电动汽车车载网络综述
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浅谈车载网络为了在提高性能与控制线束数量之间寻求一种有效的解决途径,在20世纪80年代初,出现了一种基于数据网络的车内信息交互方式——车载网络。
车载网络采取基于串行数据总线体系的结构,最早的车载网络是在UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)的基础上建立,如通用汽车的E&C、克莱斯勒的CCD等车载网络都是UART在汽车上的应用实例。
由于汽车具有强大的产业背景,随后车载网络由借助通用微处理器/微控制器集成的通用串行数据总线,逐渐过渡到根据汽车具体情况,在微处理器/微控制器中定制专用串行数据总线。
20世纪90年代中期,为了规范车载网络的研究设计与生产应用,美国汽车工程师协会(SAE)下属的汽车网络委员会按照数据传输速率划分把车载网络分为Class A、Class B、Class C三个级别:Class A的数据速率通常低于20Kbps,如LIN,主要用于车门控制、空调、仪表板;Class B的数据速率为10Kbps~125Kbps,如低速CAN(ISO 11898),主要是事件驱动和周期性的传输;Class C的数据速率为125Kbps~1Mbps,如高速CAN(ISO898),主要用于引擎定时、燃料输送、ABS等需要实时传输的周期性参数。
拥有更高传输速率的MOST和FlexRay主要适用于音视频数据流的传输。
目前与汽车动力、底盘和车身密切相关的车载网络主要有CAN、LIN和FlexRay。
从全球车载网络的应用现状来看,通过20多年的发展,CAN已成为目前全球产业化汽车应用车载网络的主流。
CAN,全称为“Controller Area Network”,即控制器局域网,CAN 数据总线又称为CAN—BUS总线,20世纪80年代初由德国Bosch 公司开发,作为一种由ISO定义的串行通讯总线,其通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。
车联网研究综述范文车联网(Connected Vehicle),是指基于通信技术和互联网技术,将汽车与外部环境、其他车辆以及交通基础设施进行全方位连接与信息共享,以提供更安全、更便捷、更智能的出行体验的一种技术。
车联网的发展将深刻改变人们的出行方式和交通管理方式,被视为智能交通的重要组成部分。
首先,车辆通信是车联网研究的核心。
通过车辆通信技术,车辆可以实现与周围车辆和交通基础设施的信息交互。
车辆通信主要涉及V2V通信和V2I通信。
V2V通信是车辆之间的通信,可以实现车辆之间的碰撞预警、交通拥堵信息分享等功能;V2I通信是车辆与交通基础设施的通信,可以获取交通信号灯信息、路况信息等,为驾驶员提供更准确的导航和出行建议。
其次,智能驾驶是车联网研究的重点。
智能驾驶技术可以帮助驾驶员进行辅助驾驶、自动驾驶等操作,提高行驶的安全性和舒适性。
智能驾驶的核心是感知、决策和控制。
感知模块通过各类传感器获取车辆周围的信息;决策模块通过算法和模型分析数据,做出相应的决策;控制模块将决策结果转化为实际的驾驶行为。
最后,交通信息服务是车联网研究的应用方向之一、通过车联网技术,车辆可以实时获取交通信息,如路况状况、附近的停车位情况等,驾驶员可以据此进行出行决策。
此外,交通信息服务还包括导航、广播电台、音乐服务等应用,为驾驶员提供更全面的交通出行服务。
车联网的研究面临一些挑战。
首先是车辆之间的通信技术,要实现车辆之间的高效、可靠的通信需要解决传输速度、抗干扰等问题;其次是数据隐私和安全问题,车辆传输的信息涉及个人隐私,如何保护用户数据安全成为研究的重点;再次是法律法规和标准的制定,车联网的发展需要与相关法律法规和标准相匹配。
总结来说,车联网研究的进展为智能交通的发展提供了巨大的机遇和挑战。
未来,车联网技术将进一步完善,为人们提供更安全、便捷、高效的出行体验。
简诉车载网络中abcde五大类车载网络是基于CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太网等总线技术建立的标准化整车网络,实现车内各电器、电子单元间的状态信息和控制信号在车内网上的传输,使车辆具有状态感知、故障诊断和智能控制等功能。
车载自组织网络是基于短距离无线通信技术自主构建的V2V、V2I、V2P之间的无线通信网络,实现V2V、V2I、V2P之间的信息传输,使车辆具有行驶环境感知、危险辨识、智能控制等功能,并能够实现V2V、V2I之间的协同控制。
车载移动互联网络是基于远距离通信技术构建的车辆与互联网之间连接的网络,实现车辆信息与各种服务信息在车载移动互联网上的传输,使智能网联汽车用户能够开展商务办公、信息娱乐服务等。
车载网络车载网络划分为5种类型,分别为A类低速网络、B类中速网络、C类高速网络、D类多媒体网络和E类安全应用网络。
A类低速网络传输速率一般小于10kbit/s,有多种通信协议,该类网络的主流协议是LIN(局域互联网络),主要用于电动门窗、电动座椅、车内照明系统和车外照明系统等。
B类中速网络传输速率在10~125kbit/s之间,对实时性要求不太高,主要面向独立模块之间数据共享的中速网络。
该类网络的主流协议是低速CAN(控制器局域网络),主要用于故障诊断、空调、仪表显示等。
C类高速网络传输速率在125~1000kbit/s之间,对实时性要求高,主要面向高速、实时闭环控制的多路传输网。
该类网络的主流协议是高速CAN、FlexRay等协议,主要用于牵引力控制、发动机控制、ABS、ASR、ESP、悬架控制等。
D类多媒体网络传输速率在250kbit/s~100Mbit/s之间,该类网络协议主要有MOST、以太网、蓝牙、ZigBee技术等,主要用于要求传输效率较高的多媒体系统、导航系统等。
E类安全网络传输速率为10Mbit/s,主要面向汽车安全系统的网络。
汽车车载网络系统随着科技的不断发展和人们对汽车智能化的追求,汽车车载网络系统逐渐成为当今汽车行业的热门话题。
本文将探讨汽车车载网络系统的定义、特点以及对汽车行业和用户的影响。
一、汽车车载网络系统的定义汽车车载网络系统是指以计算机网络技术为基础,将汽车内部各种电子设备和外部网络连接起来,实现数据传输和信息交互的一种系统。
它使得驾驶者和乘车人员可以享受到丰富的多媒体娱乐、导航服务和智能化交通管理等功能。
二、汽车车载网络系统的特点1. 多媒体娱乐功能:汽车车载网络系统可以连接到互联网,通过内置的娱乐系统提供音乐、视频、游戏和电子书等娱乐内容,提升驾乘体验和乘车舒适度。
2. 导航和交通服务:车载网络系统可以实时获取道路交通信息、导航地图和实时天气等数据,为驾驶者提供最佳的导航路线规划和交通状况提示,提高驾驶的安全性和便利性。
3. 远程监控与控制:通过车载网络系统,驾驶者可以远程监控车辆的状态、位置和安全状况,并且可以通过手机应用远程控制车内设备,例如调整座椅、开启空调等。
4. 车辆诊断和维护:车载网络系统可以对汽车进行实时的故障诊断,提醒驾驶者及时维修和保养车辆,增加车辆的可靠性和安全性。
5. 智能交通管理:车载网络系统可以与周围车辆和交通设施进行通信,实现智能化的交通管理和车辆控制,提高道路交通效率和整体安全性。
三、汽车车载网络系统对汽车行业的影响1. 产品升级与差异化竞争:车载网络系统成为了汽车企业产品升级的关键要素,企业需要加大技术投入,提升产品的网络化和智能化水平,以满足消费者对于汽车智能化的需求。
2. 智能网联汽车发展:车载网络系统是智能网联汽车的基础和核心技术之一。
通过车联网技术的应用,汽车可以实现与其他车辆、道路设施和云端服务的无缝连接,为驾驶者和行人提供更加智能化的交通出行体验。
3. 数据安全与隐私保护:车载网络系统的发展也带来了数据安全和隐私保护的重要问题。
汽车企业需要加强数据加密和安全防护措施,以保护用户的个人信息和驾驶数据不被非法获取和使用。
新能源汽车车载网络系统发展的现状及趋势
新能源汽车车载网络系统是指基于车载网络技术实现的车辆信息互联和智能化管理的系统。
目前,随着智能化技术与新能源汽车的深度融合,车载网络系统在新能源汽车领域的发展也逐渐成熟。
现状:
1. 车辆与车辆之间的互联互通:车载网络系统可以通过车联网技术,实现车辆之间的信息共享与通信,提高交通效率和安全性。
2. 车辆与云端的连接:车辆可以通过车辆终端和云服务器进行数据交换和远程控制,实现远程监控、远程诊断和远程升级等功能。
3. 车辆与用户的互动:车辆的车载网络系统可以支持语音、智能导航、娱乐系统等,提供更好的用户体验和驾驶辅助功能。
趋势:
1. 数据安全与隐私保护:随着车辆信息的互联互通,数据安全和隐私保护将成为发展的重点,相关技术和政策也将逐步完善。
2. 人工智能与智能驾驶:车载网络系统将向更高级的智能驾驶系统发展,通过人工智能技术实现自动驾驶、交通态势感知和智能决策等功能。
3. 车辆与智能家居的融合:车载网络系统将与智能家居系统进行互联,实现车辆与家庭能源、设备的智能互动,提高能源利用效率。
总的来说,新能源汽车车载网络系统在实现车辆智能化、互联互通和用户体验方面将持续发展和创新。
同时,随着技术的不断进步和用户需求的变化,未来可能会涌现出更多的创新应用。
纯电动汽车的车载通信技术研究随着人们对环境保护意识的提高和对能源消耗问题的关注,纯电动汽车作为一种零排放的交通工具,逐渐成为未来的发展方向。
纯电动汽车的成功普及和推广,离不开车载通信技术的支持。
车载通信技术在纯电动汽车中发挥着重要的作用,它能够提供车辆之间和车辆与智能交通系统之间的信息交换。
一、车载通信技术的发展背景随着信息通信技术的迅猛发展,车载通信技术得到了长足的发展。
纯电动汽车作为一种创新的交通工具,需要可靠高效的车载通信系统来支持其安全、高效和智能化的运行。
传统的车载通信技术无法满足纯电动汽车的需求,因此需要进行相关研究,以提升纯电动汽车的性能和功能。
二、车载通信技术在纯电动汽车中的重要作用1. 提供可靠的车辆之间通信:纯电动汽车需要与其他车辆进行通信,以实现智能化的交流和合作。
车辆之间的通信可以提高交通流的效率,减少交通事故的发生。
例如,通过车辆之间的通信,可以实现交通信号优化,减少车辆的停车时间,提高路况的通行能力。
2. 实现车辆与智能交通系统的联动:纯电动汽车需要与智能交通系统进行无缝连接,以获得实时的路况信息和导航指引。
通过与智能交通系统的联动,纯电动汽车可以提前避免拥堵路段,选择更短的路径,减少能源的消耗。
此外,智能交通系统还可以通过与纯电动汽车的通信,及时发现故障并提供故障诊断与解决方案。
3. 支持车辆远程控制与监测:车载通信技术可以使纯电动汽车具备远程控制和监测的功能。
通过远程控制,车主可以远程启动或停止汽车引擎,调节车内温度,锁定或解锁车门等。
同时,通过远程监测,车主可以实时获取纯电动汽车的状况,如电池电量、里程统计等信息,以便及时采取相应的措施。
三、纯电动汽车车载通信技术的研究方向1. 车辆之间通信技术的研究:纯电动汽车需要与其他车辆之间进行通信,因此需要研究开发车辆间的通信协议和技术,以实现车辆之间的信息交换和协同行驶。
车辆间通信技术的发展可以使纯电动汽车实现自主驾驶和智能化交通。
新能源汽车的车载网络和智能互联在当今的信息时代,智能互联成为了不可或缺的一部分。
而在汽车行业中,新能源汽车的崛起更是促进了车载网络和智能互联的快速发展。
本文将探讨新能源汽车的车载网络和智能互联的现状以及未来发展趋势。
一、新能源汽车的车载网络随着科技的不断进步,新能源汽车的车载网络日益普及,为车主提供了更多的便利和舒适。
车载网络是指通过各种现代化通信技术将汽车与外部世界实现连接,并提供各种信息和服务。
它使得驾驶变得更加安全、高效和智能化。
1.1 车载通信系统新能源汽车的车载网络依赖于车载通信系统,通过无线通信技术实现车辆与车辆、车辆与基础设施、车辆与云端服务器之间的互联。
这种系统能够提供实时的交通信息、导航服务以及远程控制功能,提升了驾驶体验。
1.2 车联网应用车载网络的发展使得新能源汽车能够与手机、电脑等设备相互连接,实现数据共享和智能控制。
例如,车主可以通过手机APP 实时监控车辆的电池状态和充电进度,远程控制车辆的空调、车窗等功能。
此外,车辆还可以与智能家居系统相连接,实现智能化的停车、充电等功能。
二、智能互联与新能源汽车除了车载网络,新能源汽车还与智能互联技术紧密结合,共同推动了汽车行业的创新与发展。
2.1 智能驾驶技术新能源汽车在智能互联技术的支持下,逐渐实现了自动驾驶的梦想。
通过采用传感器、摄像头和雷达等设备,新能源汽车能够实时感知周围环境,并做出相应的决策和行动。
这种智能驾驶技术不仅提高了行车安全性,还能降低能源消耗,减少交通事故的发生。
2.2 人机交互界面新能源汽车通过智能互联技术,实现了更加人性化和智能化的人机交互界面。
驾驶员可以通过触摸屏、语音控制等方式与车载系统进行交互,实现语音导航、语音拨号、语音播放等功能。
这样的设计不仅提高了驾驶员的便利性,还能有效减少驾驶员的分心操作,增加驾驶安全性。
三、新能源汽车车载网络与智能互联的未来发展新能源汽车的车载网络和智能互联技术在未来将会取得更大的突破和发展。
新能源汽车的智能网联技术与车载系统随着科技的不断进步和人们环保意识的增强,新能源汽车正逐渐成为主流。
而其中的智能网联技术与车载系统更是成为了新能源汽车发展的关键。
本文将探讨新能源汽车智能网联技术的发展现状、应用场景以及车载系统的功能和优势。
一、新能源汽车智能网联技术的发展现状随着互联网和人工智能技术的迅猛发展,智能网联技术在新能源汽车领域的应用也取得了长足的进步。
现如今的新能源汽车智能网联技术主要包括车联网、自动驾驶和人机交互等。
1. 车联网车联网是指通过互联网将车辆与外部世界进行连接和数据交流,实现信息的共享和服务的互通。
新能源汽车的车联网技术可以实现远程监控、智能导航、远程诊断和车辆管理等功能。
例如,车主可以通过手机应用实时了解电池电量和车辆状态,预约充电或寻找最近的充电桩。
2. 自动驾驶自动驾驶技术是指车辆在无需人工干预的情况下能够自主行驶的技术。
新能源汽车的自动驾驶技术可以提高驾驶安全性和效率。
例如,智能辅助驾驶系统可以通过感知环境、识别障碍物和交通标志,自动进行车辆控制和行驶路径规划。
3. 人机交互人机交互是指人和车辆之间进行信息交流和指令传递的过程。
新能源汽车的人机交互技术可以通过语音识别、手势识别和触控屏等方式,方便车主对车辆进行控制和配置。
例如,车主可以通过语音指令调节空调温度,拨打电话或切换音乐。
二、新能源汽车智能网联技术的应用场景新能源汽车智能网联技术的应用场景广泛,涵盖了行车安全、出行便利、能源管理和环境保护等方面。
1. 行车安全智能网联技术可以通过车辆与车辆之间和车辆与道路设施之间的信息交互,实现智能化的交通安全系统。
例如,车辆之间可以实时共享交通信息,避免碰撞和堵塞。
路口红绿灯可以根据车辆流量自动调整,确保交通流畅和行车安全。
2. 出行便利智能网联技术可以提供一系列出行便利的服务。
例如,智能导航系统可以根据实时交通情况为驾驶员提供最佳路线规划,避免拥堵。
通过车联网技术,驾驶员可以实时预约停车位或充电桩,节省时间和精力。
电动汽车车载网络引言汽车技术发展到今天,很多新型电气设备得到了大量应用,尤其是电动汽车的电气系统已经变成了一个复杂的大系统。
为了满足电动汽车各子系统的实时性要求,需要对公共数据实行共享电动汽车作为清洁绿色的新能源汽车,将在未来交通体系中发挥越来越重要的作用。
汽车中电器的技术含量和数量是衡景汽车性能的一个重要标志。
汽车电器技术含量和数量的增加,意味着汽车性能的提高。
但汽车电器的增加,同样使汽车电器之间的信息交且桥梁——线束和与其配套的电器接插件数量成倍上升。
在1955年平均一辆汽车所用线束总长度为45米。
为了在提高性能与控制线束数量之问寻求一种有效的解决途径,在20世纪80年代初,出现了一种基于数据网络的车内信息交互方式——车载网络。
一、汽车车载网络的组成车载网络按照应用加以划分,大致可以分为4个系统:车身系统,动力传动系统、安全系统和信息系统。
图1奥迪A4的车载网络系统车身系统电路主要有三大块:主控单元电路、受控单元电路、门控单元电路。
主控单元按收开关信号之后,先进行分析处理,然后通过CAN总线把控制指令发送给各受控端,各受控端晌应后作出相应的动作。
车前、车后控制端只接收主拄端的指令,按主控端的要求执行,并把执行的结果反馈给主控端。
门控单元不但通过总接收主控端的指令,还接收车门上的开关信号输入。
根据指令和开关信号,门控单元会做出相应动作,然后把执行结果发往主控单元。
在动力传动系统内,动力传动系统模块的位置比较集中,可固定在一处,利用网络将发动机舱内设置的模块连接起来。
在将汽车的主要因素一跑、停止与拐弯这些功能用网络连接起来时,就需要较高速的网络传输速度。
动力数据总线一般连接3块电脑,它们是发动机、ABS/EDL及自动变速器电脑(动力CAN数据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑)。
总线可以同时传递10组数据,发动机电脑5组、ABS/EDL电脑3组和自动变速器电脑2组。
数据总线以500Kbit/s速率传递数据,每一数据组传递大约需要0.25ms,每一电控单元7-20ms发送一次数据。
优先权顺序为ABS/EDL电控单元--发动机电控单元--自动变速器电控单元。
因此,线束变长,而且容易受到干扰的影响。
为了防干扰应尽量降低通信速度,但随着安全系统和信息系统的发展高速传输成为必然的趋势。
且人机接口的模块、节点的数量增加,通信速度控制及成本相对增加,使人们不得不摸索更加高速、安全、廉价的解决方案。
此时,汽车总线的概念被提出,总线技术可以大大提高汽车电器控制的安全性、可靠性,降低汽车电子电控系统的维护保养成本和故障率。
二、汽车车载网络分类及其发展趋势2.1汽车车载网络的分类目前存在的多种汽车网络标准,SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为A、B、C三类:A类——面向传感器/执行器控制的低速网络,数据传输位速率通常只有1-10 kbps。
主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。
在A类网络中存有多种协议标准,目前正在逐步兴起的是LIN(Local Interconnect Network)总线,LIN是面向低端通讯的一种协议,主要应用在通信速率要求不高的场合,通过单总线的方式来实现。
B类——面向独立模块间数据共享的中速网络,位速率一般为10-100 kbps。
主要应用于电子车辆信息中心故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统,以减少冗余的传感器和其他电子部件。
B类网络系统标准主要包括控制器局域网(Controller Area Network,CAN)协议、车辆局域网(Vehicle Area Network,VAN)协议以及汽车工程师协会(Society of Automotive Engineers,SAE)的SAE J1850协议。
在容错性能和故障诊断方面,CAN具有明显的优势,因此在汽车内部的动力电子系统等对实时性和可靠性要求较高的领域占有不可替代的地位;考虑到成本因素,VAN也在汽车网络中占有一席之地,特别适用于车身电子系统等对实时性和可靠性要求相对较低,网络上的某些节点功能比较简单的场合;SAE J1850由于其通信速率上的限制已逐渐被淘汰。
C类——面向高速、实时闭环控制的多路传输网,最高位速率可达1 Mbps,主要用于悬架控制、牵引控制、先进发动机控制、ABS等系统,以简化分布式控制和进一步减少车身线束。
在C类标准中,欧洲的汽车制造商从1992年以来,基本上采用的都是高速通讯的CAN总线标准ISO11898,它可支持高达1Mb/s的各种通讯速率;而从1994以来SAE J1939则广泛用于卡车、大客车、建筑设备、农业机械等工业领域的高速通讯,其通讯速率为250kb/s。
另外还有是面向多媒体应用、高速信息流传输的高性能网络,位速率一般在2Mb/s以上,目前已有位速率达到400Mb/s的网络标准,800Mb/s的网络标准也在研究使用。
这类网络系统主要连接汽车内部用于多媒体功能的电子设备,包括了语音系统、车载电话、音响、电视、车载计算机和GPS等系统。
一般来说,汽车通信网络可以划分为四个不同的领域,每个领域都有其独特的要求:1.信息娱乐系统:此领域的通信要求高速率和高带宽,有时会是无线传输。
目前主流应用协议有MOST;2.高安全的线控系统:由于此领域涉及安全性很高的刹车和导向系统,所以它的通信要求高容错性、高可靠性和高实时性。
可以考虑的协议有TTCAN、FlexRay、TTP等;3.车身控制系统:在这个领域CAN协议己经有了二十多年的应用积累,其中包括传统的车身控制和传动控制;4.低端控制系统:此系统包括那些仅需要简单串行通信的 ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元,比如控制后视镜和车门的智能传感器以及激励器等,这应该是LIN总线最适合的应用领域。
图2 车上网络系统价格及传输速度分布2.2车载网络的发展趋势在国外,目前汽车网络总线技术已经成为乘用车和商用车的标准配置,其中CAN网络技术应用相当普及。
在欧洲,80%的轿车不同程度上使用了该技术;在美洲,汽车以使用J1850居多,具有代表性的有福特使用的 41.6KbpsJ1850和通用、克莱斯勒使用的10.4KbpsJ1850,但从趋势看正逐步往CAN技术转移。
目前国内使用总线技术的车型几乎全部使用CAN总线。
CAN总线开始在奥迪A6、奥迪A4、宝来、帕萨特BS、波罗、菲亚特派力奥、菲亚特西耶那、宝马等产品上出现,主要应用在动力传动系统、安全系统(ABS、EBD、ASR、ESP等)和车身系统(门、窗、空调、灯光、锁、座椅等)。
相关技术的应用也带动了我国网络总线研发能力迅速提高,整车企业可以介入网络总线相关技术标准的研究和制定,但关键的总线技术还掌握在国外供应商手上。
X-by-Wire,即线控操作,是未来汽车的发展方向。
该技术来源于飞机制造,基本思想就是用电子控制系统代替机械控制系统,减轻重量,提高可靠性,如Steer-by-Wire,Brake-by-Wire等。
由于整个设计思想涉及动力、制动、方向控制等关键功能,对汽车网络也就提出了不同要求。
在未来的5 - 10年里,X-by-Wire技术将使传统的汽车机械系统变成通过高速容错通信总线与高性能CPU 相连的电气系统。
我国对于电动汽车车用总线技术的研究,主要分为两个阶段:即功能实现阶段和性能完善阶段。
目前国内第一阶段的工作已基本完成,基于CAN总线的自主研发技术己经在新能源汽车上取得成功应用。
我国的汽车企业、高校和科研院所,如一汽集团、上汽集团、长安汽车公司、奇瑞汽车公司、清华大学、北京理工大学、北京交通大学、同济大学、中科院、中国汽车研究中心等200多家单位投入了大量的人力、财力研发电动汽车。
三、CAN总线在电动汽车中的运用3.1 总线网络拓扑结构网络拓扑结构设计是构建网络的第一步,也是实现各种网络协议的基础,它对网络的性能、可靠性和通信费用等都有很大影响。
网络拓扑结构按照几何图形的形状可分为5种类型:总线型拓扑、环形拓扑、星形拓扑、网络拓扑和树形拓扑,这些形状也可以混合构成混合拓扑结构。
由于电动汽车汽车的网络特点可归纳为通讯距离短、网络复杂度要求不高、扩展性要求高及实施性可靠性要求高。
考虑其特点,可以综合比较出总线型的结构是最适合车用网络体系的。
图3 网络拓扑结构CAN是一种多主方式的串行通讯总线,位速率高,抗电磁干扰性强,能够检测出产生的任何错误。
它具有优先权和仲裁功能,多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN-bus上,每个节点都有单独的通信处理能力,形成多主机局部网络。
其可靠性和实时性远高于普通的通信技术。
3.2 CAN总线框架目前汽车设计中的网络结构,采用两条CAN网络,一条用于动力系统的高速CAN,速率为250 Kb-1 Mb/s;另一条应用于车身系统的低速CAN,速率为10 Kb-125 Kb/s。
高速CAN主要连接对象是发动机控制器、变速箱、ABS控制器、助力转向,安全气囊控制器等。
低速CAN主要连接和控制的汽车内外部照明、灯光信号、空调、组合仪表等其他低速电子控制单元。
图4 奥迪A4的网络结构图电动汽车区别于传统的燃油汽车,既要考虑到其自身的独特性,又要考虑其与一般汽车的共性。
电动汽车与传统汽车最大的区别就是用电能来驱动,即用电池或电机来代替传统的发动机,而对电机的驱动控制和对电池的管理正是电动汽车的关键技术。
3.3 CAN总线协议CAN遵从ISO/0SI标准模型(图2.1所示),按照这个标准模型,CAN协议定义了物理层和数据链路层。
应用层协议在CAN2.O中没有定义,但很多组织针对不同的应用需求制定了适用于不同领域的应用层协议。
应用层提供到低层的用户接口表示层提供数据格式化和代码转换会话层处理进程之间的协调传输层负责数据传输控制网络层在相邻节点间转发分租直到目的站数据链路层提供计算机与网络之间可靠的数据传输物理层在计算机和网络之间传送位流图5 CAN总线的网络分层结构但考虑到电动汽车的特殊性,以上几个协议都不能完全适用于电动汽车CAN 网络。
为统一和规范电动汽车在研发、试运营及产业化过程中CAN网络上各节点进行数据交换时的物理连接和通信协议,需要针对电动汽车具体CAN网络环境,自主制定相应的通信协议。
当CAN-Bus网络节点的数目不多,或者所有节点基本上都由用户自行设计,不需要与其他厂商设备进行接口时,用户只需要规定一个简单的通信协议;但当CAN-Bus在某一行业广泛应用时,必须考虑到各种CAN厂商设备的互用性和互换性,需要标准化的高层协议为CAN网络提供标准的、统一的通信模式。
在制定CAN应用层协议时主要考虑以下几个方面:1.通讯内容的确定2.标识符功分配3.数据格式定义3.4 CAN总线发展前景CAN总线作为一种可靠的汽车计算机网络总线,现已开始在先进的汽车上得到应用,从而使得各汽车计算机控制单元能够通过CAN总线共享所有的信息和资源,以达到简化布线、减少传感器数量、避免控制功能重复、提高系统可靠性和可维护性、降低成本、更好地匹配和协调各个控制系统之目的,随着汽车电子技术的发展,具有高度灵活性、简单的扩展性、优良的抗干扰性和纠错能力的CAN 总线通信协议必将在汽车电控系统中得到更广泛的应用。