汽车总线系统.ppt

我们知道在汽车的每台计算机之间有许多信号要传输，一个信号需要两根电线形成一个回路。虽然所有信号的接地端都可以使用一根公共线，但两台计算机之间的连接线数量会随着传输信号的增加而增加，这将导致电子控制单元的管脚数量增加、电路制作复杂、故障率增加以及维护困难。什么是数据总线？无论一辆汽车中有多少个电子控制单元或者信息容量有多大，每个电子控制单元都通向两条连接到两个节点的导线。这两条线被称为数据总线。过去，许多人习惯在电子控制单元之间骑自行车。现在这些人乘坐公交车，可以运送大量乘客。因此，数据总线也被称为总线。3什么是CAN协议？电子计算机网络使用电子语言来说话。每个电子控制单元必须使用和解释相同的电子语言。这种语言被称为“协议”。汽车计算机网络中有几种常见的传输协议。宝来汽车配备了博世产品，数据总线采用了由福特、互联网和博世共同开发的高速汽车通信协议CAN协议。CAN是控制器网络的缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。一、CAN数据传输系统的优点，将数据总线和其他组件结合起来成为一个数据传输系统，CAN数据传输系统的优点是：一、将传感器信号线减少到最低限度，使更多的传感器信号进行高速数据传输；b、尽量减少电控单元和电控单元的引脚使用，节省电控单元的有限空间；如果系统需要增加新功能，只需要软件升级；D、各电控单元对连接的CAN总线进行实时监控，如果出现故障，电控单元将存储故障代码；CAN数据总线符合国际标准，便于车辆上不同制造商生产的电子控制单元。主要车载网络的基本情况，can控制器：控制器区域：区域网络：网络主体/电力传输系统控制协议，最有可能成为世界标准的车辆协议通信速度：1兆位/秒，VAN，VAN(车辆区域网络)用于车辆系统控制的局域网协议，法国为中心的通信速度：1兆位/秒开发单位：ISO，most，MOST(面向媒体的系统传输)媒体：面向媒体的系统：系统传输：以欧洲为中心的传输信息系统通信协议，克莱斯勒和宝马推出的通信速度：22.5兆位/秒，LIN， 林(LocalConnectNetwork)本地：本地互连：互连网络：局域网协议通信速度网络主体系统控制：10.4-41.6 kbit/s低成本串行通信系统，单线连接，Byteflight重视局域网协议的安全性和通信速度控制按用途分类：10兆位/sBWM公司，FlexRay重视局域网协议的安全性和通信速度控制按用途分类：5兆位/sBMW戴姆勒-克莱斯勒公司，总线系统组成，1。 控制单元2。数据总线3。网络4。建筑5。通信协议6。网关。奥迪6数据总线系统，C5网络，21个网络控制单元，3个总线系统通过K线和L线诊断，C6网络，多达81个控制单元，18个总线系统通过CAN总线诊断，C6，奥迪6数据总线系统，和，由于其高性能、高可靠性和独特的设计，CAN越来越受到人们的重视。这项技术已被国外许多大公司采用。CAN最初由德国博世公司设计，用于汽车监控系统。现代汽车越来越多地由电子设备控制，例如发动机正时、燃油喷射控制、加速、制动控制和复杂的防抱死制动系统。因为这些控制需要检测和交换大量的数据，硬连线信号线不仅笨重、昂贵，而且难以解决问题。利用CAN总线可以很好地解决上述问题。CAN总线的特点，CAN总线是一种串行数据通信协议，其通信接口集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可以完成通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级区分等。CAN总线的特点如下：(1)可以在多主机模式下工作。网络上的任何节点都可以随时主动向网络上的其他节点发送信息，无论是主节点还是从节点，通信方式灵活。(2)网络上的节点(信息)可以划分为不同的优先级，以满足不同的实时要求。(3)采用无损位仲裁总线结构机制。当两个节点同时向网络传输信息时，低优先级的节点主动停止数据传输，而高优先级的节点可以不受影响地继续传输数据。CAN总线特性，(4)可以点对点、点对多点(组)和全球广播传输模式接收数据。(5)直接通信距离可达10km(速率低于5Kbps)。(6)通信速率可达1MB/s(此时最长距离为40m)。(7)实际节点数可达110个。(8)采用短帧结构，每帧有效字节数为8。(9)每帧信息都有循环冗余校验等检错措施，数据差错率极低。(10)通信介质可以是双绞线、同轴电缆和光纤。一般来说，它可以是无特殊要求的廉价双绞线。(11)如果出现严重错误，该节点具有自动关闭总线并切断与总线连接的功能，从而不会影响总线上的其他操作。CAN的发展背景和应用、CAN的起源以及现代社会对汽车的要求不断提高。这些要求包括极高的主动安全性和被动安全性。乘坐舒适；驾驶和使用的便利性和人性化；特别是低排放、低油耗的要求。微处理器及其电子控制技术在汽车设计中的应用是满足这些要求的最佳途径，并得到了广泛的应用。目前，这些系统包括防抱死系统、制动力分配系统、发动机管理系统、多功能数字仪表、主动悬架、导航系统、电子防盗系统、自动空调和自动光盘播放器等。汽车电子技术发展的特点是：汽车电子控制技术逐渐从单一控制发展到综合控制，如点火正时、燃油喷射、怠速控制和废气再循环。电子技术从发动机控制延伸到汽车的各个部件，如防抱死制动系统、自动变速器系统、信息显示系统等。从汽车本身到融入外部社会环境。现代汽车电子设备的分类：单一控制系统：电子控制系统，其中电子控制单元(电子控制单元)控制工作装置或系统，如发动机控制系统、自动变速器等。集中控制系统：一种电子控制系统，其中一个电子控制单元同时控制多个工作设备或系统。例如车辆底盘控制系统。控制器局域网系统(CAN总线系统):多个电子控制单元同时控制多个工作设备或系统，每个控制单元的公共信息通过总线相互传输。具有三个中央控制单元的汽车，具有三个中央控制单元和总线系统的汽车，具有三个中央控制单元的控制器局域网驱动网络，汽车网络发展的原因，电子技术的发展X-BY-WIRE计算机网络在线束中的广泛应用，汽车发展带来的问题，(1)汽车电子技术的发展，越来越多的带有电子设备的汽车的总体布局空间缩小， (2)传统电气设备大多是点对点通信，导致线束庞大，(3)由于连接器数量多，可靠性降低。 庞大的线束和车内有限的可用空间之间的矛盾越来越尖锐。电缆的体积、可靠性和重量成为越来越突出的问题，也成为汽车轻量化和进一步电子化的最大障碍。的制造和安装沃尔沃汽车线束的增长在过去的30年里，汽车网络：汽车上的各种电子设备通过总线连接成一个网络，实现相互的信息共享，这不仅减少了线束，而且更好地控制和协调汽车的各种系统，以达到汽车的最佳性能。汽车联网的优点，简单的布线，简化的设计，节省铜和降低成本。可靠性提高，可维护性大大提高，实现了信息共享，提高了汽车性能，满足了现代汽车电子设备越来越多类型和功能的需求。总之，汽车网络不仅可以减少线束，还可以提高各控制系统的运行可靠性，减少冗余传感器和相应的软硬件配置，实现子系统间的资源共享，便于各子系统的集中在线故障诊断。随着CAN技术的发展，博世工程师在20世纪80年代开始研究汽车串行总线系统，因为没有一种网络协议能够完全满足汽车工程的要求。梅赛德斯-奔驰、英特尔和来自两所德国大学的教授也参与了这项研究。1986年，博世在汽车工程师协会(SAE)会议上提出了控制器局域网。1987年，英特尔推出了第一个控制器局域网控制芯片-82526。然后飞利浦半导体公司推出了82C200。1993年，加拿大国际标准ISO11898发布。此后，CAN协议被广泛应用于自动化控制的各个领域。1992年，美国中央情报局(CIA)用户组织成立，并制定了第一个“计算机局域网应用层”。国际学术会议始于1994年。1994年，基于can的美国汽车工程师协会为卡车和公共汽车控制及通信网络制定了SAEJ1939标准。今天，几乎所有欧洲生产的汽车都有CAN。在高级总线上有两套通过网关互连的控制器局域网。1999年，将近6000万个控制器投入使用。2000年销售了1亿多块CAN芯片。2001年，汽车上使用的CAN节点数量超过了1亿。然而，基于CAN总线的汽车控制网络仍然是各大公司的独立系统，没有统一的标准。基于CAN总线，目前汽车电器的网络结构采用两种CAN总线：一种是高速CAN总线驱动系统，速度为500 KB/s，主要针对实时性要求高的控制单元，如发动机、电机等车身系统中使用的低速CAN总线，速度为100 KB/s，主要针对车身控制，如灯光、车门、车窗等的信号采集和反馈。它的特点是信号数量大，但实时性要求低，所以实现成本要求低。can总线采用双绞线自检结构，既能防止电磁干扰对传输信息的影响，又能防止自身对外界的干扰。在该系统中，使用具有高电平和低电平的两条数据线。控制器输出的信号同时发送到两条通信线路。高电平和低电平是彼此的镜像。此外，每个控制器增加终端电阻，以减少数据传输过程中的过冲效应。在车辆使用诊断CANBUS总线结构后，VAS5051和其他诊断仪器必须使用相应的新诊断线路(VAS5051/5A或VAS5051/6A)，否则无法读取相应的诊断信息。此外，车辆上的诊断界面也相应改变。有关具体信息，请参见下表：注意：在使用诊断CANBUS总线之前，5051仪器的版本号必须大于3.0。新的诊断线可以应用于旧的诊断界面。对于对应于针脚号的线束，线路115、线路4、接地5、接地6、CANBUS(高)7k、线路14、CANBUS(低)