8汽车车载网络技术简介
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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。
8汽车车载网络技术简介
8.1 车载网络技术概述
8.1.1 车载网络技术发展的背景 8.1.2 车载网络的结构 8.1.3 常用基本术语
2006年3月
汽汽车车发发动动机机电电控控技技术术
8.1.1车载网络技术发展的背景
发动机 控制
制动防 抱死
传[U1] 统点对点通讯方式
灯光
空调
电子 锁
仪 表 板
变速控 制
主动悬 架
自动 座椅
2006年3月
汽汽车车发发动动机机电电控控技技术术
2. 多路传输 所谓多路传输，指在计算机局域网中，将多种信息混 合或交叉通过一个通信信道传送的方式。
2006年3月
传统线路与多路传输线路
汽汽车车发发动动机机电电控控技技术术
3. 模块／节点 模块就是一种电子装置。简单一点的如温 度和压力传感器，复杂的如计算机（微处理 器）。传感器是一个模块装置，根据温度和 压力的不同产生不同的电压信号。这些电压 信号在计算机（一种数字装置）的输人接口 被转变成数字信号。在计算机多路传输系统 中一些简单的模块被称为节点。各节点通过
4. CAN只需通过帧滤波即可实现点对点、一点对多点及全 局广播等几种方式传送接受数据，无需专门的调度。
2006年3月
汽汽车车发发动动机机电电控控技技术术
5. CAN采用非归零式（NRZ）编码，直接通信距离最远 可达10km（速率5kb/s）；通信速率最高可达1Mb/s（此 时通信距离最长为40m)。 6. CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达 110个。标示符可达2032种（CAN2.0A）,而扩展标准 (CAN2.0B)的标示符几乎不受限制。 7. 采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好 的检错效果。 8. CAN的每帧信息都有CRC效验及其他检错措施，保证 数据出错率极低。 9. CAN的通信介质可为双铰线、同轴电缆或光纤，选择灵 活。 10. CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能， 以使总线上其他节点的操作不受影响。
8.1.1 车载网络技术发展的背景 8.1.2 车载网络的结构 8.1.3 常用基本术语
2006年3月
汽汽车车发发动动机机电电控控技技术术
8.1.1车载网络技术发展的背景
发动机 控制
制动防 抱死
传[U1] 统点对点通讯方式
灯光
空调
电子 锁
仪 表 板
变速控 制
主动悬 架
自动 座椅
2006年3月
汽汽车车发发动动机机电电控控技技术术
2. 多路传输 所谓多路传输，指在计算机局域网中，将多种信息混 合或交叉通过一个通信信道传送的方式。
2006年3月
传统线路与多路传输线路
汽汽车车发发动动机机电电控控技技术术
3. 模块／节点 模块就是一种电子装置。简单一点的如温 度和压力传感器，复杂的如计算机（微处理 器）。传感器是一个模块装置，根据温度和 压力的不同产生不同的电压信号。这些电压 信号在计算机（一种数字装置）的输人接口 被转变成数字信号。在计算机多路传输系统 中一些简单的模块被称为节点。各节点通过
4. CAN只需通过帧滤波即可实现点对点、一点对多点及全 局广播等几种方式传送接受数据，无需专门的调度。
2006年3月
汽汽车车发发动动机机电电控控技技术术
5. CAN采用非归零式（NRZ）编码，直接通信距离最远 可达10km（速率5kb/s）；通信速率最高可达1Mb/s（此 时通信距离最长为40m)。 6. CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达 110个。标示符可达2032种（CAN2.0A）,而扩展标准 (CAN2.0B)的标示符几乎不受限制。 7. 采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好 的检错效果。 8. CAN的每帧信息都有CRC效验及其他检错措施，保证 数据出错率极低。 9. CAN的通信介质可为双铰线、同轴电缆或光纤，选择灵 活。 10. CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能， 以使总线上其他节点的操作不受影响。
汽车车载网络技术及其应用
随着汽车电子化程度的不断提高，汽车综合控制系统中大量的控制信号需要实时交换，传统的线束已远远不能满足这种需求。从20世纪80年代起，多国际知名汽车公司及科研机构借鉴计算机网络技术和现场总线技术，开发出各种适用于汽车环境的汽车网络技术。车载网络已成为汽车结构中的一个重要组成部分，可比喻成汽车的“信息底盘”。汽车已成为机械、电子和信息一体化装置，网络化是汽车发展史上的一个里程碑，目前已成为汽车电子技术中最活跃的领域。汽车网络根据数据传输速度的高低可分为A类、B类和C类网络。A类网络是面向传感器、执行器的低速网络，其主流协议将是LIN，它用于连接智能传感器、执行器的低成本串行通信网络，采用通用硬件接口，配以
第8章 车载网络概述PPT课件
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8. 3 常用车载网络系统简介
8.3.1 CAN
CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为 CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。1986 年德 国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此 后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现 在在欧洲已是汽车网络的标准协议。
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CAN协议提供的总线仲裁机制保证了所有消息都能 无破坏地传输，但是会导致一些消息传输的延时。在一 些实时性要求较高的应用中， 迫切需要提供一种服务以 保障安全相关的消息传输不受总线上其他待传输消息的 影响。TTCAN (time-triggeredCAN ) 协议正是应这种需 求而提出并发展起来的。
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8.2 车载网络的分类及其网络协议 从20世纪80年代以来不断有新的车载网络标准产生，
目前存在多种标准，侧重的功能有所不同，为了方便研 究和应用，美国汽车工业协会（SAE）的车辆委员会将 汽车数据传输网络划分为A、B、C三类。 （1）A类网络
A类网络是面向传感器/执行器控制的低速网络，数 据传输速率通常小于10Kb/s，主要用于后视镜调整、电 动车窗、灯光照明等控制。
ISO14230(Keyword protocol 2000)通信协议满足 OBDⅡ、OBDⅢ的要求；欧洲以往诊断系统使用的 ISO9141通信协议满足OBDⅡ的要求；美国GM、 Ford、DC公司广泛使用的J1850通信协议满足 OBDⅡ的要求，采用CAN的J2480诊断系统通信标准 满足OBDⅢ的要求；2000年开始欧洲汽车厂商使用 的基于CAN总线的诊断系统通信标准ISO315765满足 E-OBD的要求。
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FlexRay车载网络标准已经成为同类产品的基准， 将在未来很多年内，引导整个汽车电子产品控制结构 的发展方向。FlexRay是继CAN 和LIN之后的最新研 发成果，可以有效管理多重安全和舒适功能：譬如， FlexRay适用于线控操作(X-by-Wire)。
8. 3 常用车载网络系统简介
8.3.1 CAN
CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为 CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。1986 年德 国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此 后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现 在在欧洲已是汽车网络的标准协议。
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CAN协议提供的总线仲裁机制保证了所有消息都能 无破坏地传输，但是会导致一些消息传输的延时。在一 些实时性要求较高的应用中， 迫切需要提供一种服务以 保障安全相关的消息传输不受总线上其他待传输消息的 影响。TTCAN (time-triggeredCAN ) 协议正是应这种需 求而提出并发展起来的。
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8.2 车载网络的分类及其网络协议 从20世纪80年代以来不断有新的车载网络标准产生，
目前存在多种标准，侧重的功能有所不同，为了方便研 究和应用，美国汽车工业协会（SAE）的车辆委员会将 汽车数据传输网络划分为A、B、C三类。 （1）A类网络
A类网络是面向传感器/执行器控制的低速网络，数 据传输速率通常小于10Kb/s，主要用于后视镜调整、电 动车窗、灯光照明等控制。
ISO14230(Keyword protocol 2000)通信协议满足 OBDⅡ、OBDⅢ的要求；欧洲以往诊断系统使用的 ISO9141通信协议满足OBDⅡ的要求；美国GM、 Ford、DC公司广泛使用的J1850通信协议满足 OBDⅡ的要求，采用CAN的J2480诊断系统通信标准 满足OBDⅢ的要求；2000年开始欧洲汽车厂商使用 的基于CAN总线的诊断系统通信标准ISO315765满足 E-OBD的要求。
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FlexRay车载网络标准已经成为同类产品的基准， 将在未来很多年内，引导整个汽车电子产品控制结构 的发展方向。FlexRay是继CAN 和LIN之后的最新研 发成果，可以有效管理多重安全和舒适功能：譬如， FlexRay适用于线控操作(X-by-Wire)。
车载网络技术ppt课件
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4 各种车用总线的介绍----- LIN
局域网互联(LIN)是用于汽车分布式电控系统的一种 新型低成本串行通信系统，它是一种基于UART的数据格 式、主从结构的单线12V的总线通信系统，主要用于智能 、传感器和执行器的串行通信，而这正是CAN总线的带宽 和功能所不要求的部分。由于目前尚未建立低端多路通信 的汽车标准，因此LIN正试图发展成为低成本的串行通信 的行业标准。LIN的标准简化了现有的基于多路解决方案 的低端SCI，同时将降低汽车电子装置的开发、生产和服 务费用。LIN采用低成本的单线连接，传输速度最高可达 20kb/s，对于低端的大多数应用对象来说，这个速度是 可以接受的，它的媒体访问采用单主、多从的机制，不需 要进行仲裁。从节点中不需要晶体震荡器而能进行自同步 ，这极大地减少了硬件平台的成本。
转向、线控刹车等)，即利用容错的电气/电子系 统取代机械/液压部分。线控操作包括从转向到刹 车和加速等所有汽车控制应用互连技术，它可以 补充并将最终代替目前的机械和液压解决方案。 就总体器件和组装来说，采用电子系统比采用机 械和液压部件成本更低。另外，FlexRay的高数 据速率使它非常适合于汽车骨干网络。
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Contents
1. 车载网络技术的发展简史
2. 车载网络技术介绍 3. 车载网络系统在汽车上的应用 4. 各种车用总线的介绍 5. 结语
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2 车载网络技术介绍
❖ 现场总线 是用作现场控制系统的，直接与所有受控
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LOGO
整个网络有一个总体时钟，每一个控制单
元有一个局部时钟，FlexRay系统有一个特定
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
车载网络技术ppt课件
❖ （1）CAN总线 ❖ （2）局域网互联（LIN） ❖ （3）面向媒体的系统传输（MOST） ❖ （4）FlexRay
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4 各种车用总线的介绍---CAN总线
❖ CAN总线是由德国BOSCH公司为了解决汽车 中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发 出的一种串行通信网络，具有短帧数据结构、非 破坏性总线仲裁技术以及灵活的通信方式适应了 汽车实时性和可靠性的要求，己经成为国际标准 (ISO11898)，其应用范围也从最初的汽车电控 逐步扩展到工业控制的各个领域，成为最有前途 的现场总线之一。
物理层
（Physical）
应用层
（Application）
数据链路层
（Date link）
物理层
（Physical）
物理介质
图1 汽车局域网的参考模型
7
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2 车载网络技术介绍
目前主要的汽 车网络互联规范
德国BOSCH 最早开发推出 的欧洲规范 CAN。
（设备）节点进行相连的通信网络。现场总线控 制系统既是一个开放通信网络，又是一个全分布 控制系统。它作为智能设备的联系纽带，使系统 成为具有测量、控制、执行和过程诊断等综合能 力的网络。然而现场的环境干扰因素众多，有些 很强烈且带有突发性，这就决定了现场总线有别 于一般网络，是一个具有自已特色的新型领域。
Contents
1. 车载网络技术的发展简史
2. 车载网络技术介绍 3. 车载网络系统在汽车上的应用 4. 各种车用总线的介绍 5. 结语
10
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3 车载网络系统在汽车上的应用
❖ 网络技术在汽车上主要用于动力传动系统、车 身系统安全系统和信息系统，其应用等级如图。
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4 各种车用总线的介绍---CAN总线
❖ CAN总线是由德国BOSCH公司为了解决汽车 中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发 出的一种串行通信网络，具有短帧数据结构、非 破坏性总线仲裁技术以及灵活的通信方式适应了 汽车实时性和可靠性的要求，己经成为国际标准 (ISO11898)，其应用范围也从最初的汽车电控 逐步扩展到工业控制的各个领域，成为最有前途 的现场总线之一。
物理层
（Physical）
应用层
（Application）
数据链路层
（Date link）
物理层
（Physical）
物理介质
图1 汽车局域网的参考模型
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2 车载网络技术介绍
目前主要的汽 车网络互联规范
德国BOSCH 最早开发推出 的欧洲规范 CAN。
（设备）节点进行相连的通信网络。现场总线控 制系统既是一个开放通信网络，又是一个全分布 控制系统。它作为智能设备的联系纽带，使系统 成为具有测量、控制、执行和过程诊断等综合能 力的网络。然而现场的环境干扰因素众多，有些 很强烈且带有突发性，这就决定了现场总线有别 于一般网络，是一个具有自已特色的新型领域。
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1. 车载网络技术的发展简史
2. 车载网络技术介绍 3. 车载网络系统在汽车上的应用 4. 各种车用总线的介绍 5. 结语
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3 车载网络系统在汽车上的应用
❖ 网络技术在汽车上主要用于动力传动系统、车 身系统安全系统和信息系统，其应用等级如图。