常用车载网络系统(LIN)ppt课件.ppt

常用车载网络系统沈鸿星ShenHongxing襄阳职业技术学院XiangyangVocationalandTechnicalCollege2014 9 1 CAN总线的主要特点 复习测试 2 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 3 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 4 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 5 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 6 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 7 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 8 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 9 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 10 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 11 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 12 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 13 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 14 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 15 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 16 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 17 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 18 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 19 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 20 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 21 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 22 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 23 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 24 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 25 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 26 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 27 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 28 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 29 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 30 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 31 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 32 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 33 小结 1 LIN是LocalInterconnectNetwork的缩写 意为 34 小结 1 LIN是LocalInterconnectNetwork的缩写 意为局域互联网 35 小结 2 LIN网络一般使用根单独的铜线作为传输介质 36 小结 2 LIN网络一般使用1根单独的铜线作为传输介质 37 小结 3 LIN电控单元标准接口的基本单位为 通用异步接收 发送装