學(xué)習(xí)目標(biāo)1認(rèn)知汽車(chē)總線的定義及類型89課件

學(xué)習(xí)目標(biāo)1：認(rèn)知汽車(chē)總線的定義及類型8.1.1總線基礎(chǔ)重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車(chē)輛工程學(xué)院課程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)總線是一個(gè)開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)，它通過(guò)線路將只能設(shè)備連接起來(lái)，使之成為集控制、測(cè)量、診斷為一體的綜合網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)總線的組成現(xiàn)場(chǎng)總線由數(shù)據(jù)傳輸線和節(jié)點(diǎn)兩大部分組成?？偩€系統(tǒng)是一種連接不同的裝置（如電子控制單元）并利用編碼信號(hào)傳遞數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于編碼技術(shù)的應(yīng)用，能夠以最少的線路連接所有的裝置。1．總線的定義重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車(chē)輛工程學(xué)院課程建設(shè)車(chē)用總線是用于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中車(chē)用設(shè)備或車(chē)用儀表互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)，一般指通過(guò)分時(shí)復(fù)用的方式，將信息以一個(gè)或多個(gè)源部件傳送到一個(gè)或多個(gè)目的部件的一組傳輸線。汽車(chē)CAN總線原理示意重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車(chē)輛工程學(xué)院課程建設(shè)目前汽車(chē)應(yīng)用的通信網(wǎng)絡(luò)包括CAN總線、LIN總線、MOST總線等?；诎踩院涂煽啃缘囊?，現(xiàn)代汽車(chē)使用電控系統(tǒng)代替原有的機(jī)械和液壓系統(tǒng)。汽車(chē)總線系統(tǒng)2．總線的分類重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車(chē)輛工程學(xué)院課程建設(shè)（1）按信息傳輸速度分類汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)（SAE）按照汽車(chē)上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能由低到高的順序，將汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)劃分為A類、B類、C類、D類。汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的分類類別總線名稱通信速度應(yīng)用范圍A類LIN＜10Kbit/s燈光、門(mén)鎖、后視鏡等B類低速CAN10～125Kbit/s車(chē)身舒適控制、顯示儀表等C類高速CAN125Kbit/s～1Mbit/s引擎控制、傳動(dòng)系統(tǒng)、ABS制動(dòng)系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、線控系統(tǒng)等FlexRay1Mbit/s～10Mbit/sD類MOST＞10Mbit/s汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)、多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)A類網(wǎng)絡(luò)通信目前首先局域互聯(lián)網(wǎng)LIN，采用低成本的單向連接，例如傳感器、執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡(luò)，允許節(jié)點(diǎn)間的同一總線進(jìn)行多路信號(hào)的發(fā)送或接收，適用于低數(shù)據(jù)率車(chē)身布線。數(shù)據(jù)傳輸速率通常只有1～10Kbit/s，主要應(yīng)用于電動(dòng)門(mén)窗、座椅調(diào)節(jié)、燈光照明等控制。①A類LIN是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)汽車(chē)中的分布式電子系統(tǒng)控制，LIN的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)（例如CAN總線）提供輔助功能。在帶寬要求不高、功能簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性要求低的場(chǎng)合，如車(chē)身電器的控制等方面，使用LIN總線可有效的簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)線束、降低成本、提高網(wǎng)絡(luò)通訊效率和可靠性。B類網(wǎng)絡(luò)通信使用最廣泛的是CAN總線，這是數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)亩嘀骺偩€系統(tǒng)，可取消多余的系統(tǒng)組件。當(dāng)需要將許多功能集成在一個(gè)模塊時(shí)，最適于利用B類連接方式。傳輸速率一般為10～125Kbit/s，主要應(yīng)用于電子車(chē)輛信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統(tǒng)。②B類與一般的通信總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，它在汽車(chē)領(lǐng)域上的應(yīng)用最為廣泛，世界上一些著名的汽車(chē)制造廠商，都采用了CAN總線來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。CAN總線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖所示，當(dāng)CAN總線上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它以報(bào)文形式廣播給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)要向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)的CPU將要發(fā)送的數(shù)據(jù)和自己的標(biāo)識(shí)符傳送給本節(jié)點(diǎn)的CAN芯片，并處于準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)它收到總線分配時(shí)，轉(zhuǎn)為發(fā)送報(bào)文狀態(tài)。汽車(chē)CAN總線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與B類的定義相同，但面向高數(shù)據(jù)率信號(hào)傳輸，實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的多路傳輸。最高傳輸速率可達(dá)1Mbit/s，主要用于懸架控制、牽引控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、ABS等系統(tǒng)。③C類FlexRay是由汽車(chē)制造商和芯片制造商組成的汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)制定的一項(xiàng)總線通信標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足不斷增加的電子系統(tǒng)相適應(yīng)的、性能更高的汽車(chē)總線的需求。BMWX5汽車(chē)首次應(yīng)用FlexRay技術(shù)汽車(chē)多媒體網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議屬于D類總線系統(tǒng)，比較適合的是MOST總線，采用光纖線路傳輸，通信速度高，支持即插即用，沒(méi)有接地回路，不受電磁干擾，從而能夠穩(wěn)定傳輸信號(hào)，滿足多媒體信息實(shí)時(shí)傳遞的需求。④D類MOST總線基于環(huán)形拓?fù)?，從而允許共享多個(gè)發(fā)送和接收器的數(shù)據(jù)。MOST總線主控器（通常位于汽車(chē)音響主機(jī)處）有助于數(shù)據(jù)采集，所以該網(wǎng)絡(luò)可支持多個(gè)主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上最多高達(dá)64個(gè)主設(shè)備。重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車(chē)輛工程學(xué)院課程建設(shè)（2）按聯(lián)網(wǎng)范圍分類總線按聯(lián)網(wǎng)范圍分主總線系統(tǒng)、子總線系統(tǒng)，其中K總線用于CAN總線系統(tǒng)自診斷時(shí)連接汽車(chē)故障檢測(cè)儀，屬于診斷用的通信線。主總線系統(tǒng)負(fù)責(zé)跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，主總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸率見(jiàn)表所示。主總線系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸速率主總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率總線結(jié)構(gòu)K總線9.6Kbit/s線性，單線D總線10.5～115Kbit/s線性，單線CAN100Kbit/s線性，雙線K-CAN100Kbit/s線性，雙線F-CAN100Kbit/s線性，雙線PT-CAN500Kbit/s線性，雙線byteflight10Mbit/s星形，光纜MOST22.5Mbit/s環(huán)形，光纜重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車(chē)輛工程學(xué)院課程建設(shè)子總線系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換，子總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸率見(jiàn)表所示。這些系統(tǒng)用于交換特定系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)量相對(duì)較少的數(shù)據(jù)。子總線系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸速率子總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率總線結(jié)構(gòu)K總線協(xié)議9.6Kbit/s線性，單線BSD9.6Kbit/s線性，單線DWA總線9.6Kbit/s線性，單線LIN總線9.6～19.2Kbit/s線性，單線3．總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車(chē)輛工程學(xué)院課程建設(shè)（1）星形結(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點(diǎn)為中心，把若干外圍節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)適用于局域網(wǎng)。星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車(chē)輛工程學(xué)院課程建設(shè)（2）線形結(jié)構(gòu)線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種共享通路的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中總線具有信息的雙向傳輸功能，普遍用于區(qū)域網(wǎng)的連接，總線一般采用同軸電纜或雙絞線。線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重慶工業(yè)職