车载网络技术

一、车载网络技术简介

传统的电气布线已能适应汽车电子系统的发展，因此新型汽车总线技术应运而生。

汽车网络技术的优点：可以在统一应用层协议和数据定义的基础上，使之成为一个“开放式系统”，具有很强的灵活性。

更突出的是BOSCH公司于20世纪80年代初提出CAN（Controller Area Network）网络技术。

二、车载网络基础知识

（1）局域网

局域网是一个连接到有限区域的计算机网络，实现系统中的资源共享和信息通信。连接到网络的节点可以是基于微处理器的计算机、应用系统或控制设备。

(2)数据总线

数据总线是指模块之间运输数据的通道，即所谓的信息高速公路。

(3)模块/节点

模块/节点是指一种电子设备，如温度传感器和压力传感器。传感器是根据温度和压力产生不同电压信号的模块装置ADC(数模转换器)之后，模拟信号转换为数字信号。

（4）局域网的拓扑结构

所谓拓扑结构，是网络的物理连接方式，局域网常用的拓扑结构有三种:星型、环型、总线型。

（5）链路

链接是指网络信息传输的媒体，分为有线和无线。目前，汽车中使用的大多数链路都是有线链路。

（6）数据帧

为了可靠地传输数据，原始数据通常分为一定长度的数据单元，即数据帧。

(7)传输协议:

传输协议主要包括三个要素：

①通信信息帧的格式

②通信信息帧的数据信息和控制信息

③确定信息帧的传输顺序和传输速度

协议的主要功能是：错误监控和错误纠正；数据块和数据重新安装；信息帧排序；传输流量控制

(8)传输仲裁

传输仲裁是指当多个用户同时申请使用总线发送信息时，确保信息按其重要性发送，以避免数据冲突的技术和结构。

三、主要车用网络协议

1、A类总线协议标准

A大多数类别的网络通信使用UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）标准，A目前类总线协议的首选标准是LIN协议。

2、B类总线协议标准

B类总线的国际标准是CAN总线协议是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光，通信速度可达1Mb/S。

3.高速总线系统协议标准

主要包括：

①C类总线协议标准

②安全总线协议标准

③X-by-Wire总线协议标准

4.诊断系统总线协议标准

故障诊断是为了满足OBDⅡ（On Board Diagnose）、OBDⅢ或E-OBD(European - On Board Diagnose)标准。

5.多媒体系统总线协议标准

汽车多媒体网络和协议分为低速网络协议、高速网络协议和无线网络协议三类。对应SAE分类对应位：IDB-C(Intelligent Data Bus-CAN)、IDB-M（Intelligent Data Bus-Multimedia）和IDB-Wireless，传输速率为250kb/s--100Mb/S。

典型的低速网络协议为：CAN网络协议

典型的高速网络协议是：光纤网络协议

典型的无线网络协议是：蓝牙网络协议

四、介绍主辆网络协议介绍

1、CAN

CAN总线是串行数据通信协议，最大通信距离可达10KM，最大通信速率可达1Mbps。CAN集成了总线通信接口CAN协议的物理层和数据链路层功能可以完成通信数据的帧处理。CAN节点间传输数据的总线是网络信息的主体。CAN2.0A标准为11位标志符，CAN2.0B采用29位标志符。

2、VAN

VAN(Vehicle Area Network)由法国雷诺汽车公司和标志集团联合开发采用，又称车辆局域网，是一种现场总线。VAN与一般总线相比，总线作为突出的可靠性、实时性和灵活性。VAN该标志特别考虑了严重的工作环境温度、电磁干扰和振动因素，特别适用于需要现场总线的实时系统。

3、LIN

LIN(Local Interconnect Network)用于实现汽车分布式电子系统控制的低沉本串行通信网络，LIN实现车身通信的成本效益。

4、MOST

MOST(Media Oriented System Transport)是面向媒体的系统传输总线，是汽车行业合作的结果，没有正式标准。MOST总线专门用于满足严格的车载环境，这种基于光纤的新网络可以支持24.8Mbps的数据传输速率，与以前的铜缆（CAN与网络相比，它可以减轻重量和电磁干扰（EMI）的优势。

5、FlexRay

FlexRay总线是一种汽车高速可确定性和故障容错的总线系统。能提供很多CAN网络没有可靠性。尤其是FlexRay冗余通信能力可以通过硬件完全复制网络配置，并进行进度检测。FlexRay同事提供灵活的配置功能，可支持总线型、星型、混合拓扑型等各种拓扑结构。

FlexRay主要用途：

（1）FlexRay在线控制系统的应用

例如，动系统，因为制动系统需要很高的可靠性。

（2）FlexRay通信网络骨架总线

目前，CAN网络最高性能极限为：1Mbps，而FlexRay两个通道上的数据速率最大可达10Mbps，总线数据速率可达20Mbps。因此，FlexRay网络带宽可以是CAN的20倍。凭借高速率的优势，可以FlexRay作为整个车载网络的骨架，用于连接多个独立网络，如动力总成、底盘、车身安全和多媒体应用。这些独立网络本身有用吗？FlexRay都可以。

五、车载网络的发展趋势

1、D2B Optical光纤

D2B Optical它是一种光纤通信系统，用户可以将娱乐和信息产品与中央控制系统集成，而不会使娱乐和信息产品与中央控制系统相互冲突。D2B光纤网络采用光纤以光波传输数据，数据按特定顺序在光纤网络中传输，传输速度快，传输数据量大，传输数据稳定。

2、COMMAND网络

COMMAND网络是连接交通状况记录模块和电视的独立网络（TV）频道译码模块。通过中央通信控制单位记录交通状况记录模块记录的视频数据COMMAND网络传给电视（TV）频道译码模块，播放视频，然后结合卫星导航和地图系统的信息，指示驾驶员避开交通拥堵路段。

3、CellPortLabs 移动电话网络

移动电话与D2B当移动电话使用光纤永久连接时TMC/GSM当与交通信息中心连接时，移动电话将交通传输到交通状况记录模块进行导航，使驾驶员在驾驶过程中也可以拨打电话。

4、USB

配备整车外围设备USB万用连接器可以使外部USB即插即用设备。