汽车单片机与车载网络-1概述
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。
车载网络的基本概念
车载网络的基本概念
1 计算机网络 把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机系统通过通信设 备和线路连接起来，在功能完善的软件和协议的管理下进行信息 交换，实现资源共享、互操作和协同工作的系统操作计算机网络。 总体来看，计算机网络是具有资源共享和通信功能的计算机系统 的集合体。随着计算机科学技术和计算机应用的发展，资源共享 和网络通信的含义也在不断丰富，如资源共享由数据资源共享、 存储系统共享，发展到分布计算以及协同工作。而计算机网络中 的“计算机”的概念也不再像以往那样突出。网络的终端有很多 并非是传统概念上的计算机或终端设备，可能是一个控制模块， 或是一个智能传感器。
车载网络的基本概念
按网络拓扑结构分类 计算机网络的拓扑结构，即是指网上计算机或设备与传输媒介形成的节点与线 的物理构成模式。计算机网络的拓扑结构主要有：星型结构、总线型结构、环 型结构和树型结构，
车载网络的基本概念
按网络拓扑结构分类 计算机网络的拓扑结构，即是指网上计算机或设备与传输媒介形成的节点与线 的物理构成模式。计算机网络的拓扑结构主要有：星型结构、总线型结构、环 型结构和树型结构，
车载网络的基本概念
按网络地理覆盖范围划分，可分为局域网、城域网和广域网三种。 ①局域网 局域网是由一系列用户终端和具有信息处理与交换功能的节点及节点间的传输 线路组成，限制在有限的距离之内，实现各计算机间的数据通信，具有较高的 网络传输速率。局域网范围一般不超过10km，往往局限于企事业单位内。局 域网具有组建灵活，成本低廉，运行可靠，速度快等优点。车载网络是多个局 域网络的互联结构。 ②城域网 也称都市网，它的覆盖范围一般是一个城市，它是在局域网不断普及，网络产 品增加，应用领域拓展等情况下兴起的。它是将一个城市范围的局域网互联起 来，以得到更高的数据传输速率。 ③广域网 覆盖范围广阔，又称远程网。广域网覆盖的地理范围可以是一个城市地区、一 个省、一个国家。最大的是Internet。广域网的传输速率低。
汽车车载网络技术详解最新版精品课件第1章 车载网络系统基础知识
6．比特和字节
计算机中的所有信息都以位（bit，亦称比特，是二进制数 字的最小信息单位）为单位进行存储和处理的。 1千字节（KB）= 210字节，即1 024字节 1兆字节（MB）= 220 字节，即1 024KB（1 048 576字节） l千兆字节（GB）= 230字节，即1 024MB（1 073 741 824字节） 注意：换算系数不是1 000，而是1 024。
DDB/Optical（Domestic 音频系统通信协议将DDB作为音频系统总线采 Digital Bus/Optical） 用光通信
5.6Mbit/s
C&C
MOST（Media Oriented 信息系统通信协议以欧洲为中心，由克莱斯
System Transport） 勒与BMW公司推动
IEEE1394
CAN）
同步的CAN
Byteflight
重视安全、按用途分类的控制用LAN协议通用 时分多路复用（FTDMA）
FlexRay
重视安全、按用途分类的控制用LAN协议
1Mbit/s 10Mbit/s 5Mbit/s
Robert Bosch公司 CIA
BMW公司
BMW公司Daimler Chrysler公司
（2）总线数据传输的要求 1）可靠性高 2）使用方便 3）数据密度大 4）数据传输快
（3）总线数据传输的优点 1）简化线束 2）可以进行设备之间的通信，丰富了功能。 3）通过信息共享减少传感器信号的重复数量。
数字总线信号传递方式
线束对比 a）传统线束 b）采用车载网络后的线束
3．车载网络系统的发展史
1987年12月日本车采用LAN
表1-3 几种车载网络的开发年份、采用厂家与发表年份
第1章汽车单片机概述
第1章汽车单片机概述
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第一节 汽车电子技术的发展
第一节 汽车电子技术的发展
➢ 80年代中期到90年代末被认为是电子技术在汽车上应用的第三阶段，在 这一阶段中，以微处理器为核心的微机控制系统在汽车上大规模的应用 趋于成熟和可靠，并向智能化发展，汽车全面进入电子化时代。
➢ 2000年以后，汽车电子化被认为已进入第四阶段——智能化和网络化时 代，在这一阶段中，汽车产品将大量采用人工智能技术，并利用网络进 行信息的传递和交换。汽车电子技术的重点由解决汽车部件或总成问题 开始向广泛应用计算机网络与信息技术发展，使汽车更加自动化、智能 化，并向解决汽车与社会融为一体等问题转移。汽车电子设备成本占汽 车总成本的比重越来越大，汽车制造技术由机械制造逐步步入电子控制 技术时代。
汽车单片机
第1章汽车单片机概述
汽车电控系统中单片机的应用
第1章汽车单片机概述
第1章汽车单片机概述
概述
随着电子技术的发展和应用，基于改善安全、舒 适、节能和环保等性能的电控系统在汽车电子系统中 占有非常重要的地位，这些电控系统的核心是电子控 制单元，即人们常说的ECU，而ECU的核心是单片机 。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气 流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判 断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲 信号以控制喷油量。电控单元由微型计算机、输入、 输出及控制电路等组成。
第1章汽车单片机概述
汽车车载网络技术基础PPT课件
混合型拓扑结构
总结词：结合星型和网状拓扑结构优点 总结词：设计难度大 总结词：成本较高
详细描述：混合型拓扑结构结合了星型和网状拓扑结构 的优点，既具有较好的扩展性，又提高了信息传输效率 。
V2X通信技术的发展
V2X通信技术使得车辆能够与周围环境进行信息交互，从而提高驾驶安全性，车载网络技 术也将朝着这个方向发展。
车载网络面临的挑战
1 2 3
数据安全问题
车载网络涉及到大量的个人信息和车辆数据，如 何保证数据的安全性和隐私性是一个重要的问题。
网络连接稳定性问题
车载网络的连接稳定性是一个关键问题，特别是 在高速行驶和偏远地区，如何保证网络的稳定连 接是一个挑战。
03
云计算和大数据技术在车载网络中的应用
通过云计算和大数据技术，可以实现车载数据的存储和分 析，为驾驶者提供更加个性化的服务。
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FlexRay总线协议
总结词
FlexRay总线协议是一种高速、高可靠性 的串行通信协议，适用于汽车中的高性 能网络和安全关键应用。
VS
详细描述
FlexRay总线协议是一种高速、高可靠性 的串行通信协议，适用于汽车中的高性能 网络和安全关键应用。它具有确定性、灵 活性和可扩展性等特点，能够满足汽车在 安全、舒适和性能方面的要求。FlexRay 总线协议采用时间触发和事件触发两种通 信方式，具有双通道冗余和故障容错能力 。
在车载网络中部署防火墙，过滤掉恶意流量和攻击行 为，防止外部攻击。
入侵检测与防御
实时监测车载网络中的异常行为，及时发现并防御恶 意攻击。
车载网络知识点总结
车载网络知识点总结一、车载网络的概念车载网络是指将汽车内部的电子设备、传感器、控制单元等与移动通信网络连接起来，实现车辆信息传输和互联的一种网络系统。
通过车载网络，车辆可以连接互联网，实现远程控制和互联互通。
车载网络的发展与智能化汽车的发展密切相关，可以为驾驶人员、乘客提供更丰富的信息服务和更便捷的交通出行方式。
二、车载网络的技术架构车载网络的技术架构主要包括车辆内部网络、车辆对外通信、车辆与云端通信等几个主要部分。
1. 车辆内部网络：车辆内部网络是指车载网络中用于连接车辆内部各种设备和传感器的网络系统。
通常采用CAN总线、LIN总线等方式进行连接，实现车辆内部各种设备之间的数据传输和通信。
2. 车辆对外通信：车辆对外通信是指车辆通过移动通信网络与外部互联网进行数据传输和通信的部分。
车辆可以通过3G/4G/5G网络连接互联网，实现远程控制、车辆信息传输等功能。
3. 车辆与云端通信：车辆与云端通信是指车辆通过移动通信网络与云端服务器进行数据传输和通信的部分。
通过车辆与云端的通信，可以实现车辆数据的上传、下载，车辆远程控制和管理等功能。
三、车载网络的应用场景车载网络的应用场景非常广泛，主要包括车辆信息服务、车辆远程控制、车辆安全监控等几个方面。
1. 车辆信息服务：通过车载网络，车辆可以连接互联网，实现导航、音乐、视频、在线购物等丰富的信息服务。
驾驶人员、乘客可以在车辆内部享受不同于传统汽车的娱乐和工作方式。
2. 车辆远程控制：通过车载网络，车主可以通过手机App或者互联网远程控制车辆的启动、熄火、空调、车窗、车灯等功能。
提高了车主对车辆的便捷控制。
3. 车辆安全监控：通过车载网络，车辆可以实时上传自身位置、状态信息到云端服务器，可以实现车辆追踪、监控和报警等功能。
提高了车辆的安全性和管理效率。
四、车载网络的安全性车载网络的安全性是非常重要的，因为一旦发生安全漏洞或攻击，可能对车辆和驾驶人员的生命财产造成严重威胁。
单片机在汽车电子系统中的应用
单片机在汽车电子系统中的应用单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，集成了中央处理器（CPU）、存储器和各种输入输出接口等功能模块。
它在汽车电子系统中扮演着重要的角色，为汽车提供了多种功能和保障。
本文将探讨单片机在汽车电子系统中的应用。
一、发动机控制系统单片机在汽车的发动机控制系统中具有重要的作用。
发动机控制系统主要包括引擎管理系统（Engine Management System，简称EMS）和点火系统。
单片机通过读取、处理传感器信号，控制喷油阀、点火正时等操作，以实现发动机的高效运转。
单片机能够根据不同的工况，动态调整燃油混合比、进气量等参数，提高发动机的燃烧效率，减少污染物排放，提高汽车的燃油经济性和环保性。
二、车身电子系统车身电子系统包括车载信息娱乐系统、安全系统和辅助驾驶系统等。
单片机通过连接各种传感器和执行器，实现多种功能。
例如，借助单片机的处理能力，车载信息娱乐系统可以提供多媒体播放、导航、蓝牙通信等功能；安全系统可以通过单片机控制车载摄像头、雷达等设备，实现行车记录、自动驾驶辅助等功能。
三、车身控制系统车身控制系统主要包括制动系统、悬挂系统和转向系统等。
单片机在车身控制系统中的应用主要体现在电子稳定程序（Electronic StabilityProgram，简称ESP）和防抱死刹车系统（Anti-lock Braking System，简称ABS）等方面。
单片机通过检测车辆的姿态、速度等信息，并与传感器、执行器相连，实现车辆的动态稳定控制和防抱死刹车功能，提高行车安全性和稳定性。
四、驾驶员辅助系统驾驶员辅助系统包括泊车辅助系统、盲区监测系统、自动驾驶系统等。
单片机在驾驶员辅助系统中起到了核心的作用。
例如，泊车辅助系统通过连接车载摄像头、超声波传感器等设备，实现车辆的自动泊车；盲区监测系统通过单片机的处理能力，实时监测车辆周围的盲区，提醒驾驶员注意；自动驾驶系统则通过集成多种传感器和单片机，实现车辆的自动行驶和避障功能。
模块1-车载网络技术认识
图1-9 现代汽车典型控制系统
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二、车载网络技术的应用
（1）汽车多个ECU之间的典型网络布局 汽车多个ECU之间的网络布局常见的有分级式和分开式两种。 ①分级式：采用J1939标准的分级式网络布局，将整个网络分成不同功能层级，并用特制的微机对不同层级进 行处理和控制，如图1-10所示。这种网络布局具有超过30个ECU的容量。
1
模块一 车载网络技术认识
2
车载网络技术认识
知识目标 1.认识车载网络技术； 2.了解车载网络技术的发展和应用； 3.熟悉典型车载网络的结构和组成； 4.熟悉车载网络技术常用术语； 5.熟悉车载网络系统通信协议标准。
汽车车载网络技术
技能目标 1.能够对车载网络的结构组成进行分析； 2.能够对不同种类车载网络技术的特点和适用范畴进行点评； 3.能够对车载网络技术的现在和发展进行分析。
。
表1-1 主要车载网络基本情况
车载网络名称
概要
通信速度
组织/推动单位
CAN（Controller Area Network）
车身/动力传动系统控制用LAN协议，最有可能成为世界标准的车用 LAN协议。
1Mbit/s
Robert Bosch公司（开发），ISO
VAN(）
车身系统控制用LAN协议，以法国为中心
素养目标 1.培养学生乐与思考、敢于实践、做事认真的工作作风； 2.培养学生谦虚严谨、刻苦钻研、积极进取的工作学习态度； 3.培养学生劳模精神、劳模精神、工匠精神和创新意识。
思政目标 通过思政学习，培养学生在汽车技术领域敢于实践、刻苦钻
研、勇于创新的精神。
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一、车载网络技术概述
（一）车载网络技术的定义 汽车车载网络技术是通过总线使汽车上的 各种电子装置与设备连成一个网络，使不同汽 车电子系统的ECU能够在一个共同的环境下协 调工作，实现相互之间的信息共享。其应用减 少了连接导线的量和重量，简化了布线，减少 了电气节点的数量和导线的用量，增加了信息 传送的可靠性，使布线简单、设计简化、成本 降低、可靠性和可维护性提高，实现了信息共 享，提高了汽车性能，满足了现代汽车电子设 备的功能要求。