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1、第一章 车载网络系统的基础知识,图1-22 汽车上的电子控制系统越来越多,2,专业课,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。,传统式信息传递,从图中同学们能看到什么？,随之产生的问题,线束和插接件的增加 线束的布置和装配越来越困难 增加了车身重量 增加了故障诊断和维修的难度,线束与插接件,整车线束布置,问题？,解码仪检测到水温传感器故障， 怎么找到水温传感器接线？,提出的解决方案,1、传感器信息共享和执行器资
2、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 （做一个大电脑把它们管理起来）,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）,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
3、起的。,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,专业课,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,专业课,网络传输,CAN数据总线的构成,AUDI A6L乘用车控制单元的安装位置,五、典型车载网络系统的结构和组成,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。,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
4、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,CAN,总线结构,控制器,汽车电脑,汽车电脑,基于CAN总线的汽车电器网络结构,表1-1 主要车载网络基本情况,几种车载网络的成本比例及通信速度比较,作业,1、车载网络的意义？,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。,总线结构,
5、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：,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,常用术语,7、网关,常用术语,8、通信协议 9、帧 10、传输速率,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,三、车载网络系统的应用形式,1、汽
6、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。,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，通信速度非常高,典型的现代汽车车载网络,四、车载网络系统的通信协议,1、通信协议的内容,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,（4）过程：描述通信的过程,3、协议要素及其功能 协议三要素：语法，语义，定时规则 功能： 差错检测和纠正 分块和重装 排序 流量控制,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。,五、典型车载网络系统的结构和组成,