网络在汽车领域的应用和发展动向――车载网络和网络汽车_图文

1、科学创新振兴加强对车间各信息点操作员的培调工作，制定相关管理制度，并得到各车间领导的大力支持。？素促成了生产信息系统的成功开发与应用，为中华轿车建立现代生产管理模式提供强有力的信息系统支持。参考文献肖智军等编著精益生产方式海天出版社年陈荣秋，马士华编著生产与运作管理高等教育出版室年王瑞珠译（日）门田安弘著新丰田生产方式河北大学出版社年微软公司著，数据库管理北京希望出版社年微软公司著，数据库编程北京希望出版社年作者简介：田文华，男，年月日，年毕业于沈阳工业走学，学士学位。沈阳华晨金杯汽车有限公司计划主管工程师，大东区十大杰出青年，荣获“五四奖章”，公司先进工作者，生产信息系统开发总策划，主管中华

2、轿车项目生产计划，生产调度管理、销售计划等。主要研究生产与销售计划方向。徐文忠，男，生于年月，年毕业于东北大学，双学士学位。沈阳华晨金杯汽车有限公司中华信息处处长，公司“优秀共产党员”生产信息系统开发总监，主持中华工厂总装车间系统、金蝶系统和销售信息系统等应用系统的引进与成功实施，主要研究汽车物流与信息化方向钱扬，女，生于年月日，年毕业于沈阳工业大学，学士学位。沈阳华晨金杯汽车有限公司采购项目经理，公司先进工作者，重点关键人才，生产信息系统配套采购商务项目负责人，主管中华轿车和华晨发动机项目的配套采胸工作，主要研究汽车配套、采购、商务等。网络在汽车领域的应用和发展动向车载网络和网络汽车富海实（

3、沈阳华晨金杯汽车有限公司）摘要：本文论迷了网络在汽车领域的不同应用，着重阐述基于车辆安全与控制方面的车栽网络的概念与应用。同时也介绍了车栽电脑在当夸蓝牙技术日趋成熟过程中，网络汽车的现状与发展趋势。目前。这些技术正由国外大型汽车奢司和玎领域的巨头们合作开发，它所带来的巨大商机和技术创新，将给我们的生活带来革命性的变化。仅旺此文作为国内商家的一点参考。关键词：车载网络总线协议车载网络概念近年来，随着汽车技术的进步，汽车已不仅仅是人们的代步工具。大家心目中的座驾，那个能说话，用手机操纵，车身自我修复，携带武器的汽车，越来越走近我们的生活。目前，网络在汽车中的应用主要划分为有机统一的两部分。首先，是

4、基于车辆安全和控制方面的汽车自身的车载网络系统（），它涵盖了当今豪华车辆所具备的一切控制、设置、安全范畴。现在汽车的电子控制装置越来越多，常见的有发动机的电子燃油电喷系统，电子油门系统，变速器的电子控制系统，方向机的速度感应系统和安全气囊感应装置，底盘的防抱死制动系统，电子防盗系统等，这些系统都有相应的（电气控制单元），因此一辆车上装配多个以上的是很常见的事情。科学创新振兴从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达米，电气节点达个，而且，根据统计，该数字大约每年增长倍，从而加

5、剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。为了减少通信设备及线束、插件等东西，减少成本和简化线路，就必须采用能够满足高速多路的复用通信系统，以共享方式传送多种控制信息。其次，是基于蓝牙技术的车载电脑系统，又称为“远程信息处理系统”。可以从事各种各样的工作，如不用手即可拨打手机、紧急寻找所需的方向、提供后座娱乐系统，以及车内商务等。它使我们的汽车变成了集车辆安全系统、网络、通讯、导航系统和移动多媒体系统等方面于一体的带轮胎的网络组件。车载网络协议车载网络协议的开发背景从年起，汽车内开始安装网络，年，日本丰田公司最早采用了应用光

6、缆的车门控制系统，实现了多个节点的连接通讯。它采用集中控制方法，车身对各车门的门锁、电动玻璃窗进行控制。此后的一段时期，欧美日的一些汽车公司也相继提出了一些网络解决方案。随着汽车技术的不断进步，汽车配件供应商的不断增加，车用也不断增多，而且形式多种多样。这样，数据总线技术被引入了汽车领域，总线技术大大减少了整车线束、通信设备，简化了汽车电路的设计，保证了多之间数据的有效传递，同时，降低了制造成本。当然，如何使不同厂家生产的零部件能在同一辆汽车中协调工作，这就必须制定相应标准。正如公路运输需要交通规则来维持正常的运作，数据总线也需要规范信息的流动，多问的数据通信也要制定共同遵守的规则，即网络协议

7、。主要车载网络协议的基本情况年德国的公司提出了汽车车载局域网的基本协议，这就是控制器局域网（）。接着美国汽车工程师协会（）提出协议。此后，日本也提出了各种各样的网络解决方案，并且日本的几大汽车公司都已处于批量生产阶段，但他们没有形成统一的以车身系统为主的控制方式的网络协议。而在其他国家，特别是欧洲的厂家则纷纷采用网络协议，同时发表文章介绍采用大型网络的车型。由于他们在控制系统上都采用，从而验证了在该领域的先进性。在美国通过采用普及了数字共享系统，在中也通过了的标准，明确地表示将转向协议。随着汽车技术的发展，欧洲又开发出新的控制系统协议耵（）时钟触发协议。并在硬件（电线控制系统）系统上使用。为了

8、实现音响系统的数字化，建立了将音频数据和信号系统综合在一起的网络，因为这种网络需要将大容量的数据连续传输，因此，基于光缆的协议产生了。此后，当汽车与外界进行远程无线通信，在信息系统中就要采用更大容量的网络。如、等。主要车载网络的基本情况见表。车载网络的具体应用目前，各种车辆内的车身和传动、安全控制的数据传输使用的主要是总线系统，以图所示为例，它又分为应用于低速（）车身控制环境的低速，和用于驱动控制环境的高速（），但现代汽车在控制、安全性、通信及娱乐功能方面包含了越来越多的电子装备，产生了极大量钓需要在设备之阉传输的数据。数据传输率要求的不断提升使由（塑料光纤）构成的光数据总线走向了应用。和就是

9、主要应用于汽车娱乐（图像和语音）的传输和控制的光数据总线。科学创新振兴表主要车载闻络的基本情况车载网络的名称概要通讯速度组，推动单位车身动力传动系统控制用协议芦公司（开发）（最有可能成为世界标准的车用协议车身系统控制用协议（）以法国为中心车身系统控制用协议公司以美国为中心重视安全、接用途分类的控制用协议计算机技术公司（）时分多路复用（）眦重视安全、按用途分类的控制用协议公司（）时间同步的重视安全、按用途分类的控制用协议公司通用时分多路复用（）信息系统通讯协议（从以欧洲为中心由克莱斯勒与公司合作组织）推动信息系统通讯协议舛工业坍会 有转化成的动向传遍幕缝聿棒图车载网络的控制系统图嚣毒辩氍中心科学

10、创新振兴（）总线是德国公司在世纪年代初，为了解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通讯协议。它的短帧数据结构、非破坏性总线性仲裁技术以及灵活的通讯方式适应了汽车的实时性和可靠性要求。汽车总线的技术背景来源于工业现场总线和计算机局域网这样非常成熟的技术，因此具有很高的可靠性，抗干扰性。，总线的特点作为一种多主总线，支持分布式实时控制的通讯网络，其通讯介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。在汽车发动机控制部件、传感器、抗滑系统等应用中，总线的位速率最大可达。总线属于总线式串行通讯舟络，由于其采用了许多新技术及独特的设计，与一般的通讯总线相比，总线的数据通讯具有突出的可靠性

11、、实时性和灵活性。其特点可以概括如下：为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。利用这点可方便地构成多机备份系统。网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在内得到传输。采用非破坏性总线性仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况（以太网则可能）。只需通过帧滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接受数据，

12、无需专门的“调度”。采用编码，直接通信距离最远可达（速率）；通信速率最高可达（此时通信距离最长为）。上韵节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达个；标示符可达神（），而扩展标准（）的标示符几乎不受限制。采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。的每帧信息都有效验及其他检错措施，保证数据出错率极低。的通信介质可为双铰线、同轴电缆或光纤，选择灵活。节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。总线技术的优点国内汽车晶牌中已经有几款车型应用了总线技术，这些技术完全来自国外。目前应用总线的国产车中（如上海大众公司的）大多采用两套独立的总线：一套是动力高速

13、数据传输系统，另一套是舒适低速数据传输系统。他们二者之间通过网络进行数据通信和信怠共享。使用总线后，对其优点进行了总结，得出以下结论：）如果数据扩展以增加新的信息，只需升级软件即可。）控制单元对所传输的信息进行实时检测，检测到故障后存储故障码。）使用小型控制单元及小型控制单元插孔可节省空闻。）使传感器信号线减至最少，控制单元可做到高速数据传输。）总线符合国际标准，因此可应用不同型号控制单元间的数据传输。（）随着车载多媒体技术的应用，车载系统通过一个用户友好的人机界面（见图所示），与诸如、电话、收音机、有源扬声器、后座视频及更多设备相连。这些装置之间需要频繁地通讯，而且科学创新振兴信息量巨大，原

14、有的总线或总线无法满足这些装置间的通讯要求，因为传输地理信息（）、数字音频信息或车辆位置信息至少需要的网络速度，同时，由于需要抑制高速、大容量数据的传输所带来的噪声干扰。塑料光纤（）以不放射电磁噪音、质量轻的特点博得了汽车制造商的青睐。公司与合作伙伴共同开发的（直译为媒体定向系统传送）系统，传输数据率；和更高传输率的一可以支持、的通讯速度，完全可以满足高速通讯的网络需求。弓屯钮”嚣一图应用示意图简介物理层基于的总线系统在汽车应用中特别有优势，与其他的电系统相比有许多优点：光缆重量比较轻；以低成本获得高数据率；抗噪声干扰且传输安全性强；无光纤间串扰；完全电绝缘，无接地回路；操作接连容易，系统成本

15、低。目前，大量采用的车辆已经问世。德国宝马公司（）宣布，年月发表的、年月上市的最高级新款轿车“系列”中将采用。在此之前，也曾有过将应用于车内的实例。比如戴姆勒克莱斯勒（）从年月起，在最高档车型“级”中导入了连接导航设备等的信息系统。不过，的最大长度只有。是一种可以提供同步、异步，打包传递和用于多媒体、故障诊断和其他用途的信息数据传递的总线技术应用服务协议。提供了许多专用的功能块，通过网络进行数据通信。发射器是一种结合了高速的高度集成，为高达波特的传输应用而设计。它将标准逻辑级的电信号输人变换成一种符合的光信号输出。为改进光传输性能，数据经双相编码达到波特。驱动器与内部的峰化电路（）协同工作以优

16、化眼图。与高速配合使用，可实现光信号的开关时间为。接收机为在不额外添加外部电路的情况下实现所要求的光到逻辑的转换，接收机中包含了一个结合了高速光电二极管的。该器件用来接收高达波特的光数据并将之转换成兼容数据流。另外，器件还要有比较大的增益，以便即使在最小的光功率下也能将范围的光电流（）在输出端放大到逻辑级。科学创新振兴这种高性能、低成本的接收机由一个低噪声互阻抗放大器和数据通道上的比较器构成。当前，在整个温度范围内，输入光功率为一时可获得完全的功能性。作为客户的一个重要要求是在内（休眠状态）没有光数据接收时使接收机转人低功率模式。在这种低功率模式下，光电二极管仍在接收光信号，如果检测到活动性的

17、存在，将在内重新回到全功率操作和全速度模式。脚指示调制光是否接收到。借助这种功能性，接收机可以用来在环路上没有通信联络时关闭整个装置（如收音机）的电源。而后在接收到光信号时将装置唤醒，不需要额外增加电开关线路。蓝牙目前，蓝牙网络通过蓝牙传输来自总线上的数据语音流，支持多个协议并映射到相应的功能块中。而来自总线的数据流则通过网络，经无线通讯连接到互联网上。享受网络提供的各种服务信息。德国斯图曼公司正在和公司共同开发此网络。如图所示。蓝牙图蓝牙示意图市场分析与预测在汽车电子系统中，如图所示的几种主要网络协议的数据流量与成本的曲线。 图科学创新振兴低端总线对于汽车而言，随着车上总线节点的增加及高性能

18、系统向中低档汽车的发展，由于总线采用两根线进行通信，总线相对较高的实现成本就成为种障碍。因此（）总线随之产生。由于硬件的实现是基于普通的串行通信接口（），甚至在子节点中可以用普通口加上定时器进行模拟，所以其实现成本较低。的目标应用是不需要的性能、带宽及复杂性的低端系统。通常子总线是现有的网络的扩充，与网络一起形成汽车的控制网络（图）。当然，由于其成本较低，也可以独立用于不是特别复杂的车身控制网络中。，高端总线对于诸如、电话、收音机、有源扬声器、后座视频及更多多媒体设备，需要大容量时问传输的总线系统，由于连接器无须考虑电磁噪音的消除问题，从成本方面来看，使用的总线系统也比使用线束合算。继系列之后

19、，宝马公司还计划在“系列”、“系列”等普通车型上也引进。年宝马车在全球的销售数量为万辆左右，如果在全部车辆上都引进像系列那样的车内，将需要共计万的。“从舶需求量来看，汽车领域无疑是相当有吸引力的市场”（某制造商）。欧洲汽车制造商戴姆勒克莱斯勒等公司计划与宝马公司一样使用，美国通用汽车公司等美国制造商也计划使用在车中安装以为基础的“一”，其最高传输率可达。车载网络服务以目前丰田公司使用的车载终端的信息网络服务“”为例。是种与丰田专用网络连接，可在导航仪上阅览由该公司提供的各种信息的服务。该服务于年月推出。要使用该服务，需要安装该公司准备的通信终端“数据通信模块（，）”，或者将用户手机与导航仪连接

20、，接入的网络。此外，登录用户还可从手机、便携信息终端（）及个人电脑获得的服务。在新提供的款导航仪中，“附带高精细语音导航仪的电子智能监视器（）”及“存储卡导航仪（）”两款产品，以与相配套的方式提供。“附带语音导航仪的”可选择与和手机配套。“硬盘导航仪（）”只支持手机。价格方面，由厂家选配的“附带高精细语音导航仪的”和“附带语音导航仪的”为面议；由经销商选配的“硬盘导航仪”及“存储卡导航仪”两款产品，前者为万日元（约合人民币万元），后者为万日元（约合人民币。万元）。的使用费用方蔼，使用时，包含通信费在内每月为元（约合人民币元）；在一次性付清年费用的年支付方案情况下，一年的费用为万日元（约合人民币

21、元，相当于每月日元，即约合人民币元）。用户使用自己的手机时，每月另外再支付通信费日元（约合人民币元）；在年支付方案下，一年为日元（约合人民币元，相当于每月日元，即约合人民币元）。但是，通过使用时，包括通信费在内每月为日元（约合人民币元），一年为日元（约合人民币元，相当于每月日元，即约合人民币元）。此外，丰田将配合新机型上市提供新的服务，比如，遇到车辆异常时的“我的汽车报警（）”服务，可通知预先指定的联络处；通过和操作人员电话联系，代办预约符合用户要求的航班及饭店等的“增值呼叫（）”服务等。今后，还将追加新的服务。根据我国经济发展现状，车载网络终端设备是以大众消费为主，汽车制造商为辅，市场单位售

22、价定位大致在元一元人民币范围内，智能交通系统网络有偿服务综合费用定位在一元月。如果科学创新振兴车载网络终端设备完全采用国产芯片及我国自有的科技技术，产品的单位成本费将趋近于元人民币，网络的单位服务成本将趋近于元人民币月。以我国汽车发展的前景估算，其经济效益、社会效益以及环境效益是相当可观的。同时，车载网络服务也可以带来其上游产品如、等其他诸多领域的发展，这也是全球汽车工业大力发展的高科技产业。参考文献周泉著车载网络发展动向汽车电器杂志社年徐国维著汽车应用中的光网络收发器英飞凌科技年池纪彦著丰田加强车载网络服务追加款导航仪日经杜年作者简介：富海实，男，出生于年舟日，年毕业于辽宁工学院，学士学位。沈丑华晨金杯汽辜有限公司。事业部，电气工程师，主持中华工厂涂蓑车间电气系统规