无人驾驶技术原理及应用 课件 2.1 车载总线技术概论

车载总线技术概论刘元盛无人驾驶汽车的总线通信方式

●汽车中包含种类的电子产品，他们之间的通信方式是什么？●智能汽车加装了更多的传感器，汽车原来的通信方式还适用吗？●未来智能汽车的通信方式的发展方向有哪些？先提几个大家感兴趣的问题：汽车电子的应用

传统汽车电器电源用电设备蓄电池：6V、12V、24V发电机：直流、交流起动机点火装置照明装置信号装置刮水器、洗涤器暖风与空调器点火线圈、分电器、火花塞大灯、雾灯、尾灯、牌照灯、室内灯等转向灯、制动灯、示宽灯、电喇叭等仪表：电流表(或电压表)、水温表、机油压力表、燃油表、车速/里程表等汽车电子的应用

新型电子装置硅整流交流发电机电子调压器发动机：燃油喷射控制（EFI）、进气压力控制、点火控制（ESA）

、爆震控制、怠速控制（ISC）

、排放控制（EGR）底盘：传动系（自动变速器ECT、防滑差速器LSD）、转向系（动力转向EPS、四轮转向4WS）、制动系（制动防抱死ABS）行驶系（驱动防滑ASR、巡行控制CCS）、悬架控制TEMS安全性：自动安全带、安全气囊、雷达定位、倒车报警、防盗系统电子点火器（点火）电子闪光器（信号）车身：电动车窗（天窗）、电动门锁、电动后视镜、电动天线、自动空调、自动坐椅、电视机、收放机信息与通信：电子仪表显示、导航系统、车用电话、车用传真汽车电子的应用

智能汽车传感器控制器雷达视觉位姿与导航智能主控制器新型VCU★由于汽车智能化的需要，新增了大量的传感器和控制器，汽车中各个设备中的通信问题越显突出。车载总线技术的由来★汽车电子技术的发展，电控单元的数量增多，功能复杂；★电控单元间需相互协作，完成复杂的控制功能

数据交互端到端通信带来的问题：线束增加、车身可用空间减少、车身质量增加增加了装配和维修的难度、提高了整车成本妨碍整车可靠性的提高；连接复杂、控制复杂、车身重量增加、油耗增大。每增重50kg，油耗0.2L/100km技术发展带来的存在的问题：车载总线技术的由来

在车内采用基于总线技术的网络结构。采用串行总线实现多路传输，组成汽车电子网络。多路传输：指在计算机局域网中，将多种信息混合或交叉通过一个通信信道传输的方式。一个具有多路传输的网络容许多个计算机同时对其进行访问应用于汽车的优势：（1）布线简化，减低成本；（2）电控单元间的交流简单快捷；（3）信息资源共享；（4）提高汽车总运行可靠性 解决方案：车载总线技术的分类

随着汽车上ＥＣＵ、传感器、仪表数量的不断增加，网络总线的出现简化了电控装置的线路连接，提高了系统可靠性，利于各装置之间的数据资源共享，从而得到了很大的发展。网络总线雏形出现在２０世纪８０年代，诸多汽车厂商、大型供应商都纷纷研究自己的网络总线标准，期盼能随标准的确立垄断市场。随着科技的发展，一些不合潮流的网络总线标准逐渐退出历史舞台，目前应用较广的几个主流网络总线为CAN、LIN、MOST、FlexRay，相互之间各自独立，互不兼容。其中，CAN总线的市场份额最大。车载总线技术的分类

汽车总线网络在汽车内部各电控单元之间采用类似计算机内部总线的方式进行信息传递，可以达到信息共享，减少布线，降低成本以及提高总体可靠性的目的。车载网络分类目前存在多种汽车网络标准，为了方便研究和设计应用。SAE(SocietyofAutomotiveEngineers，美国汽车工程师协会)车辆网络委员会根据其侧重的功能不同将汽车数据传输网划分为A、B、C、D类。车载总线技术的分类

SAE分类A类:面向传感器/执行器控制的低速网络数据传输位数率只有1-10kbit/s。主要应用于后视镜调整、电动门窗、中控锁、座椅调节、灯光照明灯控制。如：LIN(Localinterconnectnetwork):用于汽车分布式电控系统的一种低成本串行通信系统；用于智能传感器和执行器的串行通信；媒体访问采用的是单主/多从的机制，不需要仲裁。车载总线技术的分类

B类:面向独立模块间数据共享的中速网络；位速率一般为10-125kbit/s。主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等舒适系统。B类的国际标准是CAN总线，如J1850,LS-CAN,FT_CAN,……车载总线技术的分类

C类:面向高速、实时闭环控制的多路传输网，最高位速率可达1Mbit/s。主要用于与汽车安全相关，对实时性要求比较高的地方如发动机和自动变速的动力控制、防滑控制、悬架控制等系统，以简化分布式控制和进一步减少车身线束。在欧洲，汽车厂商大多使用“高速CAN”作为C类总线，它实际上就是ISO11898-1中位速率高于125KB/S的那部分标准。美国则在卡车及其拖车、课程、建筑机械和农业动力设备中大量使用专门的通讯协议SAEJ1939。车载总线技术的分类

D类:面向多媒体设备、高速数据流传输的高性能网络，位速率一般在2Mbit/S以上，主要用于CD等播放机和液晶显示设备。D类总线近期才被采纳入SAE对总线的分类范畴之中。其带宽范畴相当大，用到的传输介质也有好几种：其又被分为低速（IDB-C为代表）、高速（IDB-M为代表）和无线（Bluetooth蓝牙为代表）三大范畴，这里不再详细介绍。车载总线技术的分类

车载总线技术的分类

典型汽车总线的速率和成本车载总线技术

车载总线技术在传统汽车中已经广泛得到了使用，随着无人驾驶技术在汽车中的应用，一方面以CAN总线为代表的底层控制总线