常用车载网络系统(LIN).ppt

1、常用车载网络系统 沈鸿星 Shen Hongxing襄阳职业技术学院 Xiangyang Vocational and Technical College 2014.9,CAN总线的主要特点？,复习测试,CAN总线,1,VAN系统,3,LIN总线,2,学 习 内 容,LAN系统,4,车载蓝牙系统,6,MOST总线,5,2.1 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

2、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，并逐渐取代目前各种各样的低端总线系统。,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”。,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,图4-3 LIN总线在BMW

3、E83（X3）高版本外后视镜控制系统中的应用 1基本控制模块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,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

4、等的控制,3 LIN的结构与协议,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）,LIN节点结构,LIN接口由两部分组成： 协议控制器、线路接口,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：

5、 (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,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,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）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

6、息发送到LIN数据总线上多少次。,（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,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。异步域使得所有总线上的LIN节点同步。,LIN总线的信息结构,图4-7 LIN总线的信息结构 信息标

7、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；,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。,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,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

8、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）。,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,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数据总线上的信号电平,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

9、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,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数据。该回应由LIN主控制单元来发送。,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,6

10、.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,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,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 回应由18个数据区构成,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,LIN网传输-DATA数据从主控制器到执行器（单个）,8传输模式,一

11、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）。,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,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,4.1.3 LIN总线的自诊断,1

12、.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,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路时，LIN总线都会关闭，无法正常工作。,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,小 结,1. LIN是Local Interconnect Network的缩写，意为 。,小 结,1. LIN是Local Interconnect Network的缩写，意为局域互联网。,小 结,2. LIN网络一般使用 根单独的铜线作为传输介质。,小 结,2. LIN网络一般使用 1 根单独的铜线作为传输介质。,小 结,3.LIN电控单元标准接口的基本单位为 （通用异步接收