常用车载网络系统LIN

1、会计学1常用车载网络系统常用车载网络系统LIN第1页/共52页1.CAN总线的主要特点？ 复习测试 第2页/共52页CAN总线1VAN系统3LIN总线 2学 习 内 容LAN系统4车载蓝牙系统6MOST总线5第3页/共52页2.1 LIN的发展LIN局域互连网络是由Audi、BMW、Daimler-Chrysler、Motorola、Volcano Communications Technologies（VCT）、Volkswagen和Volvo等公司和部门（LIN联合体）提出的一个汽车底层网络协议。目的是给出一个价格低廉、性能可靠的低速网，在汽车网络层次结构中作为低端网络的通用协议，并逐渐取

2、代目前各种各样的低端总线系统。第4页/共52页LIN总线简介 LIN是Local Interconnect Network的缩写，意为局域互联网。图4-1 局域互联网LIN的标志 LIN总线所控制的控制单元一般都分布在距离较近的空间内（如车顶、仪表台、车门等处），所以LIN也被称为“局域子系统”。第5页/共52页 LIN总线在汽车上的应用领域主要有防盗系统、自适应大灯、氙气前照灯、驾驶员侧开关组件、外后视镜、中控门锁、电动天窗、空调系统的鼓风机、加热器控制等。图4-2 LIN总线的应用领域第6页/共52页 图4-3 LIN总线在BMW E83（X3）高版本外后视镜控制系统中的应用1基本控制模块

3、5 Redesign；2右侧外后视镜电子装置；3右侧外后视镜加热装置；4右侧外后视镜垂直调整电机；5右侧外后视镜水平调整电机；6右侧外后视镜折起电机；7右侧后视镜调节角度传感器；8左侧后视镜调节角度传感器；9左侧外后视镜折起电机；10左侧外后视镜水平调整电机；11外后视镜垂直调整电机；12左侧外后视镜加热装置；13左侧外后视镜电子装置；14驾驶员侧开关组；K-Bus车身总线；LIN局域互联网；Kl.30接线端子30；Kl.58g接线端子58g第7页/共52页图4-4 在AUDI A6L汽车上，LIN总线用于新鲜空气鼓风机、风挡玻璃辅助加热器以及天窗等的控制第8页/共52页3 LIN的结构与协议

4、 LIN协议在同一总线上的最大节点数量为16，系统中两个电控单元之间的最大距离为40m。 1传输介质 LIN网络一般使用一根单独的铜线作为传输介质。2节点结构 一个LIN电控单元拥有一个统一的接口（LIN标准），以便与其他LIN电控单元之间进行信息数据处理。这种标准接口的基本单位为UART（通用异步接收/发送装置）第9页/共52页LIN接口由两部分组成：协议控制器、线路接口LIN节点LIN线路接口采用+UARTLINRXTX通信媒介（铜线）LIN协议控制器协议控制器集成在微控制器中的一个标准UART上实现，微控制器软件负责管理LIN协议，实现以下功能： (1)发送/接收8位字节； (2)构成请

5、求帧，接收为应帧; (3)发送帧线路接口： (1)负责将LIN总线的信号翻译成无干扰的RX信号传入LIN协议控制器； (2)或将协议控制器的RX信号进行翻译传入LIN总线第10页/共52页 LIN总线系统的突出特点是LIN总线是单线式总线，仅靠一根导线传输数据。 LIN总线系统的构成有三个部分：LIN上级控制单元，亦即LIN主控制单元；LIN从属控制单元，亦即LIN从控制单元；单根导线。 图4-5 LIN总线系统的构成第11页/共52页2.LIN主控制单元1）LIN主控制单元的功能 LIN主控制单元连接在CAN数据总线上，执行以下功能：（1）监控数据传输过程和数据传输速率，发送信息标题。（2）

6、LIN主控制单元的软件内已经设定了一个周期，该周期用于决定何时将哪些信息发送到LIN数据总线上多少次。第12页/共52页（3）LIN主控制单元在LIN数据总线系统的LIN控制单元与CAN总线之间起“翻译”作用，它是LIN总线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元。（4）通过LIN主控制单元进行与之相连的LIN从控制单元的自诊断。图4-6 LIN主控制单元实现LIN总线与CAN总线之间的连接第13页/共52页 LIN帧的结构 2）LIN总线的帧结构 一个LIN帧由字节间分隔开的一系列字节组成。异步中断域标志着LIN帧的开始，它通过LIN网的主节点发出，并且支持所有LIN节点自动适应总线的速度。

7、异步域使得所有总线上的LIN节点同步。第14页/共52页LIN总线的信息结构图4-7 LIN总线的信息结构信息标题（8）： 1同步间隔；2同步区域；3标识符；4起始；5停止；信息段（9） ： 6数据区域；7校验区；第15页/共52页3.LIN从控制单元 在LIN数据总线系统内，单个的控制单元（如新鲜空气鼓风机）或传感器及执行元件（如水平传感器及防盗警报蜂鸣器）都可看作LIN从控制单元。第16页/共52页图4-9 BMW E60电动遮阳卷帘的控制1驾驶员侧开关组；2驾驶员侧车门模块TMFA；3安全和网关模块SGM；4便捷进入及起动系统CAS；5中柱开关控制中心SZM；6遮阳卷帘第17页/共52页

8、图4-10 空调出风口风门伺服电机的控制 LIN从控制单元等待LIN主控制单元的指令，仅根据需要与主控制单元进行通信。 为结束休眠模式，LIN从控制单元可自行发送唤醒信号。LIN从控制单元安装在LIN总线系统设备上（如空调出风口风门伺服电机等）。第18页/共52页4.1.2 LIN总线的数据传输1.传输速率LIN总线的数据传输速率为120Kbit/s，在LIN控制单元的软件内已经设定完毕。图4-11 LIN总线的数据传输速率第19页/共52页2.信号电平如果无信息发送到LIN数据总线上或者发送到LIN数据总线上的是一个隐性电平，那么数据总线导线上的电压就是蓄电池电压。图4-12 LIN数据总线

9、上的信号电平第20页/共52页3.传输安全性 LIN总线在收发隐性电平和显性电平时，通过预先设定公差值来保证数据传输的稳定性。为了能在有干扰辐射的情况下仍能收到有效的信号，实际接收的允许电压值要稍高一些。图4-13 隐性电平和显性电平的公差值图4-14 实际接收的允许电压值第21页/共52页4.信息波形图4-15 LIN总线信息波形（1）带有从控制单元回应的信息。LIN主控制单元要求LIN从控制单元发送的信息标题内包含这样一些信息，如开关状态或测量值。该回应由LIN从控制单元来发送。 （2）带有主控制单元命令的信息。LIN主控制单元通过信息标题内的标志符来要求LIN从控制单元发送带有回应内容的

10、数据。该回应由LIN主控制单元来发送。第22页/共52页5.信息标题 信息标题由LIN主控制单元按周期发送。如图4-16所示，信息标题分为同步暂停区、同步分界区、同步区和识别区四部分。图4-16 信息标题波形第23页/共52页6.信息内容（回应）图4-17 LIN从控制单元回应主控制单元的查询信息第24页/共52页6.信息内容（回应）图4-18 LIN从控制单元贯彻、执行主控制单元的指令第25页/共52页 回应由18个数据区构成（图4-19），每个数据区是10个二进制位，其中一位是显性起始位，一个是包含信息的字节，另外一个是隐性停止位。起始位和停止位是用于再同步从而避免传输错误的。 图4-19

11、 回应由18个数据区构成第26页/共52页7.信息的顺序 如果车上没有安装可以接收某一信息标题的控制单元，那么在示波器屏幕会出现没有回应的信息标题，但这并不影响系统的功能。图4-20 没有回应的信息标题第27页/共52页LIN网传输-DATA数据从主控制器到执行器（单个） 8传输模式 一个LIN电控单元所使用的传输方式与CAN网电控单元所使用的传输方式是相同的，都包括定时传输模式，事件传输模式和混合模式3种（定时传输模式和事件传输模式相混合为混合传输模式）。第28页/共52页LIN网传输-DATA数据从主控制器到执行器（多个） LIN网传输-DATA数据从执行器（多个）到主控制器 第29页/共

12、52页8.防盗功能 LIN总线还具有一定的防盗功能。只有当LIN主控制单元发送出带有相应识别码的信息标题后，数据才会传至LIN总线上。由于LIN主控制单元对所有信息进行全面监控，所以无法在车外使用从控制单元通过LIN导线对LIN总线实施控制。图4-21 LIN总线不接受外来指令的控制第30页/共52页4.1.3 LIN总线的自诊断1.利用故障检测仪VAS5051进行故障诊断图4-22 使用故障检测仪VAS5051对LIN总线系统进行故障诊断和检测第31页/共52页2.故障分析1）LIN总线短路图4-23 LIN总线对电源正极短路图4-24 LIN总线对电源负极短路 发生对电源正极或对电源负极短

13、路时，LIN总线都会关闭，无法正常工作。第32页/共52页2）LIN总线断路 LIN总线发生断路故障时，其功能丧失情况视发生断路故障的具体位置而定。 根据LIN总线发生故障时其功能的丧失情况，结合LIN总线控制关系并参阅电路图，就可以判断出发生断路故障的大致位置。图4-25 LIN总线发生断路故障第33页/共52页小 结1. LIN是Local Interconnect Network的缩写，意为 。第34页/共52页小 结1. LIN是Local Interconnect Network的缩写，意为局域互联网。第35页/共52页小 结2. LIN网络一般使用 根单独的铜线作为传输介质。第36

14、页/共52页小 结2. LIN网络一般使用 1 根单独的铜线作为传输介质。第37页/共52页小 结3.LIN电控单元标准接口的基本单位为 （通用异步接收/发送装置）。第38页/共52页小 结3.LIN电控单元标准接口的基本单位为UART（通用异步接收/发送装置）。第39页/共52页小 结4. LIN总线的数据传输速率为1 Kbit/s。第40页/共52页小 结4. LIN总线的数据传输速率为120Kbit/s。第41页/共52页小 结5. LIN总线的帧结构分为 和信息内容。第42页/共52页小 结5. LIN总线的帧结构分为信息标题和信息内容。第43页/共52页复习思考题1.LIN总线在汽车

15、上有哪些应用？第44页/共52页第45页/共52页 LIN总线在汽车上的应用领域主要有防盗系统、自适应大灯、氙气前照灯、驾驶员侧开关组件、外后视镜、中控门锁、电动天窗、空调系统的鼓风机、加热器控制等。图4-2 LIN总线的应用领域第46页/共52页LIN接口由两部分组成：协议控制器、线路接口LIN节点LIN线路接口采用+UARTLINRXTX通信媒介（铜线）LIN协议控制器协议控制器集成在微控制器中的一个标准UART上实现，微控制器软件负责管理LIN协议，实现以下功能： (1)发送/接收8位字节； (2)构成请求帧，接收为应帧; (3)发送帧线路接口： (1)负责将LIN总线的信号翻译成无干扰的RX信号传入LIN协议控制器； (2)或将协议控制器的RX信号进行翻译传入LIN总线第47页/共52页 LIN总线系统的突出特点是LIN总线是单线式总线，仅靠一根导线传输数据。 LIN总线系统的构成有三个部分：LIN上级控制单元，亦即LIN主控制单元；LIN从属控制单元，亦即LIN从控制单元；单根导线。 图4-5 LIN总线系统的构成第48页/共52页3.LIN从控制单元 在LIN数据总线系统内，单个的控制单元（如新鲜空气鼓风机）或传感器及执行元件（如水平传感器及防盗警报蜂鸣器）都可看作