智能网联汽车概论 第4章 智能网联汽车网络系统

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4.1 网络的类型与特点—类型
以车内总线通信为基础的车载网络 以短距离无线通信为基础的车载自组织网络 以远距离无线通信为基础的车载移动互联网络
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4.1.1 网络的类型—车载网络类型
（1）A类低速网络:传输速率一般小于10kbit/s（千比特每秒)，主流协议 是LIN（局域互联网络），主要用于电动门窗、电动座椅、照明系统等
智能网联汽车概论
第1章 智能网联汽车基础知识 第2章 智能网联汽车环境感知系统 第3章 智能网联汽车无线通信系统 第4章 智能网联汽车网络系统 第5章 智能网联汽车导航定位系统 第6章 智能网联汽车先进驾驶辅助系统 练习与实训
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第4章 智能网联汽车网络系统
4.1 网络的类型与特点 4.2 车载网络 4.3 车载自组织网络 4.4 车载移动互联网
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4.1.1 网络的类型—车载网络类型
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4.1.1 网络的类型—车载自组织网络
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
（2）异构化：为满足各个功能子系统在网络带宽、实时性、可靠性和安全性的不同 需求，CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太网、自组织网络、移动互联网等多种网 络技术都将在智能网联汽车上得到应用，因此，不同网络子系统中所采用的网络技 术之间存在很大程度的异构性
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4.1.2 网络的特点
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4.1.1 网络的类型—车载移动互联网
车载移动互联网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
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4.1.2 网络的特点
（1）复杂化：智能网联汽车电控系统的网络体系结构复杂，它包含多达数百个ECU 通信节点，ECU被划分到十几个不同的网络子系统之中，由ECU产生的需要进行通 信的信号个数多达数千个
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4.2.1 CAN总线网络——特点
CAN总线采用双绞线作为传输介质，媒体访问方式为位仲裁，是一种多 主总线
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4.2.1 CAN总线网络——特点
（1）多主控制：在总线空闲时，所有单元都可开始发送消息；最先访问总线的单元 可获得发送权；多个单元同时开始发送时，发送高优先级ID(标识符)消息的单元可获 得发送权
（3）网关互连的层次化架构：智能网联汽车电控系统和先进驾驶辅助系统的网络体 系结构具有层次化特点，它同时包括同一网络子系统内不同ECU之间的通信和两个 或多个网络子系统所包含的ECU之间的跨网关通信等多种情况。如防碰撞系统功能 的实现依赖于安全子系统、底盘控制子系统、车身子系统以及V2V、V2I、V2P之间 的交互和协同控制
（2）消息的发送：在CAN协议中，所有的消息都以固定的格式发送；总线空闲时 ，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息；两个以上的单元同时开始发送消 息时，对各消息ID的每个位进行逐个仲裁比较；仲裁获胜（被判定为优先级最高） 的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作
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CAN是控制器局域网络（Controller Area Network）的简称，是德国博世公司在 1985年时为了解决汽车上众多测试仪器与控制单元之间的数据传输，而开发的一种 支持分布式控制的串行数据通信总线。目前，CAN总线已经是国际上应用最广泛的 网络总线之一，它的数据信息传输速率最大为1Mbit/s，属于中速网络，通信距离（ 无须中继）最远可达10km。
4.2.1 CAN总线网络——特点
（3）系统的柔软性：与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息；因此在总线上 增加单元时，连接在总线上的其他单元的软硬件及应用层都不需要改变。
（4）高速度和远距离：当通信距离小于40 m时，CAN 总线的传输速率可以达到 1Mbit/s；通信速度与其通信距离成反比，当其通信距离达到10 km时，其传输速率 仍可以达到约5kbit/s
（4）通信节点组成和拓扑结构是变化的：智能网联汽车需要实现V2V、V2I、V2P 之间的通信，它的网络体系结构中包含的通信节点和体系结构的拓扑结构是变化的
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4.2 车载网络
车载网络类型主要有CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太网等
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4.2.1 CAN总线网络——定义
（5）远程数据请求：可通过发送“遥控帧”请求其他单元发送数据
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4.2.1 CAN总线网络——特点
（6）错误检测功能、错误通知功能、错误恢复功能 （7）故障封闭：CAN 总线可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外
部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）；当总 线上发生持续的数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去 （8）连接：CAN 总线可以同时连接多个单元，可连接的单元总数理论上是没有限 制的；但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制；降低传输 速率，可连接的单元数增加；提高传输速率，则可连接的单元数减少
（2）B类中速网络：传输速率在1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ~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；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
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4.1.1 网络的类型—车载网络类型
（3）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；主流协议是高速CAN、FlexRay（服乐克思睿） 等，主要用于发动机控制、ABS、ASR、ESP、悬架控制等 （ 4 ） D 类 多 媒 体 网 络 ： 传 输 速 率 在 250kbit/s~100Mbit/s 之 间 ， 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 （5）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