车载网络系统及其故障诊断方法
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总线结构 环状结构 星形结构等
精品课件
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4.通信协议
通信实体双方控制信息交换规则的集合。
要实现车内ECU之间的通信，必 须制定规则保证通信双方能相互配合，即 通信方法、通信时间、通信内容双方同时 遵守的一组规定和规则。
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5 . 总线速 度
1、波特率（每秒传输的码元数） 2、比特率（每秒传输的二进制位数）
成本低；微控制器对CAN控制器的读写时间比独立 CAN控制器要小；速度快；系统可靠性高；
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2、通信线路（数据总线）
节点之间传递数据的通道。（串行 传递）
单线制：光缆 双线制：两条数据总线绞在一起 的。
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3、网 络
为了实现信息共享，用通信线路 把多个节点连在一起，形成一个 有规则的网。
精品课件
车载网络传输速度：
精品课件
典型的现代汽车车载网络
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Vehicle LAN（ 车载局域网）
精品课件
A 类网络的特点
➢ 适用于对实时性要求不高的场合， 主要应用于电动门窗、座椅调节、 灯光照明等控制。
➢ 位速率一般小于10Kbps；
“bit”（比特）为网络数据计量单位； “bps”是“bit per second”（每秒传输数据）的简写，为网络数据流 量单位；“512Kbps”也就代表“512Kbit/秒”的数据流量； “byte”为文件字节单位，1 个byte = 8 个bit；
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车身控制A类网络总线结构图
CAN总线 车身总线
左前门控制 玻璃升降机 电动门锁执 后视镜电动 操作命令输
器ECU
电动执行器
行器
执行器 入装置ECU
LIN
精品课件
图
精品课件
B类网络的特点
➢ 主要面向独立模块间的数据共享， 适用于对实时性要求不高的场合， 以减少冗余的电子部件；
➢ 主要应用于车辆信息中心、故障诊 断、仪表显示等方面的控制。
车身控制
T&B
多种场合
注释
正被逐步淘汰 / 由LIN协会开发 极少使用 正被逐步淘汰 / / 正被逐步淘汰
精品课件
A类网络协议之LIN协议
➢提高汽车上分层、多路复用网络的性能，降低汽 车电子控制装置开发、生产以及诊断服务的成本； ➢2003年，全世界新生产的汽车平均每辆会有3~10 个LIN节点。 ➢LIN目前仍处于发展阶段，但已广泛地被世界上 的大多数汽车公司以及零配件厂商所接受，有望 成为A类网络的世界标准，即A类网的主流协议。
CSMA/CD是“载波侦听多路访问/冲突检 测”（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect）的缩写，是一种总线常见的 访问控制方式。
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二、车载网络的分类（1）
SAE将车载网络划分为A、B、C三个级别
A级速率：1~10 kb/s，主要应于电动门窗、座椅 调节、灯光照明等控制。
网关：微处理器，实现不同子网之间的数 据传输、数据管理；
智能传感器：具备上网功能；
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电控单元的构成
①组合式CAN控制器 独立式CAN控制器 CAN控制器嵌入到微控制器中； 控制器；
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② CAN控制器独立于微机
③集成式CAN控Biblioteka Baidu器
目前，发展趋势是CAN接口、收/发器、微控制器集 成到一个芯片上。
多种场合 控制应用 多种场合
精品课件
也称容错CAN
基于ISO 11898 基于ISO11519-3 有VPM，PWM两种 调制方式
ISO 11898-3、 VAN、 J1850性能比较
比较内容
应用场合 传输介质
位编码方式
介质访问方式 位速率
数据长度
ISO 118983
控制、诊断 双绞线
NRZ
竞争 10K~1Mbps
0~8个字节
VAN
控制、诊断 双绞线、扁 平线 Mancheste r 竞争 125Kbps
如果一个码元只携带一个比 特的信息，则波特率和比特率在数值上 相等。
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6. 总线介质访问控制方 式
在总线上某一时刻若有两个节点同时 发送数据，则这两个数据将会在总线上发生“冲 突”，为了避免冲突产生，就要有一个解决“争 用”总线的方法，以使各节点充分利用总线的信 道空间和时间来传送数据而不发生冲突，这正是 介质访问控制方式的管理机制。
➢ 位速率一般在10~125Kbps；
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现有B类网络协议
名称
主要用户 应用场合
注释
GMLAN(SWC) GM
多种场合 GM是唯一用户
ISO11898-3 欧洲 (Fault-Tol CAN)
多种场合
J2248 VAN J1850
GM, Ford, DC
Renault & PSA
GM, Ford, Chrysler
精品课件
第一部分 车载网络的基础知 识
一、车载网络系统的组成
网络节点（模块）、通信线路、软件及协 议
解释：
①各种控制模块、网关、智能传感器
②通信线路、不同子网(拓扑结构)
③支持各节点工作的软件、通信协议
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1.节点（模块）
一种电子装置。 简单：智能传感器；复杂：微处理 器。
电控单元：微处理器，实现某种自动控制 功能；
车载网络系统的检修
精品课件
概述
1、车载网络应用的目地 解决由于汽车上大量应用电子装
置带来的问题 （1）汽车电子电器数量过多 （2）系统过大 （3）冗余度高成本增加 （4）技术效益低下
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图1 传统信息传输：每个信息都需要一个独立的数据线传输 图2 网络信息传输：所有信息都通过两根数据线进行交换
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现有A类网络协议
名称
UART Sinebus
LIN I2C CCD ACP BEAN J1708/J158 7/J1922
主要用户 主要应用场合
GM
多种场合
GM
Audio
许多厂商 智能连接器和传感器
Renault HVAC
Chrysler HVAC，Audio等
Ford
Audio
Toyota
B级速率：10~100 kb/s，主要应用于电子车辆信 息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统。
C级速率：最高可达1M kb/s，主要用于悬架控制、 先进发动机控制、牵引控制、ABS等系统。
SAE：美国机动车工程师学会 精品课件
二、车载网络的分类（2）
分类依据：功能和速率 ➢ A类：面向执行器、传感器的低速网络 ➢ B类：面向模块间数据共享的中速网络 ➢ C类：面向多路、实时闭环的高速网络 ➢ D类：面向信息、多媒体系统的网络 ➢ E类：面向乘员的安全系统
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4.通信协议
通信实体双方控制信息交换规则的集合。
要实现车内ECU之间的通信，必 须制定规则保证通信双方能相互配合，即 通信方法、通信时间、通信内容双方同时 遵守的一组规定和规则。
精品课件
5 . 总线速 度
1、波特率（每秒传输的码元数） 2、比特率（每秒传输的二进制位数）
成本低；微控制器对CAN控制器的读写时间比独立 CAN控制器要小；速度快；系统可靠性高；
精品课件
2、通信线路（数据总线）
节点之间传递数据的通道。（串行 传递）
单线制：光缆 双线制：两条数据总线绞在一起 的。
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3、网 络
为了实现信息共享，用通信线路 把多个节点连在一起，形成一个 有规则的网。
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车载网络传输速度：
精品课件
典型的现代汽车车载网络
精品课件
Vehicle LAN（ 车载局域网）
精品课件
A 类网络的特点
➢ 适用于对实时性要求不高的场合， 主要应用于电动门窗、座椅调节、 灯光照明等控制。
➢ 位速率一般小于10Kbps；
“bit”（比特）为网络数据计量单位； “bps”是“bit per second”（每秒传输数据）的简写，为网络数据流 量单位；“512Kbps”也就代表“512Kbit/秒”的数据流量； “byte”为文件字节单位，1 个byte = 8 个bit；
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车身控制A类网络总线结构图
CAN总线 车身总线
左前门控制 玻璃升降机 电动门锁执 后视镜电动 操作命令输
器ECU
电动执行器
行器
执行器 入装置ECU
LIN
精品课件
图
精品课件
B类网络的特点
➢ 主要面向独立模块间的数据共享， 适用于对实时性要求不高的场合， 以减少冗余的电子部件；
➢ 主要应用于车辆信息中心、故障诊 断、仪表显示等方面的控制。
车身控制
T&B
多种场合
注释
正被逐步淘汰 / 由LIN协会开发 极少使用 正被逐步淘汰 / / 正被逐步淘汰
精品课件
A类网络协议之LIN协议
➢提高汽车上分层、多路复用网络的性能，降低汽 车电子控制装置开发、生产以及诊断服务的成本； ➢2003年，全世界新生产的汽车平均每辆会有3~10 个LIN节点。 ➢LIN目前仍处于发展阶段，但已广泛地被世界上 的大多数汽车公司以及零配件厂商所接受，有望 成为A类网络的世界标准，即A类网的主流协议。
CSMA/CD是“载波侦听多路访问/冲突检 测”（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect）的缩写，是一种总线常见的 访问控制方式。
精品课件
二、车载网络的分类（1）
SAE将车载网络划分为A、B、C三个级别
A级速率：1~10 kb/s，主要应于电动门窗、座椅 调节、灯光照明等控制。
网关：微处理器，实现不同子网之间的数 据传输、数据管理；
智能传感器：具备上网功能；
精品课件
电控单元的构成
①组合式CAN控制器 独立式CAN控制器 CAN控制器嵌入到微控制器中； 控制器；
精品课件
② CAN控制器独立于微机
③集成式CAN控Biblioteka Baidu器
目前，发展趋势是CAN接口、收/发器、微控制器集 成到一个芯片上。
多种场合 控制应用 多种场合
精品课件
也称容错CAN
基于ISO 11898 基于ISO11519-3 有VPM，PWM两种 调制方式
ISO 11898-3、 VAN、 J1850性能比较
比较内容
应用场合 传输介质
位编码方式
介质访问方式 位速率
数据长度
ISO 118983
控制、诊断 双绞线
NRZ
竞争 10K~1Mbps
0~8个字节
VAN
控制、诊断 双绞线、扁 平线 Mancheste r 竞争 125Kbps
如果一个码元只携带一个比 特的信息，则波特率和比特率在数值上 相等。
精品课件
6. 总线介质访问控制方 式
在总线上某一时刻若有两个节点同时 发送数据，则这两个数据将会在总线上发生“冲 突”，为了避免冲突产生，就要有一个解决“争 用”总线的方法，以使各节点充分利用总线的信 道空间和时间来传送数据而不发生冲突，这正是 介质访问控制方式的管理机制。
➢ 位速率一般在10~125Kbps；
精品课件
现有B类网络协议
名称
主要用户 应用场合
注释
GMLAN(SWC) GM
多种场合 GM是唯一用户
ISO11898-3 欧洲 (Fault-Tol CAN)
多种场合
J2248 VAN J1850
GM, Ford, DC
Renault & PSA
GM, Ford, Chrysler
精品课件
第一部分 车载网络的基础知 识
一、车载网络系统的组成
网络节点（模块）、通信线路、软件及协 议
解释：
①各种控制模块、网关、智能传感器
②通信线路、不同子网(拓扑结构)
③支持各节点工作的软件、通信协议
精品课件
1.节点（模块）
一种电子装置。 简单：智能传感器；复杂：微处理 器。
电控单元：微处理器，实现某种自动控制 功能；
车载网络系统的检修
精品课件
概述
1、车载网络应用的目地 解决由于汽车上大量应用电子装
置带来的问题 （1）汽车电子电器数量过多 （2）系统过大 （3）冗余度高成本增加 （4）技术效益低下
精品课件
图1 传统信息传输：每个信息都需要一个独立的数据线传输 图2 网络信息传输：所有信息都通过两根数据线进行交换
精品课件
现有A类网络协议
名称
UART Sinebus
LIN I2C CCD ACP BEAN J1708/J158 7/J1922
主要用户 主要应用场合
GM
多种场合
GM
Audio
许多厂商 智能连接器和传感器
Renault HVAC
Chrysler HVAC，Audio等
Ford
Audio
Toyota
B级速率：10~100 kb/s，主要应用于电子车辆信 息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统。
C级速率：最高可达1M kb/s，主要用于悬架控制、 先进发动机控制、牵引控制、ABS等系统。
SAE：美国机动车工程师学会 精品课件
二、车载网络的分类（2）
分类依据：功能和速率 ➢ A类：面向执行器、传感器的低速网络 ➢ B类：面向模块间数据共享的中速网络 ➢ C类：面向多路、实时闭环的高速网络 ➢ D类：面向信息、多媒体系统的网络 ➢ E类：面向乘员的安全系统