現(xiàn)階段車載網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用探究

喻露

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現(xiàn)階段車載網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用探究

喻露

（江鈴控股有限公司，江西 南昌 330000）

早期汽車產(chǎn)品由于配置低、電器設(shè)備少、各個電器設(shè)備之間通過一信一線束方式就足以滿足通信需求，保證汽車的安全、穩(wěn)定行駛?，F(xiàn)今,汽車電子控制技術(shù)的陸續(xù)創(chuàng)新，這些技術(shù)對數(shù)據(jù)的傳輸能力及實(shí)時(shí)性要求各不相同，需要使用更多的線束才能連接各個控制器，保證整車正常通信，而整車的空間位置有限，對傳統(tǒng)的線束布線方式要求越來越苛刻，導(dǎo)致傳統(tǒng)的線束及其布線方式已經(jīng)無法滿足正常通信。這就要求我們尋找一個新型的傳輸方式，來解決上述難題?，F(xiàn)如今，基于CAN總線性能及設(shè)計(jì)方面獨(dú)特的優(yōu)勢，國內(nèi)各大車企對其的重視程度越來越高?；诖耍恼箩槍囕d網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行深入分析和探討，以期能夠在最大程度上保證車輛行駛的安全性、穩(wěn)定性。

車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；控制系統(tǒng)；穩(wěn)定性

1 車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所具有的功能及特點(diǎn)

車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有的功能和特點(diǎn)主要有以下幾個方面。

（1）車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有的功能

1）多路傳輸功能

為了能夠在最大程度上減少車輛電氣線束的數(shù)量，則可通過多路傳輸系統(tǒng)來對各個部分?jǐn)?shù)字信號以共用傳輸路線的方式進(jìn)行傳輸[1]。在具體的系統(tǒng)工作中，主要是由不同的信號按照中央處理器的形式，逐漸轉(zhuǎn)成數(shù)字信號。在這之后，數(shù)字信號會結(jié)合串行信號的形式從原先的傳感器傳輸?shù)骄唧w的接收裝置中，進(jìn)而對有關(guān)元件進(jìn)行合理控制。

2）失效保護(hù)功能

對于失效保護(hù)功能，主要包括兩個方面，即硬件失效保護(hù)和軟件失效保護(hù)。如果系統(tǒng)中CPU出現(xiàn)故障時(shí)，相應(yīng)的硬件失效保護(hù)功能就會按照固定信號的形式進(jìn)行輸出。這樣，能夠更好的保障車輛行駛的穩(wěn)定性。而如果系統(tǒng)中的某個控制裝置發(fā)生故障時(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)軟件失效保護(hù)功能是不會受到帶有故障控制裝置的信號影響，以此在最大程度上確保系統(tǒng)工作的正常性。

3）故障自診斷功能

故障自診斷功能涉及兩個方面，分別是各個控制系統(tǒng)模塊自診斷模式和各系統(tǒng)連接線路的故障診斷模式[2]。關(guān)于控制系統(tǒng)自診斷模式，主要是控制器內(nèi)部能自動記錄故障碼，并以點(diǎn)亮故障燈的形式呈現(xiàn)在整車儀表上，只需要在OBD口連接診斷儀設(shè)備就可讀取到各個控制器是否有故障碼，而控制器連接線路的故障診斷模式，則是通過檢查各個連接線路是否正常來排查問題。這兩種模式在實(shí)際中應(yīng)用，不僅能對各個ECU模塊自身所出現(xiàn)故障及時(shí)診斷，還能對其他系統(tǒng)出現(xiàn)故障進(jìn)行診斷與排查。

4）網(wǎng)絡(luò)管理功能

網(wǎng)絡(luò)管理功能主要涉及網(wǎng)絡(luò)喚醒和網(wǎng)絡(luò)休眠，網(wǎng)絡(luò)管理主要作用是在一定程度上降低關(guān)閉點(diǎn)火開火時(shí)蓄電池所產(chǎn)生的額外電量消耗，保證網(wǎng)絡(luò)上的通信安全可靠。根據(jù)點(diǎn)火鑰匙關(guān)閉后控制器是否還能繼續(xù)工作，可將整車上的控制器分為兩類，一類是點(diǎn)火鑰匙由OFF位置切換到ON位置開始通信，由ON切換到OFF位置則停止或延遲通信，另一類控制器則是點(diǎn)火鑰匙從ON到OFF后控制器仍然能通信，此類控制器是帶有網(wǎng)絡(luò)管理功能，帶有網(wǎng)絡(luò)管理功能的控制器若關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)后，系統(tǒng)是處于“休眠”狀態(tài)，則汽車總線上相關(guān)控制器就停止各個功能，如信號通信、CPU控制等功能。其目的有利于降低控制器的耗電量。從而保證整車的蓄電池電量能使用更長時(shí)間。而如果系統(tǒng)經(jīng)過人為操作后，則會使得原本處于“休眠”狀態(tài)的相關(guān)控制裝置開始工作，此外，其還能夠?qū)ⅰ皢拘选毙盘柦柚鄳?yīng)的傳輸線路來發(fā)送到其他相關(guān)控制裝置。

（2）車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)

通常，汽車網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方式，就是借助數(shù)據(jù)總線來將車輛中的不同功能模塊進(jìn)行連結(jié)，以此能夠逐漸形成汽車信息傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[3]。在這其中，有關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)和控制信號的功能模塊會按照標(biāo)準(zhǔn)，將相關(guān)數(shù)據(jù)和控制信號通過編碼的方式發(fā)送在同一根總線。對于其傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，主要有表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）因一根總線能有效替代多根傳統(tǒng)的線束，進(jìn)而在一定程度上減少線束的數(shù)量以及整車線束的重量。

2）線路和節(jié)點(diǎn)的減少，不僅有效提升信號傳輸?shù)目煽啃裕瑫r(shí)還在提高線路工作可靠性上起到重要的作用。

3）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠?qū)⒏鱾€控制系統(tǒng)緊密連接，從而使得網(wǎng)絡(luò)上各個控制器都能隨時(shí)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)，以此實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)共享的目的。

2 車載網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 車載網(wǎng)絡(luò)的物理層

車載網(wǎng)絡(luò)，其作為特殊的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不僅具有網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)特點(diǎn)，還不會受到多方面的限制，如時(shí)間和空間。在具體應(yīng)用中，其能對汽車具體地理位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖冞B接[4]。由于車載網(wǎng)絡(luò)易受到一些外部環(huán)境的影響，因而需相關(guān)人員在車載網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)實(shí)際情況，不斷改變處于靜止的路邊設(shè)施連接。

2.2 車載網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層

因車載網(wǎng)絡(luò)會隨著不斷變化而轉(zhuǎn)移地理連接的位置，且車載網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)存在的鏈接特點(diǎn)明顯不同。而行車中，車載網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際連接位置是會根據(jù)變動而不斷改變自身的連接接口。為能更好發(fā)揮出車載網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，則需確保網(wǎng)絡(luò)連接要與車載網(wǎng)絡(luò)所具有的靈活性和高速變化等特點(diǎn)具有適應(yīng)性。同時(shí)，相關(guān)人員還要注重多跳式連接網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。以此能更好促使車載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多地點(diǎn)多時(shí)間的連接。

2.3 車載網(wǎng)絡(luò)的MAC層

車載網(wǎng)絡(luò)的MAC，主要任務(wù)是對網(wǎng)絡(luò)接口尋找連接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。目的不僅能有效保障信息傳遞的高效性，還能促使車載網(wǎng)絡(luò)有效獲取路況的相關(guān)信息，發(fā)揮出車載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)有的實(shí)用價(jià)值。對此，在整個網(wǎng)絡(luò)連接中，相關(guān)人員必須要注重MAC層工作的重點(diǎn)，即為車載網(wǎng)絡(luò)尋找最為合適的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。在此工作中，根據(jù)實(shí)際情況，創(chuàng)設(shè)最為合適的網(wǎng)絡(luò)接口，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)暢通連接。

3 車載網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

3.1 確保行車安全的應(yīng)用

因車載網(wǎng)絡(luò)在具有使用中，不僅有效實(shí)現(xiàn)各車輛間的網(wǎng)絡(luò)互感與信息互聯(lián)的目的，還確保行駛車輛間的信息處于正常溝通狀態(tài)，進(jìn)而使得來往行車在駕駛中的安全性。同時(shí)，在行車中，還將車載網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星進(jìn)行有效連接，能促使駕駛?cè)藛T充分了解道路中實(shí)際駕駛情況和具體位置特點(diǎn)，以此結(jié)合實(shí)際情況，對自身駕駛情況進(jìn)行針對性調(diào)整。另外，車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效應(yīng)用，還為駕駛?cè)藛T在行駛過程中提供真實(shí)準(zhǔn)確的駕駛信息，有助于駕駛?cè)藛T在駕駛中，可根據(jù)所獲得的網(wǎng)絡(luò)信息，了解汽車具體的位置信息，避免安全事故的發(fā)生。此外，相關(guān)駕駛?cè)藛T在比較極端或惡劣環(huán)境中，同樣能借助車載網(wǎng)絡(luò)所獲得的相關(guān)信息，安全行駛。

3.2 路況信息的有效傳遞和發(fā)布

對于網(wǎng)絡(luò)信息，其能夠?qū)r(shí)間空間中所發(fā)生的相關(guān)信息進(jìn)行及時(shí)有效的反應(yīng)，隨這樣不僅為駕駛?cè)藛T在駕駛過程中提供重要的信息，同時(shí)還有助于駕駛?cè)藛T對道路情況進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)而能夠發(fā)揮出重要作用。針對一些發(fā)生道路損壞或道路無法通過的情況，則需要有關(guān)部門利用網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)發(fā)布相關(guān)信息。

3.3 汽車尾氣排放和城市環(huán)境監(jiān)測

隨著近幾年我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使得城市空氣污染問題越來越突出。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，汽車在行駛過程中所產(chǎn)生的尾氣，極大的加劇空氣污染。針對這種情況，相關(guān)部門則需要據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的出行道路。當(dāng)其在駕駛中處于道路比較擁堵的情況下，可借助車載網(wǎng)絡(luò)獲取信息，及時(shí)了解和掌握道路所出現(xiàn)的擁擠情況，進(jìn)而選擇不擁堵的道路出發(fā)。此外，該技術(shù)還在幫助城市解決道路擁擠問題起到重要的作用。

通過對車載網(wǎng)絡(luò)的合理利用，來對汽車所產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行有效監(jiān)測。之所以這樣做，主要是為了收集汽車排放的相關(guān)信息，促使其能夠逐漸形成污染信息的測量和分析系統(tǒng)。在這之后，相關(guān)部門則就能夠根據(jù)所收集到的信息制定出針對性的空氣質(zhì)量改善的控制措施，以此能夠更好的保護(hù)環(huán)境。

4 結(jié)語

綜上所述，因車載網(wǎng)絡(luò)涉及到不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議及通信中心等相關(guān)信息，這就需要相關(guān)部門對此予以足夠的重視。經(jīng)過實(shí)踐證明，車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，有效實(shí)現(xiàn)各個模塊數(shù)據(jù)信息的相互傳遞。同時(shí)在具體應(yīng)用時(shí)，需要有關(guān)人員注重多個發(fā)面，特別是確保行車安全的應(yīng)用、路況信息的有效傳遞。通過在這幾個方面的應(yīng)用，不僅有效保障車輛行駛的安全，還有效解決當(dāng)前城市發(fā)展中所存在的道路堵塞問題，由此可見，車載網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的合理應(yīng)用對我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

[1] 李敬斌.商用車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺化設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].汽車電器, 2017(06).

[2] 周旭,王鈺.車載網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)技術(shù)及發(fā)展[J].時(shí)代汽車,2016 (08).

[3] 鄧桂芳.車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用匯聚新藍(lán)海[J].中國公共安,2016(14).

[4] 朱明.高效軟件定義車載網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].國防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2016.

[5] 李雪源.車載網(wǎng)絡(luò)底層協(xié)議關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北方工業(yè)大學(xué),2016.

Research on the Application of the Key Technology of Vehicle Network

Yu Lu

( Jiangling Holdings Co., Ltd., Jiangxi Nanchang 330000 )

Because of the low configuration of the early automobile products, little electrical equipment, each electric equipment through the first line of communication between the way enough to meet the demand, to ensure the safety and stability of the car. Nowadays, the continuous innovation of automotive electronic control technology, these technologies have different requirements for data transmission capabilities and real-time, and more wires need to be used to connect the various controllers to ensure the normal communication of the vehicle, and the space of the vehicle is limited., More and more stringent requirements for the traditional wire beam wiring mode lead to the traditional wire beam and its wiring mode has been unable to meet the normal communication. This requires us to find a new type of transmission to solve the above problems. Nowadays, based on the unique advantages of CAN bus performance and design, domestic major car companies are paying more and more attention to it. Based on this, the paper analyzes and discusses the application of the key technology of the vehicle network in order to ensure the safety and stability of the vehicle to the maximum extent.

In-vehicle network technology; Control systems; stability

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1671-7988(2018)22-161-03

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喻露，就職于江鈴控股有限公司。

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