《汽车网络技术课件》PPT课件

汽车网络技术发展及应用
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
Thankቤተ መጻሕፍቲ ባይዱyou
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿

6
品牌曝光率TOP10
品牌曝光率
上海通用 福特
上汽乘用车 丰田 宝马
中国一汽 克莱斯勒
日产 比亚迪
奔驰
9.2% 8.3% 8.0% 7.9% 6.9% 6.2%
4.5% 3.3% 3.2%
26.7%
0.00% 5.00% 10.00% 15.00% 20.00% 25.00% 30.00%
2014年2月，上海通用依旧为车联网品牌提及信息最多 的汽车品牌，其次为福特与上汽乘用车，排名与上月一致。 其中，上海通用和福特的曝光份额下降，从整体来看， TOP10品牌曝光率集中度为84.2%，与上月较为持平。
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五大系统圈地
Android 合作车企：奥迪、通用、本 田、现代 成立OAA联盟：Google在 汽车行业真正的价值体现 点评：安卓系统属于开放平 台，移到车载终端同样保持 了开放特性。未来力求使安 卓操作系统更适于车内环境， 构建稳定的操作平台。
CarPlay 合作车企：法拉利、奔驰、沃尔沃、宝马、奥迪、捷豹路虎、 丰田、本田、雪佛兰、日产、标志 点评：苹果并不开放系统，也不做车载终端实体。IOS在车 载行业的应用，主要是为智能手机提供通道，实现手机应用 的车载化。
5
车联网品牌一览
国外车企： 通用OnStar 丰田G-Book 福特Sync 宝马iDrive 日产CARWINGS 别克intellilink 凯迪拉克CUE系统 雪佛兰MyLink 奔驰COMMAND 奥迪MMI 沃尔沃SENSUS 现代BlueLink
国内车企： 上汽inkaNet、 iVoka 一汽D-Partner 长安In Call 观致QorosQloud 比亚迪i系统 吉利G-Netlink 奇瑞Telematics 纳智捷Think+ 华泰TIVI

•
车联网技术绪论
1.1车联网基本概念
车联网是汽车、电子、信息通信、道路交通运输等行业深度融合的新型产业， 是 全 球 创新 热 点 和 未 来 发 展 制 高 点 。 车 联 网 能 够 为 车 与 车 之 间 的 间 距 提 供 保 障 ， 降 低 车 辆 发 生 碰 撞 事故 的 概 率 。 车 联 网 可 以 帮 助 车 主 实 时 导 航 与 信 息 接 收 发 送 ， 通 过 与 其 他 车 辆 和 网 络 系 统 的 通信 以 实 现 道 路 环 境 预 警 ， 提 高 交 通 运 行 的 效率。
2） 中国的车联网技术发展：
1.3.2 车联网技术发展
1.3.2.2 中国车联网技术的发展目标
到2022年的起步阶段
到2025年的发展阶段
到2030年的成熟阶段
1.3.2 车联网技术发展
1.3.2.3 车联网技术发展现状
采用车联网技术的车辆应具备以下要求： 1）车 联 网 车 辆 应 具 有 人 机 语 音 交 互 能 力 。 2）车 联 网 车 辆 应 具 有 视 频 融 合 能 力 。 3）车 联 网 车 辆 应 具 有 数 据 服 务 能 力 。 4）车 联 网 车 辆 应 具 有 位 置 服 务 能 力 。 5）车 联 网 车 辆 应 具 有 泛 在 通 信 能 力 。
1.2 汽车电子技术的发展
1.2.1汽 车 电 子 技 术 的 发 展 历 史
第一阶段：1971年以前
第二阶段：1974—1982年
四个阶段
第三阶段：1982-1990年
第四阶段：2005年至今
1.2.2 现 代 汽 车 电 子 技 术 发 展 现 状
目前，汽车电子技术已进入优化人、车、环境整体关系的阶段。它朝着超微型磁体、 超高 效 电 机 和 集 成 电 路 的 微 型 化 方 向 发 展 ， 为 汽 车 的 集 中 控 制 提 供 了 基 础 。 特别 是 在 控 制 精度 、 控 制 范 围 、 智 能 化 、 网 络 化 等 方 面 取 得 了 重 大 突 破 。

关键支撑技术
可编程技术
关键支撑技术物联网组网和
测试技术和测试平台 规模化运营的关键支撑
11
物联网基本理论模型
车联网基础知识
12
物联网重要特征
车联网基础知识
1、全面感知；利用RFID，传感器，二维码等随时 随地获取物体的信息
2、可靠传递；通过各种电信网络与互联网的融 合，将物体的信息实时准确地传递出去
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车联网基础知识
车联网——智能交通拓展的方向
➢ 目前交通问题的重点和压力来自城市道路拥堵
目前交通问题的重点和主要的交 通压力来自于城市道路拥堵。 《2009福田指数——中国居民机 动性指数报告》显示，北京的拥 堵经济成本为335.6元/月，居各 城市之首，其次是广州和上海， 拥堵经济成本分别为265.9元/月 和253.6元/月。40%的车主每天 至少被停车问题困扰一次。道路 拥堵让北京居民上下班平均时间 达到62.3分钟。
1.5
1 1.78
2
0.5
0 2008年 2009年
增长率 进口石油
20
车联网基础知识
车联网——推进物联网发展的重点
➢智能交通潜力巨大
• 智能交通能够提高道路 使用效率。智能交通技 术可使交通堵塞减少约 60%，使短途运输效率 提高近70%，使现有道 路网的通行能力提高2~3 倍。车辆在智能交通体 系内行驶，停车次数可 以减少30%，行车时间 减少13%至45%，车辆 的使用效率能够提高 50%以上。
物品溯源是物联网的一个典型应用，能够控制产能、避免浪费，打击假冒 伪劣商品、保护品牌等，经济效益和社会效益显著。但目前，物品溯源缺 乏标准化的产品信息规范，也尚未制定物品编码的体系，这需要政府、企 业以及全社会的合力推动，全面应用时机未到。

（3）波分多路复用
波分多路复用 WDM（Wave-length Division Multiplexing）是指在光波频 率范围内，将不同波长的光波按照一定的时间间隔在同一条光导纤维内进行数据 传输的技术。
2.2 CAN总线的工作原理
2.2.1 CAN总线简介
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。
图2-8 计算机系统内总线线路的示意图 1—地址总线；2—数据总线；3—控制总线；CPU—中央处理器；
ROM—只读存储器；RAM—随机存储器；I—输入；O—输出
图2-9 车用计算机（电子控制单元）电路板 1—输出模块；2—输入模块；3—存储器模块；4—微处理器； 5—线圈；6—电容器；7—二极管；8—特殊模块 （特定应用）
第2章 CAN总线
2.1 数据信号及其传输
2.1.1数制 在计算机和数据传输技术中有三种重要数制，即十进制、二进制、十六进制。
1.十进制
十进制是常用的阿拉伯数制。这 种数制的基数是10。与此相适应，每 个单个数位有十个不同的符号。
图2-1 十进制三位数365的结构
2.二进制
二进制是数据处理中最常用的数制之一。在二进制中只有两个数字值：0 和1， 或接通或关闭，或高电压或低电压，即所谓的二进制符号或位。在通信领域，也把这 两个值称为逻辑0和逻辑1。
数字表示方式就是以数字形式表
示不断变化的物理量。尤其在计算机 内，所有数据都以“0”和“1”的序列 形式表示出来（二进制）。因此， “数字”是“模拟”的对立形式。
图2-4 数字信号 U—电压；t—时间
3.二进制信号

第三阶段（１９９１—２００５年）：汽车电子设备广泛应 用１６位或３２位字长的微处理器进行控制，控制技术向智能化 方向发展。其主要产品有发动机燃油喷射与点火综合控制系统、 牵引力控制系统、区域网络通信系统、四轮转向控制系统、轮胎 气压控制系统、声音合成与识别系统、自动防追尾碰撞系统和自 动驾驶系统等。
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任务一了解汽车电子控制技术
底盘电子控制包括悬架的电子控制、防抱死制动控制（ＡＢ Ｓ）、驱动防滑控制（ＡＳＲ）、电子控制动力转向（ＥＰＳ）、 四轮转向（４ＷＳ）控制、巡航控制（ＣＣＳ）系统等。
车身电子控制包括安全气囊电子控制、车用空调控制、防盗 系统、门锁控制、车灯控制、雨刷控制等。
４８为代表，该系列单片机无串行口，其寻址范围不大于４Ｋ。 这个阶段生产的单片机已经能够在单块芯片内集成有８位中央处 理器、随机存取存储器、只读存储器、并行输入／输出接口、８ 位定时器／计数器等功能部件，但性能低、品种少，应用范围也 不广。
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任务二 掌握ＭＣＳ-５１单片机的结 构和原理
随着汽车油耗法规、排放法规、安全法规要求的提高和电子技术 的进步而逐步发展到当今的水平。世界汽车电子控制技术的发展 过程大致可分为分立电子元件控制、集成电路控制和微型计算机 控制３个阶段。
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任务一了解汽车电子控制技术
第一阶段（１９５３—１９８０年）：汽车电子设备主要采 用分立电子元件组成电子控制器，从而揭开了汽车电子时代的序 幕，并由分立电子元件产品向集成电路ＩＣ产品过渡。其主要产 品有二极管整流式交流发电机、电子式电压调节器、电子式点火 控制器、电子式闪光器、电子式间歇刮水控制器、晶体管收音机、 数字时钟等。
出现的历史并不长，它的产生和发展与微处理器大体上同步，其 发展过程通常可以分为以下几个阶段。

保证平台高可性，采负载均衡 、容错机制、冗余备份等技术 手段，确保平台面临硬件故障 、网络异常等情况仍能正常运 行。
车联网平台涉及大量车辆数据 户隐私，架构设计需充考虑安 全性。采数据加密、访问控制 、安全审计等技术手段，确保 数据系统安全。
架构设计需考虑易性可维护性 ，提供友好户界面高效运维管 理功能，降低运营成本故障排 查时间。
01
提供计算、存储网络等基础设施服务，实现资源池化弹性扩展
。
PaaS（平台即服务）
02
提供应开发、部署运行所需平台工具，简化应程序开发运维过
程。
SaaS（软件即服务）
03
提供各类应软件线服务，满足户多样化需求，降低软件使门槛
。
工智能技术
01
02
03
自然语言处理
运语音识别、文本挖掘等 技术，实现车交互自然语 言理解，提升户体验。
借助工智能、深度学习等技术，提升车联 网平台自动驾驶、智能推荐等智能化水平 。
网联化
共享化
5G、V2X等新一代通信技术将进一步推动 车联网平台架构网联化发展，实现更高效 、更安全信息传输与交互。
车联网平台将更加注重与共享经济模式融 合，推动汽车共享、出行服务等领域创新 与发展。
02 车联网平台核心技术
通过日志析、异常检测等手段，迅速定位平台故障点，及时进行故 障处理，保障平台稳定运行。
容错与容灾设计
引入容错机制，避免单点故障；制定容灾方案，确保极端情况平台 能够迅速恢复运行，降低业务中断风险。
05 车联网平台架构技术挑战 与发展前景
技术挑战
实时性求
车联网平台需实时处理大量 自车辆数据，包括位置、速 度、传感器数据等，平台实 时性求非常高。

Hale Waihona Puke 联网发展背景我国已经成为汽车使用和销售大 国
中国是汽车拥有大国，目前 全国机动车保有量已经接近2亿， 其中汽车保有量接近7000万。 2009年，中国汽车的销量为1300 万辆，占全球总销量的22%。 2010年上半年，汽车销量达718 万辆，位居全球首位。
车联网发展背景
从汽车大国到汽车强国，提升汽车的信息技术含量是关键
动态导航
车辆诊断 应急安全 商务娱乐
车联网:信息采集：TCU（Telematics Control Unit）由CAN
Bus采集汽车内各个ECU的信息 信息传输：通过无线通信至TSP 信息处理：TSP（Telematics Service Provider）后 台信息服务系统
车联网整体架构图
互联网
宇通客车新一代车联网产品安节通的车载终端和系统平 台相继进入交通部合规目录
危化品运输远程监控
基于北斗及GPS高精度定位技术和地理信息系统 （GIS），集成远程监控技术、车辆诊断技术、无 线通信技术（GPRS、WIFI）、传感器技术，数据 库技术、危险品运输事故模型技术，建设一套危险 化学品运输智能监控平台, 探讨CPS在车联网领域 的创新性解决方案。
息构成的巨大交互网络。通过GPS、RFID、 传感器、摄像头图像处理等装置，车辆可以 完成自身环境和状态信息的采集；通过互联 网技术，所有的车辆可以将自身的各种信息 传输汇聚到中央处理器；通过计算机技术， 这些大量车辆的信息可以被分析和处理，从 而计算出不通车辆的最佳路线、及时汇报路 况和安排信号灯周期。
车载终端 (AVN&TBox)
互联网 语音 短信
语音
智能手机
互联网 语音 短信
互联网 语音 短信

车联网基于电子识别、定位和无线通讯技术，打破了人车之间不能通讯的壁垒， 建立了人车之间通讯的渠道，使得车辆运营监控、车辆实时参数获取与分析、 运程协助与诊断等成为可能
车联网系统平台
1 感知层
GPS
PAD 汽车数据
2 传输层 3G 蓝牙 紫蜂 卫星
3 应用层
政府机构
客运公司 整车厂
无线通讯技术、定位技术、识别技术
能
国外
可以为用户提供趋势报告、行程报告、维修报告和总报告
. 行车运输管理、驾驶员管理、车辆管理等
10
行车运输管理、车辆定位、信息交互、远程诊断等
国外应用——美国ONSTAR
美国的OnStar系统成立于1995年，目前是目前全球最大规模的Telematics系统 在美国95％的通用汽车产品都安装了该系统。
费率 1000元/年 120元/年
续费率 76%
＜40%
发展时长 13年 3年
.
15
乘用车与商用车车联网应用的差异
与乘用车更多面向的服务群体是司乘人员，信息传输更多是从后端平台到车机不同； 商用车更多面向的是后端运营管理，信息传输更多是从车机到平台
车载前装终端
（通信终端 信息终端 导航终端）
业务咨询 路径规划 安防救援
商用车更多面向的是后端运营管理信息传输更多是从车机到平台乘用车与商用车车联网应用的差异车联网在商用车领域能为我们带来什么gpspad汽车数据传输层应用层感知层整车厂客运公司政府机构车联网系统平台无线通讯技术定位技术识别技术112233卫星3g蓝牙车联网基于电子识别定位和无线通讯技术打破了人车之间不能通讯的壁垒建立了人车之间通讯的渠道使得车辆运营监控车辆实时参数获取与分析运程协助与诊断等成为可能当前车联网的主要服务内容效率管理控制节能便捷舒适沟通资讯安全预警救援维保政府及运营企业汽车制造商tsp流量管控紧急告知及救援?节能环保分析及管控?车辆调度?车辆燃油补贴?智能交通系统规划娱乐服务?车辆智能导航系统?车辆定位服务系统?互联网及网上社区服务?气象资讯服务?即时路况服务?商旅信息服务?金融信息服务?乘客影音娱乐系统?车辆停车引导系统?车辆定位及运营监控?流量监测及分析?道路使用及收费?车队管理线路优化?安全管理成本管理?运行数据采集与分析?车辆故障诊断?车辆定位及追踪?车辆紧急救援?车辆远程控制?车辆防撞防盗?车辆安全运营报告?车辆紧急通讯系统第三方服务提供商车联网服务平台移动运营商tsp行业用户车厂个人用户系统将更加开放全新的驾乘体验展现平台采集智能终端服务展现以车联网服务平台为支撑通过iobd等丰富的数据采集终端采用智能终端作为人机界面为用户带来全新用车体验和价值

通过GPS卫星定位技术确定失窃车辆的位置和行车路线， 以便搜寻与追踪，追缴车辆并缉拿盗车贼。
④车辆调度管理。
通过无线信息传输，实现运营车辆的调度管理。
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图1-16 运营车辆的调度管理
18
⑤自动防撞系统。
通过测距传 感器或雷达，监 测前、后车辆之 间的车距，自动 调用车载自适应 巡航系统，使前、 后车辆之间保持 必要的安全距离。
15
16
图1-14 电子地图与语音导航
②道路救援。
行车过程中，如果发生 车祸或车辆出现故障，驾驶 员可通过Telematics系统的 紧急呼叫按键，自动联系紧 急服务机构（119、120等 急救机构）或汽车服务站， 以获得道路救援。
③汽车防盗及搜寻。
图1-15 紧急呼叫按键 1-左侧免提话筒；2-活动天窗按键； 3-紧急呼叫按键；4-右侧免提话筒
2.采用汽车网络技术进行信息传输
就像汽车电子技术在20世纪70年代引入集成电路、80年 代引入单片机（微处理器）一样，汽车网络技术的引入也是 汽车电子技术发展的一个里程碑。
在采用网络技术的现代汽车上，信息的传输是基于数据 总线DB（Data Bus）原理进行的。
所谓数据总线，简单地说，就是指一种能在一条（或几 条）数据线上，同时（或分时）传输大量的按照一定规律进 行编码的数据（信号）的技术，其所传输的数据（信号）可 以被多个系统共享，从而最大限度地提高系统的信息传输效 率，充分利用有限的资源。
雪铁龙c6汽车的hud系统22图120行车信息的抬头显示hud23后座系统则以多媒体娱乐为主包括互动式游戏高保真音响视听系统随选视频资讯数字广播与数字电视发动机系统主要是根据汽车电脑所收集的车况信息进行车况诊断行车效率最佳化远程发动机调整或零件预从上述分析不难看出telematics技术基于gps全球定位系统技术gis地理信息系统geographicinformationsystem技术its智能交通系统intelligenttransportsystem技术和无线通信技术

2. 应前景：谷歌无驾驶汽车项目仅城市道路、高 速公路等场景进行测试运营，还一些特定区域实 现商业化运营，未无驾驶汽车普及奠定基础。
案例三：腾讯车联网解决方案
总结词：腾讯车联网解决方案结合其互联网、大 数据、工智能等多方面优势，车企提供全方位车 联网服务。
详细描述
1. 服务内容：腾讯车联网解决方案提供诸如智能 语音交互、线音乐、线视频、社交互动等多项服 务，丰富车主驾驶体验。此外，腾讯还通过大数 据析车企提供户行析、运营数据支持等服务。
。
云计算技术包括云存储、云安全 、云桌面等多种应模式，些应模 式可灵活组合，满足车联网同需
求。
大数据析技术
01
大数据析技术海量数据进行处理析一种技术，提取数据中信息，提供决策支持 。
02
车联网中，大数据析技术可析车辆运行数据、交通流数据等，提供智能交通管 理优化方案，也可预测车辆维护故障情况，提高车辆运行效率。
基础设施建设
V2X通信技术需建设大量基础设施，包括路侧单元、云平台等。基础设施完善将助提高道 路安全性通行效率。
技术标准与应
V2X通信技术需制定统一技术标准接口规范，便同厂商同区之间互联互通。随着技术断发 展应场景拓展，V2X通信技术应将更加广泛。
智能交通系统
技术集成
智能交通系统多种技术集成，包括物联网、大数据、云计算等。通过智能交通系统，可实现交通信号优化、交通诱导 、车辆调度等功能，提高城市交通运营效率服务水平。
第三阶段（2015至今）
车联网进入全智能化阶段，车辆可实现自动驾驶、 智能导航、智能安全等功能，车联网技术也开始应 公共交通、物流运输等领域。
车联网应场景
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02
03
04
智能驾驶