LIN总线系统简析知识讲解
基于LIN总线的汽车空调控制系统

基于LIN总线的汽车空调控制系统随着汽车工业的快速发展,车内三大件(发动机、变速器、空调)也在不断升级。
对于车主来说,在夏季开车,空调是必不可少的。
随着现代科技的发展,车内空调的智能化、便捷化正在逐步实现。
本文将介绍基于LIN总线的汽车空调控制系统。
一、LIN总线简介LIN(Local Interconnect Network,局部互联网)总线是一种低速和低成本的串行通信总线,旨在为汽车电子控制模块(ECU)提供基础通信模块,以实现各种汽车设备的控制。
它不像其他总线一样专门用于高速数据传输,而是专为嵌入式应用设计,从而提高了系统的弹性。
二、LIN总线在汽车空调控制系统中的应用LIN总线是在车辆内部进行控制的一种有效方式,它可以控制许多重要部分。
汽车空调控制系统中同样需要控制许多不同的部分,例如:温度、风速、湿度等等。
先进的汽车空调控制系统可以通过使用LIN总线进行精确的控制来为车主提供更舒适的驾驶体验。
在汽车空调控制系统中,LIN总线通过专门的控制器和传感器实现。
控制器通过接收驾驶员设置的控制信号,与传感器交互,最终将空调控制信号发送到各个设备。
在这个过程中,LIN总线承担了信息传输的任务,提供了高效的控制方式。
三、基于LIN总线的汽车空调控制系统1. 空调控制器与传感器汽车空调控制器是控制系统的核心,它可以通过LIN总线与整个系统的传感器交互。
传感器能够测量温度、湿度和空气质量等参数,根据这些参数,控制器可以发送指令到相应的执行器。
同时,控制器也可以接受来自传感器的反馈信息,以进行进一步的控制。
2. 空调执行器空调系统的执行器包括风扇、控制阀和压缩机等。
通过LIN 总线,控制器可以准确地控制这些执行器。
例如,控制器可以指示压缩机启动,来降低车内的温度。
控制器还可以调整风扇的速度,以实现人们对空气流动的需求。
3. 用户界面用户界面是控制汽车空调的主要方式。
通过控制器,驾驶员可以调节空调工作的方式和参数。
第3章 LIN总线系统故障检修

3.2 LIN 总线的数据传输
• (2)主控制单元命令信息。 • 如图3-15 所示,是奥迪A6 空调系统LIN 总线的信息传递流程图,空
调控制电脑(LIN 总线控制单元)在LIN 总线上发送信息标题为“调 整鼓风机的转速到200 r/min”,鼓风机从LIN 总线上读取标题后将当 前的鼓风机转速,相应地从150 r/min 调整到目标转速200 r/min。 • 信息内容由1~8 个数据区构成,每个数据区是10 个二进制位,其中 一个是显性起始位, 一个是包含信息的字节和一个隐性停止位。起 始位和停止位是用于再同步从而避免传递错误的。波形如图3-12 所 示。
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3.3 LIN 总线的自诊断
• 3.3.1 利用故障诊断仪VAS5051 进行故障诊断
• 当LIN 总线系统出现故障时,可利用故障诊断仪VAS5051 对LIN 总 线系统进行故障诊断和检测,如图3-18 所示。
• 对LIN 总线系统进行自诊断时,需使用LIN 主控制单元的地址码。自 诊断数据经LIN 总线由LIN 从控制单元传至LIN 主控制单元。在LIN 从控制单元上可以完成所有的自诊断功能,见表3-1。
第3章 LIN总线系统故障检修
• 3.1 LIN总线系统概述 • 3.2 LIN总线的数据传输 • 3.3 LIN总线的自诊断
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3.1 LIN总线系统概述
• 3.1.1 LIN总线系统简介
• LIN(Local Interconnect Network,局域互联网)是由Audi(奥迪 )、BMW(宝马)、Daimler-Chrysler(戴姆勒·克莱斯勒)、 Motorola(摩托罗拉)、Volcano Communications Technologies (VCT通信技术公司)、Volkwagen(大众)和Volvo(沃尔沃)等 公司和部门(LIN联合体)提出的一个汽车底层网络协议,是一种新 发展的汽车子总线系统,其目的是给出一个价格低廉、性能可靠的低 速网,在汽车网络层次结构中作为低端网络的通用协议,并逐渐取代 目前各种各样的低端总线系统。这个标准与其相应的开发、测试以及 维护平台的应用,将会降低车上电子系统开发、生产、使用和维护的 费用。
《汽车网络控制系统检修》模块三 LIN总线系统

3.LIN总线信息的顺序
LIN主控制单元的软件内已经设定了一个顺序,UN主控制单元就按这个顺 序将信息标题发送至LIN总线上(若是主信息,则发送的是回应)。常用的信 息会多次传递。LIN主控制单元的环境条件可能会改变信息的顺序。环境条件 举例如下:
① 点火开关接通/关闭。 ② 自诊断已激活/未激活。 ③ 停车灯接通/关闭。
1.利用故障检测仪VAS5051进行故障诊断
LIN总线系统出现故障时,可利用故障检测仪VAS5051对LIN总线系统进行故障 诊断和检测,如图3-18所示。
对LIN总线系统进行自诊断时,需使用LIN主控制单元的地址码。自诊断数据经 LIN总线由LIN从控制单元传至LIN主控制单元。在LIN从控制单元上可以完成所有的 自诊断功能(见下表3-1)。
三、故障诊断分析
1.奥迪A6L轿车LIN总线
(1)奥迪A6L轿车LIN总线的结构
一汽大众奥迪A6L配备了大量领先技术,其电器网络由最多81个控制单元、18个 总线系统组成,其自诊断通过CAN总线进行。其中LIN总线最多达到6条,分别为安全 气囊LIN、轮胎压力控制LIN、空调LIN、防盗报警LIN、刮水器LIN和多功能转向盘 LIN。其网络结构如下图所示。
2.故障分析
(1) LIN总线短路 无论是LIN总线对电源正极短路还是对电源负极短路,LIN总线都会关闭, 无法正常工作。
(2) LIN总线断路
LIN总线发生断路故障时,其功能丧失情况视发生断路故障的具体位置而定。如 图3-19所示,当LIN总线在位置A处断路时,其下游的所有从控制单元(图中为从控 制单元l和从控制单元2)均不能正常工作;当LIN总线在位置B处断路时,从控制单元 l将不能正常工作;当LIN总线在位置C处断路时,从控制单元2将不能正常工作。根据 LIN总线发生故障时其功能的丧失情况,结合LIN总线控制关系并参阅电路图,就可 以判断出发生断路故障的大致位置。
lin总线技术解析

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LIN网络架构
如上文所述,LIN网络基于主从节点构架而形成网络拓扑结构。 主节点需要向从节点发出周期性的检测信号,检测结果由从节点反 馈给主控制器。其中周期根据事件检测的实时性要求而设定。 如图二所示,LIN的信号由一个由主任务提供的标头(Header) 和由从任务处理的响应部分(Response)构成。标头包含一个13 位的同步间隔字段(Synch Break Field)、一个由主任务产生的同 步字段(Synch Field),以及一个辨识字段(Identifier Field)。 其中每一个字节字段都以串行位元组方式发送,起始位的第一位为 “0”,而终止位为“1”。由主任务执行的信号标头会依整个LIN丛集 的进度表决定每个信号的传输时间,以确保数据传输的确定性及避 免网络超载的危险。在LIN网络中只有主节点采用晶体振荡器来为 系统提供精确的基本时钟,此时钟会嵌入上述的同步字段中,让从 任务能与主节点时序同步。LIN信号的响应部分包含一个数据域位 (Data Filed),长度为2 / 4 / 8个字节,和一个长度为一个字节的 验证字段(Checksum Field)。
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本地互连网络(LIN)是一种用于汽车中分布电 子系统的新型低成本串行通讯系统,它是现 有汽车多重传输网络的补充。LIN瞄准一些低 端应用,在这些应用中每个节点的通讯成本 都必须大大低于CAN而且不需要CAN的高性 能、高带宽和多功能。LIN相对于CAN的成本 节省主要是由于采用单线传输、硅片中硬件 或软件的低实现成本和无需在从属节点中使 用石英或陶瓷谐振器。
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a.主机节点
CAN/LIN网关
b.从机节点
主机节点主要由控制器、电源、控制按 钮、LIN接口、CAN接口和指示灯几部分 组成。 后视镜从机节点主要由控制器、电源、 LIN接口、执行器驱动单元和执行器如后 2018/11/3 视镜调整电机、除霜加热器等组成。 24
LIN总线系统简析

物联网领域:随着物联 网技术的不断发展, LIN总线系统在智能家 居、智能城市等领域的 应用也将得到拓展。
工业自动化:LIN总 线系统在工业自动化 领域的应用也将进一 步深化,助力实现工 业自动化和智能化。
新能源领域:随着新 能源技术的不断发展 ,LIN总线系统在新 能源领域的应用也将 得到更多的关注和应 用。
LIN总线系统在 汽车空调控制系 统中实现了多路 复用通信,提高 了通信效率。
LIN总线系统通 过分布式控制方 式,实现了汽车 空调的智能控制, 提高了控制精度Байду номын сангаас和响应速度。
LIN总线系统在 汽车空调控制系 统中应用,减少 了线束的使用, 降低了汽车的成 本和重量。
LIN总线系统在汽 车空调控制系统 中应用,提高了 系统的可靠性和 稳定性,减少了 故障发生的概率。
智能家居领域:LIN总线系统也可用于智能 家居控制系统,实现家电设备间的通信和控 制
工业自动化领域:在工业自动化领域,LIN 总线系统可用于各种自动化设备和传感器之 间的通信,提高生产效率和设备可靠性
物联网领域:随着物联网技术的发展,LIN 总线系统在物联网领域的应用也越来越广泛, 如智能城市、智能农业等领域的设备通信和 控制
LIN总线电缆
定义:LIN总线电缆是用于LIN总线系统的线缆,用于连接LIN总线上的各个节点。
特点:LIN总线电缆采用单线传输方式,结构简单,成本低,适用于对实时性要求不高的场 合。
传输距离:LIN总线电缆的传输距离一般在几十米以内,适用于汽车内部传感器和执行器的 通信。
连接方式:LIN总线电缆采用差分信号传输方式,需要使用专门的LIN总线连接器和插座进 行连接。
LIN总线诊断工具
诊断工具种类: 示波器、万用表、 解码器等
LIN总线

LIN总线的认识与分析LIN总线简介LIN(Local Interconnect Network)是低成本的汽车网络,它是现有的汽车复用网络功能上的补充。
为了获得更多的质量提高和降低成本,LIN将是在汽车中使用汽车分级网络的启动因素。
LIN的标准化将减少重复使用现有的低端复用解决方案,而且将减低汽车电子的开发、生产、服务和后勤成本。
LIN标准包括传输协议规范、传输介质规范、开发工具接口规范和软件编程接口规范。
LIN在硬件和软件上保证了网络节点的互操作性,并能预测EMC。
这个规范包包括了3个主要部分:LIN协议规范部分——介绍了LIN的物理层和数据链路层。
LIN配置语言描述部分——介绍了LIN配置文件的格式。
LIN配置文件用于配置整个网络并作为OEM和各种网络节点供应厂商的通用接口,以及作为开发和分析工具的输入。
LIN API部分——介绍了网络和应用程序之间的接口。
这个概念可以实现开发和设计工具之间的无缝连接,并提高了开发的速度,增强了网络的可靠性。
LIN协会创建于1998年末,最初的发起人为为宝马、Volvo、奥迪、VW、戴姆勒-克莱斯勒、摩托罗拉和 VCT等,五家汽车制造商,一家半导体厂商以及一家软件工具制造商。
该协会将主要目的集中在定义一套开放的标准,该标准主要针对车辆中低成本的内部互联网络(LIN, local interconnect networks),这些地方无论是带宽还是复杂性都不必要用到CAN网络。
LIN标准包括了传输协议的定义、传输媒质、开发工具间的接口、以及和软件应用程序间的接口。
LIN提升了系统结构的灵活性,并且无论从硬件还是软件角度而言,都为网络中的节点提供了相互操作性,并可预见获得更好的EMC(电磁兼容)特性。
LIN补充了当前的车辆内部多重网络,并且为实现车内网络的分级提供了条件,这可以有助于车辆获得更好的性能并降低成本。
LIN协议致力于满足分布式系统中快速增长的对软件的复杂性、可实现性、可维护性所提出的要求,它将通过提供一系列高度自动化的工具链来满足这一要求。
lin总线技术分析

标识符指出当前帧的内容,从机节点据此来确定自己是
2024/7/14否应该对当前帧做出响应、做出何种响应。
LIN总线:用于车体控制的总线标准
❖ 1 概述 ❖ 2 LIN数据传输 ❖ 3 LIN在汽车中的应用
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1 概述
❖ LIN(Local Interconnect Network)是一种低 成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分 布式电子系统控制,LIN 的目标是为现有汽 车网络(例如 CAN 总线)提供辅助功能。因此, LIN总线是一种辅助的总线网络,在不需要 CAN 总线的带宽和多功能的场合,比如智能 传感器和制动装置之间的通讯。
❖ 宿主节点发送一个包含同步中断、同步字节和消息 识别码的消息报头。从属任务在收到和过滤识别码 后被激活并开始消息响应的传输。响应包含两个、 四个或八个数据字节和一个检查和(checksum)字节。 报头和响应部分组成一个消息帧。
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❖ LIN总线是单线,通过从电池正极Vbat的端接电阻 向导线或总线供电。总线收发器是ISO 9141标准的
b.从机节点
主机节点主要由控制器、电源、控制按 钮、LIN接口、CAN接口和指示灯几部分 组成。
❖ 后视镜从机节点主要由控制器、电源、
LIN接口、执行器驱动单元和执行器如后
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LIN总线系统实例:镜子
LIN基础知识简介

LIN总线的特点
低成本:基于通用UART 接口几乎所有微控制器都具备LIN 必需的硬件; 极少的信号线即可实现国际标准ISO9141 规定; 传输速率最高可达20Kbit/s; 单主控器/多从设备模式无需仲裁机制; 从节点不需晶振或陶瓷震荡器就能实现自同步,节省了从设备的硬件成本; 保证信号传输的延迟时间; 不需要改变LIN 从节点的硬件和软件就可以在网络上增加节点; 通常一个LIN 网络上节点数目小于12 个共有64 个标志符;
性能测试
LIN总线一致性测试规范由LIN联盟统一发布和管理,仅LIN联盟核心 成员可见。 该规范的目的是统一LIN各模块节点间的品质性能,保证 整车上LIN网络后的正常工作和安全。故欧美的整车厂都要求其供应 商供应的部件必须通过LIN联盟认证的测试机构的认证合格的报告。
LIN联盟认证官方测试机构,参与LIN联盟的测试机构和公司很多,但 是获得LIN联盟认证的并且能出具官方效用测试报告的测试机构只有 三家,且都是德国公司。 他们分别是IHR、M&B Tech和C&S。三家 机构中IHR是唯一的出售其测试工具的公司。常用的工具有Emulin。
LIN的通讯规则
一个LIN 网络由一个主节点一个或多个从节点组成,所有节点都有一 个从通讯任务。
该通讯任务分为发送任务和接收任务,主节点还有一个主发送任务。
一个LIN 网络上的通讯总是由主发送任务所发起的。主控制器发送一 个起始报文,该起始报文由同步断点和同步字节消息标志符所组成。 相应的,在接受并且滤除消息标志符后,一个从任务被激活并且开始 本消息的应答传输。该应答由2/4/8 个数据字节和一个校验码所组成。 起始报文和应答部分构成一个完整的报文帧。
LIN基础知识简介
刘洋Leabharlann LAN是什么?LIN(Local Interconnect Network)的缩写,是一种低成本的串行通讯 网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制 LIN 的目标是为现有汽车网络(例如CAN 总线)提供辅助功能,因此 LIN总线是一种辅助的总线网络 LIN总线协议创建于1998年,最初的发起人为五家起车制造商、一家 软件工具制造商和一家半导体厂商,该协议的主要目的集中在定义一 套开放的标准,以低成本的方式实现车辆内部互联网(LIN) LIN 的标准化将为汽车制造商以及供应商在研发应用操作系统降低成 本
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(6)LIN总线无需仲裁;CAN总线采用非破坏性仲裁技术。 (7)传输的数据长度:LIN总线一帧信息中数据长度为2、4或8B;CAN总线为一 帧信息中数据长度为0~8B。
(8)标识符的位数:LIN总线有6位标识符;CAN总线有11位或29位标识符。 (9)节点数:LIN总线一般不超过16个;CAN总线最多110个。 (10)传输线的颜色:LIN总线主色为紫色;CAN总线主色为橙色。
(1)主节点(主控制单元)
①LIN总线主控单元监控数据传递及其速率,发送信息标题
②主控制单元的软件内已设定了一个周期,这个周期用于决定何时将哪些信息发 送到LIN数据总线上多少次 ③该控制单元在LIN数据总线与CAN总线之间起沟通作用(“翻译”),它是LIN总 线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元
LIN总线的优点:
(1)在LIN系统中,加入新节点时,不需要其它从节点作任何软件或硬件的改动
(2)整个网络的配置信息只包含在主节点中,从节点可以自由地接入或脱离网 络而不会影响网络中的通信LIN的网络结构
(3)从节点不需振荡器就能实现同步,节省了多从控制器部件的硬件成本
(4)基于通用UART接口,几乎所有微控制器都具备LIN必需的硬件,价格低廉、 结构简单
LIN总线 传感器-车辆 倾斜传感器
ECU-雨刷电 机控制单元
执行元件报警喇叭
(2)从节点(从控制单元)
①接收、传递或忽略与从主节点接收到的主任务(起始报文/信息标题)相关的数据 ②可以通过一个“叫醒”信号,唤醒主节点。 ③检查所接收数据总量和所发送数据的总量。 ④同主节点的同步字节保持一致。 ⑤只能按照主节点的要求同其他从节点进行数据交换。 注意:只有当LIN主节点发送出主任务(起始报文或信息标题)后,从节点才会反应。
发送信号电压必须满足隐性电平大接于收电信源号电电压压的必80须%满足隐性电平大于电源电压的60%
发送信号电压必须满足显性电平小接于收电信源号电电压压的必20须%满足显性电平小于电源电压的40% ①在隐性电平和显性电平的收发时,通过预先设定公差来保证数据传输的稳定性 ②为了能在有干扰辐射的情况下仍能收到有效的信号,接收的允许电压值要稍高一些
二、LIN总线的结构原理
1.LIN总线的网络结构
一个主节点,主节点可以执行主 任务(引起LIN网络通信)也可 以执行从任务,总线上的信息传 送由主节点控制。主节点连接在 CAN数据总线上
多个从节点,从节点只能执行从任务。
(1)主节点(主控制单元)
用于空调控制
用于前部 车顶模块
A6L轿车LIN总线内部组成示意图
3.LIN总线的信号
(1)信号波形
隐性电 平—12V
显性电有差异
隐性电平:如果无信息发送到LIN数据总线上(总线空闲)或者发送到LIN数据总线上 的是一个隐性位
显性电平:当传输显性位时,发送控制单元内的收发器将LIN数据总线接地。
(2)信号传递的安全性
4.LIN总线的信息格式
报文帧——起始报文(信息标题)和应答(回应/信息内容)两部分构成。
起始报文(信息标题应)答—(—回由应L/I信N主息节内点容()主——由LIN主节点(主 控制单元)发送,L控IN制总单线元的)通或信从由节此点引(起从控制单元)发送
(1)起始报文(信息标题)——由LIN主控制单元按周期发送,由同步暂停 区、同步分界区、同步区、识别区构成
LIN典型的应用是车上传感器和执行器的联网,LIN属于汽车上 的A级网络。
2.LIN总线的特点
(1)工作方式:LIN总线为单主/多从方式;CAN总线为多主或主/从方式。 (2)数据传输线:LIN总线为单线传输;CAN总线为双线传输。 (3)工作电压:LIN总线为12V;CAN总线为5V。 (4)传输速率:LIN总线最高为20kb/s,属于低速总线(A类);CAN总线最高 为1Mb/s,应用于汽车上的属于中速(B类)、高速(C类)。 (5)传输距离:LIN总线最长为40m;CAN总线最长为10km。
一、LIN总线概述
1.LIN总线的含义
LIN(Local Interconnect Network)即局部连接网络,也被称 为“局域网子系统”,即LIN总线是CAN总线网络下的子系统,车 上各个LIN总线系统之间的数据交换是由控制单元通过CAN数据 总线实现的
LIN总线是一种辅助的串行通信总线网络,多用于不需要CAN总 线的带宽和多功能的场合,LIN的目标是为现有汽车网络(例 如CAN总线)提供辅助功能
④通过LIN主控制单元进行与之相连的LIN从控制单元的自诊断
(2)从节点(从控制单元)
奥迪A6L轿车CAN、LIN总线与从控制器示意图
(2)从节点(从控制单元)
传感器
执行元件
LIN总线从控制器
控制单元ECU
(2)从节点(从控制单元)
大众迈腾轿车的舒适CAN总线系统
LIN总线
传感器-雨滴 +光强传感器
2.LIN总线系统的物理结构
从节点
主节点
二极管的作用?
节点数为什么 不能太多?
当VBAT为低时(本地节点断电或断路等)防止LIN 总线驱动节点的电源线,从而大大增加总线负载
(1)受标识符长度的限制
(2)受总线物理特性的限制——节点数越多网络 阻抗越低(并联),会发生通信故障。LIN系统每 增加一个节点大约使网络阻抗降低3%。
同步同暂步停分同制区界步单—识码区区元—别和——通至区数——过少据—由至这为—区0少个113识的为二0位1别个一进0的1区数位制0显1的。隐位性0长1后性序位这度两位来。个为位。与二8是L位进IN校(制主验二位控位进序制,制构单用的成元于),进检,所行查头有匹数6的配据位L(传是IN同递回从步是应控)否信。有息错识
为什么引入LIN总线?
LIN总线系统
任务要求:
• 1.熟悉LIN总线系统的功用、结构组成及主要元件; • 2.理解LIN总线系统的工作原理; • 3.能识读和分析LIN总线系统电路; • 4.能分析LIN总线系统的波形; • 5.能根据相关资料确定LIN总线的技术参数; • 6.能分析LIN总线的故障; • 7.能主动与学习小组成员沟通,与教师和同学建立良好的人际关系。