汽车网络

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CAN总线
•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。 •CAN 最初出现在80年代末的汽车工业中，由德 国Bosch公司最先提出。当时，由于消费者对于 汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现大 多是基于电子操作的，这就使得电子装置之间的 通讯越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信 号线，提出CAN总线的最初动机就是为了解决现 代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少 不断增加的信号线，于是，他们设计了一个单一 的网络总线，所有的外围器件可以被挂接在该总 线上。 School of Automobile Engineering
注：局域网(Local Area Network，简称LAN)是处于同一建 筑、地域内的专用网络，通过该网络可实现共享资源和交换信 息，车载网络属于局域网的一种。
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几种网络的成本比例及通信速度
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汽车网络的分类
车载网络技术标准已成汽车电子应用的决定 性因素，目前世界上有近10种车辆网络技术标准， 但最主要的应用则是控制器局域网CAN、局部互 联协议LIN、车辆多媒体网络MOST，以及最近 才开始得到商用的具有高速容错功能的网络协议 FlexRay。
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Cycle Diagram 网络化汽车的特点
与外界保持 实时联络
丰富多彩 的娱乐节 目
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
优化行车 路线
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特点
安全与防 盗功能
远程故障 诊断
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汽车网络的分类
非SAE网络总线： X-by-wire总线 TTP，TTCAN，Byteflight，FlexRay 安全总线 SafeBus，Byteflight
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汽车网络的分类
A类网主要总线技术是LIN(本地因特网)协议。 LIN是在1999年由欧洲汽车制造商Audi、BMW、 DaimlerChrysler、Volvo、Volkswagen和VCT 公 司以及Motorola公司组成的LIN协会，共同推出 的用于汽车分布式电控系统的开放式的低成本串 行通信标准，从2003年开始使用。它适用于汽车 内进行低成本、短距离、低速网络通信，其用途 是传输开关设置状态以及对开关变化回应。
汽车新技术概论之
汽车电子及网络技术
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汽车网络通信技术概述
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Hot Tip 网络化汽车的产生背景
年份 线束种类与导线数量
1949
线路数量约40条，连接器数量约60个
1990
线路数量约1900条，连接器数量约3800个； 线束长度约3km，线束质量约39kg
线束长度、质量约为1990年的3~4倍，ECU数量约 60个。因此，采用总线连接成若干个网络系统
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LIN总线在汽车中的应用
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国内外多路总线传输系统的发展简史
20世纪90年代，由于集成电路技术和电子器件 制造技术的迅速发展，用廉价的单片机作为总线的 接口端，采用总线技术布线的价格逐步降低，总线 技术布线进入了实用化阶段。 随着汽车电子技术的发展，欧洲提出了控制系 统的新协议TTP(Time Triggered Protocol)。 随着汽车信息系统对网络传输信息量要求的不 断提高，先后提出了D2B协议和MOST协议。 2000年后，车载网络得以进一步细分，低端 LIN网络产生。 目前，多路总线传输技术在国内外已成功地运 用到各种品牌汽车上。 10
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汽车网络的分类
美国汽车工程师协会(SAE)根据速率的不同， 将汽车网络划分为A、B、C三类。
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中出了问题，查找相当麻烦，增加了维修的难度。
(4) 增加油耗，在一些高级轿车上，导线的质量占到
整车质量的4%左右。据统计，导线质量每增加50 kg，油 耗会增加0.2 L/100 km。
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网络化汽车概述
随着网络技术和汽车制造技术的不断发展， 网络与汽车一体化的步伐将进一步加快。这种 “网络化汽车” 将集各种先进的电子元器件， 如电话、电脑、电视、音响、卫星接收和全球定 位系统于一身， 在车上形成一个功能非凡的 “ 汽车网络”。
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汽车网络的分类
B类和C类网技术总线主要是CAN总线，是德 国Bosch公司从20世纪80年代初，为解决现代汽 车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换问题 而开发的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1Mbps。
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主要车载网络的基本情况
车载网络的名称 CAN(Controller Area Network) VAN(Vehicle Area Network) J1850 LIN(Local Interconnect Network) TTP/C(Time Triggered Protocol by CAN) 概 要 车身/动力传动系统控制用 LAN 协议，可能成为世界标准 车身系统控制用 LAN 协议，以 法国为中心 车身系统控制用 LAN 协议，以 美国为中心 车身系统控制用 LAN 协议，低 端子系统专用 重视安全， 按用途分类的控制用 LAN 协议，通用时分多路复用 通信速度 /(b/s) 1M 1M 41.6 K 20 K 2M 25 M 组织/推广单位 Robert Bosch 公司 ISO ISO Ford Motor 公司 LIN 协会 TIT 公司
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CAN总线
•CAN(控制器局域网)是汽车产业中得到广泛应用 的数据与控制通信网路，通过遍布在车内的各种 感应控制模块及时采集各项数据，控制模块之间 进行相互通信、让全车的信息资源得以共享，以 及各控制器的自动协调应变来增强系统可靠性。 低速CAN具有许多容错功能，一般用在车身电子 控制中；而高速CAN则大多用在汽车底盘和发动 机的电子控制中。
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网络化汽车的诞生
导线数量的增加造成的影响如下： (1) 整个汽车的布线将十分复杂，显得很凌乱，一根 线束包裹着几十根导线的现象很普遍。 (2) 占用空间，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。
(3) 增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性，另外，
一般情况下线束都装在纵梁下等看不到的地方，一旦线束
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CAN通讯在汽车中的应用
在现代轿车的设计中，CAN 已经成为必须采 用的装置，奔驰、宝马、大众、沃尔沃、雷诺等 汽车都采用了CAN 作为控制器联网的手段。 CAN为双线总线，既可用于动力及其传动系统， 也可用于车身系统。
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1999
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网络化汽车的诞生
网络化汽车
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减 少 汽 车 线 束
实据 现的 大快 容速 量通 数信
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LIN
LIN是一种结构简单、配置灵活、成本低廉的 新型低速串行总线。LIN总线为主从节点构架， 即一个主节点（Master Node）最多可支持16个 从节点（Slave Node）；在从节点中不用晶振 （Crystal Oscillator）或陶瓷谐振器（Ceramic Resonator）时钟，也能做到自同步性。 LIN基于UART / SCI接口协议，可实现极低的 软硬件成本；其信号传播时间可预先计算，以满 足传输的确定性。总线电缆的长度最多可以扩展 到40米左右，数据传输率可达 20 kbps。
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网络化汽车
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国内外多路总线传输系统的发展简史
早在1968年，艾塞库斯就提出了利用单线多路传输 信号的构想。 从1980年起，汽车内开始装用车载网络。 1983年，丰田公司在世纪牌汽车上采用了应用光缆 的车门控制系统。 从1986年起，在车身系统上装用了铜线传输媒介的 网络，并在日产和通用公司汽车的控制系统中得到应用。 20世纪80年代末，BOSCH公司和英特尔公司研制了 专门用于汽车电气系统的总线——控制器局域网 (Controller Area Network)规范，简称CAN。 接着，美国汽车工程师学会(SAE)提出了J1850通信 协议规范。
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LIN
LIN是一种低速串行总线，是针对车用电子控 制系统而衍生，实现智能型传感器及执行器的连 接。它的主要工作是CAN等高速总线的子系统或 辅助型网络。由于CAN已在车内高速与多功能性 的上层网络构成主干，而在不需要CAN总线系统， 则由LIN来构成下层局域网络，实现分级制网络 结构，以达到合理分配利用网络资源、提高线路 布置的方便灵活性、降低成本的目的。对于频宽 要求较低、功能简单、实时性要求低的应用范围， 如：车身电子组件控制等方面，若导入LIN总线， 可有效的减少车上网络线束、降低成本、提高网 络通讯效率及可靠性。
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主要车载网络的基本情况
TTCAN(Time Triggered CAN) Byteflight FlexRay D2B(Domestic DigitalBus)/ Optical MOST(Media Oriented System Transport) IEEE1394 重视安全， 按用途分类的控制用 LAN 协议，时间同步的 CAN 重视安全， 按用途分类的控制用 LAN 协议，通用时分多路复用 重视安全， 按用途分类的控制用 LAN 协议 音频系统通信协议，将 D2B 作 为音频系统总线，采用光通信 信息系统通信协议，以欧洲为 中心 信息系统通信协议 1M 10 M 5M 5.6 M 22.5 M 100 M Robert Bosch 公司 BMW 公司 BMW 公司 Daimler Chrysler 公司 C&C 公司 MOST 合作组织 1394 工业协会
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CAN通讯在汽车中的应用
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LIN
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LIN，全称为“Local Interconnect Network”(本 地互联网络)，始创于1998 年， 由Audi、BMW 等7 家汽车制造商及Motorola 集成电路制造商联 合提出，专为降低汽车成本而开发的一种总线系 统，它是现有汽车CAN 网络功能的补充。 LIN主要用于汽车外围设备的网络连接， 应用 最多的是灯光照明、车窗座椅、电动天窗等的控 制传输。