第五章汽车车载网络技术
汽车技术：车载网络技术
汽车技术：车载网络技术#懂车玩家超级创作日（第四期）#智能网联汽车主要包括3种网络：以车内总线通信为基础的车内网络，也称为车载网络；以短距离无线通信为基础的车载自组织网络；以远距离通信为基础的车载移动互联网络。
因此，智能网联汽车是融合车载网、车载自组织网和车载移动互联网的一体化网络系统。
智能网联汽车网络体系构成车载网络是基于CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太网等总线技术建立的标准化整车网络，实现车内各电器、电子单元间的状态信息和控制信号在车内网上的传输，使车辆具有状态感知、故障诊断和智能控制等功能。
车载自组织网络是基于短距离无线通信技术自主构建的V2V、V2I、V2P之间的无线通信网络，实现V2V、V2I、V2P之间的信息传输，使车辆具有行驶环境感知、危险辨识、智能控制等功能，并能够实现V2V、V2I之间的协同控制。
车载移动互联网络是基于远距离通信技术构建的车辆与互联网之间连接的网络，实现车辆信息与各种服务信息在车载移动互联网上的传输，使智能网联汽车用户能够开展商务办公、信息娱乐服务等。
车载网络车载网络划分为5种类型，分别为A类低速网络、B类中速网络、C类高速网络、D类多媒体网络和E类安全应用网络。
A类低速网络传输速率一般小于10kbit/s，有多种通信协议，该类网络的主流协议是LIN（局域互联网络），主要用于电动门窗、电动座椅、车内照明系统和车外照明系统等。
B类中速网络传输速率在10～125kbit/s之间，对实时性要求不太高，主要面向独立模块之间数据共享的中速网络。
该类网络的主流协议是低速CAN（控制器局域网络），主要用于故障诊断、空调、仪表显示等。
C类高速网络传输速率在125～1000kbit/s之间，对实时性要求高，主要面向高速、实时闭环控制的多路传输网。
该类网络的主流协议是高速CAN、FlexRay等协议，主要用于牵引力控制、发动机控制、ABS、ASR、ESP、悬架控制等。
车载网络技术简介
第5章 车载网络技术简介
图5-9 环型网络拓扑结构
第5章 车载网络技术简介
3) 总线型网络拓扑结构
总线型网络即所有入网计算机通过分接头接入到
一条载波传输线上，如图5-10所示。 总线型网络拓扑结构的特点：信道利用率较高，
但同一时刻只能有两处网络节点在相互通信，网络延
伸距离有限，网络容纳节点数有限(受信道访问机制的 影响)。它适用于传输距离较短、地域有限的组网环境。 目前，局域网多采用此种方式。
第5章 车载网络技术简介
图5-8 星型网络拓扑结构
第5章 车载网络技术简介 2) 环型网络拓扑结构 环型网络是通过转发器将每台入网计算机接入网 络的，每个网络接口与相邻两个网络接口用物理链路 相连，所有转发器组成一个拓扑为环状的网络系统， 如图5-9所示。 环型网络拓扑结构的特点：实时性较高，传输控 制机制较为简单，但一个节点出故障可能会终止全网 运行，可靠性较差，网络扩充调整较为复杂。
第5章 车载网络技术简介 3．国内外多路总线传输系统的发展简史 早在1968年，艾塞库斯就提出了利用单线多路传输 信号的构想。 从1980年起，汽车内开始装用车载网络。 1983年，丰田公司在世纪牌汽车上采用了应用光缆 的车门控制系统。 从1986年起，在车身系统上装用了铜线传输媒介的 网络，并在日产和通用公司汽车的控制系统中得到应用。 20世纪80年代末，BOSCH公司和英特尔公司研制了 专门用于汽车电气系统的总线——控制器局域网 (Controller Area Network)规范，简称CAN。 接着，美国汽车工程师学会(SAE)提出了J1850通信 协议规范。
线方式，即电线一端与开关相接、另一端与用电设备相
通的方式，导致汽车上导线数目急剧增加，如图5-1所示。
第五章 车载以太网【车载网络及信息技术】
车载以太网
• 由于车载以太网的特点，在车辆上主要作为信息主干网络和车载 信息系统的通信网络，图5-1是一个以车载以太网为骨干网的车 上通信网络示例。
• 其中，车辆电子控制系统、动力传动系统以及车身控制等这些要 求实时性可靠性高、传输的数据短、数据量少的系统会仍继续使 用CAN、FlexRay等网络
第五章 车载以太网
• 车载通信技术的发展是从串行通信，到工业总线，再到 总线网络。随着车载电子控制和信息装置的增加以及信 息服务需求的不断增加，更高级的计算机网络的应用是 必然的。
• 多媒体、电子地图、INTERNET网络信息等在车上的应用 • 在车上使用以太网，并对其适当修改，既要保持以太网
的优势特点，又要满足车辆环境的要求，这就是所谓车 载以太网
• 7） 媒介访问方式为CSMA / CD（载波侦听多路访问冲突检 测），原理简单，技术易实现，网络中各工作站地位平等， 不需集中或优先级控制；
• 8） 传输速度为10 Mbps，100 Mbps或以上，目前千兆以太 网和万兆以太网已经投入使用；
• 9） EMC性能——可以根据不同的实际应用情况进行设计， 以满足OEM的EMC要求。
Ethernet Ethernet
Ethernet
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图5-1：以车载以太网为骨干网的车上通信网络架构
7
第一节 以太网简介
➢一、定义 • 符合IEEE802.3规范的计算机网络就称为以太网。以太网最
早由Xerox（施乐）公司推出，于1980年DEC、Intel和Xerox 三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛 的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网 （100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。它们都符合 IEEE802.3。
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
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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。
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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。
智能交通系统中的车载网络技术使用教程
智能交通系统中的车载网络技术使用教程随着科技的不断发展和社会的不断进步，智能交通系统在现代城市中扮演着越来越重要的角色。
其中，车载网络技术作为智能交通系统中的重要组成部分，对车辆和乘客的安全、便利性以及交通效率的提升起着关键作用。
本文将为读者提供智能交通系统中的车载网络技术使用教程，以帮助读者更好地理解和使用这一技术。
一、什么是车载网络技术？车载网络技术是指在车辆内部建立一个相对独立的网络系统，通过无线通信等方式将车辆内部设备连接起来，实现车辆内部设备之间的信息传输和共享。
通过车载网络技术，驾驶员和乘客可以方便地使用各种车内设备，例如导航系统、娱乐系统、车况监控系统等。
二、车载网络技术的优势1. 提供实时信息：车载网络技术可以将车辆内部设备连接到互联网，从而能够实时获取各种信息，如交通状况、天气预报、道路施工等。
这些信息将有助于驾驶员和乘客更好地规划行程和做出决策。
2. 提升安全性：车载网络技术可以与车辆安全系统相连接，实时监测车辆的状态并及时报警，为驾驶员提供安全驾驶的支持。
例如，当车辆发生意外或超速行驶时，车载网络技术可以通过消息推送等方式提醒驾驶员采取相应措施。
3. 提高乘坐舒适度：车载网络技术可以支持多媒体设备的连接，使乘客可以在车内观看电影、听音乐或者玩游戏。
同时，车辆网络还可提供高速互联网接入，让乘客能够随时上网、下载和上传文件。
三、车载网络技术的使用方法1. 连接车载网络：首先，确保车载网络设备已安装并连接到车辆的数据接口。
然后，根据设备的说明书或操作手册，按照要求设置网络连接，包括输入网络名称和密码等信息。
注意，为了保证网络的安全性和稳定性，建议使用加密网络而非公共无线网络。
2. 使用导航系统：车载网络技术可以把车辆连接到导航系统，提供准确的车辆位置和行驶路线信息。
在使用导航系统时，首先输入目的地的地址或名称，然后按照系统提示进行导航操作。
导航系统一般会提供多种导航方式，如最短路径、最快路径、避开拥堵等，根据需要选择合适的导航方式。
62356-汽车车载网络技术-第五章-其他车载网络技术
一、MOST总线的特点和类型
2. MOST数据的类型 在MOST网络中,传输的信息有同步数据、异步数据和控制数据3种类型,分别 由一个信息帧的同步数据场、异步数据场和控制数据场传送,如图5-60所示。
图5-60 MOST数据的组成
一、MOST总线的特点和类型
3.基本概念 (1)MOST数据通道(Channel) (2)通道带宽(BandWidth) (3)MOST设备(Device) (4)MOST功能(Function)和功能块(Function Block) (5)从功能块(Slavd)、控制功能块(Controller)和人机接口功能块(HMI) (6)属性(Property) (7)方法(Method) (8)事件(Event) (9)功能接口
图5-34 VAN多功能传输系统
四、VAN总线在汽车上的应用
2. VAN与CAN混合网络 VAN与CAN混合网络主要用于满足更多功能和更高舒适度要求的车辆,如图 5-35所示
图5-35 VAN与CAN混合网络
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第三节 FlexRay总线
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一、FlexRay总线的特点
FlexRay总线具有高宽带、确定性、容错性和拓扑结构灵活等特点。 作为计算机网络通信协议,按照ISO的计算机网络OSI通信模型,FlexRay的 分层结构如图5-36所示。
四、LAN的应用
1.丰田汽车采用的两种供多路传输通信需要的集成电路 2.丰田汽车公司选用SAE J1850标准的PWM编码作为两种集成电路 通信协议的基础 3.丰田汽车按SAE J1850标准设置的两种集成电路的相关规范 4.通信控制IC的结构特点 5.收发器IC的结构特点 6.通信控制与收发器IC的使用情况 7.丰田汽车公司除选用PWM编码协议外又定义了NRZ编码协议
汽车车载网络技术分析PPT课件
LIN总线广泛应用于汽车中的舒适系统、车门控制系统、座椅调节系统等。
发展趋势
随着汽车电子技术的不断发展，LIN总线将逐渐向高速、高可靠性和低延迟方向发展，以满足汽车智 能化和网联化的需求。同时，LIN总线也将与其他车载网络技术如CAN总线、以太网等进行融合，共 同推动汽车网络技术的发展。
06
车载MOST总线技术分析
。
05
车载LIN总线技术分析
LIN总线的特点与优势
可靠性高
LIN总线采用主从式架构，主节点可以控 制数据传输，减少了数据冲突的可能性，
提了通讯的可靠性。
A 成本低
LIN总线是基于串行通讯协议的，硬 件结构简单，成本较低。
B
C
D
低功耗
LIN总线采用低电压供电，降低了车载网 络的功耗，延长了汽车电池的使用寿命。
兼容性问题
车载网络技术需要与各种车载 设备兼容，如导航、娱乐系统 等，以确保良好的用户体验。
解决方案与未来发展方向
持续技术更新
统一技术标准
推动行业合作，制定统一的车载 网络技术标准，促进不同品牌和 型号汽车之间的互联互通。
建立完善的技术更新机制，确保 车载网络技术的及时升级和维护。
提高兼容性
加强与各类车载设备的兼容性测 试和优化，提高用户体验。
集成化与智能化
车载以太网将与车载其他网络技术进行更深入的集成，同时通过智能 化技术的应用，实现网络自组织和自管理。
安全与可靠性增强
针对车载以太网的安全和可靠性问题，未来将有更多研究和措施出台， 提高车载以太网技术的安全性和可靠性。
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车载CAN总线技术分析
CAN总线的特点与优势
实时性高 可靠性高 灵活性高 成本低
《车载网络技术》课程标准
《车载网络技术》课程教学标准课程编码：课程类别：专业素质课适用专业：汽车电子技术课程管理单位：汽车工程系学时：42 学分：2制定日期：2011-03-26第一次修订日期：第二次修订日期：...1、课程概述1. 1课程性质《汽车车载网络技术》属于人才培养方案中四个课程模块中的专业素质课，是汽车电子技术专业的专业主干课，是必修课，《汽车车载网络技术》是一门实践性很强的技术应用型课程，它是来自企业的特色课程。
1.2课程的定位本课程是汽车电子专业数字技术方向的一门专业方向课。
本课程的内容包括：汽车电子和车用总线的基础知识，计算机网络和控制总线的基本概念和基础知识，车上网络系统的结构和特点，异步串行通信的基本知识及应用，控制器局域网（CAN）规范、常用CAN控制器、CAN应用系统设计，适用于车上线控系统基于时间触发的网络（TTCAN、TTP/C、byteflight、FlexRey），车上局部连接网络LIN及其应用，以及车上媒体系连接网络MOST 等内容。
通过本课程的学习使学生掌握汽车总线的基本原理，了解汽车总线的应用及开发技术等。
本课程的知识为学生毕业设计及今后从事汽车电控系统研究与开发打下坚实的基础。
该课程的学习需要以前修课程《汽车电工技术》、《汽车电子技术》、《汽车单片机技术》、《汽车原理与构造》为前导课程，可将前修课程培养的能力进行运用和深化；该课程为后续课程《毕业设计》以及企业顶岗实习、毕业实践等环节中。
该课程与前后续课程共同形成了完整的职业能力培养体系，是实现汽车电子专业人才培养目标的重要环节。
1.3修读条件具有基本的计算机知识，英语达到国家三级水平。
前期必须已经合格修读完电工技术和电子技术等专业基础课程以及汽车单片机技术、汽车电器与电子设备等专业课程。
2、课程目标2.1 专业能力目标1）能够对车载网络系统故障进行检测、诊断、分析、修复和排除；2）能够正确使用汽车车载网络系统各种检测、维修设备和工具；3）能够正确使用和养护汽车车载网络系统，保障工作性能良好。
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1. MOST的含义
多媒体定向系统传输(Media Oriented Systems Tran sport，MOST)为车辆中使用的一种多媒体应用通信技 术。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 多可连接64个节点。
2. MOST的特点
1）保证低成本的条件下，可达到24.8Mbit/s的数据传 输速率。 2）无论是否有主机电控单元都可工作。 3）使用塑料光缆优化信息传送质量。 4）支持声音和压缩图像的实时处理。 5）支持数据的同步和异步传输。 6）发送器/接收器嵌有虚拟网络管理系统。 7）支持多种网络连接方式。 8）提供MOST设备标准。 9）应用系统界面方便、简洁。 10）MOST总线不仅能传输控制数据和传感器数据， 还能传输数字音频信号、视频信号图形以及其他数据。
（1）光信号发射器 光信号发射器中装有一个驱动装 置，驱动装置向一个LED供电，LED向MOST总线发送 650nm红色可见光信号，重复频率为44.1MHz。 （2）光信号接收器 光信号接收器接收MOST总线的 数据，主要由LED、前功率放大器、唤醒电路、将光信 号转换为电信号的接口等组成。 （3）MOST光缆 MOST总线采用塑料光缆，宝马E65 轿车MOST总线用绿色作为特征标记，如图5-25所示。
SAEJ1850
车身系统控 10.4 制用LAN协议
D2B/Optical
音频系统通 5600 信协议
应用
动力与传动 系统、车身系 统，欧洲汽车 采用
车身系统， 美国汽车采用
主要用于开 关与操作系统， 欧洲汽车采用
车身系统， 美国、日本及 欧洲汽车采用
三、 LAN的应用
1.丰田汽车采用的两种供多路传输通信需要的集成电 路 2.丰田汽车公司选用SAE J1850标准的PWM编码作 为两种集成电路通信协议的基础 3.丰田汽车按SAE J1850标准设置的两种集成电路的 相关规范
2.采用LAN技术的汽车的特点
1）汽车电子控制系统只需1根通信电缆，减少线束连接 ，减轻汽车质量。 2）电子控制系统部件数量减少，使汽车的可靠性增加。 3）可实现实时故障诊断、测试和报警，实现集中显示、 历史查询和故障自诊断等功能，使汽车具有行驶记录仪 功能。 4）电子控制系统的扩展性强，增加电控装置时几乎不需 要对原有局域网的软件和硬件进行任何改动。
1. LAN的构成
图5-2 典型的LAN结构
G/W—网关
图5-1 LAN的构成 ECS—电控单元或电子控制系统
1—ABS电控单元 2—动力系统电控单元 3—空调电控单元 4—集成控制板 5—组合仪表电控单元 6—照明电控单元
7—电动座椅电控单元 8—车门电控单元
9—车载电话电控单元 10—汽车动态电控单元
4.通信控制IC的结构特点 5.收发器IC的结构特点 6.通信控制与收发器IC的使用情况 7.丰田汽车公司除选用PWM编码协议外又定义了
NRZ编码协议
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第二 MOST总线
一、 MOST总线的特点和类型 二、 MOST的结构和控制原理 三、 MOST在汽车上的应用
一、 MOST总线的特点和类型
第五章 其他车载网络技术
第二节 MOST总线 第三节 蓝 牙 技 术 第四节 诊 断 总 线 第五节 汽车光纤技术
第一节 汽车车载局域网
一、 LAN的结构和特点 二、 LAN的类型 三、 LAN的应用
一、 LAN的结构和特点
1. LAN的构成 2.采用LAN技术的汽车的特点
汽车车载局域网（Local Area Network，LAN） 是指分布在汽车上的电器与电子设备在物理上互相 连接，并按网络协议相互通信，以共享硬件、软件 和信息等资源为目的的电子控制系统。
3. MOST数据的类型
在MOST网络中，传输的信息有同步数据、异步 数据和控制数据3种类型，分别由一个信息帧的同步 数据场、异步数据场和控制数据场传送，如图所示。
图5-17 MOST数据组成
二、 MOST的结构和控制原理
1. MOST的基本结构 2. MOST总线工作状态 3. MOST控制原理 4. MOST总线的诊断功能
1. MOST的基本结构
（1）MOST节点结构
图5-18 MOST节点结构模型
图5-19 MOST设备的逻辑结构
（2）MOST设备
图5-20 MOST设备的硬件结构
图5-21 MOST总线电控单元结构
2. MOST总线工作状态
（1）休眠模式 （2）备用模式 （3）通电工作模式
（1）休眠模式
休眠模式下的MOST总线内没有数据交换，所有装置 处于待命状态，只能由系统管理器发出的光启动脉冲 来激活，静态电流被降至最小值。
三、 MOST在汽车上的应用
1. MOST的组成 2.电话
图5-23 MOST控制原理 1—计算机及键盘 2—显示器 3、9—音响 4—电视 5—无线信号收发器 6—卫
星信号接收机 7—CD-ROM(电子地图等数据) 8—车载电话 10—语音控制输入接口 11—CD(VC
D)播放机
1. MOST的组成
二、 LAN的类型
表5-1 主要车载网络的特点与应用
名称
通信协议名称 通信速率 /（Kbit/s）
车内 网络
CAN（控制器局域 网）
动力与传动、 1000 车身系统控制 用LAN协议 （CAN）
VAN（汽车局域网） 车身系统控 1000 制用LAN协议
LIN（汽车局域互联 网）
车身控制用L 20 AN协议，液压 控制组件专用L AN协议
（2）备用模式
备用模式下无法为用户提供任何服务，MOST总线系 统在后台运行，但所有的输出介质(如显示器、收音机 放大器等)都不工作或不发声。
（3）通电工作模式
通电工作模式中，电控单元完全接通，MOST总线上 有数据交换，用户可使用所有功能。
3. MOST控制原理
图5-22 MOST总线的环形结构
图5-24 MOST电控单元之间的连接 24
第三节 蓝 牙 技 术
一、 蓝牙技术简介 二、蓝牙技术的特点 三、蓝牙技术在车载免提系统中的应用