课件：车载网络系统概述讲解

智能网联汽车技术汽车制造与装配技术专业资源库智能化网联化车载网络系统概述主讲人：吴航导入汽车制造与装配技术专业资源库随着汽车电子技术的不断发展，车辆上电控系统的数量不断增多。每一个电脑都需要与多个传感器、执行器之间发生通信，而每一个输入、输出信号又可以与多个电脑之间发生通信。如果每一个电控系统都独立配置一整套相应的传感器、执行器，那么将有大量的线束、接插件密布于汽车的各个部位，这样不仅会增添汽车生产车间组装工人的装配困难以及车身重量，也会增加汽车售后维修人员对故障诊断、维修的难度。车载网络系统具有--减轻整车重量，减少线束，并使线束变细，节省空间的优点，同时单个线束所承担的功能增加。车载网络技术的发展汽车制造与装配技术专业资源库

一、车载网络技术的发展从1980年起，人们开始研制车载网络。1983年，丰田汽车公司在世纪牌汽车上最早采用了应用光缆的车门控制系统，实现了多个节点的连接通信。1983年，世界上最大的汽车零部件供应商，德国博世（BOSCH）公司专门为汽车电子控制研发的控制器局域网协议（ControllerAreaNetwork），简称为CAN总线。1986年，在美国底特律汽车工程协会上，CAN总线系统通信方案获得认可。车载网络技术的发展汽车制造与装配技术专业资源库1987年，全球最大的半导体芯片制造商，美国英特尔（Intel）公司开发出了第一枚CAN的芯片82526。荷兰最大的电子公司菲利浦（Philips）公司很快也推出了CAN的芯片82C200。1993年11月，国际标准化组织（ISO）公布了CAN协议的国际标准ISO11898以及ISO11519。1992年，奔驰公司作为第一个采用CAN总线技术的公司，将CAN总线系统装配在客车上。汽车制造与装配技术专业资源库

车载网络名称

概要通信速度开发公司或组织CAN(ControllerAreaNetwork)

车身／动力传动系统控制用局域网协仪，最有可能成为世界标准的车用局域网协议1Mbit／sRobertBosch公司，ISOVAN(VehicleAreaNetwork)

车身系统控制用LAN协议，以法国为中心1Mbit/sISOJ1850

车身系统控制用LAN协议，以美国为中心10.4～41.6kbit/sFordMotor公司LIN(LocalInterconnectNetwork)

车身系统控制用局域网协议，液压组件专用20kbit/sLIN协议会IDB-C(ITSDataBusonCAN)

以CAN为基础的控制用局域网协义250kbit/sIDM论坛表1-1主要车载网络的基本情况车载网络技术的发展汽车制造与装配技术专业资源库TTP/C(TimeTriggeredProtocolbyCAN)

重视安全、按用途分类的控制用局域网协议，时分多路复用(TDMA)2Mbit/s～25Mbit/sTTT计算机技术公司ITCAN(TimeTriggeredCAN)

重视安全、按用途分类的控制用局域网协议，时间同步的CAN1MbitsRobertBosch公司，CANByteflight

重视安全、按用途分类的控制用局域网协议，通用时分多路复用（FTDMA)10Mhit/sBMW公司

FlexRay

重视安全、按用途分类的控制用局域网协议5Mbit/sBMW公司和DaimlerChryslerD2B/Optical(DomesticDigitalBus/Optical)

音频系统通信协议将D2B作为音频系统总线采用光通信5.6Mbit/sC＆C公司MOST(MediaOrientedSystemTransport)

信息系统通信协议以欧洲为中心，由克莱斯勒与BMW公司推动22.5Mbit/sMOST合作组织

IEEE1394信息系统通信协议1OOMbit/s1394工业协会车载网络技术的发展车载网络的组成汽车制造与装配技术专业资源库

二、车载网络的组成车载网络采取基于串行数据通信的体系结构，车载网络主要由电控单元、数据总线、网络、网络协议、网关等组成。

1．电控单元现代汽车除了有发电机电控单元，还有自动变速器电控单元、ABS电控单元、空调电控单元等许多电控单元，高档轿车有几十个电控单元，因此，必须用网络把它们连接起来，才能资源共享。

2．数据总线

数据总线(BUS)是电控单元间运行数据传递的通道，简称总线，即所谓的信息高速公路。如果一个控制单元可以通过总线发送数据，又可以从总线接收数据，则这样的数据总线就称之为双向数据总线。汽车上的数据总线的传输介质常用单线、双绞线或光纤。汽车制造与装配技术专业资源库3.网络

在汽车行业里，习惯将几条总线连接一起的车载局域网称为车载网络。为了满足汽车上不同的电控单元对总线系统性能要求的不同，同时考虑经济成本，一辆汽车上往往采用不同的总线组成车载网络。4.网络协议车载网络协议包括各总线独立通信协议和各总线相互通信协议。5.网关

由于车载网络是由不同的总线组成，因此，就需要一个连接不同总线的特殊网络节点，这个节点称为网关(Gateway)。车载网络的组成汽车制造与装配技术专业资源库图1-2汽车车载网络系统组成的拓扑图车载网络的组成车载网络的分类汽车制造与装配技术专业资源库三、车载网络的分类目前，绝大多数车用总线被美国汽车工程师协会（SAE）下属的汽车网络委员会按照协议特性分为A、B、C三类。也有其他的分类方法。1.A类总线和协议A类总线是面向传感器和执行器控制的低速网络，数据传输位速率通常小于10Kbit/s，主要用于后视镜调整及电动窗、灯光照明等控制。也可以用于面向智能传感器或执行器的数字化通讯场合。A类常用的总线是LIN总线，LIN总线是用于汽车分布式电控系统的一种新型低成本串行通信系统，它是一种基于串行异步通信（UART）的数据格式、主从结构的单线12V的总线通信系统。汽车制造与装配技术专业资源库2.B类总线和协议B类是面向独立模块间数据共享的中速网络，位速率在10～125Kbit/s，主要应用于车身电子舒适性模块、仪表显示等系统。B类常用的总线是CAN总线。CAN总线是一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率可达1Mbit/s。车载网络的分类汽车制造与装配技术专业资源库

3.C类总线和协议C类是面向高速、实时闭环控制的多路传输网，位速率在125Kbit/s～lMbit/s之间，支持实时的周期性的参数传输。主要用于发动机、自动变速器、ABS等电控单元。目前，随着汽车网络技术的发展，未来将会使用到具有高速实时传输特性的一些总线标准和协议。常用的C类总线如下。（1）高速CAN总线和协议在C类标准中，欧洲的汽车制造商基本上采用的都是高速通信的CAN总线。高速通信的CAN总线和协议制定在国际标准协议ISO11898中。车载网络的分类汽车制造与装配技术专业资源库（2）安全总线和协议安全总线主要是用于安全气囊系统，连接加速度计、安全传感器等装置，为被动安全提供保障。目前已有一些公司研制出了相关的总线和协议，包括美国德尔福（Delphi）公司的安全总线（Safety-Bus）和德国宝马（BMW）公司的Byte-Flight总线等。（3）X-by-Wire总线和协议X-by-Wire代表汽车线控技术。X-by-Wire中的“X”代表汽车中由机械或液压控制的各个功能部件，如制动、转向、悬架、节气门、离合器、门锁等。

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(4)诊断系统总线标准和协议故障诊断是现代汽车必不可少的一项功能。由于各国或洲区对环境保护的认识和要求不同，生产不同的车载自动诊断系统。美国制定的车载自动诊断系统（On-BoardDiagnostics），简称OBD。（5）多媒体系统总线和协议汽车多媒体网络和协议分为三种类型，分别是低速、高速和无线，对应美国汽车工程师学会SAE的分类，相应为智能CAN数据总线IDB-C(IntelligentDataBUS-CAN)、智能多媒体数据总线IDB-M(Multimedia)和智能无线总线IDB-W（IDB-Wireless），其传输速率250Kbit／s～l00Mbit/s。车载网络的分类课堂小结汽车制造与装配技术专业资源库1、车载网络系统具有减轻整车重量、节约成本、质量可靠和增大开发余地等优点。2、车载网络采取基于串行数据通信的体系结构，车载