车路协同系统装调与测试 课件 任务 1.2：认识车内通信网络

主讲老师：李茂沛认识车内通信网络项目一：通信终端的功能验证任务1.2《车联网技术与应用》目录任务导入Assignment

INTRO学习目标Learning

ObjectivesCONTENTS0102知识准备Background

knowledge03课堂总结Summary04PART01任务导入Assignment

INTRO任务导入在汽车上我们可以通过档杆控制灯光系统，通过按钮调节座椅位置，在仪表盘上显示车辆速度、发动机转速，在中控屏幕上显示摄像头画面（倒车影像）等等。那么这些传感器信息是如何传输到仪表盘、中控屏幕的，驾驶员发出的控制信号又是如何传输到灯光系统、座椅等执行器的呢？汽车仪表盘PART02学习目标Learning

Objectives学习目标素质目标激发学生的探索精神；激发学生的创新精神和实践能力；培养学生严谨认真的工作态度和职业精神。能力目标能画出CAN、LIN、MOST总线的结构[A02]。知识目标能解释车内通信网络的分类[K04]；能总结车内通信网络的功能特点[K05]；能说明CAN、LIN、MOST总线的特点及应用[K06]。PART03知识准备Background

knowledge知识点1：车内通信网络的背景与历程一、车内通信网络的背景与历程1.车内通信网络的背景汽车电子技术的广泛应用加剧了车内电控系统的复杂度，导致数据交换需求激增。传统的线束连接方式因其复杂性、低可靠性和不便的故障排除与维护，已不能满足当前的需求。因此，汽车车内通信网络（车内总系统）应运而生，它通过网络化设计简化了布线，提高了数据传输的可靠性，降低了装配难度，减少了线束数量和传感器信号冗余，并通过通用诊断接口方便了故障排查，为车辆维护检修带来了极大的便利。汽车内部线束2.

车内通信网络的发展历程汽车电子技术经历了零部件层次的汽车电器时代、子系统层次的单片机（汽车电脑）控制时代，已经开始进入汽车网络化时代，并向汽车信息化时代迈进。第一阶段1965—1980年，零部件层次的汽车电器时代第二阶段1980—1995年，子系统层次的汽车单片机（汽车电脑）控制时代第三阶段1995—2010年，整车联网层次的汽车网络化时代第四阶段2010年至今，以国际Telematics产业联盟（ITIF）正式成立为标志，汽车信息化时代一、车内通信网络的背景与历程思政专栏思政专栏车内通讯网络随着汽车电子化的快速推进，整车电子架构正经历着集中化的变革。这一变革的核心在于减少整车线束的数量，同时提高数据传输和车内网络通讯的效率和可靠性。为了满足智能汽车，特别是自动驾驶对于运行环境的高要求，车内通讯网络必须具备高带宽、低延迟和高可靠性的特点。然而，车内通讯网络也面临着一些挑战。思政专栏为了解决这些问题，行业内正在积极探索新的技术和解决方案。例如，采用新型的网络架构、优化数据传输协议、加强网络安全防护等措施都在不断推进中。同时，政府和企业也在加大对车载通讯网络技术的投入和支持力度，推动整个行业的快速发展。总之，车载通讯网络市场是一个充满机遇和挑战的市场。随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，相信这一市场将迎来更加广阔的发展前景。车载以太网域级别架构知识点2：车内通信网络的分类车内网系统拓扑示例二、车内通信网络的分类由于汽车内电子控制系统对于通信的实时性要求日益提高。因此，现代汽车常采用多条不同速率的总线来连接不同类型的节点，并通过网关来实现整车信息共享与网络管理。二、车内通信网络的分类类型SAE分类传输速率适用场合低速网络A类小于10kb/s实时性要求不高的低速场合，如车身低速控制中速网络B类10~125kb/s独立模块间数据共享的中低速网络，如仪表显示、电子舒适性模块高速网络C类125kb/s~1Mb/s对实时性要求较高、与汽车安全相关的场合，如动力控制系统、电子制动系统、制动防抱死系统等系统按照网络速率与应用范围，将汽车内通信网络分为六类，各类网络的速率和适用场景如下所示：二、车内通信网络的分类类型SAE分类传输速率适用场合多媒体网络D类250kb/s~100Mb/s主要面向信息、多媒体系统安全网络E类10Mb/s面向被动安全，主要用于安全气囊系统超高速网络100Mb/s~10Gb/s面向自动驾驶系统，主要用于激光雷达、高清摄像头等智能传感器的高带宽数据传输二、车内通信网络的分类1.低速网络低速网络（A类）协议类型特

点应用场合LIN、UART、TTP/A等多种协议类型低速传输速率，小于10kb/s车身控制，如电动门窗、座椅调节、雨刷器、后视镜调节、灯光照明及空调二、车内通信网络的分类2.

中速网络中速网络（B类）协议类型特

点应用场合低速CAN（ISO11898-3）、J2248、VAN、J1850（OBD-Ⅱ）等网络协议中速传输速率，10~125kb/s电子车辆信息中心、车身电子舒适性模块、仪表显示等系统二、车内通信网络的分类3.

高速网络高速网络（C类）协议类型特

点应用场合高速CAN（ISO11898-2）、TTP/C、FlexRay等高速、实时闭环控制，125kb/s~1Mb/s对实时性要求高、与汽车安全相关的场合，如动力控制系统、电子制动系统、防抱死制动系统（ABS）等系统二、车内通信网络的分类4.多媒体网络网络多媒体网络（D类）分

类传输速率应用与协议高速（IDB-M）、低速（IDB-C）、无线（IDB-W）250kb/s～100Mb/s实时音视频通信（D2B、MOST、以太网），远程通信与诊断（CAN总线IDB-C），无线数据通信（蓝牙、ZigBee）二、车内通信网络的分类5.网络安全网络安全（E类）典型网络特

点应用场合BMWByteflight时分多路TDMA协议，10Mb/s速率，星型拓扑结构车辆被动安全二、车内通信网络的分类6.

超高速网络超高速网络应用场合传输速率采用技术高级辅助驾驶及自动驾驶系统100Mb/s~10Gb/s汽车以太网（100BASE-T1、1000BASE-T1等）知识点3：车内通信网络的功能特点三、车内通信网络的功能特点1.

电气线束数量大幅下降，提高传输可靠性显著减少车内线束复杂度，实现灵活电控布置。1采用多路传输系统，实现数据共享与高效交互。2借助总线技术，简化通信线路，提高可靠性并降低成本。3中央处理器执行信号转换，确保指令准确传输。4三、车内通信网络的功能特点2.

方便汽车的维护车内通信网络与OBD接口实现故障自诊断功能，快速定位问题。监测传感器与控制系统，及时记录故障信息。提供通用诊断接口，方便维修人员检测与测试。OBD接口提供故障代码与车辆工况数据，辅助维修工作。三、车内通信网络的功能特点3.

改善系统的灵活性1实现硬件与软件失效保护功能，确保系统稳定运行。2CPU故障时，硬件保护确保固定信号输出。3系统控制装置故障时，软件保护阻止故障信号传输。三、车内通信网络的功能特点4.实现车内数据共享1电子控制单元间共享总线数据，增强协调性。2优化控制参数，提高电子控制单元间的协调性。3精细化部件控制参数，提升整车性能。知识点4：车内网通信技术四、车内网通信技术车载数据总线作为电控单元间数据传输的核心通道，实现了信息的高效共享，构建了车内通信网络，进而提升了系统整体效率，优化了资源利用。目前，汽车广泛采用多种总线技术，如CAN、LIN、MOST和汽车以太网等，它们共同满足车内不同系统的通信需求，提升数据共享与通信效率，优化系统性能，推动整车智能化水平的提升。汽车总线四、车内网通信技术CAN总线（控制器局域网络）是德国博世公司为汽车设计的串行数据通信协议，用于汽车控制与测试仪器的数据交换。支持多主总线结构和多种通信介质，通信速率最高1Mb/s。经国际标准化后，分为高速CAN（ISO11898-2，最高1Mb/s）和低速CAN（ISO11898-3，低于125kb/s），广泛应用于汽车工业等领域。CAN总线拓扑示例（1）CAN总线概述1.

CAN总线四、车内网通信技术（2）CAN特点及应用CAN总线特点CAN总线应用自由发送与仲裁：空闲时，单元可自由发送报文；冲突时，通过ID仲裁决定发送权。车内网络部署：车辆内主要使用高速和低速CAN总线，通过网关连接。封闭性与标准：网络封闭，报文格式统一，带标识符确定优先级。高速CAN：用于实时性要求高的系统，如发动机、变速器、ABS/ASR、ESP等。灵活扩展：单元无固定地址，增减不影响其他单元，系统灵活。低速CAN：连接实时性要求较低但数量多的系统，如灯光、电动车窗、自动空调及信息显示系统等。1.

CAN总线四、车内网通信技术LIN是低成本串行通信协议，由LIN联盟于1999年发布。它辅助CAN等车内网络，用于车身模块间的低端通信，降低成本。LIN与CAN相连，形成CAN-LIN网关节点，由主机与从机节点构成，采用单线传输。主机控制信息传输，报文格式固定，数据可发送到任何从机节点。CAN总线拓扑示例（1）LIN总线概述2.

LIN总线四、车内网通信技术（2）LIN特点及应用LINE特点LINE应用主机控制：主机节点掌控网络，从机仅响应。车门与座椅：用于门锁、车窗、后视镜和座椅控制。自我同步：从机节点通过同步间隙与总线同步。空调系统：连接空调各部件，实现智能控制。调度与周期性：主机节点调度，确保信号周期性传输。防盗与安全：用于车门锁、报警系统等，提升安全性。2.

LIN总线四、车内网通信技术MOST网络是专为车内多媒体设计的数据总线技术，采用光纤实现高速实时数据传输。它支持声音、图像的实时处理，简化系统开发，实现设备集中控制。电控单元内置光电转换器和发射/接收器，通过光纤连接，可由光信号唤醒并发送/接收数据。MOST总线拓扑示例（1）MOST总线概述3.

MOST总线四、车内网通信技术MOST网络特点MOST网络应用高速数据传输：支持高达147.5Mb/s的传输速率，满足多媒体需求防盗与安全。车载娱乐：提供高质量音视频体验。即插即用：设备添加与移除便捷，易于扩展。通信与导航：支持车载电话和导航系统，增强行车便利性。无需主控单元：分布式架构，简化系统结构，提高可靠性。行车安全：支持车载摄像头，提高行车安全性。（1）MOST网络特点及应用3.

MOST总线四、车内网通信技术随着汽车智能化和网联化的发展，以太网作为成熟技术被引入汽车领域。经过标准化和升级，汽车以太网能够实现高速、稳定的数据传输，并满足电磁兼容要求。它高效连接车内电子设备，简化布线，成为智能网联汽车的关键通信技术。（1）汽车以太网概述4.

汽车以太网汽车以太网四、车内网通信技术汽车以太网特点汽车以太网应用点对点交换：确保最大数据速率，实现按需优化。诊断与刷写：面向次车诊断与软件刷写应用。灵活拓扑：提供设计灵活性和空间优化。智能应用：智能座舱和辅助驾驶系统应用。模块化生态：通过OSI模型，实现技术的复用与集成。主干网络：集成汽车关键系统（动力总成、底盘控制、车身控制、数字座舱），形成跨域网络。（1）汽车以太网特点及应用4.

汽车以太网课堂小测单选题1、车内通信网络的主要作用是（）。提高车速简化车内布线增加车辆重量减少汽车的安全性2、下列哪项不是车内通信网络的发展历程中的一个阶段（）。零部件层次的汽车电器时代子系统层次的单片机控制时代整车联网层次的汽车网络化时代电力驱动时代