浅谈车载网络的技术应用
车联网论文1的应用:浅谈车联网的应用
一.导言
随着汽车工业的快速发展，现代汽车大量使用电子控制装置，很多中高级车都有十几个甚至二十几个电子控制单元。每个电子控制单元需要与相关的传感器和致动器通信，并且需要在控制单元之间交换信息。如果每一条信息都通过自己独立的数据线传输，会导致电控单元的引脚数增加，整个电控系统的线束和连接器增加，故障率也会增加。
为了简化电路，提高电子控制单元之间的通信速度，降低故障频率，一种新型的数据网络CAN数据总线应运而生。CAN总线实时性强，传输距离远，抗电磁干扰能力强；在汽车发动机控制部件、传感器、防滑系统等自动化电子领域的应用中，CAN的比特率可高达1Mbps。同时可以用在运输车辆的电气系统中，价格低廉。
二、CAN总线的介绍
可以，全名？控制器局域网？，即控制器局域网，是ISO定义的一种串行通信总线，主要用于实现车内电子控制单元之间的信息交换，形成车载网络系统。CAN数据总线也叫CAN？巴士巴士。它具有信息共享、减少导线数量、大大减轻线束重量、最小化控制单元和控制单元引脚、提高可靠性和可维护性等优点。
CAN被设计为在汽车环境中作为微控制器进行通信，并在ECU的车载电子控制设备之间交换信息，以形成汽车电子控制网络。单片机作为直接控制单元，直接控制传感器和执行器。每一个单片机都是控制网络上的一个节点。无论一辆车有多少个电控单元，信息容量有多大，每个电控单元只需要引出两根线* * *连接到节点上，这就是所谓的数据总线。CAN数据总线中的数据传输就像一个电话会议，一个电话用户相当于一个控制单元，传输数据？说说？在网络中，其他用户通过网络吗？回答？数据，对这组数据感兴趣的用户会使用这些数据，不感兴趣的用户可以忽略这些数据。
在由CAN总线组成的单个网络中，理论上可以连接无数个节点，但在实际中，连接的节点数量会受到网络硬件的电气特性或延迟时间的限制。使用计算机网络进行通信的前提是每个电控单元必须使用和解释相同？电子语言？，这种语言叫做？协议？。汽车计算机网络中有许多常见的传输协议。为了与许多控制和测试仪器交换数据，有必要制定标准的通信协议。随着CAN在各个领域的应用和普及，飞利浦半导体于9月制定并发布了CAN技术规范(2.0版)。该技术包括A和b两部分，2.0A给出了CAN报文的标准格式，2.0B给出了标准和扩展格式。1993、11年6月，ISO颁布了《道路运输？数据信息交换？高速通信局域网的国际标准由SAE于2000年提出的J 1939成为卡车和公共汽车控制器局域网的通用标准。
三、CAN-BUS数据总线的组成和结构
CAN总线系统主要包括以下部件:CAN控制器、CAN收发器、CAN总线数据传输线和CAN总线终端电阻。：
1.CAN控制器、CAN收发器
CAN总线上的每个控制单元都配有一个CAN控制器和一个CAN收发器。CAN控制器主要用于接收来自微处理器的信息，并对其进行处理，然后发送给CAN收发器。同时，CAN控制器还接收来自CAN收发器的数据，对其进行处理，并将其传输至控制单元的微处理器。
CAN收发器用于接收CAN控制器发送的数据，并发送到CAN数据传输总线。同时，CAN收发器也接收CAN数据总线上的数据，并发送给CAN控制器。
2.数据总线终端电阻
CAN-BUS数据总线的两端通过终端电阻连接，可以防止数据到达线路终端后像回声一样返回，干扰原始数据，从而保证数据的正确传输。终端电阻器安装在控制单元中。
3.数据传输总线
数据传输总线大部分型号采用双向数据线，分为高电平(CAN-H)和低电平(CAN-L)数据线。为了防止外部电磁干扰和外部辐射，两条数据线绞在一起，要求每隔2.5cm至少绞一次，两条线上的电位相反，电压之和始终等于一个恒定值。
四。车联网的应用分类
根据应用，车联网可分为四大系统:车身系统、动力传动系统、安全系统和信息系统。
1.电力输送系统
在动力传输系统中，动力传输系统的模块是集中的，可以固定在一个地方，布置在发动机舱内的模块通过网络连接。车内主要有哪些因素？当运行、停止和转向功能通过网络连接时，需要高速网络。
电源CAN数据总线一般连接三台电脑，分别是发动机、ABS/EDL、自动变速器电脑(电源CAN数据总线实际上可以连接安全气囊、四驱、仪表组等电脑)。总线可同时传输10组数据，包括5组发动机电脑，3组ABS/EDL电脑，2组自动变速器电脑。数据总线以500Kbit/s的速率传输数据，每个数据组大约需要0.25ms，每个电控单元每7~20ms发送一次数据。优先顺序是ABS/EDL电子控制单元？发动机电子控制单元？自动变速器电子控制单元。
在电力传输系统中，为了及时利用数据，数据传输应该尽可能快，因此需要高性能的发射机。高速发射器将加快点火系统之间的数据传输，以便接收到的数据可以立即应用于下一个点火脉冲。CAN数据总线的连接点通常放在控制单元外部的线束中，特殊情况下，连接点也可能放在发动机电子控制单元内部。
2.身体系统
相对于动力传动系统，车内到处都是车身系统的零件。所以线束变长，容易受干扰影响。为了防止干扰，通信速度要尽量降低。在车身系统中，由于人机界面的模块和节点数量增加，通信速度控制不会成为问题，但成本会相对增加。对此，人们正在探索更廉价的解决方案，目前常用的有直达公交和辅助公交。
舒适性CAN数据总线连接通常连接七个控制单元，包括中央控制单元、一个位于车辆前方的受控单元和一个位于车辆后方的受控单元，以及四个车门的控制单元。舒适型CAN数据传输有七大功能:中控门锁、电动窗、照明开关、空调、组合仪表、后视加热、自诊断功能。控制单元的传输线汇聚成星形。这样做的好处是，如果一个控制单元出现故障，其他控制单元仍然可以发送自己的数据。该系统减少了穿过门的电线数量并简化了布线。如果线路中的某处存在对地短路、正极短路或线间短路，CAN系统将立即切换到紧急模式或单线模式。
数据总线以62.5Kbit/s的速率传输数据，每组数据传输大约需要1ms，每个电控单元每20 ms发送一次数据，优先级顺序为:中控单元？驾驶员侧车门控制单元？前排乘客侧车门控制单元？左后门控制单元？右后门控制单元。因为舒适系统中的数据可以以较低的速率传输，所以发射器的性能低于动力系统发射器的性能。
整个车身系统电路主要有三大块:主控单元电路、受控单元电路和门控单元电路。
主控单元接收到开关信号后，首先对其进行分析处理，然后通过CAN总线向被控终端发送控制指令，被控终端做出响应并做出相应动作。前后控制终端只接收主控终端的指令，按照主控终端的要求执行，并将执行结果反馈给主控终端。车门控制单元不仅通过CAN总线接收来自主控终端的命令，还接收从车门输入的开关信号。根据指令和开关信号，闸门控制单元会做出相应的动作，然后将执行结果发送给主控单元。
(1)安全系统
这是指根据多个传感器的信息启动安全气囊的系统。因为安全系统涉及到人的生命安全，而且汽车上有很多安全气囊和碰撞传感器，所以安全系统必须具有通信速度快、通信可靠性高的特点。
(2)信息系统
信息系统广泛应用于汽车，如车载电话、音响等系统。信息系统通信总线的要求是:大容量和非常高的通信速度。一般采用光纤或铜线作为通信介质，因为这两种介质的传输速度非常快，可以满足高速信息系统的需求。
五、CAN总线技术在汽车应用中的关键技术。
利用CAN总线构建车载网络，需要解决的关键技术问题有:
(1)总线传输速率、容量、优先级、节点容量等技术问题。
(2)在强电磁干扰环境中可靠的数据传输
(3)确定最大传输延迟。
(4)网络容错技术
(5)网络监控和故障诊断功能
(6)实时控制网络的时间特性
(7)安装和维护中的接线
(8)网络节点的增加和软硬件的更新(可扩展性)
不及物动词结束语
CAN总线作为一种可靠的汽车计算机网络总线，已经在先进的汽车上得到应用，使所有汽车计算机控制单元通过CAN总线享受所有信息和资源，从而简化布线，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种控制系统。随着汽车电子技术的发展，具有高度灵活性、简单扩展性、优良的抗干扰和纠错能力的CAN总线通信协议将在汽车电子控制系统中得到广泛应用。
参考资料:
王镇。CAN总线在汽车中的应用[N]。中国汽车报。2004。
吴宽明。CAN总线原理及应用系统设计。航空航天大学出版社. 1996。
周振。基于CAN总线的车身控制模块。南京航空航天大学。2005。
[4]李，余。CAN总线技术及其在汽车上的应用。中国科技论文在线。
[5]杨维俊。车辆网络系统。北京:机械工业出版社。2006。
李东江，张大成。车载网络系统的原理与维护。北京:机械工业出版社。2005。
汽车网络技术论文2:论现代汽车网络技术
为了解决汽车自动化程度的提高和控制系统稳定性之间的矛盾，上世纪80年代，业界引入了车载网络，可以减少线束的使用，提高控制系统的稳定性，对整车成本的控制起到积极的作用[2]。笔者结合自己的工作实践，对现代车联网技术进行分析和探讨，以促进车联网技术的发展。
1常用车载网络技术
车载网络技术的发展和应用大大简化了汽车布线，减少了线束数量。同时，车载网络技术也提高了信息传输的速度，增强了汽车控制系统的稳定性和可靠性。不同的汽车厂商开发了很多车载网络技术，不同类型的车载网络需要通过网关交换信号，使不同的网络类型相互协调，保证车载系统的正常运行[4]。
控制器局域网(CAN)是世界上应用最广泛的网络总线之一，采用双绞线作为传输介质，数据传输速度最高可达1Mbit/s，属于中速网络。在实际应用中，很多电子设备都可以连接到can上，大大减少了线束的数量。目前，CAN主要应用于汽车电子信息中心、故障诊断等。，具有较高的抗电磁干扰特性，多用于汽车车辆中的发动机电子控制单元。本地连接网络(LIN)的信息传输速度为20Kbit/s，属于低速网络。在实际应用中，LIN经常作为辅助总线和辅助CAN总线工作。其访问方式为单主多从。目前，林主要应用于方向盘、车门、座椅、空调系统、防盗系统等。
本地连接网络的优点是数字信号取代了以前的模拟信号，满足了汽车对低速网络的需求。该多媒体定向系统数据传输速度快，象棋数据传输速度可以低成本达到24.8Mbit/s。采用塑料光缆作为传输介质，属于高速网络，主要用于数据传输速度较高的汽车多媒体系统，如连接汽车导航仪、无线设备、车载电话等。
由于采用塑料光纤，其信号可靠，维护简单。线控技术最初起源于航空航天领域。线控技术使用电子装置连接控制单元和执行器，大大减少了机械连接装置和液压连接装置的使用。线控技术属于高速网络，在汽车安全系统中有重要应用。线控系统可以通过传感器感知车轮的转向角度，并通过ECU对数据进行判断和处理，从而提高车轮的转向安全性。线控制动系统还可以通过导线感知汽车制动情况，大大提高了汽车制动系统的响应速度和感知灵敏度。D2B总线技术是为满足汽车多媒体和通信需求而开发的车载网络技术。它以光纤为传输介质，传输速度快，属于高速网络，可以连接多媒体设备、语音电子控制单元等。D2B总线技术采用光纤传输数据，应用范围广，传输信号稳定性强，不受电磁、广播和辐射的干扰。
2车联网的应用
车身系统的零件分布在整个汽车设备上。如果用线束，会比较长，容易受到广播、电磁等其他信号的干扰。为了避免其他信号的干扰，工程实践中通常通过降低通信速度来解决。由于车身系统组成复杂，使用了大量的人机接口模块，对应的节点数量也比较多，控制通讯速度并不难，但会增加整车的装配成本。目前，车载网络技术在车身系统中的应用主要采用直接总线和辅助总线。CAN的数据总线一般连接七个控制单元，包括中央控制单元、四个车门的控制单元和车辆前后的一个控制单元，以控制中央门锁、电动车窗、照明、空调系统和其他部件。
其网络形式为星型，单个控制单元故障不影响整个网络的使用，其他控制单元仍可发送和接收数据，提高了控制系统的稳定性。动力传动系统作为汽车控制系统的核心，需要对汽车的启动、行驶、停止和转向进行监测和控制，这就要求数据传输速度很高，需要使用高速网络。现代汽车的power CAN数据总线一般连接三台电脑:发动机、ABS/EDL、自动变速器。CAN数据总线可以同时传输10组数据，在动力传输系统中要求数据传输尽可能的快，所以往往采用高性能的发射器来方便点火系统之间的高速数据传输。
安全系统是指汽车的安全气囊启动系统，目前已经成为小型车的标准配置。为了有效地保护驾驶员和乘客，安全系统必须对多种外部碰撞等意外情况做出快速反应。因为汽车上的安全气囊多，感应外界碰撞强度的碰撞传感器也多，所以对通信速度和传输可靠性要求更高。信息系统是近年来在汽车上广泛应用的新技术，主要满足驾乘人员对车载电话、音响、倒车雷达、多媒体等功能的使用。由于通信容量大，速度快，一般采用光纤，其传输速度能有效满足汽车信息系统的要求。
3车联网技术的发展趋势
3.1汽车线控技术的发展
汽车线控技术的应用有效解决了传统机械连接和液压连接反馈时间长、装置结构复杂等缺点。采用线控技术可以有效减少液压和机械控制装置，提高控制系统的稳定性和灵敏度，为汽车的重新设计和布局优化提供空间。目前，线控技术已广泛应用于汽车控制和汽车制动系统，并将在未来的遥控和防抱死制动领域发挥积极作用。
3.2汽车光纤技术的发展
汽车光纤技术具有通信容量大、传输速度快、抗干扰能力强的特点，能有效满足电力传输系统对高数据传输速度和信息系统对大传输容量的要求，将在未来汽车控制系统中得到应用。同时，光纤传输技术允许高数据传输速率和高信噪比，并在汽车发动机的实时控制、车辆状况监测和负载的开关控制中具有重要的应用。
4结论
综上所述，车载网络技术的发展和应用顺应了汽车自动化、智能化、节能化的发展方向，提高了汽车控制系统的灵敏度和稳定性，提高了汽车布局优化和再设计的空间，大大降低了整车制造成本，提高了现代汽车的技术水平。
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