车载网络基础知识.ppt

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、执行器之间发生通信，而每一个输入、输出信号又可能与多个电脑之间发生通信。,传统式信息传递,从图中同学们能看到什么？,随之产生的问题,线束和插接件的增加线束的布置和装配越来越困难增加了车身重量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？,解码仪检测到水温传感器故障，怎么找到水温传感器接线？,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：发动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（做一个大电脑把它们管理起来）,解决方案,2、开发设计新的总线系统(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。,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,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。,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,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,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,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,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,1、汽车对通信网络的要求组网通信：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。如发动机转速、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动力传动系统（发动机，ABS/EDL，自动变速器，安全气囊，四轮驱动和组合仪表）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,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系（3）逻辑：指定实现交流的规则,（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：差错检测和纠正分块和重装排序流量控制,4、车载网络的协议标准,按系统的复杂程度、信息量、必要的动作反应速度、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,