常用车载网络系统(LIN).ppt

常用车载网络系统沈鸿星ShenHongxing襄阳职业技术学院XiangyangVocationalandTechnicalCollege2014 9 CAN总线的主要特点 复习测试 CAN总线 1 VAN系统 3 LIN总线 2 学习内容 LAN系统 4 车载蓝牙系统 6 MOST总线 5 2 1LIN的发展 LIN局域互连网络是由Audi BMW Daimler Chrysler Motorola VolcanoCommunicationsTechnologies VCT Volkswagen和Volvo等公司和部门 LIN联合体 提出的一个汽车底层网络协议 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 LIN总线简介 LIN是LocalInterconnectNetwork的缩写 意为局域互联网 图4 1局域互联网LIN的标志 LIN总线所控制的控制单元一般都分布在距离较近的空间内 如车顶 仪表台 车门等处 所以LIN也被称为 局域子系统 LIN总线在汽车上的应用领域主要有防盗系统 自适应大灯 氙气前照灯 驾驶员侧开关组件 外后视镜 中控门锁 电动天窗 空调系统的鼓风机 加热器控制等 图4 2LIN总线的应用领域 图4 3LIN总线在BMWE83 X3 高版本外后视镜控制系统中的应用1 基本控制模块5Redesign 2 右侧外后视镜电子装置 3 右侧外后视镜加热装置 4 右侧外后视镜垂直调整电机 5 右侧外后视镜水平调整电机 6 右侧外后视镜折起电机 7 右侧后视镜调节角度传感器 8 左侧后视镜调节角度传感器 9 左侧外后视镜折起电机 10 左侧外后视镜水平调整电机 11 外后视镜垂直调整电机 12 左侧外后视镜加热装置 13 左侧外后视镜电子装置 14 驾驶员侧开关组 K Bus 车身总线 LIN 局域互联网 Kl 30 接线端子30 Kl 58g 接线端子58g 图4 4在AUDIA6L汽车上 LIN总线用于新鲜空气鼓风机 风挡玻璃辅助加热器以及天窗等的控制 3LIN的结构与协议 LIN协议在同一总线上的最大节点数量为16 系统中两个电控单元之间的最大距离为40m 1 传输介质LIN网络一般使用一根单独的铜线作为传输介质 2 节点结构一个LIN电控单元拥有一个统一的接口 LIN标准 以便与其他LIN电控单元之间进行信息数据处理 这种标准接口的基本单位为UART 通用异步接收 发送装置 LIN节点结构 LIN接口由两部分组成 协议控制器 线路接口 协议控制器集成在微控制器中的一个标准UART上实现 微控制器软件负责管理LIN协议 实现以下功能 1 发送 接收8位字节 2 构成请求帧 接收为应帧 3 发送帧 线路接口 1 负责将LIN总线的信号翻译成无干扰的RX信号传入LIN协议控制器 2 或将协议控制器的RX信号进行翻译传入LIN总线 LIN总线系统的突出特点是 LIN总线是单线式总线 仅靠一根导线传输数据 LIN总线系统的构成有三个部分 LIN上级控制单元 亦即LIN主控制单元 LIN从属控制单元 亦即LIN从控制单元 单根导线 图4 5LIN总线系统的构成 2 LIN主控制单元 1 LIN主控制单元的功能 LIN主控制单元连接在CAN数据总线上 执行以下功能 1 监控数据传输过程和数据传输速率 发送信息标题 2 LIN主控制单元的软件内已经设定了一个周期 该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 LIN主控制单元在LIN数据总线系统的LIN控制单元与CAN总线之间起 翻译 作用 它是LIN总线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元 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 图4 6LIN主控制单元实现LIN总线与CAN总线之间的连接 LIN帧的结构 2 LIN总线的帧结构 一个LIN帧由字节间分隔开的一系列字节组成 异步中断域标志着LIN帧的开始 它通过LIN网的主节点发出 并且支持所有LIN节点自动适应总线的速度 异步域使得所有总线上的LIN节点同步 LIN总线的信息结构 图4 7LIN总线的信息结构信息标题 8 1 同步间隔 2 同步区域 3 标识符 4 起始 5 停止 信息段 9 6 数据区域 7 校验区 3 LIN从控制单元 在LIN数据总线系统内 单个的控制单元 如新鲜空气鼓风机 或传感器及执行元件 如水平传感器及防盗警报蜂鸣器 都可看作LIN从控制单元 图4 9BMWE60电动遮阳卷帘的控制1 驾驶员侧开关组 2 驾驶员侧车门模块TMFA 3 安全和网关模块SGM 4 便捷进入及起动系统CAS 5 中柱开关控制中心SZM 6 遮阳卷帘 图4 10空调出风口风门伺服电机的控制 LIN从控制单元等待LIN主控制单元的指令 仅根据需要与主控制单元进行通信 为结束休眠模式 LIN从控制单元可自行发送唤醒信号 LIN从控制单元安装在LIN总线系统设备上 如空调出风口风门伺服电机等 4 1 2LIN总线的数据传输 1 传输速率 LIN总线的数据传输速率为1 20Kbit s 在LIN控制单元的软件内已经设定完毕 图4 11LIN总线的数据传输速率 2 信号电平 如果无信息发送到LIN数据总线上或者发送到LIN数据总线上的是一个隐性电平 那么数据总线导线上的电压就是蓄电池电压 图4 12LIN数据总线上的信号电平 3 传输安全性 LIN总线在收发隐性电平和显性电平时 通过预先设定公差值来保证数据传输的稳定性 为了能在有干扰辐射的情况下仍能收到有效的信号 实际接收的允许电压值要稍高一些 图4 13隐性电平和显性电平的公差值 图4 14实际接收的允许电压值 4 信息波形 图4 15LIN总线信息波形 1 带有从控制单元回应的信息 LIN主控制单元要求LIN从控制单元发送的信息标题内包含这样一些信息 如开关状态或测量值 该回应由LIN从控制单元来发送 2 带有主控制单元命令的信息 LIN主控制单元通过信息标题内的标志符来要求LIN从控制单元发送带有回应内容的数据 该回应由LIN主控制单元来发送 5 信息标题 信息标题由LIN主控制单元按周期发送 如图4 16所示 信息标题分为同步暂停区 同步分界区 同步区和识别区四部分 图4 16信息标题波形 6 信息内容 回应 图4 17LIN从控制单元回应主控制单元的查询信息 6 信息内容 回应 图4 18LIN从控制单元贯彻 执行主控制单元的指令 回应由1 8个数据区构成 图4 19 每个数据区是10个二进制位 其中一位是显性起始位 一个是包含信息的字节 另外一个是隐性停止位 起始位和停止位是用于再同步从而避免传输错误的 图4 19回应由1 8个数据区构成 7 信息的顺序 如果车上没有安装可以接收某一信息标题的控制单元 那么在示波器屏幕会出现没有回应的信息标题 但这并不影响系统的功能 图4 20没有回应的信息标题 LIN网传输 DATA数据从主控制器到执行器 单个 8 传输模式 一个LIN电控单元所使用的传输方式与CAN网电控单元所使用的传输方式是相同的 都包括定时传输模式 事件传输模式和混合模式3种 定时传输模式和事件传输模式相混合为混合传输模式 LIN网传输 DATA数据从主控制器到执行器 多个 LIN网传输 DATA数据从执行器 多个 到主控制器 8 防盗功能 LIN总线还具有一定的防盗功能 只有当LIN主控制单元发送出带有相应识别码的信息标题后 数据才会传至LIN总线上 由于LIN主控制单元对所有信息进行全面监控 所以无法在车外使用从控制单元通过LIN导线对LIN总线实施控制 图4 21LIN总线不接受外来指令的控制 4 1 3LIN总线的自诊断 1 利用故障检测仪VAS5051进行故障诊断 图4 22使用故障检测仪VAS5051对LIN总线系统进行故障诊断和检测 2 故障分析 1 LIN总线短路 图4 23LIN总线对电源正极短路 图4 24LIN总线对电源负极短路 发生对电源正极或对电源负极短路时 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 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 图4 25LIN总线发生断路故障 小结 1 LIN是LocalInterconnectNetwork的缩写 意为 小结 1 LIN是LocalInterconnectNetwork的缩写 意为局域互联网 小结 2 LIN网络一般使用根单独的铜线作为传输介质 小结 2 LIN网络一般使用1根单独的铜线作为传输介质 小结 3 LIN电控单元标准接口