大众汽车车载网络系统介绍
第3章 常用车载网络系统的结构与原理【汽车车载网络技术】
求）。 • ④ 帧中的回应（在同一帧中对一个请求的回应）或者是滞后回
应（如果数据制造者没有在提出请求时马上回应）。
9．VAN数据总线系统签收回复
• VAN数据总线系统的签收回复是由数据发送者激 活和实现的。如果最后一个请求与一个确切的 电控单元相连接（“点对点”模式），它将激 活签收回复命令。
4．数据安全性
• 蓝牙技术非常重视对传送数据的保护，如数据的处理 和防窃听。数据是用128位长的电码来编制代码的，接 收器的真实性也由一个128位电码来校验，这时各装置 用一个密码来彼此识别。蓝牙技术的有效作用距离比 较短，对数据的处理操作也只能在这个范围内进行， 这样也提高了数据的安全性。
5．蓝牙装置间的适配
三、VAN总线的物理层
• 1．互补数据对 • 总线的基本特征。 • 1）作为帧的传输载体，总线由两条绝缘截面积为
0.6mm2时的铜线组成。 • 2）这两条线被称为数据线DATA和数据线DATAB，传
输相反的电平信号。 • 3）为了抵抗总线中帧发射的电磁干扰，这两条线被
绞在一起，呈双绞状。
VAN互补数据对干扰的消除
第四节 车载蓝牙系统
• 蓝牙技术（Bluetooth）是一种短距离无线数据与语 音通信的开放性全球规范。蓝牙，是一种支持设备 短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包 括移动电话、PDA、无线耳机（图3-45）、笔记本电 脑、无线鼠标（图3-46）、计算机相关外设等众多 设备之间进行无线信息交换。
VAN数据总线系统拓扑
3．传输介质
• VAN总线的信号传输常用双绞铜线，一般情况下每 个电控单元只对应一个双绞铜线的传输介质。两根 导线被称为DATA和DATAB（对应于CAN-High导线和 CAN-Low导线），任何一根导线都可以将VAN的信息 传输到显示屏或者收放机上。VAN的数据导线既可 以采用铜质双绞线，也可以采用同轴电缆，还可以 采用光导纤维（即光纤或光缆）。
CAN-BUS答案
一、填空题1、车载网络系统就是把众多的_模块_连成网络，其信号通过___数据线___的形式传输，可以达到信息资源共享的目的。
2、由于汽车不同控制器对CAN总线的性能要求不同，大众汽车的CAN总线系统设定为驱动系统___、__舒适系统__、_信息系统__、___诊断系统____和___仪表系统__五个局域网。
3、诊断总线用于_________和相应_________ 之间的信息交换，它被用来代替原来的K线或者 L线的功能。
4、LAN常用拓扑结构：星型、环型、树型。
5、光在光纤内是基于全反射的原理进行无损耗传输的。
6、车载网络系统就是把众多的模块连成网络，信号通过数据线的形式传输。
7、数据总线是模块间运行数据的通道，即所谓信息高速公路。
8、CAN是国际上应用最广泛的现场总线之一。
9、光纤在 -40~80c（温度）范围内能保证功能。
10、为了可靠地传输数据,通常将原始数据分割成一定长度的数据单元,该数据单元即称为CAN-H和CAN-2 。
1、CAN(控制器局域网）在1986年2月（时间）由美国汽车工程会发布。
2、协议的三要素：语法、语义、定时规则。
3、CAN数据总线系统由CAN控制器、收发器，两个数据传输终端和两条数据总成线组成。
4、 CAN 总线最常用的物理介质是，信号使用差分电压传送,两条信号线被称为————和。
5、光在光纤内是基于全反射的原理进行无损耗传输的。
6、车载网络系统就是把众多的连成网络，信号通过的形式传输。
7、数据总线是间运行数据的通道，即所谓信息。
8、为了可靠地传输数据,通常将原始数据分割成一定长度的数据单元,该数据单元即称为。
9、是国际上应用最广泛的现场总线之一。
10、光纤在（温度）范围内能保证功能。
1、车载网络系统就是把众多的连成网络，信号通过的形式传输。
2、数据总线是间运行数据的通道，即所谓信息。
3、是国际上应用最广泛的现场总线之一。
4、光纤在（温度）范围内能保证功能。
5、为了可靠地传输数据,通常将原始数据分割成一定长度的数据单元,该数据单元即称为。
上海大众帕萨特CAN数据总线的结构原理
15031
29
转换表
十进位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
二进位 十六进位
0
0
1
1
10
2
11
3
100
4
101
5
110
6
111
7
1000
8
1001
9
十进位 二进位 十六进位
10
1010
A
11
1011
B
12
1100
C
13
1101
D
14
1110
E
15
1111
F
16 10000
10
17 10001
低速型 10 －125 kbps (用于舒适系统、仪表显示等） 高速型 125 kbps －1Mbps (用于发动机控制、ABS、传动控制等）
最多接入控制单元数：32个
最长一根 CAN bus 线长度：40 m
通用版本：
单位换算： 1 bps = 1 bits per second（位/秒）
8 bits（位）= 1 byte（字节）
发动机干预
2021/11/16
20
控制单元A 测量数据
数据流
1个控制单元发送， 2个控制单元接收
2021/11/16
控制单元B
控制单元C
接收数据
21
信号传输技术数据
CAN bus最高传播速度：1 Mbps
ISO 分类：低速型 低于10 kbps （用于后视镜调整、电动窗、灯光照明、雨刷器 等，称作LIN总线)
CAN最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、 控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装 置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控 制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些 控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式 不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线 上述问题便得到很好地解决。
《汽车车载网络系统检测与维修》-教学课件-02-任务二 舒适CAN总线故障检测(一)
打开点火开关，使CAN总线处于唤醒状态，检测舒适CAN总线的波形是否符合标准
舒适CAN总线系统组成及连接拓扑图 舒适CAN总线常见故障类型及故障波形分析 舒适CAN总线电压及波形检测方法
重点
舒适CAN总线系统组成 舒适CAN总线单线工作模式 舒适CAN总线电压及波形检测方法
难点 舒适CAN总线故障检测
三 知识讲解
1、舒适CAN总线系统组成
舒适CAN总线系统主要 包括空调控制单元、车门控 制单元、舒适系统控制单元 、座椅位置记忆控制单元、 雨刷电机控制单元、停车辅 助控制单元、中央电器系统 控制单元、转向柱控制单元 、多功能方向盘等。
3、舒适CAN数据总线特点
1. 舒适CAN数据总线用于将 舒适CAN方面的控制单元联成网 络，它的传输速率为100 kb/s， 2. 舒适CAN总线由30号电激活, 无数据传输时的基础电压值为： CAN-High线0V CAN-Low线 5V(12V)。 3. 舒适CAN总线没有终端电阻 ，且高低Can线分离，即任一根 Can线断路，Can总线进入单线工 作模式,Can总线工作不受影响， 。 4.导线颜色:CAN-H线 橙绿、 CAN-L线橙棕，线径: 0.35 mm2 。
步骤 1 2 1 2 3
4
5
6 7
工作内容
将车辆安全停放到维修工位，铺好三件套和发动机翼子板布
用万用表检查蓄电池电压是否正常
关闭点火开关，选择合适的诊断接头，连接到故障车辆的诊断插座上。
汽车网关(gateway)系统的作用原理及部分车型网关位置
汽车网关（gateway）系统的作用原理及部分车型网关位置近期，很多客户反馈汽车远程数据终端无法直接通过OBD接口采集汽车CAN数据，其实这个原理上说的是简单，但是实际操作起来就比较复杂，那今天我给大家梳理下，共同再熟悉了解下网关，绕过网关来采集数据，或者直接在网关上采集数据。
一、网关是何方神圣？我们知道，从一个房间走向另一个房间，需要经过一扇门。
在汽车上，这些动脑筋的工程师把这个简单的进出门用到了汽车上：从一个网络向另外一个网络发送信息，需要经过一道“关口”，有的可能还不止一个，有“嘉峪关、潼关、平阳关”，车载网络的这个关口，就是网关（getaway）。
网关作为汽车网络系统的核心控制装置，网关负责协调不同结构和特征的CAN总线网络及其他数据网络之间的协议转换、数据交换、故障诊断等工作。
网关是在采集不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协议转换、数据交换等网络兼容功能的设备，也可以通俗的叫他网络之间的连接器、协议的转换器、数据的翻译器。
网关既可以用于广域互联，也可以用于局域互联，充当着转换重任的计算机系统或者设备，在使用不同协议、数据或者语言，甚至两种体系结构完全不同的两个系统之间，做翻译。
之前还有个网桥的概念，比如CAN转RS232这样的，就是类似一个网桥，网关对收到的信息（例如DBC）要重新打包，以适应目标系统需求，同时，网关还提供过滤和安全，那我们在OBD接口读取不到任何数据，比如大众车型只能采集个OBD的电压，特斯拉获得一个VIN码（用于上牌），通通属于被网关数据过滤的功能给过滤掉了。
二、网关的作用暂且简单说下，主要体现的几个方面，有专业人士勿喷：1、网关把局域网上的数据转变成可以识别的ACKII码，比如OBD2诊断数据，方便诊断。
2、协调低速率信息与高速率信息在汽车网络系统中的数据信息共享。
3、负责接受和转发信息。
4、激活某个控制单元或者某局域网的工作。
5、实现对整车网络系统内部数据的同步。
《汽车车载网络系统检修》教案 第2课 汽车车载网络系统概述(二)
课题汽车车载网络系统概述(二)课时4课时(180min)教学目标知识技能目标：(1)熟悉新能源汽车的安全防护措施(2)了解汽车车载网络系统常用检修仪器、故障类型和检修方法素质目标：(1)培养兢兢业业、无私奉献的职业精神(2)弘扬精益求精、科学严谨、追求卓越的工匠精神教学重睢点教学重点：新能源汽车的安全防护措施，汽车车载网络系统常用检修仪器和故障类型教学难点：汽车车载网络系统的检修方法教学方法情景模拟法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任努【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，提前预习本节课要讲的知识，井下载”任务工单——熟悉汽车车载网络系统检修的相关知识”【学生】完成课前任务考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到互动导入【教师】讲述情景，井提出问题当汽车车载网络系统发生故障时，检修人员需要对其进行检修。
正确地选取和使用各种检修仪器，并采取正确的检修方法，对提高检修作业效率、保障设备完整及确保人身安全来说是十分重要的。
一天，小王想用万用表对汽车车载网络系统进行检修，但是他不知道如何使用该仪器，于是向旁边的张师傅请教，最终学会了万用表的使用方法，成功找到了发生故障的部位，并对该部位进行了检修。
请大家思考：除了万用表，还有哪些常见的汽车车载网络系统检修仪器呢？如何对发生故障的汽车车载网络系统进行检修呢？【学生】聆听、思考、讨论、回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解新能源汽车的安全防护措施及汽车车载网络系统常用检修仪器、故障类型和检修方法1.2.1汽车车载网络系统的常用检修仪器汽车车载网络系统的常用检修仪器有万用表、示波器和汽车检测仪。
1.万用表【教师】通过多媒体展示“数字式万用表”图片，并进行讲解万用表是万用电表的简称，是一种最常用的电子检测仪器。
按工作原理的不同，万用表一般分为指针式和数字式两种。
常用车载网络系统(CAN)知识讲解
常用车载网络系统
学习内容
1
CAN总线
2
LIN总线
3
VAN系统
4
LAN系统
5
MOST总线
6
车载蓝牙系统
4
常用车载网络系统
2.1 CAN总线的工作原理
CAN是Controller Area Network（控制器局域网）的 缩写，是国际标准化的串行通信协议。目前，CAN总线是汽 车网络系统中应用最多、也最为普遍的一种总线技术。
CAN总线的基本系统由多个控制单元和两条数据线组 成，这些控制单元通过所谓收发器（发射-接收放大器）并 联在总线导线上。
图2-21 CAN总线的数据传输与公交车载运乘客相似
12
常用车载网络系统
CAN总线系统采用双绞线进行数据传输。这两根导线 中，一根称为CAN-High导线，另一根导线称为CAN-Low导 线。
在双绞线上，信 号是按相反相位 传输的，这样可 有效抑制外部干 扰。
图2-22 CAN总线的双绞线
13
常用车载网络系统 2.信息的发送与接收
CAN数据总线在发送信息时，每个控制单元均可接收 其他控制单元发送出的信息。在通信技术领域，也把该原 理称为广播。
14
常用车载网络系统
图2-26 单线CAN总线数据传输示意图
21
常用车载网络系统
⑤安全域。安全域（长度为16bit）用于检验数据在传输中是 否出现错误。
22
常用车载网络系统
⑥ 应答域。应答域（长度为2bit）是数据接收器发给数据发 送器的确认信号，表示接收器已经正确、完整地收到了发送 器发送的数据。如果检测到在数据传输中出现错误，则接收 器会迅速通知发送器，以便发送器重新发送该数据。
车车联网简介演示
从早期的车载信息娱乐系统（IVI）和 车载导航系统（Telematics），到近 年来的智能交通系统（ITS）和自动驾 驶技术（ADAS/AD），车车联网逐 渐成为了智能交通领域的研究热点。
市场需求与政策支持
市场需求
随着汽车保有量的不断增加，道路安全和交通拥堵问题日益突出，车车联网技术被认为是解决这些问 题的有效手段之一。同时，自动驾驶、新能源汽车等新兴产业也对车车联网技术提出了更高的要求。
主要参与者
在上游，主要的硬件供应商包括英特尔、高通、华为 等；在中游，主要的汽车制造商包括通用、丰田、大 众等，通信设备商包括amp;T、中国移动等，内容提供商包括腾讯、阿里 巴巴等。这些企业都在积极投入研发和推广车车联网 技术，以期在未来的智能交通市场中占据有利地位。
要点二
自动驾驶出租车队
某公司利用车车联网技术，实现自动驾驶出租车队的商业 化运营，为用户提供安全、舒适的出行服务。
04
车车联网市场现状与趋势分析
市场规模及增长趋势
01
市场规模
据统计，全球车车联网市场规模 持续扩大，预计未来几年将保持 高速增长。
增长原因
02
03
区域差异
增长主要得益于技术进步、政策 支持以及消费者对智能出行服务 的需求增加。
人工智能辅助驾驶
结合AI技术，实现更智能的驾驶辅助和决策系统 。
3
大数据与云计算应用
运用云计算和大数据技术，挖掘车车联网数据价 值，提升服务水平。
本次项目成果回顾
成功搭建演示平台
实现了基本的车车联网功能演示，验证了技术 的可行性。
突破关键技术难题
解决了车车联网通信、数据处理和安全性等方 面的技术难题。
市场发展趋势预测
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3.1.10 CAN网络典型故障判断
1．CAN-L线断路故障
CAN-L线断路故障
2020/4/5
15
传送安全性和故障处理
典型故障－1：Can-Low 断路
2020/4/5
16
Hale Waihona Puke 示波仪判断传送安全性和故障处理
2020/4/5
17
传送安全性和故障处理
典型故障－2：Can-high 断路
2020/4/5
13
传送安全性和故障处理
内部故障管理 控制单元内部有错误计数器。一次发送失败计数加8，一次接收错误计数加1。当累 计超过127时，控制器不再允许发送信息，当累计超过255时，控制器自动与总线 脱离.但是，控制器发送信息时，没有受到答复信号，控制器将重复发送，而错误计 数不计数。
2020/4/5
14
8-带网关的车载网络控制单元 9-发动机控制单元 10-舒适系统中央控制单元
11-自动变速箱控制单元 12-转向辅助控制单元 13-安全气囊控制单元
2020/4/5
14-自动空调控制单元 15-ABS控制单元
31
3.2.1 车载网络控制单元
车载网络控制单元安装于驾驶员侧仪表板饰件后。由于 装备不同，控制单元具有的功能也不同，因此插座的位置 也相应不同。
针脚号 1 4 5 6 7 14 15 16
对应的线束 15号线 接地 接地 CANBUS(高） k线 CANBUS(低） L线 30号线
注：未标明的针脚号暂未使用。
2020/4/5
8
2020/4/5
9
风云2CAN总线网络图
2020/4/5
10
3. 风云2所使用的数据通讯总线
LIN线网络电路原理图
斯柯达明锐诊断信息分析
诊断组
2020/4/5
1
内容提要
大众车系CAN网络类型 驱动网络 课题选定 日程安排 现状调查及其要因分析 活动目标 解决方案 效果确认及其开发成果
1. 大众车系CAN网络的类型
大众汽车的CAN总线系统设定为驱动系统、舒适系统、 信息系统、仪表系统、诊断系统这5个局域网。
车载网络控制单元
2020/4/5
32
3.2.1 车载网络控制单元
1．负荷管理
在行驶中，大量舒适性装备和电热器，如座椅加热装置、后窗 加热装置、外后视镜加热和电子辅助加热装置等，会引起发电 机过载，进而导致蓄电池放电。这种现象尤其会出现在短途行 车和冬季行驶时，以及时停时走和装备过多的车辆中。考虑到 短时间用电器的电流需求，车载网络系统控制单元的负荷管理 系统会定期监控蓄电池电压。如果识别到车载网络系统中电压 不足，车载网络系统控制单元将会采取措施，以保持行驶能力 及车辆重新启动能力。如果电压降到12.2V以下，车载网络系 统控制单元将控制用电器暂时停止工作；如果重新达到标准电 压，车载网络系统控制单元会恢复元件工作。
舒适系统CAN总线由30号线激活，其传输速率为 100kbit/s，为低速CAN总线。
节点：邮箱控制、自动空调控制、左前门、右前门、 左右门、右后门、记忆座椅模块、中控门锁单元。
舒适系统CAN总线的组成图
2020/4/5
5
3.1.4 舒适系统CAN总线
3.1.5 网关
网关工作情况就像一个车辆换乘站。另外，网关还具有改变信 息优先级的功能。
CAN系统的5个子系统
2020/4/5
3
1.1 驱动系统CAN总线
驱动系统CAN总线由15号线激活，采用双线式数据总 线，其传输速率为500kbit/s，为高速CAN总线。
节点：发动机、自动变速器、ABS、安全气囊、SAS、 TDI。
驱动系统CAN总线的组成图
2020/4/5
4
1.2 舒适系统CAN总线
2020/4/5
12
3.1.9 内部故障管理
控制单元内部有错误计数器，一次发送失败计数加8，一 次接收错误计数加1。当累计超过127时，控制器不再允 许发送信息，当累计超过255时，控制器自动与总线脱离。 但是，控制器发送信息时，若没有收到答复信号，控制器 将重复发送，而接收错误将不计数。
2020/4/5
3．CAN-L线与蓄电池正极短路故障
CAN-L线与蓄电池正极短路故障
2020/4/5
27
3.1.10 CAN网络典型故障判断
4．CAN-L线搭铁短路故障
CAN-L线搭铁短路故障
2020/4/5
28
3.1.10 CAN网络典型故障判断
5．CAN-L线与CAN-H线短路故障
CAN-L线与CAN-H线短路故障
2020/4/5
11
3.1.8 电源管理
驱动系统CAN总线通过15号端子（点火开关）接通或 关闭，在发动机运转时才需要电流。舒适系统CAN总 线由30号线供电，即一直处于准备被驱动状态。
为了避免电瓶过快放电，有必要进行电源管理。当 控制单元之间没有信息交换时，舒适系统总线进入 睡眠模式（电流节约模式）。在睡眠模式下舒适系 统总线只取用很小的电流（几个毫安），需要时可 通过如中央闭锁、无线远程操作等自动启动。
2020/4/5
23
传送安全性和故障处理
典型故障－6：Can-Low与Can-high交叉连接
2020/4/5
24
示波仪判断
传送安全性和故障处理
2020/4/5
25
3.1.10 CAN网络典型故障判断
2．CAN-H线断路故障
CAN-H线断路故障
2020/4/5
26
3.1.10 CAN网络典型故障判断
2020/4/5
29
3.1.10 CAN网络典型故障判断
6．CAN-L线与CAN-H线反接故障
CAN-L线与CAN-H线反接故障
2020/4/5
30
3.2 大众波罗轿车的车载网络系统
波罗轿车车载网络系统的组成
1-收音机、无线电导航装置 2-前座乘客侧车门控制单元 3-活动天窗调节控制单元
4-右后车门控制单元 5-仪表 6-左后侧车门控制单元 7-驾驶员侧车门控制单元
18
示波仪判断
传送安全性和故障处理
2020/4/5
19
传送安全性和故障处理
典型故障－4：Can-Low 与地短接
2020/4/5
20
示波仪判断
传送安全性和故障处理
2020/4/5
21
传送安全性和故障处理
典型故障－5：Can-Low与Can-high短接
2020/4/5
22
示波仪判断
传送安全性和故障处理
网关工作示意图
2020/4/5
6
3.1.6 诊断总线
诊断总线用于诊断仪器 和相应控制单元之间的信 息交换。
诊断总线通过网关转接 到相应的CANBUS上， 然后再连接相应的控制器 进行数据交换。
诊断总线
仪表总线 驱动总线 舒适总线 信息总线
网关
2020/4/5
诊断总线通过网关连接各控制器 7
诊断接口定义