車載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用

毛傳云

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、通訊以及控制器技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用，使得當(dāng)今的汽車控制技術(shù)趨向于精細(xì)化方向拓展，汽車行業(yè)的發(fā)展越來越走向信息化發(fā)展道路。就當(dāng)今的汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢而言，車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)今汽車控制技術(shù)中愈加顯得格外重要。基于此，本文主要研究當(dāng)今車載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀，并且簡要介紹了以后

車載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；車載網(wǎng)絡(luò)；精細(xì)化

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展及社會(huì)主義現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，工業(yè)化及信息化建設(shè)出現(xiàn)大規(guī)模的趨勢。在這個(gè)嶄新的21世紀(jì)信息快速發(fā)展的時(shí)期，信息經(jīng)濟(jì)以爆炸式方式迅速增長，而隨之而來的信息技術(shù)對于當(dāng)今機(jī)械制造技術(shù)的改進(jìn)貢獻(xiàn)成果明顯。而由網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、通訊以及控制器等相關(guān)技術(shù)衍生的技術(shù)產(chǎn)業(yè)也越加趨于多樣化、智能化。隨著信息時(shí)代的不斷進(jìn)步，相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷完善，一大批新型技術(shù)被廣泛應(yīng)用到汽車制造行業(yè)中去，正是基于多種新型技術(shù)成果的廣泛應(yīng)用這樣的歷史背景下，對于車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展要求也是越來越高[1]。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷向前發(fā)展，科學(xué)技術(shù)為核心的工業(yè)革命的各個(gè)行業(yè)對于計(jì)算機(jī)信息等相關(guān)技術(shù)的要求越來越高，而汽車行業(yè)正是在信息技術(shù)革命中不斷革新演變而成的。而以往的汽車發(fā)展思路多是應(yīng)用新型電子設(shè)備裝配到汽車控制線路中，使得汽車空間布線愈加繁雜，很大程度上限制了功能的拓展。另外，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，車輛重量的每增加50kg，油耗會(huì)相應(yīng)提高0.2L/100km。按照以往汽車的發(fā)展模式，多出應(yīng)用電控單元?jiǎng)荼貢?huì)增加車輛重量，給導(dǎo)線線束的安裝、車輛重量以及電磁兼容性等方面帶來諸多不利影響。而現(xiàn)今以車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多是采用串行總線，從而實(shí)現(xiàn)多

路傳輸功能，尤其組成的汽車電子網(wǎng)絡(luò)能夠很好的解決上述問題，不失為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、便利的解決方案。

2 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)

以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)可以說是日益更新，特別是新型計(jì)算機(jī)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用更是改變著人們的生活方式和節(jié)奏。而以車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為代表的新型技術(shù)能夠完全實(shí)現(xiàn)以往傳統(tǒng)電控系統(tǒng)發(fā)揮的功效，以碰撞傳感器為中樞的車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以與汽車所有需要碰撞信號系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時(shí)信息共享。比如門鎖系統(tǒng)、ECU以及車速傳感器等系統(tǒng)都需要借助碰撞傳感器進(jìn)行信號交換。相對于以往傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)，車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只需要借助一個(gè)碰撞傳感器即可，大幅度減少線束數(shù)量。另外，車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以較好的提升操作的便利性，能夠從網(wǎng)關(guān)故障診斷接口，高校的診斷出電控單元系統(tǒng)存在故障隱患。特別是隨著電子技術(shù)革新速度較快，新型電控單元的不斷應(yīng)用，車載網(wǎng)絡(luò)化程度也就愈加明顯。另外，由于系統(tǒng)之間存在的差異性，在設(shè)計(jì)之初就要充分考慮線路成本以及重要性，比如對于汽車動(dòng)力性以及安全性系統(tǒng)則需要CAN或者M(jìn)OST高速傳輸系統(tǒng)，而舒適系統(tǒng)可以靈活應(yīng)用LIN或者CAN線進(jìn)行傳輸信息等。另外，從圖2.1中可以看到，在對于汽車的不同部件應(yīng)用帶寬時(shí)，要充分考慮到總線類型所耗費(fèi)的成本以

及可靠性。

3 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及不斷完善，大批轎車也逐漸在應(yīng)用這種技術(shù)，已經(jīng)形成了一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化階段。特別是以 CAN線為主的車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)毅然成為轎車的主流。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展愈加關(guān)注通信介質(zhì)的崛起，如POF已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。在早前的2002年的德系轎車“BMW7”系列就已經(jīng)開始應(yīng)用 50 米POF，這一創(chuàng)舉已然表明POF車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，并且進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性的產(chǎn)業(yè)化階段。對于車載網(wǎng)絡(luò)而言，其數(shù)據(jù)通信速度的重要性是其重中之重，POF的成功應(yīng)用有效推動(dòng)了以MOST、FlexRay技術(shù)代表的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，并且有效拓展了車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展以及應(yīng)用空間。特別是信息技術(shù)革命的不斷向前推進(jìn)，特別是以云技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛猛發(fā)展，將以Bluetooth為代表的新型信息交互媒介應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向汽車延伸。

4 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)

在汽車的動(dòng)力傳統(tǒng)系統(tǒng)中，主要是借用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)相關(guān)設(shè)置的模塊高效聯(lián)動(dòng)，有效把停止、形勢以及轉(zhuǎn)彎等相關(guān)功能要素通過高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效連接，動(dòng)力傳動(dòng)模塊位置又是高度集中。而動(dòng)力數(shù)據(jù)傳輸總線需要與四輪驅(qū)動(dòng)與組合儀表、自動(dòng)變速器電腦、以及發(fā)動(dòng)機(jī)等電腦進(jìn)行連線。而傳輸總線的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)高達(dá)十組，制動(dòng)防抱死電腦、自動(dòng)變速器電腦以及發(fā)動(dòng)機(jī)電腦分別可以同時(shí)傳輸三組、兩組以及五組。其中數(shù)據(jù)總線的速率高達(dá)傳遞數(shù)據(jù) ，每組數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間縮短至0.25ms，每7ms～ 20ms發(fā)送一組數(shù)據(jù)。其優(yōu)先順序排列為電子控制防抱死、發(fā)動(dòng)機(jī)以及自動(dòng)變速器等電控單元。在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，需要借助于高性能發(fā)射器，以便高效傳遞數(shù)據(jù)，以供其他單元分享信息數(shù)據(jù)。

4.2 車身系統(tǒng)

相較于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，車身系統(tǒng)遍布于汽車整個(gè)構(gòu)造結(jié)構(gòu)中，因此，車身系統(tǒng)線束較長，易于收到電磁干擾，而降低通信速度作為較為常用的防干擾手段之一。但車身系統(tǒng)模塊眾多，擔(dān)負(fù)人機(jī)接口作用的模塊，節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，故而在設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)更加注重成本的控制。舒適數(shù)據(jù)總線主要有電動(dòng)窗、后視鏡加熱、中央門鎖、自診斷功能以及照明開關(guān)等五個(gè)功能控制單元構(gòu)成。各個(gè)控制單元的傳輸線呈現(xiàn)出星狀形式交匯一處，避免系統(tǒng)經(jīng)過車門線路數(shù)量增多，簡化線路。如若線路中出現(xiàn)短路現(xiàn)象，局域網(wǎng)控制系統(tǒng)就立即切換為應(yīng)急模式。由于中央控制單元分管四個(gè)車門，僅需少量的自診斷線。數(shù)據(jù)總線只需耗時(shí)一毫秒就可以達(dá)到62.5kbit/s傳遞速率，并且電控單元每間隔二十毫秒循環(huán)一次。對于舒適系統(tǒng)而言，僅需較低的傳遞速率，較于傳動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)送器性能要求不高。另外，車身系統(tǒng)由門控、受控以及主控單元電路組成，主控單元主要接受開關(guān)信號，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電子信號，有總線傳遞給受控端指令，并作出相應(yīng)動(dòng)作。而車前、后控制端則根據(jù)主控端指令及要求，執(zhí)行相關(guān)結(jié)果，再由總線傳遞給主控端。

4.3 安全系統(tǒng)

安全系統(tǒng)主要驅(qū)使使安全氣囊啟動(dòng)的傳感器信息的控制系統(tǒng)，由于汽車的安全系統(tǒng)要求性能高，安全氣囊數(shù)量眾多，加之碰撞傳感器數(shù)量也隨之增加，故而，需要安全系統(tǒng)具有較高效率的通信速度、可靠性，同時(shí)也要控制好成本的投入。

5 結(jié)論

隨著信息技術(shù)的日益更新，尤其是以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)為代表的核心技術(shù)將會(huì)應(yīng)用于更多行業(yè)之中，改變著人們的生活方式以及傳統(tǒng)工業(yè)。而以汽車行業(yè)為代表的新型制造產(chǎn)業(yè)，也在逐漸應(yīng)用新型網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，特別是汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的英語能夠較好的簡化汽車控制系統(tǒng)，減輕電子設(shè)備的安裝，使得汽車重量減輕，有效提高汽車的可靠性、安全性以及可維修性等性能，有利于汽車行業(yè)的健康、長遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱建風(fēng)，李國忠 .常見車系 CAN-BUS原理與檢修 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006，5.

[2]劉堅(jiān)，牛勝福，王練，等.車載網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)技術(shù)及發(fā)展[J].上海汽車，2009

（4）：31-32.

[3]楊維俊 .汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) [M].北京 ：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.