车联网技术与应用课件：LIN技术应用

车载网络关键技术

LIN技术应用2022年10月，党的二十大报告提出了“中国式现代化”。中国式现代化，是人口规模巨大的现代化，是全体人民共同富裕的现代化，是物质文明与精神文明相协调的现代化，是人与自然和谐共生的现代化，是和平发展的现代化。智能网联汽车离不开电子控制单元的全面网络化，由于LIN

总线的低成本和简单易用，在车辆内部低速网络得到大量应用。令情景导入任务目标

知识目标：1.了解LIN

总线的产生、发展历程；2.掌握LIN总线的结构和通信机制；

能力目标：1.合理使用工具和仪器，测量LIN

总线信号波形；2.查阅技术文件，分析LIN总线信号波形，诊断和排除LIN

总线简单故障；

素质目标：1.培养团队协作等社会能力；2.培养科学探究精神和严谨工匠精神。LIN总线定义LIN总线是一种低成本、单主控器/多从设备模式的串行通信协议，广泛应用于汽车电子控制单元之间的通信。LIN总线的优势与应用LIN总线具有成本低、单信号线传输、可预测的电磁兼容性能等优势，被广泛应用于汽车电子控制单元之间的通信，如车门控制单元、天窗控制单元、空调控制单元等。LIN总线发展历程LIN总线由欧洲五大车企于1998年联合成立工作组开发，经过多次修改和升级，成为国际标准ISO17987Part1-7。一、LIN总线概述n

定义与发展

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LIN总线规定最大传输速率为20kbps，这种低速传输

使得LIN总线在车辆中的电磁兼容性能更加可预测和可控，降低了信号干扰的可能性。LIN总线具有“局域”的特性，通常与上层CAN网络相连，形成CAN-LIN网关节点，这使得其在汽车中被广泛使用，降低了成本。LIN总线因其低成本和单信号线传输特性，广泛应用于汽车电子控制单元之间的通信，如车门控制、天窗控制等。LIN总线在汽车电子控制单元的应用LIN总线的局域特性及其优势LIN总线的电磁兼容性能一、LIN总线概述n

作用与应用从设备响应方式在LIN总线上，从设备只能在主控制器发起通信时被动响应。成本和性能优势由于其简单的结构和低成本，LIN总线广泛应用于汽车电子控

制单元之间的通信。一、LIN总线概述n

工作原理及特点单主控器模式LIN总线是一种点对多通信模式，一个主控制器与多个从设备通信。123一、LIN总线概述n工作原理及特点

低成本实现LIN总线采用点对多点通信模式，一个主控制器可与多个从设备通信，简化了系统结构。单信号线传输减少了线束数量，使车辆更轻便，电磁兼容性能更好。LIN总线仅需一根信号线即可完成数据传输，减少了线束数量，降低成本。LIN总线只需一根信号线即可实现数据传输，降低了成本和复杂性。由于通信速率较低，LIN总线不适用于高速数据传输场景。LIN总线利用通用UART接口，降低了硬件要求和成本。低成本的主从通信模式单信号线传输优势单信号线传输限制基于UART接口的实现

单信号传输单信号线传输原理单信号线传输LIN总线的电磁兼容性能LIN总线采用低速传输，最大传输速率为20kbps，降低了电磁干扰的可能性。LIN总线的抗干扰能力LIN总线采用单信号线传输，降低了成本和线束数量，提高了车辆的轻便性，同时具有较好的抗电磁干扰性能。LIN总线的信号配置LIN总线提供信号的配置、处理、识别和诊断功能，帮助汽车制造商更好地控制车辆中的各个系统。一、LIN总线概述n工作原理及特点

电磁兼容性

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一、LIN总线概述n

工作原理及特点

配置、处理、识别和诊断功能LIN总线能够处理来自不同设备的信息，通过协议控制器实现数据的收发和转换，确保信息的准确性和可靠性。LIN总线具备信号的识别和诊断功能，帮助汽车制造商及时发现和解决车辆系统中的问题，提高车辆的运行效率和安全性。LIN总线提供信号的配置、处理、识别和诊断功能，

方便汽车制造商进行车辆系统的控制和维护。配置功能识别与诊断功能处理功能LIN总线使用单根导线进行数据传输，这是一种典型的主从结构。主控单元(ECU)有且仅有一个，而

从控单元可以有多个。主控单元对从控单元有绝对的控制权，控制LIN总线网络通信的整个过程。作为物理层的组成部分，总线收发器负责将协议控制器的数字信号转换为适合传输总线的信号。它也负责保护从总线传来的信号，防止由于电气干扰或瞬变电压对微控制器造成损害。LIN总线的核心部分，负责执行LIN协议的逻辑功能，如消息的发送和接收处理。它通常集成在微控制器中，用于管理数据帧的生成和解析。传输总线总线收发器Bus

Transceiver协议控制器Protocol

Controller二、LIN总线的组成把二进制并行数据转变成高-低电平信号，并按照规定的串行格式(8数据位，1停止位，无校验位)送往总线收发器。接收时，协议控制器把来自总线收发器的高、低电平信号按照同样的串行格式储存下来，然后再将储存结果转换成二进制并行数据。需要唤醒时，主节点协议控制器通过总线收发器向LIN总线送出唤醒信号。从节点的协议控制器要能识别总线唤醒的信号。当收到来自LIN总线的唤醒信号时，协议控制器能够正确动作，进入规定的通信状态。二、LIN总线的组成n协议控制器(ProtocolController)同步间隔段包含一个低电平脉冲，长度至少为13位，把同步间隔段与普通的数据字节区别开，确保了同步信息的特殊性。产生和识别帧的同步间隔段执行本地CPU

的唤醒数据的收发123二、LIN总线的组成n总线收发器(BusTransceiver)总线收发器将协议控制器产生的高低电平信号转换为LIN总线的隐性、

显性电平，实现信号的正确传输。总线收发器还具备阻抗匹配、压摆率控制等附加功能，以确保LIN总线的稳定运行和高效通信。总线收发器作为协议控制器与传输总线之间的接口，负责完成数据的接收和发送。总线收发器的功能电平转换的作用附加功能传输总线的特性由于地线在车辆上是搭铁线，因此LIN总线通常使用电子单元的搭铁线而省去。传输总线的构成传输总线由单独的数据主线和地线构成，实现了单总线结构。传输总线的作用传输总线作为LIN总线的基本组成部分，负责数据的收发和同步间隔段的产生。二、LIN总线的组成n

传输总线LIN报文帧分为信号携带帧、诊断帧和保留帧，根据帧ID的不同实

现不同的功能和应用。LIN报文帧头由同步间隔段、同步段和受保护ID段组成，

用于表示一个新帧的开始。LIN报文应答域包括数据段和校验和段，用于接收方对帧头的解析和响应操作。三、LIN报文帧n

报文帧组成LIN报文帧类型及应用LIN报文帧头结构LIN报文应答域由于帧中的所有间隔或总线空闲时都应保持隐性(高)电平，并且帧中的任何其它字段都不会发出大于9位的显性电平，因此至少持续13位的同步间隔可以标志一个帧的开始，而不会造成误判。同步间隔是至少持续13位的显性电平，可以标志一个帧的开始，而不会造成误判。三、LIN报文帧n

同步间隔段同步间隔段用于表示一个新帧的开始，由同步间隔和同步间隔段间间隔符组成。同步间隔段与帧中其他字段的区别同步间隔段的作用同步间隔的长度同步段是LIN数据帧中，所有字段通过字节域格式传输的部

分。同步段由一个固定的字节0x55组成，是一个连续8位的高低切换。三、LIN报文帧n同步段同步段用于发送固定字节，使接收方能够准确接收每个bit的信息。同步段的定义同步段的构成同步段的作用受保护ID段用于标识LIN报文的类别和目的地，从机对帧头作出的反应基于帧ID判断。受保护ID段由6位帧ID和2位奇偶校验组成，用于区分信号携带帧、诊断帧和保留帧。受保护ID段采用校验和进行校验，包括标准型校验和(Classic

Checksum)和增

强型校验和(Enhanced

Checksum)。三、LIN报文帧n受保护ID段受保护ID段的作用受保护ID段的结构受保护ID段的校验方式数据段的组成•

数据段由1-8个字节组成，可以包含信号和诊断消息。•LIN2.2标准规定可传输的LIN字节数为2，4，8

，并不是1-8内任意一个数字。数据段的特性数据段的内容和长度由设计者根据帧ID提前设定，并以广播形式在总线上发布。数据段的定