總線技術在汽車電氣系統中的應用研究
作者:錢慧君時間:2015-12-04 14:40:57 來源:www.vortexsignal.com 閱讀次數:982次 ]
【文章摘要】
隨著汽車行業的不斷發展，傳統的總線技術已經無法滿足人們對于汽車內部空間要求以及汽車整體結構空間的要求，通信速度更快、通信質量更高、成本更低、對周圍環境變化抵抗能力更高以及自身空間結構更為集成的總線技術已經成為當前汽車電氣系統中的主流發展趨勢，汽車的電子化以及網絡化已經成為現代汽車技術整體發展實力的重要標志之一，而在當前階段，總線技術在汽車電氣系統中的應用已經呈現出多種多樣的發展趨勢，為汽車電氣系統提供了多樣化的選擇。本文將對總線技術的主要內容進行分析，進而對總線技術在汽車電氣系統中的多類型選擇應用進行具體的分析和討論。
【關鍵詞】
總線技術；汽車電氣系統；多種類型； 具體應用
從較為專業的層次來講，總線是一種描述電子信號傳輸新路的結構形式，是一類信號線的集合，是實現各個子系統設備與母系統設備之間良好有效的通信傳輸的公共通道。而汽車電氣系統中的總線技術，指的就是在汽車內部整體電腦系統的結構中負責將汽車內部各個子系統以及內部車載電腦之間實現有效的通信通道的線路技術。當前車載電腦的出現，對于汽車電氣系統中的總線技術已經有了更高的要求，而傳統的總線技術在汽車電氣系統中采用的點對點的通信通道方式已經無法滿足車載電腦對于汽車整體系統中各個結構之間的良好通信，同時傳統總線技術應用過程中較長的導線長度導致的導線自身結構龐大也在一定程度上已經不適應當前汽車內部空間越來越大的發展趨勢，新的電子網絡總線技術已經悄然發展并成為汽車電氣系統中的主流應用結構。
1 總線技術在汽車電氣系統中的主要應用
當前階段，汽車電子控制單元已經成為汽車內部系統中的重要組成內容，根據汽車電子控制單元對不同系統之間的鏈接側重以完成汽車內部系統中相應的結構功能側重也成為了當前汽車內部系統發展的主要方向之一，例如針對汽車內部傳動系統和制動系統進行良好控制的總線技術大多使用控制器局域網絡（ACN） 來實現，而針對車窗升降控制以及車鏡翻轉控制這種不是較為常用的應用則通過局域互聯網絡協議（LIN）來實現，同時對汽車系統中的多媒體娛樂系統的控制則通過MOST 總線技術來實現，針對汽車內部其他系統的控制以及完成對所有車載系統結構的有效完善和補充的總線技術則通過FlexRay 總線技術來實現。具體來講，總線技術在汽車電氣系統中的應用主要包括以下內容：
1.1 控制器局域網絡（CAN）總線技術
控制器局域網絡總線技術的英文全稱是CAN—Controller Area Network，因此也被稱之為CAN 總線技術，其最早是由德國一家Bosch 公司研究開發出來，能夠有效解決汽車內部構造中諸多電子控制模塊之間的有效通信和數據交換的串行網絡通信協議技術，而其在具體的表現上事實上是一種現場總線技術。CAN 總線技術與傳統的總線技術相比，其最大的進步在于有效的減少了汽車汽車內部車載電腦系統中的無用插件數量以及車載電腦與其他車載系統構造之間的連線長度。事實上，傳統的總線技術之所以被現代汽車的發展趨勢所淘汰也正是因為傳統的總線技術中點對點的總線傳輸通道要求的線路過多，而隨著汽車內部系統構造的更加精細以及功能更加多樣化，越來越多的通信線路必然給汽車內部構造帶來更大的要求，例如越來越多的通信線路帶給汽車自身成本控制、內部空間控制、信號安全穩定控制等等方面的壓力，導致總線技術已經無法有效的滿足現代汽車技術的不斷進步和發展的要求。CAN 總線技術能夠有效的減少車載系統中的無用插件構造和通信線路的長度，進而有效的滿足了現代汽車對于內部空間構造以及投入成本和車載系統通信安全穩定性的要求，事實上CAN 總線技術早已經實現了現代化的數字化通信技術，建立了相對完善和靈活的網絡互聯系統，更加有助于車載系統運行過程中的數據通信的速度和質量。
1.2 局域互聯網絡協議（LIN）總線技術
局域互聯網絡協議總線技術的英文全稱是Local Interconnect Network，因此也被簡稱為LIN 總線技術，其是由寶馬、大眾等眾多現代汽車企業以及沃爾沃、摩托羅拉等電子零件供應商共同開發研究并且施行的一種為了降低車載網絡的運行成本的串行通訊協議，其能夠通過網關與CAN 網絡實現有效的連接于通信，進而有效的實現車載電腦系統對于汽車內部構造中某一功能的有效通信和控制。LIN 總線技術最大的優點是能夠有效的降低汽車導線的材料以及裝備成本，雖然其導線的傳輸速度較低只有20kb/s，但是其具有一定的抗干擾能力，同時連線的總量也從兩根降低到一根，因此被廣泛的應用在汽車內部精度誤差要求不高的結構功能中， 例如雨刮器的控制、車燈的控制、車窗的控制等等。
1.3 MOST 總線技術
正如上文所述，MOST 總線技術主要是為了完成車載電腦對汽車多媒體軟件以及硬件結構的有效控制和通信功能而研發和使用的總線技術，事實上汽車多媒體軟件以及硬件結構在施行的過程中必然會耗費大量的網絡流量以完成音頻視頻的播放、甚至包括汽車位置的GPS 導航和信息傳輸等等功能，也會耗費大量的網絡流量，這就給總線技術提出了質量更高、傳輸速度更快的要求，而MOST 總線技術能夠憑借自身總線中傳輸速度最高可以達到20Mb/s 有效的完成多媒體按軟件以及硬件結構施行的網絡要求，事實上MOST 總線技術本質上是一種基于光纖的串行通信協議，才能擁有如此快的通信速度和通信質量。當前MOST 已經較為廣泛的應用在各大汽車企業的汽車內部系統中，尤其在頂級車輛的車載系統中，這種總線技術已經屢見不鮮。
1.4 Flex Ray 總線技術
Flex Ray 總線技術是一種較為靈活的通訊系統，其主要是為了滿足未來先進汽車高速控制車內系統應用的需要而研發出來的一種分布式控制系統，其能夠有效的在車載電腦的運行過程中補充CAN 總線技術、LIN 總線技術以及MOST 總線技術等等車內網絡數據的標準，能夠較為有效的完成需要高通信帶寬和決定性容錯數據傳輸能力的底盤控制、車身和動力總成等車內結構功能中。
2 CAN 總線技術的主要結構內容
較為常見的CAN 總線技術的主要結構內容包括電控燃油噴射系統、電控傳動系統、防抱死制動系統、防滑控制系統、廢氣再循環系統、巡航查明系統、電子控制系統以及車內空調系統等等諸多車載電子元件和相關模塊。
3 結語
綜上所述，本文對當前汽車技術中的總線技術在車內系統中的主要類型以及應用進行了具體的分析，當前汽車總線技術相比傳統的總線技術已經有了非常明顯的進步，能夠較為廣泛的適應車內各個電子系統的通信和控制功能，同時能夠有效的側重各自的功能結構區域，相信隨著汽車技術的發展，總線技術也必將實現技術更高的進步。
【參考文獻】
[1] 邱翠榕. 總線技術在汽車電氣系統中的應用[J]. 北京汽車，2010， （2）：21-23.
[2] 陳田，王雅珺. 河源電廠電氣控制系統中現場總線技術的應用[J]. 科技視界，2012，（30）：375-376.
[3] 黃彬. 淺談現場總線技術在發電廠電氣控制系統中的應用[J]. 無線互聯科技，2013，（10）：132.
隨著汽車行業的不斷發展，傳統的總線技術已經無法滿足人們對于汽車內部空間要求以及汽車整體結構空間的要求，通信速度更快、通信質量更高、成本更低、對周圍環境變化抵抗能力更高以及自身空間結構更為集成的總線技術已經成為當前汽車電氣系統中的主流發展趨勢，汽車的電子化以及網絡化已經成為現代汽車技術整體發展實力的重要標志之一，而在當前階段，總線技術在汽車電氣系統中的應用已經呈現出多種多樣的發展趨勢，為汽車電氣系統提供了多樣化的選擇。本文將對總線技術的主要內容進行分析，進而對總線技術在汽車電氣系統中的多類型選擇應用進行具體的分析和討論。
【關鍵詞】
總線技術；汽車電氣系統；多種類型； 具體應用
從較為專業的層次來講，總線是一種描述電子信號傳輸新路的結構形式，是一類信號線的集合，是實現各個子系統設備與母系統設備之間良好有效的通信傳輸的公共通道。而汽車電氣系統中的總線技術，指的就是在汽車內部整體電腦系統的結構中負責將汽車內部各個子系統以及內部車載電腦之間實現有效的通信通道的線路技術。當前車載電腦的出現，對于汽車電氣系統中的總線技術已經有了更高的要求，而傳統的總線技術在汽車電氣系統中采用的點對點的通信通道方式已經無法滿足車載電腦對于汽車整體系統中各個結構之間的良好通信，同時傳統總線技術應用過程中較長的導線長度導致的導線自身結構龐大也在一定程度上已經不適應當前汽車內部空間越來越大的發展趨勢，新的電子網絡總線技術已經悄然發展并成為汽車電氣系統中的主流應用結構。
1 總線技術在汽車電氣系統中的主要應用
當前階段，汽車電子控制單元已經成為汽車內部系統中的重要組成內容，根據汽車電子控制單元對不同系統之間的鏈接側重以完成汽車內部系統中相應的結構功能側重也成為了當前汽車內部系統發展的主要方向之一，例如針對汽車內部傳動系統和制動系統進行良好控制的總線技術大多使用控制器局域網絡（ACN） 來實現，而針對車窗升降控制以及車鏡翻轉控制這種不是較為常用的應用則通過局域互聯網絡協議（LIN）來實現，同時對汽車系統中的多媒體娛樂系統的控制則通過MOST 總線技術來實現，針對汽車內部其他系統的控制以及完成對所有車載系統結構的有效完善和補充的總線技術則通過FlexRay 總線技術來實現。具體來講，總線技術在汽車電氣系統中的應用主要包括以下內容：
1.1 控制器局域網絡（CAN）總線技術
控制器局域網絡總線技術的英文全稱是CAN—Controller Area Network，因此也被稱之為CAN 總線技術，其最早是由德國一家Bosch 公司研究開發出來，能夠有效解決汽車內部構造中諸多電子控制模塊之間的有效通信和數據交換的串行網絡通信協議技術，而其在具體的表現上事實上是一種現場總線技術。CAN 總線技術與傳統的總線技術相比，其最大的進步在于有效的減少了汽車汽車內部車載電腦系統中的無用插件數量以及車載電腦與其他車載系統構造之間的連線長度。事實上，傳統的總線技術之所以被現代汽車的發展趨勢所淘汰也正是因為傳統的總線技術中點對點的總線傳輸通道要求的線路過多，而隨著汽車內部系統構造的更加精細以及功能更加多樣化，越來越多的通信線路必然給汽車內部構造帶來更大的要求，例如越來越多的通信線路帶給汽車自身成本控制、內部空間控制、信號安全穩定控制等等方面的壓力，導致總線技術已經無法有效的滿足現代汽車技術的不斷進步和發展的要求。CAN 總線技術能夠有效的減少車載系統中的無用插件構造和通信線路的長度，進而有效的滿足了現代汽車對于內部空間構造以及投入成本和車載系統通信安全穩定性的要求，事實上CAN 總線技術早已經實現了現代化的數字化通信技術，建立了相對完善和靈活的網絡互聯系統，更加有助于車載系統運行過程中的數據通信的速度和質量。
1.2 局域互聯網絡協議（LIN）總線技術
局域互聯網絡協議總線技術的英文全稱是Local Interconnect Network，因此也被簡稱為LIN 總線技術，其是由寶馬、大眾等眾多現代汽車企業以及沃爾沃、摩托羅拉等電子零件供應商共同開發研究并且施行的一種為了降低車載網絡的運行成本的串行通訊協議，其能夠通過網關與CAN 網絡實現有效的連接于通信，進而有效的實現車載電腦系統對于汽車內部構造中某一功能的有效通信和控制。LIN 總線技術最大的優點是能夠有效的降低汽車導線的材料以及裝備成本，雖然其導線的傳輸速度較低只有20kb/s，但是其具有一定的抗干擾能力，同時連線的總量也從兩根降低到一根，因此被廣泛的應用在汽車內部精度誤差要求不高的結構功能中， 例如雨刮器的控制、車燈的控制、車窗的控制等等。
1.3 MOST 總線技術
正如上文所述，MOST 總線技術主要是為了完成車載電腦對汽車多媒體軟件以及硬件結構的有效控制和通信功能而研發和使用的總線技術，事實上汽車多媒體軟件以及硬件結構在施行的過程中必然會耗費大量的網絡流量以完成音頻視頻的播放、甚至包括汽車位置的GPS 導航和信息傳輸等等功能，也會耗費大量的網絡流量，這就給總線技術提出了質量更高、傳輸速度更快的要求，而MOST 總線技術能夠憑借自身總線中傳輸速度最高可以達到20Mb/s 有效的完成多媒體按軟件以及硬件結構施行的網絡要求，事實上MOST 總線技術本質上是一種基于光纖的串行通信協議，才能擁有如此快的通信速度和通信質量。當前MOST 已經較為廣泛的應用在各大汽車企業的汽車內部系統中，尤其在頂級車輛的車載系統中，這種總線技術已經屢見不鮮。
1.4 Flex Ray 總線技術
Flex Ray 總線技術是一種較為靈活的通訊系統，其主要是為了滿足未來先進汽車高速控制車內系統應用的需要而研發出來的一種分布式控制系統，其能夠有效的在車載電腦的運行過程中補充CAN 總線技術、LIN 總線技術以及MOST 總線技術等等車內網絡數據的標準，能夠較為有效的完成需要高通信帶寬和決定性容錯數據傳輸能力的底盤控制、車身和動力總成等車內結構功能中。
2 CAN 總線技術的主要結構內容
較為常見的CAN 總線技術的主要結構內容包括電控燃油噴射系統、電控傳動系統、防抱死制動系統、防滑控制系統、廢氣再循環系統、巡航查明系統、電子控制系統以及車內空調系統等等諸多車載電子元件和相關模塊。
3 結語
綜上所述，本文對當前汽車技術中的總線技術在車內系統中的主要類型以及應用進行了具體的分析，當前汽車總線技術相比傳統的總線技術已經有了非常明顯的進步，能夠較為廣泛的適應車內各個電子系統的通信和控制功能，同時能夠有效的側重各自的功能結構區域，相信隨著汽車技術的發展，總線技術也必將實現技術更高的進步。
【參考文獻】
[1] 邱翠榕. 總線技術在汽車電氣系統中的應用[J]. 北京汽車，2010， （2）：21-23.
[2] 陳田，王雅珺. 河源電廠電氣控制系統中現場總線技術的應用[J]. 科技視界，2012，（30）：375-376.
[3] 黃彬. 淺談現場總線技術在發電廠電氣控制系統中的應用[J]. 無線互聯科技，2013，（10）：132.
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