汽车车灯智能控制系统的设计

一、汽车电子概述

汽车是现代化高速发展社会中人们普遍使用的交通工具，也是技术密集和资本密集的工业产品。世界上近乎所有的经济强国都是以汽车产业作为国民经济支柱产业的。几乎所有的现代化科学技术都能在

汽车技术中体现出来，当今

世界上汽车技术是衡量一个国家的科技水平的主要标志。

从汽车技术的发展现状看，汽车电子技术是现代汽车发展的主要技术之一。现代的汽车电子技术不

再是简单地对汽车中某些机械零部件进行电子控制，而是根据汽车实际使用条件多变的需要，对汽车整

体性能进行优化综合控制。另外，汽车中各种功能的不断完善，使汽车电子控制单元越来越多，控制装

置的数量和复杂性也不断增加，庞大的线束不但会占去大量的车内空间、增加系统成本，同时也降低了

系统的可靠性和可维护性。传统的控制方案和布线方法已不能适应汽车技术发展的需要，繁琐的现场连

线正在被单一简洁的现场总线网

络所代替。

因此，汽车电子技术已经从单部件电子化转向为集成电子化、模块化，整车智能化、模块化的总线

式控制器网络技术是汽车电子技术发展的新方向。随着现场总线技术的不断发展和其内容的不断丰富，

以及各种控制、应用

功能与功能块、控制网络的网络管理、系统管理等内容的不断扩充，现场总线已经超出了原有的定位范

围，不再只是通信标准和通信技术，而成为网络系统和控制系统。

CA N总线作为现场总线的重要成员，其本身就是作为一种汽车车内串行数据通信总线而提出的，现今CAN总线己经广泛的应用在国外汽车上。汽车电子共分为发动机电子、底盘电子、车身电子、信息通信与娱乐系统四大类。

二、汽车网络与控制器的现状

汽车网络和控制器是汽车的神经和大脑，它需要频繁的接收和发送数据，对汽车进行实时检测和控

制。控制器通过对执行机构控制系统发出控制指令，控制汽车运行状态。传统的汽车电气系统大多采用

点对点的单一通信方式，相互之间很少有联系，这样必然造成整车信号和控制系统的庞大，造成汽车电

路系统的复杂及生产成本的增加。

一般的汽车控制器，采用查询方式发送信息，采用中断方式接收信息，管理和共享车辆的运行数

据，执行驾驶员发出的各种命令。总成控制器按照设定不同事件的不同优先级来确定信息的接收和发送

顺序，控制器需要传送和接收大量的数据，传统的8/16位微处理器的计算速度较低而无法满足这些要求，

为了提高运行速度，不得不采取查表等折衷措施，这样不仅造成控制精度下降，难以实现复杂的计算方

法，而且还要求增加存储器的容量，提高了系统成本。

目前，在欧美国家生产的汽车上，电子元件占汽车总成本的20~30%，预计车用电子元件将以每年

8.8%的速度快速增长，而采用处理器芯片的用量将以每年25%的速度增长。

国外许多整车制造厂和汽车电器制造厂家在整车管理系统中采用了网络技术如:BENZ, BMW,

ROLLSROYCE, VOLVO等.国内完全引进技术生产的奥迪A6车型己于2000年起采用总线替代原有线束，帕萨特B5, BORA, POLO, FIAT等车型也都不同程度地使用了总线技术，如CAN, V AN和SAE J1850等。CAN总线是为解决汽车中众多数据交换而开发的一种串行数据通信协议。传输介质可以是双绞线、光纤和同轴电缆。总线上任一节点依据优先权均可在任一时刻主动向网络上的其它节点发送数据，保证

了通信的实时性。利用CAN总线技术，汽车各种信号之间可以进行数据通讯和数据共

享，从而大大减少了汽车上的线束，这一技术已开始应用在我国的一些中外合资公司生产的一些轿车上，但所有的信号传送与控制产品均没有我国的自主知识产权。以上海大众汽车公司的Polo轿车为例，因为我们没有参与CAN总线的技术开发，每一辆采用了CAN总线技术的轿车都必须向德国的大众汽车公司缴纳知识产权的费用。先进

技术产品的应用受制于人。

目前我国的整车制造厂和汽车电子电器厂也开始涉及到汽车电子网络化设计的领域，但没有完全一套完整的、具有自主知识产权的汽车信号传送与集成控制技术，和一套完善的汽车电子网络化传送与集成控制的产品。

三、汽车总线技术的国内外研究的现状

1.1 国外研究现状

汽车总线是计算机网络技术和工业现场总线控制技术在汽车中应用的结果。汽车总线控制技术是研究如何利用总线数据通信原理实现现代汽车中各个独立电子系统和控制装置间控制信息传递通道的简洁互连，实时、可靠的数据交换及综合协调控制的一门最新技术。它是以科学、合理的数据通信协议及支持这样协议的大规模集成电路器件为基础的，是汽车行业发展的必然结果。早期的汽车网络中，通用网络标准并未得到广泛的认同和应用，用户通常利用自己制定的电路和通用异步收发器(UART)设备来实现简单的串行通信。由于没有统一标准，各汽车制造商都有一套独立定义的接口规范和专用供应商。这样，供应商虽然纵向紧密地与汽车制造商合作，却缺乏与其它供应商的横向联系，导致生产的同类产品不能兼容互换。

采用标准化网络技术以后，各供应商按照统一的标准生产部件，提高了同类产品的兼容性和互换性。而汽车制造商可以委托任意一家合格的供应商开发符合标准的模块。早在20 世纪70年代末，众多国际知名的汽车公司就积极致力于汽车总线

技术的研究及应用，如BOSCH公司的CAN、马自达的PALMNET、德国大众的ABUS等[}J。其中CAN 总线由于其技术背景来源于工业现场总线和计算机局域网这样非常成熟的技术，现已成为汽车总线的主流技术和标准1231[261。世界上

很多著名的汽车制造厂商，如V olkswagen(大众), Benz(奔驰),BMW(宝马)、Porsche(保时捷)、Rolls-Royce 劳斯莱斯)、等都已经采用CAN总线来实现汽车内部控制系统的数据通信CA N 总线在汽车电子系统中得到广泛应用，已成为欧洲汽车制造业的主体行业标准，代表着汽车电子控制网络的主流发展趋势。现代汽车越来越多地采用电子装置控制，例如发动机的定时注油控制，加速、刹车控制及防抱死刹车系统(ABS)等。

1.2 国内研究现状

在国内，完全引进国外技术生产的奥迪A6车型已于2000年起采用总线替代原有线束，帕萨特B5, BORA, POLO, FIATPALIO和SIENA等车型也都不用在动力总线系统中，其核心技术仍掌握在国外的厂商手中，而在绝大部分国产中低档汽车(包括卡车和货车)上，由于技术上的因素和成本上的限制，仍采用传统的传输系统。

我国总线技术处于试验和起步阶段，绝大部分的汽车还没有采用汽车总线设计。但CAN总线技术