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第一章 车载网络基础知识

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模块1-车载网络技术认识

模块1-车载网络技术认识
2.车载网络系统的功能 （1）多路传输功能 （2）“唤醒”和“休眠”功能 （3）失效保护功能 （4）故障自诊断功能 3.典型车载网络的组成 随着汽车技术的发展，在汽车上采用的计算机 微处理芯片数量越来越多，多个处理器之间相互连 接、协调工作并共享信息，这样就构成了汽车车载 网络系统。汽车车载网络系统实际上就是一种汽车 多路传输系统，主要由模块、数据总线、网络、架 构、通信协议、网关等组成。
MOST合作组织 1394工业协会
5
一、车载网络技术概述
表1-2 几种车载网络的开发年份、发表年份与采用情况
年份
-1986
1988 1991 1992 1994 1995~至今 2000~至今
车载网络 DDB开发 CAN开发 VNP开发CAD开发 MOST开发VAN开发 CAN开发 DDBDDB/Optical开发 J1850VAN
一般包括4个方面内容，物理、电气、逻辑和过程。
7.网关：网关是汽车内部通信的核心，通过它可以实现在不同的总线、模块和网络相互间通信、信息的共享以
及实现汽车内部的网络管理和故障诊断功能。
8.链路（传输媒体）：链路指网络信息传输的媒体，分为有线和无线两种类型，目前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，
典型参数
表1-3 典型参数允许响应时间
允许响应时间
典型参数
允许响应时间
发动机喷油量 发动机转速
10ms 300ms
进气温度 冷却液温度
20s 1min
车轮转速
1-100s
燃油温度
10min
16
二、车载网络技术的应用
2.车载网络系统在汽车上的应用 车载网络系统在汽车上的应用非常多，按照应用系统加以划分的话，车用网络大致可以分为4个系统：动力传 动系统、车身系统、安全系统和信息系统。

62356-汽车车载网络技术-第一章-概述

62356-汽车车载网络技术-第一章-概述

图1-1 常规方法布线与采用总线方式布线 a)常规布线 b)CAN总线布线
1
第二节 车载网络的发展
历程
2
3
4
5
6
7
第二节 车载网络的发展历程
自1980年起,汽车上开始装用车载网络。 1983年,博世公司开发了汽车总线系统,即CAN。 1986—1989年,汽车车身电气系统装用了以铜导线作为网线连接的 车载网络系统 1992年,奔驰汽车公司作为世界上第一个CAN总线技术的公司,将 CAN总线装配在客车上。 1993年,ISO公布了CAN协议的国际标准ISO 11898以及ISO 11519。 2000年,欧洲以与CAN协议不同的思路提出了控制பைடு நூலகம்统的新协议— —基于时间触发的协议(TTP),并在X-by-Wire系统上开始应用。
第四节 网络技术在汽车上的应用
4.信息(娱乐)系统 为了实现即插即用,将各种网络与总线相连,根据汽车平台选择并建立所需 要的网络,典型的车载网络如图1-4所示。
图1-4 典型的车载网络
12 34
第五节 车载网络5的 6 7
发展趋势
第五节 车载网络的发展趋势
1. DDB Optical光纤 DDB Optical是一种光纤通信系统,使用者可以将娱乐及信息产品与中央控 制系统整合,不会与中央控制系统相互抵触。DDB光纤网络采用光纤以光波传 输数据,数据按次序在光纤网络中传输,主要用于收音机、卫星导航、CD、音 控放大器、移动电话和道路交通导航系统等。 采用DDB光纤网络可减少传输信号失真,线路无损耗。车辆其他用电设备产 生高频干扰电流以及静电等对DDB光纤传输网络不构成干扰。 目前,DDB Optical应用在车身网络上,特别是数字影音和导航系统,其特点 在于激活时,即自我组态,且新、旧的DDB Optical装置都相融于车身网络。

汽车车载网络技术详解最新版精品课件第1章 车载网络系统基础知识

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6．比特和字节
计算机中的所有信息都以位（bit，亦称比特，是二进制数 字的最小信息单位）为单位进行存储和处理的。 1千字节（KB）= 210字节，即1 024字节 1兆字节（MB）= 220 字节，即1 024KB（1 048 576字节） l千兆字节（GB）= 230字节，即1 024MB（1 073 741 824字节） 注意：换算系数不是1 000，而是1 024。
DDB/Optical（Domestic 音频系统通信协议将DDB作为音频系统总线采 Digital Bus/Optical） 用光通信
5.6Mbit/s
C&C
MOST（Media Oriented 信息系统通信协议以欧洲为中心，由克莱斯
System Transport） 勒与BMW公司推动
IEEE1394
CAN）
同步的CAN
Byteflight
重视安全、按用途分类的控制用LAN协议通用 时分多路复用（FTDMA）
FlexRay
重视安全、按用途分类的控制用LAN协议
1Mbit/s 10Mbit/s 5Mbit/s
Robert Bosch公司 CIA
BMW公司
BMW公司Daimler Chrysler公司
（2）总线数据传输的要求 1）可靠性高 2）使用方便 3）数据密度大 4）数据传输快
（3）总线数据传输的优点 1）简化线束 2）可以进行设备之间的通信，丰富了功能。 3）通过信息共享减少传感器信号的重复数量。
数字总线信号传递方式
线束对比 a）传统线束 b）采用车载网络后的线束
3．车载网络系统的发展史
1987年12月日本车采用LAN
表1-3 几种车载网络的开发年份、采用厂家与发表年份

第一章车载网络基础知识

第一章车载网络基础知识
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
总线结构
• 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
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）
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。
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

车载网络

车载网络

3．总线速度
通常用比特率表示数据总线的速度。比特率
是每秒传输的二进制的位数，其单位是位每 秒（ b／ S）。 传输速度快并不能说明一切，高速数据总线 及网络容易产生电噪声，（电磁干扰），这 种电噪声会导致数据传输出错。
一般设计总线的传输速度有三种基本形式：
即低速型（A级）、中速型（B级）和高速型 （C级）。

（5）网关 一种具有特殊功能的计算机。 网关的作用如下。 1）它可以把CAN的数据转变为可以识别 OBDⅡ诊断数据语言，方便诊断。 2）低速的CAN和高速CAN需要做到信息共 享，就必须在车上加装一个网关。 3）与电脑中的网关作用是一样的，负责接收 和发送信息。 4）激活和监控CAN网络工作状态。 5）实现车辆数据的同步性。
4．传输介质
（1）双绞线
双绞线是由两根各自封
装在彩色塑料套内的铜 线扭续而成的 。 双绞线分为屏蔽型 （STP）和非屏蔽型 （UTP）两类。 在汽车网络中，许多汽 车制造商都使用专用的 双绞线。
（2）光纤
光纤是有线传输介质中性能最好的一类
。
（3）同轴电缆 电缆的中央是一条单根的铜导线，其外部被一层绝 缘材料包围着，在这种绝缘介质的外部是一个网状 金属屏蔽层。网状金属屏蔽层既可以屏蔽噪声，也 可以做信号的地线，最外面一层是塑料封套。 光纤以其抗电磁干扰能力强、信号传输速度快和音 频响应好等优点，将逐渐取代传统的同轴电缆和双 绞线。
（2）节点故障
它包括软件故障即传输协议或软件程序有缺
陷或有冲突，从而使汽车多路信息传输系统 通讯出现混乱或无法工作，这种故障一般成 批出现，且无法维修。硬件故障一般由于通 讯芯片或集成电路故障，造成汽车多路信息 传输系统无法正常工作。

车载网络系统简介

车载网络系统简介

• 1. 2. 1 A级总线协议标准
表1-2各类典型汽车总线标准、协议特性和参数
类别
A类
名称
UN
所属机构 用途 介质
媒体访问
Motorola 智能传感器
单根线
4/从
错米检测 数据长度
8位CS 8字节
位速率（bps）
20K
总线最大枚度：
40m
最大节点数
16 •
成本
低
B类 ISO11519-2
ISO/SAE 控制、诊断
信息系统通信协议’以欧洲为中心 信息系统通_________
通信速度
1Mbps
1Mbps 41.6Kbps
20Kbps
25Mbps
[Mbps 10Mbps 5Mbps 5.6Mbps
22.5Mbps 100Mbps
第1章车载网络系统简介
・1.1.2技术术语 • 1.多路传输
•多路传输一在同一通道或线路上同时传输多条信息。
CRC 0〜8字节
250K 40m 32
多媒体 DDB (MOST) PHILIPS 数据流控制 光纤 TOKEN RING CRC
12M 〜25M 无限制
24
高
X-by-Wire 安全
Flexray Safety bus
BMW&DC 线控制 双线
• 3.数据总线(BUS, Bus)
・模块间运行数据的通道，即所谓的信息高速公路。如果模块可 以发送 和接收数据，则这样的数据总线就称为双向数据总线。 汽车上的信息 蒿速公路实际是一条或两条导线。
・为了抗电子干扰，双线制数据总线的两条线是绞在一起的。各 汽车制 造商一直在设计各自的数据总线，如果不兼容，就称为 专用薮据总线。

第一章 概论【车载网络及信息技术】

12
表1-1 车载网络分类
网络分类 位传输速率
应用范围
主流协议
A级 B级 C级 D级
E级
< 20 kb/s 20 ~ 150 kb/s 0.125~ 25Mb/s 25 ~150 Mb/s 10Mb/s
只需传输少量数据的场 合如刮水器的开闭控制
LIN
信号多实时性低的单元 如车灯、车窗控制
低速CAN
5
第一节 汽车通信及信息技术
图1-2是线控系统的基本结构原理，操纵意图通过人机接口转换为 电信号传到执行机构，由执行机构控制功能装置；传感器感知功 能装置状态，通过电信号传给人机接口，反馈给驾驶人员。
图1-2 线控过程示意图
6
第一节 汽车通信及信息技术
2. 车载信息技术发展 车载信息系统（In-vehicle Infotainment）是基于计算机、卫
27
第二节 计算机网络与通讯技术介绍
三、局域网络(LAN) 1. 局域网络概念 局域网是在一个有限区域内连接的计算机网络，一般这个区域具 有特定的职能，通过这个网络实现这个系统内的资源共享和信息 通讯。汽车上的网络应当是局域网与现场总线（Field Bus）之间的 一种结构。数据传输速度一般在10~103 K bps范围，传输距离在几 十米范围。
28
第二节 计算机网络与通讯技术介绍
2. 局域网络结构 物理层的信号传输介质、网络的拓扑结构和介质访问控制协议决 定了一个局域网的性质和功能。信号传输介质和网络拓扑结构在 很大程度上决定了局域网的数据传输速度、传输距离以及节点数 等指标。局域网络一般采用总线结构、环型结构和星型结构。
29
第二节 计算机网络与通讯技术介绍
34
第二节 计算机网络与通讯技术介绍

CANBUS 车载网络基础知识


CANBUS 基础知识介绍
⑤ 总线错误 错误检测
CANBUS 基础知识介绍
⑤ 总线错误 故障Βιβλιοθήκη 定汽车网络在奇瑞的发展应用
①CANBUS协议在奇瑞技术规范中的体现 ②汽车网络在奇瑞车型中的应用 ③奇瑞汽车网络技术发展探讨
汽车网络在奇瑞的发展应用
① CANBUS协议在奇瑞技术规范中的体现 硬件规范 整车网络拓扑图 网络管理规范 信号列表 分布式功能 测试规范
简化车内连线的同时，使车内信息与资源得到共享 读取故障码对其进行故障诊断，使整车维修工作变得简单
汽车数据总线技术概述
④ 汽车网络起源于上世纪80年代，目前在国内外得到广泛应用。
Flexray在新宝马X5中已得到应用
汽车数据总线技术概述
汽车网络应用的线束开发对比
CANBUS 基础知识介绍
①简介 ②帧类型 ③编码 ④报文传输 ⑤总线错误
CANBUS 基础知识介绍
① 简介 概述：CAN（The Controller Area Network）控制器局域网为 串行通讯协议，CAN 的应用范围很广，在汽车电子行业里， 使用CAN 连接发动机控制单元、传感器、防刹车系统、等等， 其传输速度可达1 Mbit/s。
Immo
TDM
终端电阻
ICU
FISU
DLC
TCU
终端电阻
CLM (F)
Head Unit(DVD radio, navigatio n,solid 6 CD)
350
主显示屏 （8” Front display）
300
Video switch box
TPM
EMS
ABM (*) CLM

1 车载网络技术概述

根据发送装置向接收装置传输信息时各字节的传输方式 不同，数据传输方式分为并行传输和串行传输两种形式。 1.并行传输
图2-13 并行传输
1—发送装置；2—数据；3—接收装置；MSB—最高值数位；LSB—最低值数位
4
2.串行传输
车载网络技术概述
图2-14 串行传输 1-发送装置；2-数据；3-接收装置
这些系统除需要互相通信，且信息传输量急剧加大。如果 依然采用传统的布线方式（图1-25），那么，对于复杂控制系 统，其连接电线（线束）的数量将急剧增加，甚至难以承受。
30
车载网络技术概述
图1-25 2个控制单元 之间传统的布线方式 （一对一布线）
对于复杂的控制系统，若采用传统布线方式（一对一布 线），将导致车上电线数目急剧增加，其质量将会占到整车 质量的4%左右。而且，数量庞大的线束、电线插接器也会降 低车辆电气系统的可靠性，使故障率加大。
④ 便于后续开发。采用开放式的汽车网络技术，为后续技术
的开发留有充分的余地。以后，随着技术的不断进步，新的
电子控制系统可以很方便地融入到已有的系统之中，而不必
对现有系统作太大的改动。
38
车载网络技术概述
同时，也便于 实现控制器与执行 器的就近安装，甚 至采用控制器与执 行器的一体化安装， 进一步节省了安装 空间，提高了控制 的实时性和控制精 度，从而实现了良 性循环。
以降低。同时，全车线束变细，也为安装其它新的部件预留 了空间。
② 降低生产成本。除了电线用量减少、耗铜量下降带来的成 本降低之外，网络技术所秉持的“信息共享、一线多能”也 充分发挥了每一条电线的作用，现实了“物尽其用”。
③ 提高工作可靠性。电线数量的减少，也使汽车电气系统的
线束插接器数量大大减少，由线束和插接器引发的断路、短 路、接触不良等故障的发生率也大大降低，整车电气系统的 工作可靠性得以提高。

汽车车载网络技术详解最新版习题库答案精品

汽车车载网络技术详解（修订版）习题库第一章车载网络系统基础知识 (1)第二章CAN总线传输系统 (4)第三章子总线系统 (7)第四章网关与诊断总线 (9)第五章光学总线系统 (10)第六章以太网与FlexRay总线 (13)第七章大众奥迪车系车载网络系统 (15)第八章丰田多路通信系统 (16)第九章通用车系车载网络系统 (18)第十章汽车车载网络系统检修 (19)第十一章车联网 (20)第一章车载网络系统基础知识一、填空题1．导线长度和插接器数量的增加不但占据车内的有效空间、增加装配和维修的难度、提高整车成本，而且妨碍整车可靠性的提高。

2．车载电控系统经历了中央电脑集中控制、多电脑分散控制和网络控制三个阶段。

3．数据传输总线，就是指在一条数据线上传递的信号可以被多个系统共享，从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。

4．通过接口连接不同设备时有点对点连接和多点连接两种连接方式。

5．如果将传输路径的控制功能主要分配给其中一个设备，则该设备就变为主控控制单元，而其他设备仅具有副控功能，因而，具有副控功能的这些设备亦称从属控制单元。

6．协议三要素是指语法、语义和定时规则。

7．总线上的比特编码（比特表示）可以通过非归零法（NRZ）、曼彻斯特法和脉冲宽度调制法（PWM）实现。

8．车用网络大致可以分为4个系统：动力传动系统、车身系统、安全系统、信息系统。

二、选择题1．以下（A ）不是车载网络系统组成。

A．传输媒体B．拓扑结构C．通信协议D．数据总线2．通过一个转发器将每台入网计算机接入网络，每台转发器与相邻两台转发器用物理链路相连，此为（A ）。

A．环形网拓扑结构B．星形网拓扑结构C．总线形网拓扑结构D．三角形网拓扑结构3．以一台称之为中心处理机为主组成的网络，各种类型的入网机均与该中心处理机有物理链路直接相连，此为（ B ）。

A．环形网拓扑结构B．星形网拓扑结构C．总线形网拓扑结构D．三角形网拓扑结构4．将所有的入网计算机通过分接头接入一条载波传输线上，此为（C ）。

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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。如収劢机转 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 劢力传劢系统（収劢机，ABS/EDL，自劢变速器， 安全气囊，四轮驱劢和组合仪表） 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
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：总线上収出信息请求的瞬间和该信 息实际収出的瞬间的总和。 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、汽车对通信网络的要求
传统式信息传递
随之产生的问题
线束和揑接件的增加 ①线束的布置和装配越来越困难 ②增加了车身重量 ③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？
提出的解决方案
1、传感器信息共享和执行器资源共享的控制系统 例如：収劢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
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
发动机 ECU 自动变 速器ECU ABS/TCS ECU 安全气 囊ECU 电控悬 架ECU 巡航控 制ECU 动力转 向ECU 电机控 制ECU 电池管 理ECU
高速总线
整车控制器 整车控制器 ECU（网关） ECU（网关）
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
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、执行器乊间収生 通信，而每一个输入、输出信号又可能与多个电 脑乊间収生通信。
低速总线
故障诊断 ECU
灯光控 制ECU
刮雨洗涤 控制ECU
电动座 椅ECU
门锁防 盗ECU
电动车 窗ECU
后视镜 喇叭ECU
气候控 制ECU
警告信 号ECU
仪表显 示ECU
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
（
做一个大电脑把它们管理起 来）
解决方案
2、开収设计新的总线系统(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 在一起的。
• 2、CAN：控制器局域网（Controller Area Network ）国际上应用最广泛的现场总线乊一， 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
典型的现代汽车车载网络
四、车载网络系统的通信协备或部件乊间连 接服务的数据流穿越的界面。 有多少针脚 实体就是能够収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
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
（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： ①差错检测和纠正 ②分块和重装 ③排序 ④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、必要的劢作反应速 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
车载网络的意义
解决了线束和揑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
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）
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）
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