先进车载网络系统

1、0 目目 录录1 先进的车载网络技术概述先进的车载网络技术概述23主流车载网络技术主流车载网络技术车载网络应用案例分析车载网络应用案例分析4车载网络对产品各价值链环节的影响车载网络对产品各价值链环节的影响11.1 车载网络技术产生的背景车载网络技术产生的背景1. 车载网络技术概车载网络技术概述述n汽车电子技术的快速发展，使得电控系统数量激增，且功能日趋复杂汽车电子技术的快速发展，使得电控系统数量激增，且功能日趋复杂2S: 传感器A: 执行器1. 车载网络技术概车载网络技术概述述n传统点对点通信方式，将电控单元及负载设备连接，势必引入大量线传统点对点通信方式，将电控单元及负载设备连接，势必引入大

2、量线束束3 线束飞速增加，有限的汽车空间布线愈加困难，限制功能线束飞速增加，有限的汽车空间布线愈加困难，限制功能扩展；扩展； 大量线束增加重量，影响整车经济性；大量线束增加重量，影响整车经济性； 简单线束连接不能完成电控单元的功能；简单线束连接不能完成电控单元的功能； 电控单元激增，而信息资源无法共享，整车成本增加；电控单元激增，而信息资源无法共享，整车成本增加； 大量传感器和连接器的引入，导致可靠性降低；大量传感器和连接器的引入，导致可靠性降低； 1. 车载网络技术概车载网络技术概述述由此带来以下问题：由此带来以下问题：41. 车载网络技术概车载网络技术概述述面对挑战，产生一种全新理念：重新

3、设计和组织电控面对挑战，产生一种全新理念：重新设计和组织电控单元单元 将电控单元功能更加集成化，以减少电控单元、传感器数将电控单元功能更加集成化，以减少电控单元、传感器数量。如：量。如：EMS单元囊括喷油、点火、排放、冷却管理等功单元囊括喷油、点火、排放、冷却管理等功能，能，ESP集合集合ABS、ASR等众多功能；等众多功能； 应用成熟的多路传输技术将众多电控单元连成车载网络，应用成熟的多路传输技术将众多电控单元连成车载网络，减少线束，达到资源共享目的。如减少线束，达到资源共享目的。如:CAN网络网络 、LIN网络、网络、FlexRay网络、网络、VAN网络等；网络等；5布线简化，降低成本；布

4、线简化，降低成本；各电控单元数据共享，交流简单快捷；各电控单元数据共享，交流简单快捷；便于整车功能扩展；便于整车功能扩展；提高系统故障诊断水平；提高系统故障诊断水平；提高汽车总体运行可靠性；提高汽车总体运行可靠性； 1.2 车载网络技术的优势车载网络技术的优势1. 车载网络技术概车载网络技术概述述车载网络与普通线束在成本、扩展性、开发周期等方面的对比分析车载网络与普通线束在成本、扩展性、开发周期等方面的对比分析61.3 对车载网络技术的要求对车载网络技术的要求1. 车载网络技术概车载网络技术概述述配置灵活性：配置灵活性：表示了节点在网络上的增减的可行性以及对网络的影响程度。可扩展性：可扩展性：

5、表示了网络中网段拓展的可行性；可靠性：可靠性：表示了整车网络系统的稳定性与可维护性；平台化：平台化：表示了CAN系统在不同车型以及车型拓展的可适用性；简洁性：简洁性：表示了网络系统的复杂程度；成本性：成本性：表示了CAN网络系统对整车成本的影响；更快的信息传输速度；更快的信息传输速度；更挑剔的用电环境；更挑剔的用电环境；更复杂的电磁兼容性；更复杂的电磁兼容性；更严格的信息交流安全性；更严格的信息交流安全性；计算机局域网技术应用到汽车上，需要考虑以下因素：计算机局域网技术应用到汽车上，需要考虑以下因素：根据汽车复杂的使用要求和环境，车载网络系统须具备以下特性：根据汽车复杂的使用要求和环境，车载网

6、络系统须具备以下特性：7按照网络的功能和速率等因素，可分为如下按照网络的功能和速率等因素，可分为如下5 5类：类：A A类：面向执行器、传感器的低速网络类：面向执行器、传感器的低速网络；B B类：面向模块间数据共享的中速网络类：面向模块间数据共享的中速网络；C C类：面向多路、实时闭环的高速网络类：面向多路、实时闭环的高速网络；D D类：面向信息、多媒体系统的网络类：面向信息、多媒体系统的网络；E E类：面向乘员的安全系统类：面向乘员的安全系统；在不同的技术基础和需求下，产生了很多不同类型的网络：在不同的技术基础和需求下，产生了很多不同类型的网络：1.4 车载网络的类型车载网络的类型1. 车载

7、网络技术概车载网络技术概述述8A 类网络协议类网络协议 A A 类网络的定义与类网络的定义与SAE SAE 的相同的相同, ,它主要是面向传感器、执行器的低它主要是面向传感器、执行器的低速网络速网络. . 该类网络对实时性要求不高该类网络对实时性要求不高, ,位传输速率一般在位传输速率一般在1 110 10 kbits - 1 ,kbits - 1 ,主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。1. 车载网络技术概车载网络技术概述述9B 类网络协议类网络协议 1. 车载网络技术概车载网络技术概述述 B B 类网络主要面向独立模块间的数据共享类网络

8、主要面向独立模块间的数据共享, ,是中速网络是中速网络, ,该类网该类网络适用于对实时性要求不高的通信场合络适用于对实时性要求不高的通信场合, ,以减少冗余传感器和其他电以减少冗余传感器和其他电子部件子部件. B . B 类网络的位传输速率一般在类网络的位传输速率一般在1010100 kbits - 1 ,100 kbits - 1 ,主要主要应用于车辆信息中心、故障诊断、仪表显示等系统应用于车辆信息中心、故障诊断、仪表显示等系统. .10C 类网络协议类网络协议1. 车载网络技术概车载网络技术概述述C C 类网络主要面向高速、实时闭环控制的多路传输网。类网络主要面向高速、实时闭环控制的多路传

9、输网。11 D D 类网络主要面向多媒体、导航系统等类网络主要面向多媒体、导航系统等, ,网络协议的位传输速网络协议的位传输速率在率在250 kbit s - 1250 kbit s - 1400 Mbits - 1400 Mbits - 1之间之间. . 在过去在过去10 10 年年中中,ITS(in2telligent t ransportation systems) ,ITS(in2telligent t ransportation systems) 产品悄然崛起产品悄然崛起, , ITSITS相关设备的出现、相关设备的出现、ITS ITS 应用技术的普及应用技术的普及, ,开创了远程信

10、息处理开创了远程信息处理这一新的领域这一新的领域. . 为促进为促进ITS ITS 和车载多媒体系统的应用和车载多媒体系统的应用, ,有关方面已有关方面已经制定了许多规范经制定了许多规范, IDB(intelligent data bus) , IDB(intelligent data bus) 是其中一个重是其中一个重要内容要内容. IDB . IDB 首次确定了汽车行业用于信息、通信和娱乐系统的首次确定了汽车行业用于信息、通信和娱乐系统的接口标准接口标准, ,该标准支持即插即用该标准支持即插即用, ,这样一来这样一来, ,普通电子产品可搭配所普通电子产品可搭配所有汽车使用有汽车使用. .

11、目前目前SAE SAE 已将各种已将各种IDBIDB设备分为设备分为3 3 类类: :低速低速( IDBOC) ( IDBOC) 、高速高速( IDBOM) ( IDBOM) 和无线通讯和无线通讯( IDBOWireless)( IDBOWireless) . 1. 车载网络技术概车载网络技术概述述D D 类网络协议类网络协议12E 类网络协议类网络协议1. 车载网络技术概车载网络技术概述述 E E 类网络主要是面向乘员的安全系统类网络主要是面向乘员的安全系统, ,主要应用于车辆被动安主要应用于车辆被动安全领域全领域. . 在在E E 类网络的应用场合中可能存在类网络的应用场合中可能存在2 2

12、 条或多条总线条或多条总线. .131. 车载网络技术概车载网络技术概述述1.5 车载网络的典型应用车载网络的典型应用安安全全气气囊囊J234大大灯灯照照明明调调节节J431电电动动驻驻和和手手制制动动车车J548X水水平平调调节节J197发发动动机机电电子子系系统统J624发发动动机机电电子子系系统统J623带带EDS的的ABS J104自自动动变变速速器器J217雨雨刮刮电电机机J400行行李李箱箱盖盖J605X水水平平和和防防盗盗J529车车库库门门开开启启J530方方向向盘盘E221供供电电2J520供供电电J519舒舒适适系系统统J393转转向向柱柱电电子子装装置置J527转转向向角

13、角传传感感器器G85车车门门控控制制单单元元J388车车门门控控制制单单元元J387车车门门控控制制单单元元J386车车门门控控制制单单元元J389座座椅椅调调节节J136副副司司机机座座椅椅调调节节J521数数据据总总线线诊诊断断接接口口J533车车距距调调节节J428诊诊断断接接口口T16座座椅椅通通风风左左后后J674座座椅椅通通风风右右后后J675轮轮胎胎压压力力监监控控J502自自动动空空调调后后E265车车顶顶电电气气J528驻驻车车加加热热J364司司机机识识别别 J589带带记记忆忆的的座座椅椅调调节节自自动动空空调调前前J255挂挂车车识识别别J345电电源源管管理理J644

14、使使用用和和启启动动授授权权前前风风挡挡玻玻璃璃加加热热新新鲜鲜空空气气鼓鼓风风机机左左后后加加热热Z42左左后后加加热热Z43司司机机座座椅椅通通风风副副司司机机座座椅椅通通风风停停车车辅辅助助J446前前部部信信息息显显示示和和操操作作J523右右后后信信息息显显示示和和操操作作J649电电话话J526后后部部DVDR162CD播播放放机机R292CD换换碟碟机机R41芯芯片片卡卡阅阅读读器器J676收收音音机机数数字字式式收收音音机机R174TV调调解解器器R78导导航航系系统统J401DSP放放大大器器J525左左后后信信息息显显示示和和操操作作J648电电话话听听筒筒内部总线连接（2

15、1Mbit/s）蓝牙奥迪奥迪A8L车载网络结构车载网络结构142. 主流车载网络技主流车载网络技术术2.1 CAN2.1 CAN总线网络介绍总线网络介绍n CANCAN总线发展史总线发展史152. 主流车载网络技主流车载网络技术术n CANCAN的特性的特性采用双线差分信号协议本身对节点的数量没有限制，总线上节点的数量可以动态改变广播发送报文， 报文可以被所有节点同时接收162. 主流车载网络技主流车载网络技术术n CANCAN的特性的特性多主站结构每个报文的内容通过标识符识别，标识符在网络中是唯一的根据需要可进行相关性报文过滤172. 主流车载网络技主流车载网络技术术保证系统数据一致性，CA

16、N提供了一套复杂的错误检测与错误处理机制，比如CRC检测、接口的抗电磁干扰能力、错误报文的自动重发、临时错误的恢复以及永久错误的关闭使用双绞线作为总线介质时，总线长度150MBit/sMOST2150MBit/s。2. 主流车载网络技主流车载网络技术术30MOST=Media Oriented System TransportMOST=Media Oriented System Transport多媒体通信需要很高的数据更新速率和总线速度多媒体通信需要很高的数据更新速率和总线速度最高传输速度最高传输速度22.5MBit/s22.5MBit/s由光纤构成的环状拓扑结构由光纤构成的环状拓扑结构目前

17、最多可容纳目前最多可容纳6464个多媒体设备个多媒体设备n MOSTMOST网络特点网络特点 2. 主流车载网络技主流车载网络技术术312. 主流车载网络技主流车载网络技术术2.5 2.5 主流车载网络技术对主流车载网络技术对比比32验证测试开发设计3. 车载网络开发案例分车载网络开发案例分析析3.1 3.1 案例分析思路案例分析思路开发乘用车总线网络平台开发乘用车总线网络平台中高档乘用车网络平台中高档乘用车网络平台基于基于CANCAN总线技术总线技术需求拓扑结构总线协议硬件软件测试试验333. 车载网络开发案例分车载网络开发案例分析析3.1 3.1 拓扑结构拓扑结构343. 车载网络应用案例

18、分车载网络应用案例分析析3.2 3.2 总线协议总线协议nCANCAN通信协议通信协议 网络协议的体系结构网络协议的体系结构 网络协议的详细描述网络协议的详细描述物理层物理层数据链路层数据链路层网关网关故障诊断故障诊断网络管理网络管理n CANCAN诊断协议诊断协议 物理层（诊断接口）物理层（诊断接口） 网络层（或传输层）网络层（或传输层） 应用层应用层353. 车载网络应用案例分车载网络应用案例分析析3.3 3.3 硬件软件开发硬件软件开发n硬件开发硬件开发n软件开发软件开发363. 车载网络应用案例分车载网络应用案例分析析3.4 3.4 测试验证测试验证n单元单元/集成测试集成测试373.

19、 车载网络应用案例分车载网络应用案例分析析3.4 3.4 测试验证测试验证n实验验证实验验证高温试验高温试验低温试验低温试验温热试验温热试验盐雾试验盐雾试验振动试验振动试验EMCEMC试验试验台架实验台架实验道路试验道路试验384.车载网络对产品各价值链环节的影车载网络对产品各价值链环节的影响响4.1 4.1 对产品设计部门的影响对产品设计部门的影响n平台化、模块化的特点，便于系统、功能拓展平台化、模块化的特点，便于系统、功能拓展n网络开放性特点，便于车型升级换代，缩短开发周期，降网络开放性特点，便于车型升级换代，缩短开发周期，降低成本低成本n基于汽车网络，可以方便的引入以下针对设计部门的规划

20、基于汽车网络，可以方便的引入以下针对设计部门的规划功能功能394.车载网络对产品各价值链环节的影车载网络对产品各价值链环节的影响响n车载网络开发需要相关部门协同完成车载网络开发需要相关部门协同完成40传统线束连接：发动机等各电控系统单独刷写/检测，进行多次连线，占用工时、工位，影响节拍。 配置车载网络：可进行整车各电控系统的集中刷写/检测4.车载网络对产品各价值链环节的影车载网络对产品各价值链环节的影响响4.2 4.2 对工艺生产部门的影响对工艺生产部门的影响n车载网络为控制器的集中刷写、检测提供了可能车载网络为控制器的集中刷写、检测提供了可能41 以车身控制器（BCM）和网关为例：同一款BC

21、M和网关可配置多种车型（只需下线刷写不同软件），简化了零部件的存储、配送管理，降低了工人的操作难度。4.车载网络对产品各价值链环节的影车载网络对产品各价值链环节的影响响n车载网络便于软件配置，简化零部件的仓储配送管理，节车载网络便于软件配置，简化零部件的仓储配送管理，节省成本省成本下线检测及刷写设备开发，安装调试；生产线工位、节拍的调整；工人的培训。n工艺生产部门需要参与以下工作工艺生产部门需要参与以下工作424.车载网络对产品各价值链环节的影车载网络对产品各价值链环节的影响响4.3 4.3 对市场营销部门的影响对市场营销部门的影响n 车载网络的引入，提升了产品档次，增加了卖点车载网络的引入，

22、提升了产品档次，增加了卖点如：如：只需通过简单的软件逻辑升级，便可实现灯光跟随回家，自动寻车，自动闭只需通过简单的软件逻辑升级，便可实现灯光跟随回家，自动寻车，自动闭窗功能。窗功能。在原有系统基础上，增加一个阳光雨量传感器，便可实现自动灯光及自动雨在原有系统基础上，增加一个阳光雨量传感器，便可实现自动灯光及自动雨刷功能。刷功能。在原有系统基础上，增加胎压传感器，便可实现胎压监测报警功能在原有系统基础上，增加胎压传感器，便可实现胎压监测报警功能气囊起爆后，使发动机自动关闭、中控锁开门，用户就可以在最短时间内逃气囊起爆后，使发动机自动关闭、中控锁开门，用户就可以在最短时间内逃生。生。通过总线系统，可对整车实现自检测，同时将各类车况信息及时反馈给用通过总线系统，可对整车实现自检测，同时将各类车况信息及时反馈给用 户，实现保养提示等功能，达到车辆智能化。户，实现保养提示等功能，达到车辆智能化。434.车载网络对产品各价值链环节的影车载网络对产品各价值链环节的影响响产品宣传同类产品市场调研新产品规划工作n 基于车载网络，可以方便的引入针对市场营销部门的规基于车载网络，可以方便的引入针对市场营销部门的规划功能划功能n市场营销部