能化保养服务是指利用汽车网络技术，实现自动化保养、故障自诊断、远程控制等服务的智能化设备。
智能化保养服务能够通过车载设备和云端服务系统，自动采集车辆运行状态数据，从而完成精准的故障自诊断和保养服务。
汽车车载网络技术分析PPT课件
LIN总线广泛应用于汽车中的舒适系统、车门控制系统、座椅调节系统等。
发展趋势
随着汽车电子技术的不断发展，LIN总线将逐渐向高速、高可靠性和低延迟方向发展，以满足汽车智 能化和网联化的需求。同时，LIN总线也将与其他车载网络技术如CAN总线、以太网等进行融合，共 同推动汽车网络技术的发展。
06
车载MOST总线技术分析
。
05
车载LIN总线技术分析
LIN总线的特点与优势
可靠性高
LIN总线采用主从式架构，主节点可以控 制数据传输，减少了数据冲突的可能性，
提了通讯的可靠性。
A 成本低
LIN总线是基于串行通讯协议的，硬 件结构简单，成本较低。
B
C
D
低功耗
LIN总线采用低电压供电，降低了车载网 络的功耗，延长了汽车电池的使用寿命。
兼容性问题
车载网络技术需要与各种车载 设备兼容，如导航、娱乐系统 等，以确保良好的用户体验。
解决方案与未来发展方向
持续技术更新
统一技术标准
推动行业合作，制定统一的车载 网络技术标准，促进不同品牌和 型号汽车之间的互联互通。
建立完善的技术更新机制，确保 车载网络技术的及时升级和维护。
提高兼容性
加强与各类车载设备的兼容性测 试和优化，提高用户体验。
集成化与智能化
车载以太网将与车载其他网络技术进行更深入的集成，同时通过智能 化技术的应用，实现网络自组织和自管理。
安全与可靠性增强
针对车载以太网的安全和可靠性问题，未来将有更多研究和措施出台， 提高车载以太网技术的安全性和可靠性。
04
车载CAN总线技术分析
CAN总线的特点与优势
实时性高 可靠性高 灵活性高 成本低
模块1-车载网络技术认识
图1-9 现代汽车典型控制系统
13
二、车载网络技术的应用
（1）汽车多个ECU之间的典型网络布局 汽车多个ECU之间的网络布局常见的有分级式和分开式两种。 ①分级式：采用J1939标准的分级式网络布局，将整个网络分成不同功能层级，并用特制的微机对不同层级进 行处理和控制，如图1-10所示。这种网络布局具有超过30个ECU的容量。
1
模块一 车载网络技术认识
2
车载网络技术认识
知识目标 1.认识车载网络技术； 2.了解车载网络技术的发展和应用； 3.熟悉典型车载网络的结构和组成； 4.熟悉车载网络技术常用术语； 5.熟悉车载网络系统通信协议标准。
汽车车载网络技术
技能目标 1.能够对车载网络的结构组成进行分析； 2.能够对不同种类车载网络技术的特点和适用范畴进行点评； 3.能够对车载网络技术的现在和发展进行分析。
。
表1-1 主要车载网络基本情况
车载网络名称
概要
通信速度
组织/推动单位
CAN（Controller Area Network）
车身/动力传动系统控制用LAN协议，最有可能成为世界标准的车用 LAN协议。
1Mbit/s
Robert Bosch公司（开发），ISO
VAN(）
车身系统控制用LAN协议，以法国为中心
素养目标 1.培养学生乐与思考、敢于实践、做事认真的工作作风； 2.培养学生谦虚严谨、刻苦钻研、积极进取的工作学习态度； 3.培养学生劳模精神、劳模精神、工匠精神和创新意识。
思政目标 通过思政学习，培养学生在汽车技术领域敢于实践、刻苦钻
研、勇于创新的精神。
3
一、车载网络技术概述
（一）车载网络技术的定义 汽车车载网络技术是通过总线使汽车上的 各种电子装置与设备连成一个网络，使不同汽 车电子系统的ECU能够在一个共同的环境下协 调工作，实现相互之间的信息共享。其应用减 少了连接导线的量和重量，简化了布线，减少 了电气节点的数量和导线的用量，增加了信息 传送的可靠性，使布线简单、设计简化、成本 降低、可靠性和可维护性提高，实现了信息共 享，提高了汽车性能，满足了现代汽车电子设 备的功能要求。
《车载网络技术》课件
解决方案二
加强网络安全防护，建立完善的安全机制和体系
车载网络系统升级和维护问题
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总结词
比较不同车载网络拓扑结构的优缺点，根据实际需求选择合适的拓扑结构。
总结词
在选择车载网络拓扑结构时，需要考虑网络规模、通信需求、可靠性和稳定性等因素。星型拓扑结构适用于小型车队或特定场景下的车辆通信；网状拓扑结构适用于大规模车队或需要车辆间直接通信的场景；混合拓扑结构则能够更好地平衡网络性能和稳定性，适用于各种规模的车队和不同通信需求的场景。在实际应用中，应根据具体需求和场景选择合适的拓扑结构。
总结词
01
车载网络技术的发展经历了多个阶段，从最初的点对点连接到现在的高度集成化、智能化、网联化的车载网络系统。
详细描述
02
车载网络技术的发展历程可以分为以下几个阶段
1. 点对点连接阶段
03
早期的汽车电子部件之间的连接采用简单的点对点连接方式，每个电子部件都需要单独的线缆连接到控制器或传感器上，这种方式布线复杂、成本高、扩展性差。
02
车载网络通信协议
CAN总线是一种串行通信协议，主要用于汽车内部传感器和执行器的通信。
概述
高可靠性、灵活性和实时性，支持分布式控制，节点间数据共享。
特点
发动机控制、刹车系统、气囊控制等。
应用
LIN总线是一种低成本的串行通信协议，用于汽车中的辅助系统。
概述
低成本、高可靠性和实时性，适用于单个节点间的通信。
国际标准
ISO 21434道路车辆网络安全管理体系
05
车载网络发展趋势与挑战
随着通信技术的不断发展，车载网络技术也在不断升级，从CAN总线到以太网，车载网络的带宽和传输速度得到了大幅提升。
浅析汽车车载网络技术
浅析汽车车载网络技术摘要:近年来，越来越严格的安全、环保技术法规和用户苛刻的个性化使关键词:汽车 网络技术 计算机 电子技术第一章 汽车车载网络技术基础知识第一节 认识车载网络技术随着汽车电子技术的不断的发展，车辆上的电控系统的数量不断地增多，而且功能也越来越复杂。
如果仍采用传统的布线方式，即每一个电脑都要与多个传感器、执行器之间通信，将导致汽车上电线数目急剧增加。
电控系统的增加虽然增加了汽车的动力性、经济型和舒适性，但随之增加的复杂的电路也降低了汽车的可靠性，增加量维修的难度。
特别是近年来，越来越严格的安全、环保技术法规和用户苛刻的个性化使用要求，使得制造商不得不依赖电子技术不断改进其产品的性能，可以说汽车技术所取得的每一项进步都离不开电子技术在汽车上的应用。
早期汽车内部的传感器、控制器和执行器之间的通讯沿用点对点的连线方式，连成复杂的网状结构。
随着汽车内部电控系统的日益复杂，以及对汽车内部控制功能单元相互之间通讯能力要求的日益增长，采用点对点连线，就需要大把的线束，这种传统构建汽车内部通讯的方式在电线布置、可靠性以及重量等方面都给汽车的设计和制造带来了很大的困扰，电子控制系统间的数据通讯变得越来越重要。
因此围绕减少车内连线，实现数据的共享和快速交换，同时提高可靠性等方面，在快速发展的计算机网络基础上，实现了以分布式控制单元为基础构造的汽车电子网络系统。
汽车网络是指借助双绞线、同轴电缆或光纤等通讯介质，将车内众多的控制模块（或节点）联结起来，使若干的传感器、执行机构和ECU 公用一个公共的数据通道，通过某种通讯协议，在网络控制器的管理下共享传输通道和数据。
汽车网络最开始出现在当时的高档豪华汽车上，也缺少相应的标准化的通讯协议的支持。
随着越来越复杂、精密的功能单元被委托给外部供应商生产，汽车制造商开始从定义各自的专门协议发展到采用整个业界范围内认可的标准化通讯协议，提供了不同供应商的产品进行系统集成的可能性，使汽车网络迅速进入主流车型，到今天车载电控系统的网络已经成为现代车辆中至关重要的部分，在我国也已形成研究和开发使用的热潮。
汽车以太网的做法与原理
汽车以太网的做法与原理汽车以太网是一种在汽车领域应用的网络技术，其目的是提供高速、高带宽的通信能力，满足当今汽车复杂电子系统的需求。
汽车以太网采用以太网协议作为物理层和数据链路层的技术，通过串行通信传输数据，并支持实时和非实时数据的传输和处理。
汽车以太网的原理可以归纳如下：1. 物理层：汽车以太网使用了广泛使用的双绞线接口，如RJ45接口，将信息从信号传感器、控制单元和外设设备传输到汽车总线上。
双绞线能够提供较高的传输速率和稳定性。
此外，汽车以太网还支持光纤通信，以满足更高速率和长距离通信的需求。
2. 数据链路层：数据链路层采用了以太网协议，使用MAC地址进行设备的识别和寻址。
在数据链路层上，汽车以太网引入了一些新的机制，如时间触发器(TT)和以太网帧间隔（Ethernet Frame ID，EFID）等。
时间触发器用于同步各个节点的时间，以保证数据的实时性和同步性；以太网帧间隔用于对数据进行优先级处理，保证关键数据的传输可靠性和及时性。
3. 网络层：汽车以太网支持基于Internet协议(IP)的网络通信，能够实现广域网和局域网的互联互通。
通过网络层的路由和寻址功能，可以将不同的子网和网络连接起来，形成车载网络和外部网络之间的通信桥梁，实现多个子系统的协同工作。
4. 应用层：应用层是汽车以太网最上层的层次，这里包括各种应用协议和应用程序。
通过应用层协议，汽车可以与外部环境进行信息交互，如远程诊断、车联网服务和车辆软件更新等。
汽车以太网的设计和实现有以下优势：1. 灵活性：汽车以太网可以适应不同的硬件和软件平台，使得汽车电子系统的开发和设计更加灵活和可扩展。
2. 高带宽：汽车以太网提供高速率的通信能力，满足了现代汽车系统对大带宽传输的需求，如高清音视频传输和大容量数据存储。
3. 实时性：汽车以太网支持时间同步和数据优先级处理，保证关键数据的传输实时性，满足车辆安全和控制系统的实时要求。
4. 可靠性：汽车以太网采用了冗余和故障检测机制，以确保数据的可靠传输和系统的可靠运行。
汽车网络技术
《汽车网络技术》教学大纲[课程代码] 083045A1[课程名称] 汽车网络技术[英文名称] In-vehicle CAN-BUS technology[学时] 32[学分] 2[先修课程]单片机原理汽车构造汽车电器与电子设备[适用专业]车辆工程[开课院系] 汽车学院[教材]《汽车CAN总线系统原理、设计与应用》电子工业出版社罗峰孙泽昌著2010.1[参考书] 1. 《汽车车载网络技术原理与应用》国防工业出版社屈敏主编 2012.032. 《PIC系列单片机的流码编程：基于Flowcode V4的流码设计平台》电子工业出版社聂典主编 2012.053. 《现成总线技术及其应用》清华大学出版社阳宪惠主编2008. 104. 《汽车总线系统》机械工业出版社（德）W.齐默尔曼R.施密特加尔著邓萍译2011.075. 《汽车网络技术》清华大学出版社凌永成王岩松主编2012.03一、课程的性质、地位和任务现代汽车控制技术已从单变量控制发展到多变量控制，从局部的自动调节发展到全局的最优控制。
这就要求对汽车上每一系统的状态进行实时同步的跟踪、采集、综合分析、推理、判断，从而做出最佳控制决策。
因此，在借鉴计算机网络和现场控制技术的基础上，汽车网络技术应运而生。
汽车网络技术是20世纪90年代后期才开始广泛应用的汽车新技术。
“汽车网络技术”以汽车车载网络系统为研究对象，以主流车载网络标准——CAN总线及其应用协议的原理及其应用为教学重点，从而简明扼要地阐述了汽车车载网络系统的原理与应用技术。
本课程通过利用流程图编写代码工具Flowcode，以硬件模块化冲淡车辆工程专业学生对微控制器硬件理解的难度，用图形编程方法降低车辆工程专业学生对C语言程序的依赖，帮助车辆工程专业学生理解CAN总线技术。
还并通过将课程体系前后分为对车载网络功能的定义和对车载网络功能的实现两部分，为学生提供一个从理论到实践的学习过程，在不断学习的过程中，对概念、技术逐步理解和掌握，为深入学习研究汽车网络打下良好的基础。
汽车网络安全技术
汽车网络安全技术随着汽车智能化的快速发展，汽车网络安全技术变得尤为重要。
作为现代交通工具的汽车，其内部系统越来越多地依赖于网络连接，这也使得汽车面临着来自黑客攻击和安全威胁的风险。
为了确保驾驶人和乘客的安全，汽车制造商和安全专家们努力研发和应用汽车网络安全技术。
汽车网络安全技术是指一系列的措施和技术手段，用于保护汽车的网络系统免受未经授权的访问和操控。
这些技术包括但不限于以下几个方面。
首先，汽车网络安全技术包括了网络防火墙的应用。
类似于我们常见的电脑防火墙，汽车的网络系统也需要一个可靠的防火墙来阻止不明身份的用户入侵车辆的系统。
通过对车辆系统的网络进行监控和过滤，防火墙能够识别并隔离潜在的攻击行为，保护车辆的数据和功能安全。
其次，加密技术是汽车网络安全的重要组成部分。
通过对数据进行加密处理，可以确保在数据传输的过程中不被黑客窃取或篡改。
例如，对于汽车与网络之间的通信，使用加密技术可以防止黑客从中截取关键信息，从而保护车辆和驾驶人的隐私和安全。
另外，身份验证技术也是汽车网络安全的关键环节。
汽车制造商可以利用生物识别技术，如指纹识别或面部识别，对驾驶人和乘客进行身份验证。
只有合法身份的人员才能获得对车辆系统的访问权限，从而有效地防止黑客利用伪造身份的方式操控车辆。
此外，在车辆的软件开发和更新过程中，汽车制造商也应该采用更加严格的软件测试和安全审查流程，以及建立完善的漏洞修复和更新机制。
这样可以及时发现和修补潜在的安全漏洞，确保车辆系统的安全性。
最后，教育和宣传也是推动汽车网络安全的重要一环。
车主和驾驶人需要了解汽车网络安全的重要性，并掌握一些基本的安全常识和操作技巧。
同时，汽车制造商和安全专家们也应该积极向公众传播汽车网络安全知识，提高人们对汽车安全的认识和重视程度。
万里之行始于足下，汽车网络安全技术的发展和应用需要各方共同努力。
无论是汽车制造商、安全专家还是车主和驾驶人，都应该加强合作，共同推动汽车网络安全技术的发展，确保汽车出行的安全和可靠。
车载网络技术
应用层
（Application）
数据链路层
（Date link）
物理层
（Physical）
2021/5/23
物理介质
图1 汽车局域网的参考模型
7
2 车载网络技术介绍
目前主要的汽 车网络互联规范
德国BOSCH 最早开发推出 的欧洲规范 CAN。
2021/5/23
美国汽车工程 师协会(SAE) 开发的美国规 范J1850。
为在车辆中使用而开发的一
统用于收音机、卫星导
种多媒体应用通信技术、在
航、CD、音控放大器、 移动电话、道路交通导 航系统之间。
无线通信方面，采用Blue tooth规范，它主要是面向下 一代汽车应用，如声音系统、 信息通信等。
2021/5/23
9
2021/5/23
Contents
1. 车载网络技术的发展简史 2. 车载网络技术介绍 3. 车载网络系统在汽车上的应用 4. 各种车用总线的介绍 5. 结语
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3 车载网络系统在汽车上的应用
❖ 网络技术在汽车上主要用于动力传动系统、车 身系统安全系统和信息系统，其应用等级如图。
2021/5/23
车载网络的应用等级图
11
3 车载网络系统在汽车上的应用
❖ 各类典型总线在应用领域上所对应的网络特性与节点成 本进行了统计如图所示。
2021/5/23
各种典型车用总线与节点成本的统计图
❖ 汽车网络结构主要包括两大部分：一是通信部 分，二是网络管理部分。
2021/5/23
6
2 车载网络技术介绍
❖ 现场总线的通信结构只采用了ISO/OSI的三层模型：物理
层、数据链路层和应用层。如图1所示：
第 章汽车车载网络技术认知
第章汽车车载网络技术认知随着科技的发展和人们对便捷生活的需求，汽车车载网络技术逐渐成为汽车行业的热门话题。
汽车车载网络技术可以为驾驶员和乘客提供更多功能和服务，使车辆更加智能化和互联化。
本文将对汽车车载网络技术进行认知和介绍。
一、汽车车载网络技术的定义和作用汽车车载网络技术指的是将车辆与互联网相连接，实现车内外信息的交互和数据的传输。
通过这种技术，车辆不仅可以实时获取和显示相关信息，也可以与其他车辆、交通设施以及智能终端进行通信，实现共享和协同。
汽车车载网络技术的作用主要体现在以下几个方面：1. 提供导航和定位服务：借助车载网络技术，车辆可以实时获取地图、交通信息和导航服务，帮助驾驶员更好地规划行车路线和避开拥堵。
2. 实现车辆远程控制：通过手机等智能终端，驾驶员可以随时远程监控和操作车辆，实现远程解锁、空调调节等功能，提高驾驶的便利性和舒适度。
3. 提供车内娱乐和互动服务：车载网络技术可以为乘客提供丰富多样的娱乐内容，如音乐、电影、游戏等。
同时，乘客还可以通过车载网络与社交媒体、即时通讯工具进行互动和分享。
4. 实现车辆安全和驾驶辅助：车辆通过车载网络可以接收和发送安全警报和预警信息，提醒驾驶员注意道路状况和危险。
同时，车载网络还可以为驾驶员提供驾驶辅助功能，如自适应巡航、车道偏离预警等，提高驾驶的安全性和舒适性。
二、汽车车载网络技术的应用和发展趋势目前，汽车车载网络技术已经在各大汽车厂商和科技公司得到广泛应用。
许多车型都配备了车载导航系统、智能语音助手以及蓝牙无线连接等功能。
而随着5G技术的普及和新一代智能终端的出现，汽车车载网络技术的应用前景更加广阔。
未来汽车车载网络技术的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 智能化和人工智能应用：随着人工智能技术的快速发展，车载网络将更加智能化，能够通过语音和人机交互更好地理解驾驶员和乘客的需求，提供更加个性化和智能的服务。
2. 云端服务和大数据应用：将车辆的数据通过车载网络上传到云端，可以为制造商和服务提供商提供更多数据支持，优化车辆的使用和维护，同时也为用户提供更加精准和有针对性的服务。
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串行数据通信
开始位
开始位 数据 停止位 开始位 停止位
数据总线
001 01 1 0
时钟
共同地线
001 01 1 0
发送器
接收器
时钟同步 调整
与数据传输形式1相比，CAN数据 与数据传输形式1相比，CAN数据 总线，所有信息都通过两根数据 线进行传递
通过该种数据传递形式，所有的信息， 不管控制单元的多少和信息容量的大 小，都可以通过这两条数据线进行传 递，所以，如果控制单元间进行大量 的信息交换，CAN数据总线也能完全 的信息交换，CAN数据总线也能完全 胜任
三、车载网络系统的总体构成
模块 传输介质 通信协议 网关
网关(Gateway) 网关(Gateway)
按照汽车装有的不同控制单元对车载网络性 能要求的不同。汽车上往往将车载网络分成 不同的区域，例如，上图所示的上海大众途 安（TOURAN）车CAN-BUS数据总线共设定 安（TOURAN）车CAN-BUS数据总线共设定 了动力系统总线、舒适系统总线、娱乐信息 系统总线、仪表系统总线和诊断总线等5 系统总线、仪表系统总线和诊断总线等5个 不同的区域。
当两个或多个节点同时开始发送就会出现冲突。 检测是否发生冲突的方式之一是发送时，同时 接收总线信号状态，并与发送的数据进行比较， 两者不同时说明发生了冲突。 出现冲突时，必须对冲突进行仲裁，以判定哪 一个节点获得总线访问权。 仲裁获胜的节点继续发送，仲裁失利的节点转 入接收状态，等待这个信息发送结束再启动发 送过程。
(2)令牌环方式：令牌环方式一般在环 (2)令牌环方式：令牌环方式一般在环 型网中应用。令牌在网上从一个节 点到下一个节点依次传递，哪一个 节点得到令牌，它就可以通过介质 发送信息。
9、网络拓扑结构 网络拓扑结构是指网络中节点的互连形式。
二、多路传输技术
1、多路传输：在同一通道或线路上同时传输多 多路传输： 条信息。 条信息。即利用一个物理信道同时传输多个 信号。 信号。
第一章 车载网络基础知识
一、网络的一般概念 1 、计算机网络：将地理上分散的、具有独立工作 计算机网络： 计算机网络 将地理上分散的、 能力的多台计算机通过通信设备和通信线路连接起来， 能力的多台计算机通过通信设备和通信线路连接起来， 的多台计算机通过通信设备和通信线路连接起来 在配有相应的网络通信软件条件下，实现数据通信和 在配有相应的网络通信软件条件下，实现数据通信和 通信软件条件下 资源共享的系统。 资源共享的系统。 的系统 2、现场总线：应用在生产现场、在微机化测量控制 现场总线：应用在生产现场、 现场总线 设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。 设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。
with CAN
基于CAN网络的车门控制系统 基于CAN网络的车门控制系统
动力 控制 CAN 数据 传输 系统
舒适 系统 CAN 数据 传输 系统
灯光控制
CAN— CAN—
基于CAN总线的整车管理系统 基于CAN总线的整车管理系统
在现代轿车设计中，车载网络已 经成为必须采用的技术。如一汽宝 来（BORA）、奥迪A6、马自达， 来（BORA）、奥迪A6、马自达， 上海波罗（POLO）、别克，广州本 上海波罗（POLO）、别克，广州本 田雅阁，二汽神龙毕加索等轿车都 不同程度地使用了CAN数据总线传 不同程度地使用了CAN数据总线传 输系统。
针对上述问题，在借鉴计算机网 络和现场控制技术的基础上，汽车网 络技术应运而生。 在汽车内部采用基于现场总线的网 络结构，可以实现 ★ 信息共享 ★ 减少布线 ★ 降低成本 ★ 便于维护 ★ 提高总体可靠性
数据传递的形式
目前，在汽车上应用的数据 传输形式有两种：
形式1 形式1
每项信息均通过各自独立 的数据线进行交换
6、传输介质
★定义：通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。 ★类型：有线传输和无线传输 无线传输介质：电磁波、红外线 有线传输介质— 有线传输介质—双绞线、同轴电缆、光纤 汽车上使用的大多数都是有线网络
双绞线、同轴电缆、光纤的主要特性 双绞线、同轴电缆、
媒体 双绞线 同轴电缆（50Ώ） 同轴电缆（50Ώ 同轴电缆（75Ώ） 同轴电缆（75Ώ 同轴电缆（75Ώ） 同轴电缆（75Ώ 光纤 信号类型 数字 数字 数字 模拟 模拟 最大传输速度 1-2(Mbit/s) 10 50 50 100 最大传输距离 0.1(Km) 1 1 1 1 网络节点数 几十 几百 几十 几十 几十
现场总线把单个分散的测量控制 设备变成网络节点， 设备变成网络节点，以数据总线为纽 带，把它们连接成可以相互沟通信息、 把它们连接成可以相互沟通信息、 共同完成自控任务的网络系统与控制 系统。 系统。 现场总线实际上就是控制领域的 计算机局域网络。 计算机局域网络。
3、局域网 在一个有限区域内将众多微型计算机连接在一起 实现信息交换和信息共享的计算机网络。 4、网络协议 要想使两台计算机进行通信，必须使它们采用同 意的信息交换规则。在计算机网络中，把用于规定 信息格式以及如何发送和接收信息的一套规则（标 准、约定）称为网络协议（或通信协议）。 5、模块/节点 、模块/ 模块就是一种电子装置，如ECU、传感器等 模块就是一种电子装置，如ECU、传感器等 在计算机多路传输系统中一些简单的模块被称为节 点。
7、带宽与传输速率 (1)信号的带宽 (1)信号的带宽 信号是时间的函数，但也可表示为频率的函数。 根据傅立叶信号分析理论，任何信号都是由各种不 同频率的正弦波叠加而成的。 信号频率的取值范围称为频谱。 信号频谱中最高频率与最低频率的差成为信号的绝 对带宽； 信号大部分能量所在的频率范围称为信号的有效带 宽，简称带宽。 （如话音信号的频谱为300-3400Hz，带宽为3kHz) （如话音信号的频谱为300-3400Hz，带宽为3kHz)
由于不同区域车载网络的速率甚至通信协议 有所不同，因此，一个信号要从一个车载网 络进入到另一个车载网络区域，必须对双方 不同的协议进行翻译和解释。 网关应具备有从一个网络协议到另一个协议 转换信息的能力。 网关是连接异型网络的接口装置。
第二章 汽车网络通信协议
一、通信协议 1、通信协议的含义 两个实体要想成功地通信，它们必须“ 两个实体要想成功地通信，它们必须“说同样 语言” 并按既定控制法则来保证相互的配合。 语言”，并按既定控制法则来保证相互的配合。 协议— 协议—在两个实体间控制信息交换的规则之集 合。 具体地说，在通信内容、 具体地说，在通信内容、怎样通信及何时通信 等方面， 等方面，两个实体要遵从相互可以接受的一组 约定和规则。 约定和规则。
车载网络技术
主讲人：刘华兵
概
述
随着汽车电子技术的不断发展，汽车电子化程 度越来越高，汽车上的电子装置越来越多。汽 车上新的技术增长点几乎无一不与电子技术和 信息技术相关，现在汽车上每一个总成几乎都 是机械、电子和信息一体化装置，在系统中电 子和信息部分所起的作用也越来越重要，以至 于有人认为汽车正在由一个拥有大量的电子技 术与装置的机械系统，转变为一个由一定机械 装置支撑的电子电气系统。
2、多路传输技术分类： 多路传输技术分类： 频分多路传输（FDM） 频分多路传输（FDM） 把线路或空间的频带资源分成多个频段带）， 把线路或空间的频带资源分成多个频段带）， 将其分别分配给多个用户， 将其分别分配给多个用户，每个用户终端的数据 通过分配给它的子通道通路（频段）进行传输。 通过分配给它的子通道通路（频段）进行传输。 电视、电话） （电视、电话） 时分多路传输（TDM） 时分多路传输（TDM） 将传输信号的时间进行分割， 将传输信号的时间进行分割，使不同的信号 在不同时间进行传输， 在不同时间进行传输，即将整个传输时间分为许 多时间间隔（时间片）， ），每个时间片被一路信号 多时间间隔（时间片），每个时间片被一路信号 占用。 占用。也就是在时间上交叉发送每一路信号的一 部分来实现一条线路传送多路信号。 部分来实现一条线路传送多路信号。
车门控制单元 完成其全部控制功能需 要：45根线和9个插头 45 9
without CAN
利用CAN 总线： 利用CAN 总线：
车门控制单元 完成其全部控制功能只 需：最多17 根线，2个 插头即可
Data exchange with CAN data bus (low speed CAN) (2 data wires)
CAN是控制器局域网络
Controller Area Network 的缩写
含义是控制单元通过网络进行 数据交换
CAN数据总线可比作公共汽车
可以同时运输大量乘客 CAN数据总线包含大量的数据信息
CAN数据总线的数据传递过程 CAN数据总线的数据传递过程
例如
车门控制单元控制内容
无CAN 总线： 总线：
串行数据通信
开始位
开始位 数据 停止位 开始位 停止位
数据总线
001 01 1 0
时钟
共同地线Leabharlann 001 01 1 0发送器
接收器
时钟同步 调整
9、网络介质访问方式
指网络上节点获取传输介质使用权的方式 (1)载波监听多路访问（CSMA，Carrier Sense Multiple Access)：当一个节点要发送数据时， 首先监听总线上是否有信号传输；如果没有， 就开始发送信息；如果总线上有信号在传输， 即总线忙，则按一定的算法等待一定时间后再 监听总线状态。
同时， 同时，现代汽车控制技术已从单变量控制发 展到多变量控制， 展到多变量控制，从局部的自动调节发展到全 局的最优控制。这就要求对汽车上每一系统的 局的最优控制。 状态进行实时同步的跟踪、采集、综合分析、 状态进行实时同步的跟踪、采集、综合分析、 推理、判断，从而做出最佳控制决策。 推理、判断，从而做出最佳控制决策。 为了提高信号的利用率，要求大批的数据 为了提高信号的利用率， 信息能在不同的电子单元中共享，汽车综合控 信息能在不同的电子单元中共享， 制系统中大量的控制信号也需要实时交换。 制系统中大量的控制信号也需要实时交换。