智联网汽车技术 课件 任务10 车载通信技术

汽车网络的分类及总线网络结构特点项目四汽车信息交互系统任务10车载通信技术智能网联汽车技术课程导入“网络”这个词大家肯定都不陌生吧，那你们知道车载网络吗？今天我们要一起来探索汽车有哪些通信网络。学习目标了解汽车网络的基本分类01理解不同类型的汽车总线网络的特点和功能02激活旧知什么是汽车网络？汽车通过各种网络将各个控制单元连接在一起，实现数据传输和共享，就好像汽车的中枢神经系统一样。探索新知汽车网络的分类目前存在多种汽车网络标准，为了方便研究和设计应用。SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为A、B、C三类。探索新知汽车网络的分类面向传感器/执行器控制的低速网络，数据传输位数率只有1-10kbit/s。主要应用于电动门窗、中控锁、座椅调节、灯光照明等控制。ClassA：位速率<10kbit/s如：Lin、J1587/J1708/J1922,BEAN,IIC,…A类探索新知汽车网络的分类面向独立模块间数据共享的中速网络，位速率一般为10-125kbit/s。主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统。ClassB:10kbit/s<位速率<125kbit/s如：J1850,LS-CAN,FT_CAN,…B类探索新知汽车网络的分类面向高速、实时闭环控制的多路传输网，最高位速率可达1Mbit/s，主要用于发动机和自动变速器的动力控制、防滑控制、悬架控制等系统，以简化分布式控制和进一步减少车身线束。ClassC:100kbit/s<位速率<1Mbit/s如：HS_CANC类探索新知汽车网络的分类由于汽车电子的飞速发展，网络总线的种类也层出不穷，迄今为止已经有超过40种的网络总线。根据当初SAE的定义，有些网络总线已经很难归类为A、B、C任何一种网络中，沿袭SAE的定义，又有了D、E类网络。探索新知1.总线的概念在CPU、存储器和I/O口之间传递信息的一组信号线，是进行信息传送的公共通路。

任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接，但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU直接连接，那么连线将会错综复杂，甚至难以实现。探索新知1.总线的概念为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。探索新知1.总线的概念采用总线结构便于部件和设备的扩充，尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。探索新知2.总线的工作原理当总线空闲（其他器件连接在总线上）且一个器件要与目的器件通信时，发起通信的器件驱动总线，发出地址和数据。其他连接在总线上的器件如果收到与自己相符的地址信息后，即接收总线上的数据。发送器件完成通信，将总线让出。探索新知2.总线的工作原理20世纪80年代初，汽车领域提出了基于串行数据总线体系结构的车内信息交互方式——车载网络。探索新知2.总线的工作原理并由最初借助通用微处理器/微控制器集成的通用串行数据总线，逐渐过渡到根据汽车具体情况，在微处理器/微控制器中定制专用串行数据总线，如CAN、Byteflight和FlexRay等都是为汽车定制的专用串行数据总线。探索新知3.典型的汽车总线网络表10-1典型的汽车总线网络分类适合领域适合通信技术低端控制系统包括仅需要简单串行通信的ECU、智能传感器、执行器等。LIN总线底盘及车身控制系统包括传统的车身控制和动力传动控制，电喷ECU控制系统、ABS、自动变速箱等CAN总线高安全线控系统(X-By-Wire)包括安全性要求很高的刹车和转向系统，通讯要求高容错性、高可靠性和高实时性。TTCAN、FLexRay、TTP等信息娱乐系统要求有高速率和高带宽，如媒体播放器、导航系统等信息娱乐设备之间的互连需要更高速通信协议。MOST(MediaOrientedSystemTransport)、D2B和IDB-1394等探索新知典型汽车总线网络的结构和特点（1）LIN总线网络拓扑结构：采用主从结构，即一个主机多个从机。图10-1主从拓扑结构探索新知典型汽车总线网络的结构和特点（2）CAN总线网络拓扑结构：采用总线型拓扑结构。图10-2总线型拓扑结构探索新知典型汽车总线网络的结构和特点（3）FlexRayFlexRay是BMW和DaimlechrysIer为了和半导体制造商合作而联合提出的一个为车上应用系统高层网络和线控系统开发的通信标准。网络拓扑结构：可以采用多种形式的拓扑结构。探索新知典型汽车总线网络的结构和特点（3）FlexRay（1）双通道总线型结构（2）双通道星型结构（3）总线、星型混合拓扑结构探索新知典型汽车总线网络的结构和特点（4）MOST多媒体网络网络拓扑结构：可以采用多种形式的拓扑结构，包括星形和环形或菊花链。MOST利用一根光纤，最多可以同时传送15个频道的CD质量的非压缩音频数据。在一个局域网上，最多可以连接64个节点(装置)。即时检测小测试让我们通过一些实际案例来应用我们对汽车网络及其分类的理解。举个例子，假设你是一名汽车工程师，你正在设计一个新的汽车控制系统。根据你的需求，你会选择哪种汽车网络呢？为什么？小结我们了解到SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为A、B、C三类。每一类网络都有不同的特点和应用。我们还了解了各种典型汽车总线网络的结构和特点。从传输速率、拓扑结构和适用领域等方面来看，不同的汽车总线网络在汽车的不同控制系统中发挥着重要的作用。谢谢观看THANKS智能网联汽车技术项目四汽车信息交互系统任务10车载通信技术主讲人：朱巨莲智能网联汽车技术CAN总线网络课程导入在现代汽车中，各电子装置之间的通信技术越来越重要。为了解决众多控制器之间的数据交换和占用有限车辆空间的问题，引入了CAN总线技术。CAN总线是一种用于汽车电子装置互联的串行通信网络。课程导入CAN总线的概念拓扑结构通信协议总线电平定义汽车上的应用帧类型网络组成01020304050607学习目标掌握CAN总线网络的概念、拓扑结构、通信协议、帧类型及帧格式、总线电平定义、网络组成以及在汽车上的应用01激活旧知什么是串行通信和并行通信吗？串行通信和并行通信是两种基本的数据传输方式，串行通信就是指逐个传输数据位，而并行通信则是同时传输多个数据位。探索新知汽车CAN总线网络布线系统庞大可靠性差可维护性差占用有限的车辆空间缺点：由于现代汽车中电子装置的数量逐渐增加，各电子装置之间的通信技术越来越受到人们的重视，传统的电器系统大多采用点对点的单一通信方式。探索新知汽车CAN总线网络为了解决现代汽车中众多控制器及测试仪器之间的数据交换、实现数据共享并尽量避免过多占用有限的车辆空间，在车辆电控系统中引入了CAN总线技术。探索新知汽车CAN总线网络CAN总线是BOSCH公司在1980年提出的、最初用于汽车电子装置互联的一种串行通信网络，主要用于汽车内部大量控制器、测试仪器及执行机构之间的数据通信。探索新知CAN总线的概念位定时数据传送确认和错误检测的通信协议信息识别帧格式CAN是一种通过标准集成电路实现的具有高可靠性的串行通信协议。探索新知CAN总线的概念CAN总线可以用点对点，一点对多点及全局广播几种方式发送和接收数据。探索新知CAN网络的拓扑结构CAN网络的拓扑结构a.采用干线和支线的连接方式b.干线的两个终端都端接一个终端电阻c.节点通过支线连接到总线上探索新知CAN网络的拓扑结构CAN的速率与传输距离表10-1最大传输距离与位速率对应表位速率最大总线长度1Mbps40m500Kbps130m250Kbps270m125Kbps530m100Kbps620m50Kbps1.3km20Kbps3.3km10Kbps6.7km5Kbps10km探索新知CAN网络的拓扑结构CAN总线有效长度和传输速率的关系图如下所示：总线有效程度和传输速率关系探索新知CAN通信协议CAN技术的应用推广，需要通信协议标准化。1991年9月，Bosch公司制定并颁布了CAN技术规范（CAN2.0）该技术规范包括A和B两部分：CAN2.0A定义了带11位标识码的标准帧格式，而CAN2.0B定义了带29位标识码的扩展帧格式。探索新知CAN通信协议CAN技术的应用推广，需要通信协议标准化。1991年9月，Bosch公司制定并颁布了CAN技术规范（CAN2.0）该技术规范包括A和B两部分：CAN2.0A/B是CAN标准的两个部分，只要CAN芯片支持CAN2.0B，则都可以兼容通讯。探索新知CAN通信协议此后，1993年11月，ISO正式颁布了道路交通运输工具——高速通信控制器局域网国际标准（ISO11898——高速CAN）以及低速标准（ISO11519——低速CAN）。探索新知CAN通信协议CAN协议与相关标准名称位速率（Kbps）规格使用领域SAEJ1939-11250双线制，屏蔽式双绞线载货汽车、大型客车SAEJ1939-12250双线制，屏蔽式双绞线农业机械SAEJ2284500双线制，双绞线（无屏蔽）汽车（高速；动力传动系统等）SAEJ241133.383.3单线制汽车（低速；车身系统等）探索新知CAN总线的帧类型及帧格式数据帧远程帧超载帧错误指示帧探索新知CAN总线的帧类型及帧格式（1）数据帧数据帧格式帧起始域——该域表示一个数据帧或远程帧的开始，它由一个显性位组成，该显性位用于接收状态下的CAN控制器的硬同步。探索新知CAN总线的帧类型及帧格式（1）数据帧数据帧格式仲裁域——该域由信息标识码及RTR位组成，当有多个CAN控制器同时发送数据时，在仲裁域进行面向位的冲突裁决。RTR是远程发送请求位，RTR位在数据帧中必须是显性位，而在远程帧中是隐性位。探索新知CAN总线的帧类型及帧格式（1）数据帧控制域——共6位，包括数据长度码和两个保留位。数据域——由数据帧中被发送的数据组成，它可包括从0至8个字节，其中首先发送最高有效位。数据帧格式探索新知CAN总线的帧类型及帧格式（1）数据帧CRC校验域—共16位，包含一个检测字，用于自动检测传输错误。确认域——共2位，当其他节点接收正确时，给出确认信号。数据帧格式探索新知CAN总线的帧类型及帧格式（1）数据帧帧结束域——是任何数据帧和远程帧之后连续的七个隐性位，是一个帧的结束标志。数据帧格式探索新知CAN总线的帧类型及帧格式（1）数据帧CAN协议规定数据段长度最长为8个字节，可满足工业领域中控制命令，工作状态及测试数据的一般要求。同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。数据帧格式探索新知CAN总线的帧类型及帧格式（2）远程帧用于申请数据。由帧起始域、仲裁域、控制域、CRC校验域、确认域和帧结束域组成。图10-7远程帧格式探索新知CAN总线的帧类型及帧格式（3）错误指示帧错误指示帧：为由局部检测出错条件的一个全局信号。由两个不同的域组成，第一个域反映来自控制器的错误标志，第二个域为错误分界符。超载帧：用于扩展帧序列的延迟时间。它由两个区域组成，即超载标志和超载分界符。探索新知CAN总线的电平定义“显性”（DOMINANT）数值表示逻辑“0”隐性（RECESSIVE）表示逻辑“1”当总线上的CAN控制器发送的都是隐性位时，此时总线状态是隐性位（逻辑1）。探索新知CAN总线的电平定义如果总线上有显性位出现，隐性位总是让位于显性位，即总线上是显性位状态（逻辑0）。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”。探索新知CAN总线的电平定义CAN_H和CAN_L表示CAN总线收发器与总线的两接口引脚，信号是以两线之间的“差分”电压Vdiff传送的。在“CAN_H”与“CAN_L”的差值小于0.5V时，认为总线是隐性状态；“CAN_H”与“CAN_L”的差值大于0.9V时，认为总线是显性状态。CAN总线电平定义探索新知CAN总线网络的基本组成CAN控制器：也称协议控制器。CAN控制器主要实现了两部分的功能，即数据链路层的全部功能和物理层的位定时功能。分为独立的CAN控制器和集成CAN控制器。CAN收发器：提供CAN控制器与物理总线之间的接口，同时兼具接收和发送的功能，将控制器传来的数据转化为电信号并将其送入数据传输线。探索新知CAN总线网络的基本组成终端匹配电阻：防止数据在线端被反射，以回声的形式返回，影响数据的传输。通常阻值为120欧姆，但也并非固定不变，而是和使用的导线有关。探索新知CAN总线网络的基本组成数据传输线：双向数据线，通常采用双绞线。探索新知CAN总线网络的基本组成CAN的接口电路：CAN接口电路主要包括CAN控制器与微控制器之间（独立CAN控制器）、CAN控制器与CAN总线收发器以及CAN总线收发器与物理总线之间的接口电路。探索新知CAN总线网络的基本组成图10-9CAN网络的基本组成图探索新知CAN总线在汽车上的应用以迈腾B8为例，迈腾B8玻璃升降器通过各控制单元控制，如图所示，整体系统包含以下元器件和控制单元：车载电网控制单元J519、遥控钥匙、数据总线诊断接口J533、进入及起动系统接口J965、车门控制单元（4个）、玻璃升降器电机（4个）、玻璃升降器开关（4个）。迈腾B8玻璃升降器结构组成探索新知CAN总线在汽车上的应用可以看到车载电网控制单元、数据诊断接口、进入及启动许可接口、左前车门控制单元和右前车门控制单元都是挂在舒适CAN上面。大家可以思考一个最简单的问题，主驾驶的开关是如何控制其他车窗的呢？探索新知CAN总线在汽车上的应用当主驾开关动作，这个信号可以直接给到左前车门控制单元，左前车门控制单元可以将信号传输给右前车门控制单元。探索新知CAN总线在汽车上的应用（此信号是通过CAN总线进行传输），如果主驾要控制右后车窗，则信号传输路线为左前车门侧玻璃升降器开关→左前车门控制单元→右前车门控制单元→右后车门控制单元→右后车门玻璃升降电机。仅用CAN线和LIN线就完成了整个信号传输。即时检测小测试以迈腾B8玻璃升降器为例，了解CAN总线在汽车上的应用。小结CAN总线在现代汽车中起着重要的作用，它可以实现各电子装置之间的数据通信和共享，同时提高了车辆的可靠性和可维护性。掌握CAN总线的原理和应用，对于理解汽车电子系统的工作原理和进行故障诊断具有重要意义。谢谢观看THANKS智能网联汽车技术项目四汽车信息交互系统任务10车载通信技术主讲人：朱巨莲智能网联汽车技术LIN总线网络课程导入LIN（localInterconnectNetwork）是一种低成本的串行通信网络，主要用于汽车分布式系统中的低端通信模块。LIN协会在1998年由汽车制造商和供应商组成，并经历了多个版本的演进，目前已成为国际通用标准。学习目标掌握LIN总线网络的主要特点、系统结构、数据传输方式以及在汽车上的应用01激活旧知低成本低复杂度低功耗低速率非常适合用于控制较简单的设备，例如门控制模块、气囊模块等。LIN总线是一种在汽车电子系统中广泛应用的通信协议，主要用于连接汽车的各种电子设备。探索新知汽车LIN总线网络LIN（localInterconnectNetwork）协会在1998年由5家整车厂（Audi，BMW，DaimlerChrysler，Volvo，VW），1家半导体制造厂（Motorola），1家工具提供商（MentorGraphics）组成。探索新知汽车LIN总线网络LIN先后经历了v1.1.3，v2.0，v2.1，v2.2版本更迭。而如今LINv2.2A版本已经变成ISO17987Part1-7。LIN从刚开始的行业标准，到现在演变成了国际通用标准。这也说明LIN总线技术在汽车领域被广泛运用且被ISO看好。探索新知汽车LIN总线网络LIN总线是针对汽车分布式系统而定义的低成本的串行通讯网络。LIN总线是对现有的总线技术的补充，主要用于网络宽带、性能没有过高要求的汽车功能模块：如车窗，天窗等模块。探索新知汽车LIN总线网络其目标定位于车身网络模块节点间的低端通信，主要用于智能传感器和执行器的串行通信，而这正是CAN总线的带宽和功能所不要求的部分。探索新知LIN总线的主要特点a.低成本——基于UART串口通信，几乎所有MCU都支持。b.一个主节点对应多个从节点。c.从节点不需要时钟，晶振同步。d.最大传输速率可达20Kbit/s。e.一根LIN信号线就可以实现ISO9141标准。f.信号传输是可预测的。g.可配置的，不需要改变LIN从节点的硬件软件就可以增加从节点。h.支持传输层和诊断功能。探索新知CAN总线和LIN总线的主要特性表10-3CAN、LIN总线比较探索新知LIN总线的系统结构LIN总线有其“局域”特性，在汽车中一般不独立存在，通常与上层CAN网络相连，形成CAN-LIN网关节点，通常汽车电子中整车厂会规定该“网关节点”的控制器归属。图10-12CAN-LIN连接结构图探索新知LIN总线的系统结构LIN总线上的最大电控单元节点数为16个，系统中两个电控单元节点之间的最大距离为40m。LIN总线网络由一个主节点、一个或多个从节点组成。图10-13LIN总线网络结构探索新知LIN总线的系统结构所有节点都包含一个从任务(SlaveTask)，负责消息的发送和接收；主节点还包含一个主任务（MasterTask)，负责启动LIN总线网络中的通信。图10-13LIN总线网络结构探索新知LIN总线的数据传输方式从上面内容可以发现，LIN总线各节点仅依靠一根线就可以完成，不同于CAN总线的两条线。LIN总线的报文帧探索新知LIN总线的数据传输方式在传输数据时，LIN总线的报文帧由帧头（Hearder）与应答（Response）两部分组成。如下图所示，传输过程中，主机节点负责发送帧头；从机节点负责接收帧头，然后作出解析决定发送应答，还是接收应答或不回复。LIN总线的报文帧探索新知LIN总线的数据传输方式帧头结构探索新知LIN总线的数据传输方式上图展示的是LIN总线的通讯方式，可以看出无论什么时候帧头都是由主机节点发布，当主机节点要发布数据时，整个帧全部由主机节点发送。LIN总线波形图主机节点作为发布节点探索新知LIN总线的数据传输方式当从机节点要发布数据时，帧头部分由主机节点发布，应答部分由从机节点发布，这样其余节点都能收到完整的报文。所以，LIN总线的通信都是由主机节点发起，只要合理的规定好每个节点的配置，这样就不会存在总线冲突的情况。LIN总线波形图主机节点作为发布节点探索新知LIN总线在汽车上的应用迈腾B8车门控制模块LIN总线电路图从迈腾B8车门控制单元LIN总线电路原理图上可以看出，驾驶员侧车门控制单元J386通过其T20/10端子连接至左后车门控制单元J388的T20b/10端子，组成一个LIN局域网，数据信息在两个控制模块之间相互传递。探索新知LIN总线在汽车上的应用同时，局域网外部的数据既通过控制单元J386解析后将数据传入，也可以反向传出，然后通过舒适CAN总线以及数据总线诊断接口J533（网关）和诊断仪器通信。迈腾B8车门控制模块LIN总线电路图即时检测小测试了解LIN总线在汽车上的应用，例如车门控制单元之间的数据传输。LIN总线连接车门控制单元，通过数据信息在控制模块之间相互传递，实现车门的控制功能。同时，数据也可以通过舒适CAN总线和诊断接口进行通信。小结LIN总线是一种在汽车领域广泛应用的低成本串行通信网络，其特点包括低成本、多个从节点、无需时钟的晶振同步、可预测的信号传输等。LIN总线系统由主节点和从节点组成，在数据传输过程中，主节点负责发送帧头，从节点负责接收和解析帧头，并发送应答或接收应答。LIN总线在汽车上的典型应用是车门控制单元之间的数据传输。谢谢观看THANKS智能网联汽车技术项目四汽车信息交互系统任务10车载通信技术主讲人：朱巨莲智能网联汽车技术MOST总线网络课程导入最近，车载娱乐设施和导航系统的应用越来越普遍，因此需要一种能够满足超大带宽要求的总线系统。除了CAN总线和LIN总线之外，还有一种叫做MOST总线的技术。MOST是什么呢？它有什么特点呢？学习目标掌握MOST总线的结构组成和特点01激活旧知在之前的讨论中，我们已经了解到了CAN总线和LIN总线的特点和在汽车中的应用。这些总线系统都有自己的优势和适用领域。探索新知虽然CAN总线和LIN总线各有特长，但是随着车载娱乐设施和导航系统的应用，CAN总线和LIN总线就无法满足超大带宽的要求。探索新知于是研发了MOST总线，MOST技术是指多媒体定向系统传输系统，英文全称（MediaOrientedSystemsTransport)；其采用的传输介质是光纤，其传输速度最高可达25Mb/s。探索新知MOST总线是作为宝马公司、前戴姆勒克莱斯勒公司、Harman/Becker公司（音响系统制造商）和OasisSiliconSystems公司之间的一项联合。1998年，参与各方建立了一个自主的实体，即MOST公司，由它控制总线的定义工作。探索新知Oasis公司自己保留对MOST命名的权利。由一家独立的测试机构负责产品的认证过程，例如Ruetz技术公司。除了顺从性测试以外，Ruetz公司还为MOST总线系统开发提供使用的软、硬件分析工具，以及MOST系统的培训。探索新知MOST总线的结构组成01光纤插头02收发单元03收发器05专用部件04控制单元探索新知MOST总线的结构组成光纤与控制单元连接需要使用专门的光学插头。插头上的信号方向箭头表示为输入端，通过外壳与控制单元连接。光信号通过光纤电缆和插头传送至控制单元或下一总线节点。光导纤维插头探索新知MOST总线的结构组成通过内部电源将来自电插头的输入电力分配到各个组件。这就实现了一个组件的单独控制来减少静止电流。控制单元电源模块探索新知MOST总线的结构组成该单元包括光电二极管和发光二极管。送达的光信号被光电二极管转换成电压信号并发送到MOST收发器。收发单元探索新知MOST总线的结构组成MOST收发器包括发射机和接收机。MOST收发器探索新知MOST总线的结构组成用于操纵控制单元的所有基本功能。控制单元（ECU)探索新知MOST总线的结构组成用于实现某些专用功能，如手机音乐播放器连接和收音机调频。专用部件探索新知MOST总线的结构组成图10-19总线控制单元结构示意图探索新知MOST总线的结构组成每个控制单元通过环形数据总线连接，并采用一种单向数据传输方法。这意味着每个ECU模块需要两根导线分别连接到发射器和接收器。MOST环形网络结构探索新知MOST总线的特点a.考虑经济性的低成本，最高能够实现24.8Mbit/s的数据传输速度。b.无论是否有主控计算机都可以工作。c.支持声音和压缩图像的实时处理。d.支持数据的同步和异步传输。探索新知MOST总线的特点e.收发器内嵌有虚拟网络管理系统。f.MOST总线制定了设备标准和多种连接方式，用户应用系统界面可以很容易上手。g.采用最大限度地降低连接元件的线束质量，降低噪声，减轻系统开发人员的工作量。h.电磁辐射干扰与搭铁环不会影响光纤的传输数据。即时检测小测试MOST总线在汽车中有哪些应用呢？举个例子，它可以用于连接车载娱乐系统和导航系统，实现音乐播放、视频播放和导航指示的功能。另外，MOST总线还可以连接手机音乐播放器和收音机调频，使得驾驶者可以方便地使用自己的设备。所以说，MOST总线在汽车中具有非常广泛的应用场景。小结通过学习，我们了解了MOST总线的结构组成和特点，以及它在汽车中的应用场景。MOST总线通过光纤传输实现高带宽的数据传输，可以连接车载娱乐系统、导航系统、手机音乐播放器等设备。它的特点包括低成本、支持实时处理、简化系统开发等。MOST总线在提升汽车系统性能和用户体验方面具有重要的作用。谢谢观看THANKS智能网联汽车技术项目四汽车信息交互系统任务10车载通信技术主讲人：朱巨莲智能网联汽车技术车际网V2X技术课程导入了解一下智能网联汽车的概念以及V2X技术引入智能网联汽车的重要意义，智能网联汽车的发展离不开V2X技术的应用。学习目标了解V2X技术在车辆安全方面的应用场景01两种主流的V2X通信技术02激活旧知智能网联汽车的基本概念：智能网联汽车搭载了先进的车载传感器、控制器和执行器等装置，融合现代通信与网络技术，实现车与X人、车、路、后台等智能信息交换共享，具有安全、舒适、节能、高效的特点。激活旧知其中实现车与人、车、路、后台等智能信息交换共享的关键技术就是V2X技术，包括V2V、V2I、V2N、V2P和V2R等，通过V2X技术，车辆可以与其他车辆、基础设置、互联网和行人等进行信息交互。场景应用直行前碰撞预警（FCW）车辆失控预警（CLW）紧急制动灯（EEBL）转向禁止穿越提醒（DNPW）左转辅助（LTA）交叉路口交叉路口辅助（IMA）变道盲区提醒/变道预警（BSW+LCW）探索新知1.V2V安全应用场景V2V安全应用场景探索新知1.V2V安全应用场景FCW：前碰撞预警（ForwardCollisionWarning）提示驾驶员前方有碰撞风险，提前减速避让。根据统计的事故数据，将追尾事故分为三个场景：前车正常行驶前车停车前车减速探索新知1.V2V安全应用场景FCW：前碰撞预警（ForwardCollisionWarning）①紧挨着本车正前方的车辆停车或减速前车停车和前车减速这两种场景发生事故的原因：②驾驶员视野范围以外的前方车辆停车或减速。探索新知1.V2V安全应用场景FCW：前碰撞预警（ForwardCollisionWarning）对于原因一情况下，如果车辆保持足够车距，驾驶员有足够注意前方，这种事故完全可以避免。但是对于原因二的事故，驾驶员不知远处交通状况很难避免此交通事故，这就是为何高速公路上经常会出现连环交通事故。探索新知1.V2V安全应用场景FCW：前碰撞预警（ForwardCollisionWarning）如果V2V技术普及后，那么驾驶员可以提前制动或变道，减少原因二造成的事故。目前市场上大部分量产车型做的前碰撞预警功能都是借助雷达和摄像头传感器实现。探索新知1.V2V安全应用场景CLW：失控预警(ControlLosingWarning)当车辆失控时，将车辆失控信息至少提供给周边左右1.5m，前后150m的车辆，周边车辆收到信息后提示驾驶员进行紧急避让，减少事故发生。探索新知1.V2V安全应用场景EEBL：紧急电子刹车灯(ElectronicEmergencyBrakeLight)当周边车辆（不一定在同一车道上）进行紧急制动时，向周边车辆发送急刹预警信号，驾驶员接收到预警信号后提前做好减速、避让准备。紧急电子刹车灯探索新知1.V2V安全应用场景EEBL：紧急电子刹车灯(ElectronicEmergencyBrakeLight)这与目前很多市面车型类似，在车速超过一定值，驾驶员紧急制动时，汽车双闪灯会自动点亮。紧急电子刹车灯探索新知1.V2V安全应用场景DNPW:禁止通过预警（DoNotPassWarning）在双向两车道的道路上行驶时，后方车辆想要超过前方车辆，必须要临时占用对向车道，当本车与对向车辆有超车碰撞隐患时，此时及时提醒驾驶员谨慎通过。探索新知1.V2V安全应用场景LTA：左转辅助（LeftTurnAssist）在驾驶员想要进行左转向时，此时对向如果有车辆正在靠近，系统及时提醒驾驶员注意前方车辆。左转辅助探索新知1.V2V安全应用场景LTA：左转辅助（LeftTurnAssist）目前仅有当驾驶员打开转向灯时才可触发此功能，未来系统可以不通过转向灯识别驾驶员左转意图，但是也有一定误报风险，毕竟有时候让系统识别驾驶员模棱两可的意图目前还是有一定难度的。左转辅助探索新知1.V2V安全应用场景IMA：交叉路口辅助(IntersectionMovementAssist)交叉路口是交通事故高发区，车辆通过复杂路口时通过V2V技术相关通讯，理解对方行驶意图，减少事故发生的概率。探索新知1.V2V安全应用场景IMA：交叉路口辅助(IntersectionMovementAssist)在无信号灯的路口直行、左转，在有信号灯的路口右转，闯红灯和闯禁行区都有较好的应用，及时提示驾驶员注意路口周边车辆。探索新知1.V2V安全应用场景BSW/LCW：盲区/变道预警（BlindSpotWarning/LaneChangeWarning）车体和内外后视镜在设计上与生俱来的角度问题，导致驾驶者在驾驶车辆的时候。探索新知1.V2V安全应用场景BSW/LCW：盲区/变道预警（BlindSpotWarning/LaneChangeWarning）车身的左右后侧方都存在一个无法根除的视觉盲区，驾驶员很难察觉到视角盲区的车辆。探索新知1.V2V安全应用场景BSW/LCW：盲区/变道预警（BlindSpotWarning/LaneChangeWarning）借助于V2V技术，驾驶员变道前能够及时察觉到盲区车辆，减少事故的发生。这项功能与通过雷达、红外、摄像头实现变道辅助系统功能类似。探索新知2.V2I安全应用场景01红灯预警02弯道限速预警03限速施工区域预警05人行横道行人预警04天气预警探索新知2.V2I安全应用场景RLVW：红灯预警（RedLightViolationWarning）当车辆接近有交通信号灯的路口，即将亮起红灯，V2I设备判断车辆无法及时通过此路口时，及时提醒驾驶员减速停车。红灯预警探索新知2.V2I安全应用场景这与基于摄像头采集到红灯提醒功能类似，但是它的优点是能与交通设施进行通讯，尤其是在无红绿灯倒计时显示屏的路口具有“预知”红绿灯时间的作用，减少驾驶员不必要的加速和急刹。红灯预警RLVW：红灯预警（RedLightViolationWarning）探索新知2.V2I安全应用场景CSW：弯道限速预警（CurveSpeedWarning）车辆从平直路面进入转弯工况时，V2I设备接收到相关弯道限速信号后及时提醒驾驶员减速慢行，这与基于GPS地理信息导航提醒或摄像头采集到限速标志提示驾驶员慢行的功能类似。探索新知2.V2I安全应用场景WZW：限速施工区域预警（ReducedSpeed/WorkZoneWarning）当车辆行驶至限速区域（如学校）附近时，通过路边V2I设备向驾驶员传递显示提示或者仅仅当车辆超过限定车速时才提示驾驶注意车速。限速施工区域预警探索新知2.V2I安全应用场景当车辆行驶至限行区域（如燃油车限行、单双号限行、货车限行）、施工区域附近时，通过车载V2I设备向驾驶员提示前方即将进入限行区域。WZW：限速施工区域预警（ReducedSpeed/WorkZoneWarning）限速施工区域预警探索新知2.V2I安全应用场景SWIW：天气预警（SpotWeatherImpactWarning）当车辆行驶至恶劣天气的地带时，如多雾、雨雪天气时，及时提醒驾驶员控制车速、车距以及谨慎使用驾驶员辅助系统，这与目前高速公路边的提示雨雪天气减速慢行的功能类似。探索新知2.V2I安全应用场景Transit-PSCW：人行横道行人预警（PedestrianinSignalizedCrosswalkWarning）人行横道线上安装有行人探测传感器，当车辆靠近人行横道时，交通信号设施向周边车辆发送行人信息，提示车辆减速及停车，这与通过雷达或摄像头实现的自动紧急制动（AEB）功能类似。人行横道行人预警探索新知3.V2N安全应用场景V2V和V2I都是代表的近距离通讯，而通过V2N技术实现远程数据传输。车辆既可以将车辆、交通信息发送到云端交警指挥中心。云端也可以将广播信息如交通拥堵、事故情况发送给某一地区相关车辆。V2N主要是实现车辆与云端信息共享探索新知4.V2P安全应用场景道路行人预警行人穿越道路时，道路行驶车辆与人进行信号交互，当检测到具有碰撞隐患时，车辆会收到图片和声音提示驾驶员，同样行人收到手机屏幕图像或声音提示，这项技术非常实用。探索新知4.V2P安全应用场景因为目前手机“低头党”非常多，过马路时经常有人只顾盯着手机屏幕，无暇顾及周边环境。道路行人预警探索新知4.V2P安全应用场景倒车预警行人经过正在经过倒车出库的汽车时，由于驾驶员视觉盲区未能及时发现周边的人群（尤其是玩耍的儿童），很容易发生交通事故，这与借助全景影像进行泊车功能类似。探索新知V2X通信技术DSRCLTE-V探索新知V2X通信技术DSRC(DedicatedShortRangeCommunication,专用短程通信）是以美国为引导主流的技术，DSRC是以依托IEEE802.11P底层协议和IEEE1609系列标准建立起来的。1.DSRC探索新知V2X通信技术专门用于车车通信和车路通信的通信标准。在美国DSRC的通信频率是5.85GHz-5.925GHz。1.DSRC探索新知V2X通信技术1.DSRCDSRC主要是由车载单元OBU和路侧单元RSU两部分组成DSRC系统结构原理图OBU是安装在车上的移动终端，车载单元就是采用电子标签，电子标签内存储车辆的基本信息：车型和车辆的物理参数：还可以存储交易账户余额、交易记录等。探索新知V2X通信技术1.DSRCDSRC主要是由车载单元OBU和路侧单元RSU两部分组成DSRC系统结构原理图RSU是安装在路侧是固定通信设备，实现OBU和RSU之间的信息交互，DSRC系统结构原理图如下图所示。探索新知V2X通信技术小贴士DSRC信号可以搅盖周围1公里的范围，在600m的距离内，平均时延低于5ms,控制信道和服务信道的丢包率分别低于15%、25%。DSRC技术是基于CSMA/CA传输介质争用机制，在高密度场景下，信道的竞争增大，就会发生通信延迟的发生，大大降低了汽车的行驶安全性。DSRC信号特点探索新知V2X通信技术小贴士另外，即使解决了此问题，为了实现车路通信，也需要搭建一个全路段的DSRC网络，带要在路上每间隔一段距离就部署一个路侧单元RSU,再通过光纤或无线网络传至ITS的服务器，车载单元与此系统组成一个专用短程通信网络，基础设施的搭建所需的费用也是不菲，而且这个过程也不是一蹴而就的，难以大规模商业化使用。DSRC信号特点探索新知V2X通信技术小贴士DSRC技术在针对自动驾驶方面没有清晰的技术和标准演进路线，在国内也缺少核心知识产权，应用受到一定限制：DSRC的频谱利用率不高、信道竞争问题以及广播风暴问题还待进一步研究。DSRC信号特点探索新知DSRC应用场景ETC不停车收费系统具有传输速度快受干扰程度小安全性好可以灵活的将路边和车辆联系起来，实现路边和车辆信息，双向实时传输。探索新知DSRC应用场景ETC不停车收费系统利用微波或红外线，读写识别设备对通过ETC车道的车辆实行车辆的自动识别和不停车自动收费，减少停车时间提高通行能力，对收费停车场进行自动计时和自动收费，使收费过程更加方便快捷，安全和易于管理。探索新知DSRC应用场景行人识别与躲避当车辆行驶到路口位置，路侧的摄像头监控是否有行人经过，通过RSU设备广播出行人的信息，车辆上的OBU单元接收到消息后会在终端显示或声音进行警告提醒，驾驶员采取制动或减速，避免危险的发生。

探索新知DSRC应用场景红绿灯自动调节道路上一些高优先权的特殊车辆（比如消防车、救护车、执勤车等），车上的OBU可以发送应急消息给路口的RSU，路口的红绿灯收到RSU控制消息后，进行相应的变绿配时和相位的调节，使红绿灯的节奏能够配合汽车的行驶状态，使车辆优先通行，快速通过。探索新知DSRC应用场景施工信息警示当道路进行施工时，可通过情报板向RSU向周围车辆发送施工信息，告知车辆道路信息，车辆提前减速，降低汽车发生碰撞的危险性。车辆可以在超视距范围内提前感知道路交通信息，车辆做好路线规划或减速准备。

探索新知DSRC应用场景停车位检测通过摄像头对车位进行实时监控，利用DSRC通信技术，将车位有无被占用的信息通过RSU广播给周围车辆，车上OBU在收到消息后，终端就能显示出停车位的使用情况和未被使用车位。探索新知LTE-V什么技术的通信距离长呢？是蜂窝移动通信。也就是我们使用的手机通信。进入21世纪后，蜂窝移动通信得到了快速的发展，技术水平和行业生态都飞速进步。于是，人们开始研究使用蜂窝通信技术（Cellular），用于车联网通信。LTE-V车联网解决方案探索新知LTE-V目前我们最主流的蜂窝通信技术标准是4GLTE。2014年9月，LG向3GPP提交了LTE在V2X通信应用的规范草案。同年12月，Ericsson提交了增强LTED2D相近服务的规范草案。LTE-V车联网解决方案探索新知LTE-V随后，2015年，3GPP正式启动了LTE-V技术标准化的研究。速度很快，到2016年9月，3GPP就在R14版本里完成了对LTE-V2X标准的制定。可以这么说，LTE-V是给车联网量身定制的LTE。LTE-V车联网解决方案探索新知LTE-VLTE-V标准协议架构LTE-V是基于蜂窝通信网络的V2I和V2V的通信物理层协议。当车速超过45Km/h，由于DSRC的通信距离较短，无法给对向来车提供及时的警告信息，也无法及时收到来自对方车辆的信息。物理层数据链路层应用层探索新知LTE-VLTE-V标准协议架构但是LTE-V的通信距离较远，这一速度门限可以增加到70Km/h，即在车速不超过70Km/h时，车辆可以在保证安全的情况下借道超车，使用LTE-V技术使对向超车的速度从45Km/h增加到了7OKm/h。探索新知LTE-VLTE-V技术模式集中式（LTE-V-Cell）LTE-V-Cell需要基站作为控制中心，实现大带宽、大覆盖通信。分布式（LTE-V-Direct）LTE-V-Direct可以无需基站作为支撑，可直接实现车辆与车辆，车辆与周边环境节点的可靠通信。探索新知LTE-VDSRC与LTE-V比较DSRCDSRC经过十余年，技术趋于成熟，另外标准的完备使得其在推广部署时占据先机，但相对而言DSRC采用的高频段穿透性不如低频信号。LTE-VLTE-V则是提供了更高带宽、更高的传输速率、更大的覆盖范围，并能重复使用现有的蜂巢式基础建设和频谱。探索新知LTE-VDSRC与LTE-V比较LTE-V车辆实时联网，实时通信，在现有基础设施上搭建V2X体系可以和智能交通管理协同。此外，LTE-V由于其自身的基站调度特性，具有更高的安全可靠性。探索新知思政元素（创新精神）在LTE-V技术中，国内的大唐、华为、德赛、中兴等都推出了自己的终端和解决方案。高鸿股份从2012年即开展我国自主知识产权的C-V2X（LTE-V2X和NR-V2X）技术标准研究、产品开发和市场推广工作，拥有完整的车路协同解决方案及端到端产品系列。高鸿股份车联网产品涵盖基于集团自研芯片的系列模组、车载终端（OBU）、路侧终端（RSU）、C-V2X云控平台、CA安全认证解决方案等。高鸿股份C-V2X专家团队，可为业界提供C-V2X技术咨询、技术培训及测试联调等全流程服务。中国自主的车联网标准即时检测小测试请同学们简要概括一下V2X技术。小结V2X技术通过增强车辆与驾驶员之间、车辆与基础设施之间的信息交互，提升了车辆的安全性和用户体验。随着智能技术的不断发展，V2X技术将在未来的智能网联汽车中发挥越来越重要的作用，为驾驶员带来更安全、更智能的出行体验。谢谢观看THANKS智能网联汽车技术项目四汽车信息交互系统任务10车载通信技术主讲人：朱巨莲智能网联汽车技术车载移动互联网课程导入01基本概念02系统组成03网络特点05汽车应用04接入方式学习目标了解车载移动互联网的组成、特点、接入方式和应用01激活旧知车载移动互联网是基于移动互联网技术和车辆通信技术的结合，因此你需要对移动互联网技术和车辆通信有一定的了解。移动互联网的基本原理无线通信的技术和协议车辆通信的基本概念和应用场景探索新知车载移动互联网是以车为移动终端，通过远距离无线通信技术构建的车辆与移动互联网之间的网络，实现车辆与服务信息在车载移动互联网上的传输。探索新知车载移动互联网的组成车载移动互联网的组成如图10-30所示，它先通过短距离通信技术在车内建立无线个域网或无线局域网，再通过4G/5G网络与互联网连接。车载移动互联网组成探索新知车载移动互联网的特点（1）终端移动性移动互联网业务使得用户可以在移动状态下接入和使用互联网服务，移动的终端便于用户随时携带和随时使用。这些终端一般安装在车辆上，以车辆供电系统为电源，使用方便。探索新知车载移动互联网的特点（2）业务及时性用户使用移动互联网能够随时随地获取自身或其他终端的信息，及时获取所需的服务和数据。探