第1章车载网络系统基础知识
习题答案
1．按照你的理解，说一说汽车为什么要使用网络系统？
答案要点：很多汽车采用了多个电控系统，如果每一个电控系统都独立配置一整套相应的传感器、执行器，势必造成导线、插接件数量的不断增多，使得在有限的汽车空间内布线越来越困难，线束和插接件的增加使得汽车维修人员对车辆进行故障诊断和维修的难度增加；同时油耗增加，成本提高。为了提高汽车综合控制的准确性，控制系统也迫切需要输入、输出信号/数据共享。当电控模块共享输入信息时，就能对汽车进行更为复杂的控制。
为了简化线路，提高各电控单元之间的通信速度，汽车制造商开发设计了新的总线系统，即车载网络系统，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。
2．说明典型车载网络系统的组成。
答案要点：通常汽车网络结构采用多条不同速率的总线分别连接不同类型的节点，并使用网关服务器来实现整车的信息共享和网络管理。
3．车载网络系统在汽车上的应用有哪些？
答案要点：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、信息系统。
4．解释CAN、多路传输、数据总线的含义。
答案要点：CAN（Controller Area Network，控制局域网），是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通信，在车载各电控装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。
多路传输用SWS（Smart Wiring System）表示，是指在同一通道或线路上同时传输多条信息。事实上，数据信息是依次传输的，但速度非常快，似乎就是同时传输的。
数据总线是模块间运行数据的通道，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系统（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。
5．什么是通信协议？常用的通信协议有哪些？
答案要点：通信协议是指通信双方控制信息交换规则的标准、约定的集合，即指数据在总线上的传输规则。
常用的通信协议有：CAN、BASIC CAN、ABWS、VAN、HBCC、PALMENT、DLCS、CCD 等。
第2章常用车载网络信息传输系统
习题答案
1．简要说明CAN数据总线系统的结构和工作原理。
答案要点：CAN数据总线系统由控制器、收发器、两个数据传输终端和两条数据传输线组成。
CAN数据总线系统的工作建立在通信协议的基础上，CAN通信协议主要描述各控制单元间的信息传递方式。CAN的模型由数据链路层和物理层组成。各控制单元间的数据传输实际上发生在物理层之间，且各电控单元只通过模型物理层的物理介质互连。CAN最常用的物理介质是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为CAN-H和CAN-L，即CAN的高位数据线和低位数据线。静态时，两线电压均约为2.5V，此时状态表示为逻辑“1”，也可叫做“隐性”位；工作时，CAN-H比CAN-L高，表示逻辑“0”，称为“显性”位。不管信息量的大小，系统内所有的信息都是通过这两条数据线传输的。
2．简要说明LIN系统的结构和工作原理。
答案要点：LIN协议在同一总线上的最大节点数量为16，系统中两个电控单元之间的最大距离为40m。LIN网络一般使用一根单独的铜线作为传输介质。
一个LIN电控单元拥有一个统一的接口（LIN标准），以便与其他LIN电控单元之间进行信息数据处理。这种接口主要由两部分组成：协议控制器和线路接口。一个LIN电控单元所使用的传输方式与CAN网电控单元所使用的传输方式是相同的，都包括定时传输模式，事件传输模式和混合模式3种。
3．简要说明VAN系统的结构和工作原理。
答案要点：VAN数据总线系统协议的研发是出于连接各个复杂通信系统的目的，同时也是为了使简单元件和支线连接成总线，以保证网络传输的节奏。VAN数据总线系统的典型结构如图所示。
一个VAN数据总线系统电控单元拥有一个标准接口（VAN标准），以便于与其他VAN数据总线系统电控单元之间进行信息数据处理。这种结构由协议控制器和线路接口两个主要部分组成。
VAN数据总线系统协议是一种只需要中等通信速率的通信协议，适用于车身功能和车辆舒适性功能的管理。
4．简要说明LAN系统的结构和工作原理。
答案要点：最常见的LAN的类型是采用同轴电缆的总线型/树形网络，当然也可以选择采用双绞线、同轴电缆甚至光纤的环形网。LAN的传输速率为1Mbit/s～20Mbit/s，足以满足大部分的应用要求，并且允许相当多的设备共享网络。
LAN常用的拓扑结构有3种：星形、环形、总线型/树形。如丰田公司在汽车上配置了由5个ECU组成的LAN系统，在LAN系统中采用了通信和驱动器/接收器IC，并用一根带屏蔽的双绞线电缆作为通信总线，通信总线在车内布成环形，将5个ECU当作节点与其相连接。
5．简要说明MOST数据总线系统的结构和工作原理。
答案要点：MOST系统是以近于数字电话交换机等使用的“帧同步传送”技术为基础的，因此，通过简单的硬件就可以实现流动型数据的同步传送，只会产生完全可以预测到的最小限度的滞后。
MOST系统利用一根光纤，最多可以同时传送15个频道的CD质量的非压缩音频数据。在一个局域网上，最多可以连接64个节点（装置）。从拓扑方式来看，基本上为一个环形拓扑。这种拓扑的优点是在增加节点时，不需要手柄及开关，而且光纤没有集中在某特定装置的附近，可以节省光纤。从实际的装车情况来看，光纤正对着连接各电子设备的网络。此外，MOST系统采用光纤的另一个优点是：光纤网络不会受到电磁辐射干扰与搭铁环的影响。
6．汽车为什么要使用蓝牙系统？简要说明车载蓝牙系统的结构和工作原理。
答案要点：在过去，移动装置之间的信息交换只能通过导线或红外线技术来实现，这种非标准连接严重限制了移动的范围，且使用也很复杂。Bluetooth（蓝牙）技术可为不同厂家生产的移动装置提供一个标准的无线连接方式。
车载蓝牙系统的短距离无线电收发器（发射器和接收器）直接安装在所选用的移动装置内或集成在适配器（如PC卡、USB等）内。蓝牙系统使用2.45GHz的波段来进行无线通信，该波段在全世界范围内都是免费的。由于该频率的波长非常短，因此可将天线、控制装置和编码器、整个发送和接收系统等装置集成到蓝牙模块上。
7．提供一辆装备网络系统的车辆，让学生通过自学认识其使用了哪些车载网络系统？这些系统是怎么进行工作的？
答案要点：此题根据教师准备的车辆，参照维修手册进行学习完成。
