學(xué)習(xí)目標(biāo)1：認(rèn)知汽車總線的定義及類型8.1.1總線基礎(chǔ)重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程學(xué)院課程建設(shè)現(xiàn)場總線是一個開放的通信網(wǎng)絡(luò)，它通過線路將只能設(shè)備連接起來，使之成為集控制、測量、診斷為一體的綜合網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線的組成現(xiàn)場總線由數(shù)據(jù)傳輸線和節(jié)點(diǎn)兩大部分組成。總線系統(tǒng)是一種連接不同的裝置（如電子控制單元）并利用編碼信號傳遞數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于編碼技術(shù)的應(yīng)用，能夠以最少的線路連接所有的裝置。1．總線的定義重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程學(xué)院課程建設(shè)車用總線是用于車載網(wǎng)絡(luò)中車用設(shè)備或車用儀表互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)，一般指通過分時復(fù)用的方式，將信息以一個或多個源部件傳送到一個或多個目的部件的一組傳輸線。汽車CAN總線原理示意重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程學(xué)院課程建設(shè)目前汽車應(yīng)用的通信網(wǎng)絡(luò)包括CAN總線、LIN總線、MOST總線等?；诎踩院涂煽啃缘囊?，現(xiàn)代汽車使用電控系統(tǒng)代替原有的機(jī)械和液壓系統(tǒng)。汽車總線系統(tǒng)2．總線的分類重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程學(xué)院課程建設(shè)（1）按信息傳輸速度分類汽車工程師協(xié)會（SAE）按照汽車上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能由低到高的順序，將汽車網(wǎng)絡(luò)劃分為A類、B類、C類、D類。汽車網(wǎng)絡(luò)的分類類別總線名稱通信速度應(yīng)用范圍A類LIN＜10Kbit/s燈光、門鎖、后視鏡等B類低速CAN10～125Kbit/s車身舒適控制、顯示儀表等C類高速CAN125Kbit/s～1Mbit/s引擎控制、傳動系統(tǒng)、ABS制動系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、線控系統(tǒng)等FlexRay1Mbit/s～10Mbit/sD類MOST＞10Mbit/s汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、多媒體娛樂系統(tǒng)A類網(wǎng)絡(luò)通信目前首先局域互聯(lián)網(wǎng)LIN，采用低成本的單向連接，例如傳感器、執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡(luò)，允許節(jié)點(diǎn)間的同一總線進(jìn)行多路信號的發(fā)送或接收，適用于低數(shù)據(jù)率車身布線。數(shù)據(jù)傳輸速率通常只有1～10Kbit/s，主要應(yīng)用于電動門窗、座椅調(diào)節(jié)、燈光照明等控制。①A類LIN是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制，LIN的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)（例如CAN總線）提供輔助功能。在帶寬要求不高、功能簡單、實(shí)時性要求低的場合，如車身電器的控制等方面，使用LIN總線可有效的簡化網(wǎng)絡(luò)線束、降低成本、提高網(wǎng)絡(luò)通訊效率和可靠性。B類網(wǎng)絡(luò)通信使用最廣泛的是CAN總線，這是數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)亩嘀骺偩€系統(tǒng)，可取消多余的系統(tǒng)組件。當(dāng)需要將許多功能集成在一個模塊時，最適于利用B類連接方式。傳輸速率一般為10～125Kbit/s，主要應(yīng)用于電子車輛信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統(tǒng)。②B類與一般的通信總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時性和靈活性，它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用最為廣泛，世界上一些著名的汽車制造廠商，都采用了CAN總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。CAN總線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖所示，當(dāng)CAN總線上的一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時，它以報文形式廣播給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)，當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)要向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時，該節(jié)點(diǎn)的CPU將要發(fā)送的數(shù)據(jù)和自己的標(biāo)識符傳送給本節(jié)點(diǎn)的CAN芯片，并處于準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)它收到總線分配時，轉(zhuǎn)為發(fā)送報文狀態(tài)。汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與B類的定義相同，但面向高數(shù)據(jù)率信號傳輸，實(shí)時閉環(huán)控制的多路傳輸。最高傳輸速率可達(dá)1Mbit/s，主要用于懸架控制、牽引控制、發(fā)動機(jī)控制、ABS等系統(tǒng)。③C類FlexRay是由汽車制造商和芯片制造商組成的汽車工業(yè)協(xié)會制定的一項(xiàng)總線通信標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足不斷增加的電子系統(tǒng)相適應(yīng)的、性能更高的汽車總線的需求。BMWX5汽車首次應(yīng)用FlexRay技術(shù)汽車多媒體網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議屬于D類總線系統(tǒng)，比較適合的是MOST總線，采用光纖線路傳輸，通信速度高，支持即插即用，沒有接地回路，不受電磁干擾，從而能夠穩(wěn)定傳輸信號，滿足多媒體信息實(shí)時傳遞的需求。④D類MOST總線基于環(huán)形拓?fù)?，從而允許共享多個發(fā)送和接收器的數(shù)據(jù)。MOST總線主控器（通常位于汽車音響主機(jī)處）有助于數(shù)據(jù)采集，所以該網(wǎng)絡(luò)可支持多個主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在一個網(wǎng)絡(luò)上最多高達(dá)64個主設(shè)備。重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程學(xué)院課程建設(shè)（2）按聯(lián)網(wǎng)范圍分類總線按聯(lián)網(wǎng)范圍分主總線系統(tǒng)、子總線系統(tǒng)，其中K總線用于CAN總線系統(tǒng)自診斷時連接汽車故障檢測儀，屬于診斷用的通信線。主總線系統(tǒng)負(fù)責(zé)跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，主總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸率見表所示。主總線系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸速率主總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率總線結(jié)構(gòu)K總線9.6Kbit/s線性，單線D總線10.5～115Kbit/s線性，單線CAN100Kbit/s線性，雙線K-CAN100Kbit/s線性，雙線F-CAN100Kbit/s線性，雙線PT-CAN500Kbit/s線性，雙線byteflight10Mbit/s星形，光纜MOST22.5Mbit/s環(huán)形，光纜重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程學(xué)院課程建設(shè)子總線系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換，子總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸率見表所示。這些系統(tǒng)用于交換特定系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)量相對較少的數(shù)據(jù)。子總線系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸速率子總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率總線結(jié)構(gòu)K總線協(xié)議9.6Kbit/s線性，單線BSD9.6Kbit/s線性，單線DWA總線9.6Kbit/s線性，單線LIN總線9.6～19.2Kbit/s線性，單線3．總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程學(xué)院課程建設(shè)（1）星形結(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點(diǎn)為中心，把若干外圍節(jié)點(diǎn)連接起來的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)適用于局域網(wǎng)。星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程學(xué)院課程建設(shè)（2）線形結(jié)構(gòu)線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種共享通路的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中總線具有信息的雙向傳輸功能，普遍用于區(qū)域網(wǎng)的連接，總線一般采用同軸電纜或雙絞線。線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重慶工業(yè)職