常用车载网络系统(MOST)ppt课件

.1、检修车载网络系统。2、光总线的信息传输，3.1光总线，3.1光传输介绍，1。信号的光传输不同于传统的电传输信号，光传输使用光来传输信号，两者的区别如图3-1所示。图3-1光传输和电传输的区别，图3，图3-2光信号通过光纤(光缆)传输，2。光传输的优点，电线少，重量轻；传输速度快；它不会产生电磁干扰，对电磁干扰不敏感。3.1.2光传输系统结构，1。光传输控制单元，在光总线中，每个总线用户(收音机、光盘播放器、视频导航器等。)具有光传输控制单元，用于实现光传输信号的调制、解调和控制。光传输控制单元由内部电源设备、收发器单元光导发射器(FOT)、光波收发器、标准微控制器(中央处理器)、特殊组件等组成。图3-3光传输控制单元。5，1)光导插头，收发器单元光导发射器(FOT)由光电二极管和发光二极管组成(图3-4)。2)电气插头，3)内部电源装置，4)收发器单元光导发射器，如图3-5所示，光传输中使用的光波波长为650纳米，即可见红光。图3-4光导发射器(FOT)，图3-5波长为650纳米的可见红光。6，5)光波收发器，6)标准微控制器，7)特殊元件，2。光电二极管，光电二极管利用光电效应原理将光波转换成电压信号。如图3-6所示，在光电二极管中有一个P-N结，入射光可以照射在该结上。在P型层上有一个正触点(滑环)，N型层连接到金属底板(负电极)。图3-6是光电二极管的结构示意图。如果入射光或红外线照射到pn结上，在pn结中将产生自由电子和空穴，从而形成通过pn结的电流。入射到光电二极管上的光越强，流过光电二极管的电流就越大。这种现象被称为光电效应。图3-7光电效应原理，8，3。光纤，1)光纤的功能和相关要求，作为光波的传输介质，光纤(也称为光缆)的功能是将一个控制单元的发射器中产生的光波传输到另一个控制单元的接收器。2)光纤的结构，如图3-9和3-10所示，光纤由几层组成。纤芯是光纤的核心部分，是光波的传输介质。它也可以被称为光波导体。纤芯通常由有机玻璃或塑料制成，根据全反射原理，纤芯中的光波几乎是无损传输的。图3-8光纤用于传输光波，图9，图3-9光纤结构，图3-10光纤各部分尺寸，图3-10，图3)光波在光纤中的传输，在直光纤中，光波根据全反射原理在纤芯表面以z形曲线传输。嘿。11，4)特殊插头。为了将光纤连接到控制单元，在光传输系统中使用了一个特殊的插头。插座主体具有指示光波传输方向(通向接收器)的信号方向箭头。图3-14光传输系统的特殊插头。12，5)光纤端面。为了将光波传输过程中的损耗降至最低，光纤的端面应光滑、垂直且干净(图3-15)。因此，使用了一种特殊的切割工具。切割表面上的灰尘和划痕会增加光波的传输损耗(衰减)。图3-15光纤端面，13，2.5MOST数据总线系统，2.5.1MOST开发MOST是媒体信息传输的网络标准。通过采用MOST，不仅可以降低连接各种部件的线束的质量和噪音，而且可以减轻系统开发技术人员的负担，最终可以在用户处实现对各种设备的集中控制。MOST的应用MOST系统可以连接到诸如汽车音频系统、视频导航系统、汽车电视、高清晰度音频放大器、汽车电话，图3-17音频A8汽车信息确定多媒体系统，图15，图3-18宝马汽车F01/F02 MOST多媒体音视频娱乐系统TOPHIFI顶级高保真放大器；车辆信息计算机；影碟机；KOMBI组合仪表；后排座椅娱乐系统；卫星无线电调谐器；TCU远程通信系统控制单元；ULF-SBX界面盒；视频模块；ZGM中央网关模块。16，3.MOST传输速率，图3-19多媒体数据传输速率，17，图3-20带立体声的数字电视系统，车载多媒体影音娱乐系统要求高数据传输速率。只有带立体声的数字电视系统需要大约6Mb的传输速度。在车载多媒体视听娱乐系统中，大量的视频和音频数据通过MOST总线传输，而CAN总线只能用于传输控制信号(图3-21)。图3-21CAN总线用于车载数字电视系统中传输控制信号，3 . 2 . 2主机的组成和系统状态，1。MOST的拓扑结构，MOST总线系统采用环形拓扑结构。控制单元通过光纤在环形方向上将数据传输到下一个控制单元。这个过程一直持续到首先发送数据的控制单元再次接收到数据。MOST系统可以通过数据总线自诊断接口和诊断CAN总线进行诊断。图3-22的MOST系统采用环形拓扑结构，图1-42的BMW e 60车辆系统由全车辆网络系统组成。在MOST总线中，每个终端设备(节点、控制单元)通过具有环形结构的网络中的光纤环相互连接。图3-23音频和视频数据信息在MOST环形总线r-接收器上循环；t型变送器，每个控制单元之间的连接通过环形总线实现，数据只在一个方向传输。换句话说，控制单元有两根光纤，一根用于发射器，一根用于接收器。22，MOST控制单元中的纯光纤连接。对于所有MOST插头，双芯光纤插头的结构(图3-24)是相同的。光纤引脚Pin1始终用于输入，光纤引脚Pin2始终用于转发，用箭头表示。图3-242芯光纤插头，23，2.MOST系统管理器、MOST系统管理器和诊断管理器共同负责MOST总线内的系统管理。(1)控制系统状态；(2)发送MOST总线信息；(3)管理传输容量。系统管理员的角色如下：3 .MOST总线系统状态，1)睡眠模式，当处于睡眠模式时，MOST总线无数据交换，静态电流降至最低，系统处于待机状态，只能由系统管理器发出的光波启动脉冲激活。图3-25睡眠模式下的MOST系统。24，2)待机模式。当MOST总线系统处于待机模式时，它不能向用户提供任何服务，但此时MOST总线系统仍在后台运行。图3-26待机模式下的MOST总线系统，3)通电运行模式。当MOST总线系统处于通电运行模式时，控制单元完全打开，MOST总线上可进行数据交换，用户可使用视频娱乐、通信、导航等所有功能。图3-27 MOST系统处于通电模式。25，3.2.3MOST数据传输，1 .信息帧，1)脉冲频率，MOST系统管理器以44.1千赫脉冲频率向环形总线上的下一个控制单元发送信息帧。由于使用了固定的时间光栅和脉冲频率，MOST系统允许传输同步数据。2)信息框架结构。在MOST系统中，信息帧的大小为64字节(1字节为8位，可分为以下几部分。图3-28大部分信息帧的结构，(1)起始区域。(2)边界区域。(3)数据区。(4)检查字节。两个校验字节发送发射器/接收器地址(标识符)和接收器控制指令(例如，放大器音量增大或减小)信息。州区。信息帧的状态区域包含用于向接收器发送信息帧的信息。(6)奇偶校验区。奇偶校验区用于最终检查数据的完整性。该区域的内容将决定是否有必要重复发送过程。MOST总线的操作过程，1)系统启动(唤醒)，图3-35中伺服光波的传输过程，图3-36中主光波的传输过程，图3-37中唤醒过程的结束(数据传输的开始)，同步数据、音频和视频信息的传输作为同步数据在MOST系统中传输。为了便于理解，下面的描述将以奥迪A803汽车播放音乐光盘为例。图3-38同步数据(音频和视频信息)传输过程，35、同步数据管理如图3-39所示，前端信息控制单元J523使用具有以下校验数据的信息组：36，3)异步数据传输，在MOST系统中，导航系统的地图显示、导航计算、互联网网页、电子邮件等图文信息作为异步数据传输。异步数据源以不规则的间隔发送这些数据。为此，每个数据源将其异步数据存储到缓冲寄存器中。然后数据源开始等待，直到它收到带有接收方地址的信息组。除了系统管理器，MOST总线还有一个诊断管理器。图3-41诊断管理器。诊断管理器执行回路断开诊断，并将MOST总线上的控制单元诊断数据传输至诊断控制单元。在奥迪A803上，数据总线诊断接口J533执行自诊断功能。2.系统故障。如果MOST总线上的数据传输中断，则无法完成正常的数据传输任务。由于MOST总线是环形结构，这种数据传输的中断称为环路断开，即总线断开。故障信息“光纤数据总线开路”存储在诊断管理器的故障存储器中。38，3。回路断开诊断，1)诊断导线和询问脉冲。为了准确确定回路断开的具体位置，有必要使用诊断导线进行回路断开诊断。诊断导线通过中央导线连接器连接到MOST总线上的每个控制单元。图3-42诊断线连接到MOST总线上的每个控制单元。39，2)响应内容。在回路断开诊断开始之后，MOST总线上的每个控制单元发送以下两种信息：(1)控制单元的电气方面是否正常该控制单元的电气功能是否正常(例如电源是否正常)；(2)控制单元的光学方面是否正常该控制单元的光电二极管是否能够从环形总线上位于其前面的控制单元接收光波信号。(1)在1)MOST总线系统中是否存在电气故障(电源故障)，以及哪个控制单元存在电气故障；(2)MOST总线系统中的哪两个控制单元的数据传输中断，即哪两个控制单元的光纤断开。嘿。嘿。40，3)故障确认，备用控制单元VAS6186可用于更换可疑控制单元，然后观察MOST系统是否恢复正常。如果更换后系统恢复正常，可以确认故障是由可疑控制单元的损坏引起的。图3-43用备用控制单元VAS6186替换可疑控制单元，图3-44替换控制单元VAS6186，41，4。信号衰减幅度增大的诊断。诊断管理器还具有信号衰减幅度增大的诊断功能，即通过监测MOST系统传输的光波功率的减小来判断信号传输过程中光学系统是否存在信号衰减幅度过大的故障。图3-45信号衰减幅度增加的诊断，42，3.4光纤的使用和维护，3.4.1信号衰减和光波传输系统的原因，1。光波传输系统的信号衰减。为了表征光波在传输过程中的损耗程度，引入了光波信号衰减的概念。如果光波的功率由于传输过程中的重复转发而降低，则称光波信号发生了衰减。光波信号的衰减程度用衰减常数(分贝)表示。衰减常数定义为：43，如果光波发射源发射的光波功率是20W，并且光波接收器接收的光波功率是10W。那么在这个转发过程中，光波的衰减常数是：即对于衰减常数为3dB的光波传输系统，光波信号将衰减一半。在光总线系统中，3dB通常作为光波传输系统衰减常数的极限值。如果超过极限值，光波传输系统的信号衰减幅度被认为太大，必须修理或更换。图3-61两个控制单元之间传输期间光波信号的衰减。44，2。信号衰减幅度增大的原因，图3-62光波传输系统中信号衰减幅度增大的原因1-光纤曲率半径太小。如果光纤的弯曲(折叠)半径小于25毫米，在纤芯的拐点处会出现模糊(不透明，类似于折叠的有机玻璃)，此时必须更换光纤。光纤的双包层损伤：3-光纤端面划伤；4-光纤端面脏污；5-光纤端面错位(插头外壳断裂)；6-光纤端面未对齐(角度不正确)；7-光纤端面和控制单元接触面之间存在间隙(插头外壳破裂或无法锁定和定位)；8-光纤端套变形。45，3.4.2光纤的使用，1。操作光纤时的注意事项。弯曲半径不应太小。(2)无弯曲。(3)不挤压。(4)严禁摩擦和磨损。(5)严禁拉伸。(6)严禁过热。(7)严禁注水。(8)光纤端面不得有污染和损伤。正确铺设光纤，在车辆上铺设光纤时应采取特殊保护措施。用适当硬度的波纹管包裹光纤不仅能为光纤提供外力保护，而且能有效防止光纤过度弯曲，保证最小弯曲半径为25 mm。图3-70用适当硬度的波纹管包裹光纤，47，3-70用适当硬度的波纹管包裹光纤，48，3.4.3光纤的维护，1。光纤维护总结。在宝马汽车系统中，绿色包层光纤用于MOST系统，黄色包层光纤用于byteflight系统，橙色包层光纤用于维修线。图3-71光纤包层的颜色。49，2。修理光纤的注意事项，特别注意：MOST系统中的光纤只允许在两个控制单元之间修理一次，而Byteflight系统中的光纤不允许修理，只能更换新的。3。光纤维护专用工具。光纤维护应使用专用工具VAS6223组合套件，也称为光纤维护套件。图3-72VAS6223组合套件，VAS6223组合套件有两个用于光纤维护的专用钳子。切割钳用于切割光纤，压接钳用于压接光纤的铜连接器。50，图3-73va 6223剪切夹，51，图3-74va 6223压缩夹，52，4。光纤维护的实际操作，(1)根据长度需要，用VA