车载网络系统
2.3 常用车载网络系统(VAN、LAN)
常用车载网络系统
1．LAN的传输介质
最常见的LAN的类型是采用同轴电缆的总线型/树形 网络，当然也可以选择采用双绞线、同轴电缆甚至 光纤的环形网。LAN的传输速率为1Mbit/s～ 20Mbit/s，足以满足大部分的应用要求，并且允许 相当多的设备共享网络。
2．LAN的拓扑结构
LAN常用的拓扑结构有3种：星形、环形、总线型/ 树形
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常用车载网络系统
小结
1. VAN的物理层由 组成（通信介质是 铜线），其两条线分别叫做DATAA和DATAB。
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常用车载网络系统
小结
1. VAN的物理层由互补数据对组成（通信介质是 铜线），其两条线分别叫做DATAA和DATAB。
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常用车载网络系统
小结
4. LAN（In-Vehicle Local Area Network， ）。
3
3 4
5 6
常用车载网络系统
2.3 VAN系统
VAN（Vehicle Area Network，车辆局域网），是由 标致、雪铁龙、雷诺公司联合开发研制的，它主要应用 于车身电器设备的控制。VAN数据总线系统协议是一种 只需要中等通信速率的通信协议，适用于车身功能和车 辆舒适性功能的管理
VAN数据总线系统协议的OSI模型分层
常用车载网络系统
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VAN数据总线系统拓扑
6
常用车载网络系统 4．节点结构 一个VAN数据总线系统电控单元拥有一个标准 接口（VAN标准），以便于与其他VAN数据总 线系统电控单元之间进行信息数据处理。
VAN数据总线系统节点结构
7
常用车载网络系统 5．帧结构 一个VAN数据总线系统的帧由9个域组成。
VAN数据总线系统的帧结构
车载网络系统(汽车电子控制技术)
（6）仲裁 只要总线空闲，任何单元都可以开始发送报文， 具有较高优先权报文的单元可以获得总线访问权，如果2个 或2个以上的单元同时开始传送报文，那么就会有总线访问 冲突。仲裁的机制确保了报文和时间均不损失，当具有相同 识别符的数据帧和远程帧同时初始化时，数据帧优先于远程 帧。仲裁期间，每一个发送器都对发送位的电平与被监控的 总线电平进行比较，如果电平相同，则这个单元可以继续发 送；如果发送的是一“隐性”电平而监视的是一“显性”电 平，单元失去了仲裁，必须退出发送状态。 （7）错误检测 为了获得最安全的数据发送，CAN 的每一 个节点均采取了强有力的措施以便于错误检测、错误标定及 错误自检。错误检测的机制具有检测到所有的全局错误，检 测到发送器所有的局部错误，检测到报文里多达5个任意分 布的错误，检测到报文里长度低于15（位）的突发性错误， 检测到报文里任一奇数个的错误等属性。任何检测到错误的 节点会标志出损坏的报文，此报文会失效并将自动地开始重 新传送。 （8）故障界定 CAN 节点能够把永久故障和短暂扰动区别 开来，故障的节点会被关闭。
（7）传输协议具有三要素，分别规定了通信信息帧的格式， 通信信息帧的数据和控制信息，确定事件传输的顺序以及速 度匹配；并且还具有差错监测和纠正、分块和重装、排序、 流量控制功能得功能。
（8）传输仲裁是指当出现数个使用者同时申请利用总线发 送信息时，传输仲裁是用于避免发生数据冲突的机构。仲裁 可保证信息按其重要程度来发送。
20 K LIN协会
2～ 25 M
TIT公司
10.1.2 车载网络基础知识
（1）局域网是指一个有限区域内连接的计算机网络，通 过该网络实现系统内的资源共享和信息通信，连接到网络 上的节点可以是计算机、基于微处理器的应用系统或控制 装置。车载网络作为一种局域网，其数据传输速度一般在 105 Kb/s范围内，传输距离在250m范围内。
车载网络系统原理与检修
车载网络系统原理与检修一、车载网络系统的原理1. 总线网络：车载网络系统采用了总线网络的结构，主要包括CAN 总线、LIN总线以及FlexRay总线。
这些总线网络按照不同的要求实现车内所有设备之间的信息传递和通信。
2.数据传输：车载网络系统通过总线网络将各个子系统连接起来，实现数据的传输和通信。
比如，通过CAN总线可以实现车辆各个子系统之间的信息传递，包括发动机、ABS系统、气囊系统等。
通过LIN总线可以实现车门控制、车窗控制等功能。
3.控制单元：车载网络系统中需要有相应的控制单元来管理和控制各个子系统。
控制单元通常采用微控制器或嵌入式处理器，负责进行数据处理、通信协议的解析和控制信号的生成。
4.嵌入式系统：车载网络系统中的软件部分通常是以嵌入式系统的形式存在，这意味着它具有实时性、可靠性和可扩展性。
软件主要包括操作系统、驱动程序和应用程序。
操作系统负责管理和调度硬件资源，驱动程序负责与硬件设备的通信，应用程序则提供了各种功能和服务。
二、车载网络系统的检修1. 硬件检修：硬件检修主要针对车载网络系统中的硬件设备进行检查和维修。
首先需要检查总线网络的连接是否正常，包括CAN总线、LIN 总线和FlexRay总线的连接和接口是否正常。
其次需要检查各个子系统的连接、设备状态和供电是否正常。
最后还需要检查控制单元和嵌入式系统的工作状态，包括CPU、内存和存储设备等。
2.软件检修：软件检修主要针对车载网络系统中的软件部分进行检查和维修。
首先需要检查操作系统是否正常运行，包括启动是否正常、资源管理是否正常等。
其次需要检查驱动程序是否正常工作，包括与硬件设备的通信是否正常、设备驱动是否正常等。
最后需要检查应用程序的功能和服务是否正常，包括GPS导航、娱乐功能、车辆诊断等是否正常运行。
综上所述，车载网络系统是通过总线网络实现各个子系统之间的信息传递和通信的系统，其原理主要包括总线网络、数据传输、控制单元和嵌入式系统。
汽车车载网络系统检修
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务二 电控单元的检测
任务一 电控单元的组成
❖ （一）电源电路 ❖ 汽车电源电路是ECU一个别不可少的组成部分。
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务一 电控单元的组成
❖ （二）输入回路
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务一 电控单元的组成
❖ （三）微处理器
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务一 电控单元的组成
7# ISO-9141资料传输K
15# ISO-9141资料传输L
8# 提供制造厂应用
16# 直接蓄电池正电源
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务二 电控单元的检测
❖ 3、OBD-Ⅱ统一故障代码标准 ❖ 一组OBD-Ⅱ故障码是由5个代码组合而成，第一个字为英文代码，
代表测试系统，如B代表车身控制系统（BODY），C代表底盘控制 系统（CHASSIS）， P代表发动机变速器控制系统，即动力控制总 成（POWERTRAIN），U代表车载网络系统（CAN）。 ❖ 例如：福特EEC-V（第五代控制系统）的“P 1 3 5 2” 故障码， 其中第一位“P”代表测试系统；第二位“1”代表汽车制造厂码，该码 可以是“0-3”的数字，如果该码为“0”代表是SAE所定义的故障码。 其他的“1”，“2”或“3”等码，代表汽车制造厂，由制造厂自己定义； 第三位“3”代表SAE定义的故障范围（见表）；第四、五位“52”代表 原制造厂设定的故障代码。
汽车车载网络系统
汽车车载网络系统随着科技的不断发展和人们对汽车智能化的追求，汽车车载网络系统逐渐成为当今汽车行业的热门话题。
本文将探讨汽车车载网络系统的定义、特点以及对汽车行业和用户的影响。
一、汽车车载网络系统的定义汽车车载网络系统是指以计算机网络技术为基础，将汽车内部各种电子设备和外部网络连接起来，实现数据传输和信息交互的一种系统。
它使得驾驶者和乘车人员可以享受到丰富的多媒体娱乐、导航服务和智能化交通管理等功能。
二、汽车车载网络系统的特点1. 多媒体娱乐功能：汽车车载网络系统可以连接到互联网，通过内置的娱乐系统提供音乐、视频、游戏和电子书等娱乐内容，提升驾乘体验和乘车舒适度。
2. 导航和交通服务：车载网络系统可以实时获取道路交通信息、导航地图和实时天气等数据，为驾驶者提供最佳的导航路线规划和交通状况提示，提高驾驶的安全性和便利性。
3. 远程监控与控制：通过车载网络系统，驾驶者可以远程监控车辆的状态、位置和安全状况，并且可以通过手机应用远程控制车内设备，例如调整座椅、开启空调等。
4. 车辆诊断和维护：车载网络系统可以对汽车进行实时的故障诊断，提醒驾驶者及时维修和保养车辆，增加车辆的可靠性和安全性。
5. 智能交通管理：车载网络系统可以与周围车辆和交通设施进行通信，实现智能化的交通管理和车辆控制，提高道路交通效率和整体安全性。
三、汽车车载网络系统对汽车行业的影响1. 产品升级与差异化竞争：车载网络系统成为了汽车企业产品升级的关键要素，企业需要加大技术投入，提升产品的网络化和智能化水平，以满足消费者对于汽车智能化的需求。
2. 智能网联汽车发展：车载网络系统是智能网联汽车的基础和核心技术之一。
通过车联网技术的应用，汽车可以实现与其他车辆、道路设施和云端服务的无缝连接，为驾驶者和行人提供更加智能化的交通出行体验。
3. 数据安全与隐私保护：车载网络系统的发展也带来了数据安全和隐私保护的重要问题。
汽车企业需要加强数据加密和安全防护措施，以保护用户的个人信息和驾驶数据不被非法获取和使用。
常用车载网络系统(LIN)
LIN采用单线总线，主从结构，具有 低成本、高可靠性和易于扩展等优点。
LIN的应用范围
汽车内部传感器和执行器的通信
LIN常用于连接汽车中的各种传感器和执行器，如车门开关、座椅调节器、雨 刮器等。
替代CAN总线
在一些低端汽车中，LIN总线可以作为CAN总线的替代品，用于实现汽车内部 电子系统间的通信。
LIN总线对噪声干扰较为敏感， 可能会影响通信的稳定性和可 靠性。
LIN系统与其他车载网络的比较
CAN总线
FlexRay总线
Ethernet总线
LIN总线和CAN总线都是常用 的车载网络协议，但CAN总线 具有更高的传输速率和更好的 扩展性，适用于更复杂的车载 网络系统。
FlexRay总线是一种高速、确 定性、冗余的车载网络协议， 适用于需要高数据传输速率和 可靠性的应用。相比之下， LIN总线在传输速率和可靠性 方面存在局限性。
常见的LIN波特率有20kbps和 100kbps两种。根据系统需求选择合 适的波特率，以满足性能和成本的平 衡。
线缆规范指的是用于连接LIN网络节 点的线缆要求。为了确保数据传输的 稳定性和可靠性，应选择符合规范要 求的线缆，如屏蔽线或双绞线等。同 时，线缆长度也有限制，通常不超过 40米。
04 LIN系统的优势与局限性ຫໍສະໝຸດ LIN系统的优势低成本
可靠性高
灵活性高
LIN总线采用单线传输， 减少了线束数量和布线 复杂性，降低了整车成
本。
LIN总线采用分布式架构， 各节点之间相互独立， 提高了系统的可靠性和
稳定性。
LIN总线支持多种通信速 率和数据格式，可灵活 适应不同车型和功能需
求。
易于维护
LIN总线采用通用协议和 接口标准，方便故障诊
常用车载网络系统(LIN)课件
LIN是一种基于串行通信的总线系统 ，专为汽车分布式电子系统设计。它 具有低成本、高可靠性和易于扩展的 特点，适用于对通信要求不高的汽车 辅助系统。
LIN网络系统的组成
总结词
LIN网络系统由LIN主节点、LIN从属节点和LIN总线组成。
详细描述
LIN网络系统由多个节点组成，其中一个是主节点，其他是从 属节点。主节点负责启动通信并控制总线上的数据传输，从 属节点则响应主节点的请求并发送数据。LIN总线是连接所有 节点的物理媒介，负责传输数据。
受到重视。通过优化电路设计和降低功耗，可以延长车载网络的电池寿
命，提高整车的能效。
03
网络安全技术
随着智能网联汽车的发展，网络安全问题日益突出。LIN网络系统将加
强网络安全技术的研发和应用，以确保车载网络的安全性和可靠性。
LIN网络系统在智能网联汽车中的应用前景
智能驾驶辅助系统
LIN网络系统将广泛应用于智能驾驶辅助系统中，如自适 应巡航控制、自动泊车、碰撞预警等，提高驾驶安全性。
LIN网络系统的数据传输方式
01
LIN网络系统采用基于帧的数据传输方式，每个帧包括标识符、 数据长度、数据内容和校验码等信息。
02
帧格式简单明了，易于实现和维护。
数据传输采用广播方式，即主节点发送的报文会被所有从节点
03
接收并处理。
LIN网络系统的通信速率与线缆选择
01
根据不同的应用需求，LIN总线支持多种通信速率，如20kbps、 40kbps和9600bps等。
车联网应用
随着车联网技术的发展，LIN网络系统将与车载移动互联 网、云计算等技术结合，实现车辆与外部信息交互，提供 更丰富的车载信息服务。
车载wifi系统原理
车载wifi系统原理
车载WiFi系统是一种通过无线技术将车辆内部的互联网连接分享给乘客的系统。
它通常包括以下原理：
1. 车载无线网络设备：车载WiFi系统通过嵌入在车辆中的无线路由器或其他无线设备，将来自外部网络的互联网信号接收到车辆内部。
2. 互联网连接：车载WiFi系统可以通过多种方式连接到互联网，例如通过车辆自身内置的3G/4G连接、车辆所处区域的无线局域网（Wi-Fi）信号或外部移动数据网络（如手机热点）。
3. 信号传输：车载WiFi系统将接收到的互联网信号通过无线技术（通常是Wi-Fi）传输给车辆内部的无线设备，例如智能手机、平板电脑或笔记本电脑。
4. 安全性：车载WiFi系统通常会提供安全措施，例如Wi-Fi 加密、密码保护和访问控制，以确保车辆内部的互联网连接安全可靠。
5. 网络分享：车载WiFi系统可以通过无线路由功能将接收到的互联网连接分享给车辆内的多个设备，使乘客可以同时连接并使用互联网。
总体来说，车载WiFi系统通过将车辆内部和外部的无线网络
连接起来，为乘客提供便捷的互联网访问和共享，提升车内的互联网体验。
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现有B类网络协议及其应用情况
名称
主要用户 应用场合
注释
GMLAN(SWC) GM
多种场合 GM是唯一用户
ISO11898-3 (Fault-Tol CAN) J2248
VAN
J1850
欧洲
多种场合
GM, Ford, 多种场合 DC
Renault 控制应用 & PSA
协议
➢根据这些网络协议目前发展和使用的状况，
不难得出结论，将来A类网的主流协议将是
LIN。
➢尽管LIN目前正处于发展阶段，但是它已经 广泛地被世界上的大多数汽车公司以及零配 件厂商所接受，它有望成为A类网络的世界标 准。
LIN协议的软硬件支 持
目 前 ， Motorola 是 全 球
最主要的LIN协议芯片及其相关 驱动程序提供商，提供硬件开发 工具及相应的软件包、LIN物理 层接口等。
2.车载网络的类型
分类依据：功能和速率
➢ A类：面向执行器、传感器的低速网络 ➢ B类：面向模块间数据共享的中速网络 ➢ C类：面向多路、实时闭环的高速网络 ➢ D类：面向信息、多媒体系统的网络 ➢ E类：面向乘员的安全系统
典型的现代汽车网络
A类网络协议的特点
➢ A类网络主要面向传感器、执行 器控制；
车载网络系统
主要内容
一、车载网络基础 1.车载网络的发展 2.车载网络的类型 3.基本术语(多路传输、模块、节点、网络、通讯协议、总线速度、网关、帧） 4.汽车网络参考模型
二、CAN总线 1.CAN的特点 2.CAN的组成 3.CAN传输过程 4.CAN的数据构成 5.CAN的数据报告优先权 6.CAN的传输原理结构
许多厂商 智能连接器和传感器
Renault HVAC
Chrysler HVAC，Audio等
Ford
Audio
Toyota 车身控制
T&B
多种场合
注释
正被逐步淘汰 / 由LIN协会开发 极少使用 正被逐步淘汰 / / 正被逐步淘汰
A类网络协议之LIN协议
➢采 用 SCI 、 UART 等 通 用 硬 件 接 口 ， 辅 以 相应的驱动程序； ➢能提高汽车上分层、多路复用网络的性能， 降低汽车电子控制装置开发、生产以及诊断 服务的成本； ➢预计到2003年，全世界新生产的汽车平均 每辆会有3~10个LIN节点。
三、车载网络系统维修
扩展内容
单片机知识 CAN控制器芯片 CAN驱动器芯片 各种车型的车载网络结构 网络开发工具
一、车载网络基础
1.车载网络的发展 2.车载网络的类型 3.基本术语(多路传输、模块、节点、网络、通讯协议、总线速度、网关、帧） 4.汽车网络参考模型
1.车载网络的发展
一些汽车专家认为，就像汽车电子技术在 二十世纪七十年代引入集成电路、八十年 代引入微处理器一样，近十年网络总线技 术的引入也将是汽车电子技术发展的一个 里程碑，二十一世纪的汽车电子将是网络 控制的世纪。
现有C类网络协议及应用情况
名称 主要用户 应用场合
注释
ISO1189 GM，欧洲 实时控制场合
8-2
(高速CAN)
TTPTM/C TTTech
实时控制场合 最初由 (X-By-Wire)Vienna技术
大学制定
FlexRay BMW,
随着汽车网络技术的发展，目前及 未来的B类网络主流协议将是：
CAN (ISO11898-3)
C类网络协议的特点
➢主要面向高速、实时闭环控制的 多路控制多路传输网； ➢位速率可达1Mbps， X-By-Wire 系统传输速率可达10Mbps以上； ➢主要用于动力系统等对实时控制 及可靠性要求较高的场合。
车身控制A类网络总线结构图
CAN总线 车身总线
左前门控制 器ECU
玻璃升降机 电动执行器
电动门锁执 行器
后视镜电动 执行器
操作命令输 入装置ECU
LIN
B类网络协议的特点
➢ B类网络协议主要面向独立模块间的数 据共享，适用于对实时性要求不高的 场合，以减少冗余的电子部件；
➢ 位速率一般在10~125Kbps；
汽车网络功能的扩展
汽车电子控制发展大致经历了三个阶段： 1. 电子－机械替代 2. 独立系统的精确量化反馈控制 3. 多目标综合控制与智能化控制（即把整体上
相关、功能上独立而位置上分布安装的电子系 统组成一个协调控制的综合系统） 这使汽车网络技术从最初解决线束问题，逐渐 演绎出另一个重要的功能－－优化汽车的电子 控制。
控制、诊断 控制、诊断 通用、诊断
双绞线
双绞线、扁 单线 平线
双绞线
NRZ
Manchest VPW er
PWM
竞争
竞争
竞争
10K~1Mbp 125Kbps 10.4Kb 41.6Kb
s
ps
ps
0~8个字节 28个字节 0~8个字节
B类网络的主流协议
过 去 十 年 间 ， CAN(ISO11898-3); SAE J1850 以 及 VAN(Vehicle Area Network)在车身网络中得到了广泛的应 用。
汽车网络发展的起因
过去，汽车电器系统中仅有开关和 执行器这样的简单设备，各设备之间通 过点到点的连线实现车载信息通信。随 着车内各种电子装置的广泛应用和对系 统性能要求的提高，这种通信方式导致 了庞大、昂贵和日益复杂的线束。
解决问题的途径
为改善汽车的性能引进了大量 的电子装置，导致线束飞速增加， 而大量增加的线束又阻碍了汽车性 能的进一步提高。因此，必须寻找 一种新的技术，合理地解决上述问 题。汽车网络技术的出现，是解决 此矛盾的最佳途径。
➢ 位速率一般小于10Kbps； ➢ 适用于对实时性要求不高的场合，
主要应用于电动门窗、座椅调节、 灯光照明等控制。
现有A类网络协议及其应用情况
名称
UART Sinebus
LIN I2C CCD ACP BEAN J1708/J1 587/J192 2
主要用户 主要应用场合
GM
多种场合
GM
Audio
GM, Ford, 多种场合 Chrysler
也称容错CAN
基于ISO 11898 基于ISO11519-3 有VPM，PWM两 种调制方式
ISO 11898-3、 VAN、 J1850性能比较
比较内容
应用场合 传输介质
位编码方式
介质访问方式 位速率
数据长度
ISO 11898-