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1、第五章其他车载网络技术第五章其他车载网络技术n 第一节汽车车载局域网第一节汽车车载局域网n 第二节第二节MOST总线总线n 第三节蓝第三节蓝 牙牙 技技 术术n 第四节诊第四节诊 断断 总总 线线n 第五节汽车光纤技术第五节汽车光纤技术第一节汽车车载局域网第一节汽车车载局域网n 一、一、 LAN的结构和特点的结构和特点n 二、二、 LAN的类型的类型n 三、三、 LAN的应用的应用一、 LAN的结构和特点n 1. LAN的构成的构成n 2.采用采用LAN技术的汽车的特点技术的汽车的特点汽汽车车载局局域域网网（Local Area Network，LAN）是是指指分分布布在在汽汽车上上的的电器器
2、与与电子子设备在在物物理理上上互互相相连接接，并并按按网网络协议相相互互通通信信，以以共共享享硬硬件件、软件件和信息等和信息等资源源为目的的目的的电子控制系子控制系统。1. LAN的构成的构成图5-1LAN的构成G/W网关ECS电控单元或电子控制系统图5-2典型的LAN结构1ABS电控单元2动力系统电控单元3空调电控单元4集成控制板5组合仪表电控单元6照明电控单元7电动座椅电控单元8车门电控单元9车载电话电控单元10汽车动态电控单元2.采用采用LAN技术的汽车的特点技术的汽车的特点1）汽车电子控制系统只需汽车电子控制系统只需1根通信电缆，减少线束连接，根通信电缆，减少线束连接，减轻汽车质量。减
3、轻汽车质量。2）电子控制系统部件数量减少，使汽车的可靠性增加。电子控制系统部件数量减少，使汽车的可靠性增加。3）可实现实时故障诊断、测试和报警，实现集中显示、可实现实时故障诊断、测试和报警，实现集中显示、历史查询和故障自诊断等功能，使汽车具有行驶记录仪历史查询和故障自诊断等功能，使汽车具有行驶记录仪功能。功能。4）电子控制系统的扩展性强，增加电控装置时几乎不需电子控制系统的扩展性强，增加电控装置时几乎不需要对原有局域网的软件和硬件进行任何改动。要对原有局域网的软件和硬件进行任何改动。二、 LAN的类型表5-1主要车载网络的特点与应用车内网络CAN（控制器局域网）动力与传动、车身系统控制用LAN
4、协议（CAN）1000动力与传动系统、车身系统，欧洲汽车采用VAN（汽车局域网） 车身系统控制用LAN协议1000车身系统，美国汽车采用LIN（汽车局域互联网）车身控制用LAN协议，液压控制组件专用LAN协议20主要用于开关与操作系统，欧洲汽车采用SAEJ1850车身系统控制用LAN协议10.4车身系统，美国、日本及欧洲汽车采用D2B/Optical音频系统通信协议5600名称通信协议名称通信速率/（Kbit/s）应用三、 LAN的应用n 1.丰田汽车采用的两种供多路传输通信需要的集成电丰田汽车采用的两种供多路传输通信需要的集成电路路n 2.丰田汽车公司选用丰田汽车公司选用SAE J1850标
5、准的标准的PWM编码作编码作为两种集成电路通信协议的基础为两种集成电路通信协议的基础n 3.丰田汽车按丰田汽车按SAE J1850标准设置的两种集成电路的标准设置的两种集成电路的相关规范相关规范n4.通信控制通信控制IC的结构特点的结构特点n5.收发器收发器IC的结构特点的结构特点n6.通信控制与收发器通信控制与收发器IC的使用情况的使用情况n7.丰田汽车公司除选用丰田汽车公司除选用PWM编码协议外又定义了编码协议外又定义了NRZ编码协议编码协议8第二节第二节MOST总线总线n 一、一、 MOST总线的特点和类型总线的特点和类型n 二、二、 MOST的结构和控制原理的结构和控制原理n 三、三、
6、 MOST在汽车上的应用在汽车上的应用一、 MOST总线的特点和类型n 1. MOST的含义的含义n 2. MOST的特点的特点n 3. MOST数据的类型数据的类型n 4.基本概念基本概念1. MOST的含义多多媒媒体体定定向向系系统统传传输输(Media Oriented Systems Transport，MOST)为为车车辆辆中中使使用用的的一一种种多多媒媒体体应应用用通通信信技技术术。MOST利利用用一一根根光光纤纤，最最多多可可以以同同时时传传送送15个个频频道道的的CD质质量量的的非非压压缩缩音音频频数数据据。在在一一个个局局域域网网上上，最多可连接最多可连接64个节点。个节点。
7、2. MOST的特点1）保证低成本的条件下，可达到保证低成本的条件下，可达到24.8Mbit/s的数据传的数据传输速率。输速率。2）无论是否有主机电控单元都可工作。无论是否有主机电控单元都可工作。3）使用塑料光缆优化信息传送质量。使用塑料光缆优化信息传送质量。4）支持声音和压缩图像的实时处理。支持声音和压缩图像的实时处理。5）支持数据的同步和异步传输。支持数据的同步和异步传输。6）发送器发送器/接收器嵌有虚拟网络管理系统。接收器嵌有虚拟网络管理系统。7）支持多种网络连接方式。支持多种网络连接方式。8）提供提供MOST设备标准。设备标准。9）应用系统界面方便、简洁。应用系统界面方便、简洁。10）
8、MOST总线不仅能传输控制数据和传感器数据，总线不仅能传输控制数据和传感器数据，还能传输数字音频信号、视频信号图形以及其他数据还能传输数字音频信号、视频信号图形以及其他数据。图5-17MOST数据组成3. MOST数据的类型在在MOST网网络中中，传输的的信信息息有有同同步步数数据据、异异步步数数据据和和控控制制数数据据3种种类型型，分分别由由一一个个信信息息帧的的同同步步数据数据场、异步数据、异步数据场和控制数据和控制数据场传送，如送，如图所示。所示。二、 MOST的结构和控制原理n 1. MOST的基本结构的基本结构n 2. MOST总线工作状态总线工作状态n 3. MOST控制原理控制原
9、理n 4. MOST总线的诊断功能总线的诊断功能1. MOST的基本结构n（1）MOST节点结构节点结构图5-18MOST节点结构模型图5-19MOST设备的逻辑结构（2）MOST设备设备图5-21MOST总线电控单元结构图5-20MOST设备的硬件结构2. MOST总线工作状态n（1）休眠模式）休眠模式 n（2）备用模式）备用模式 n（3）通电工作模式）通电工作模式（1）休眠模式n休休眠眠模模式式下下的的MOST总总线线内内没没有有数数据据交交换换，所所有有装装置置处处于于待待命命状状态态，只只能能由由系系统统管管理理器器发发出出的的光光启启动动脉脉冲冲来激活，静态电流被降至最小值。来激活，
10、静态电流被降至最小值。（2）备用模式n备备用用模模式式下下无无法法为为用用户户提提供供任任何何服服务务，MOST总总线线系系统统在在后后台台运运行行，但但所所有有的的输输出出介介质质(如如显显示示器器、收收音音机机放大器等放大器等)都不工作或不发声。都不工作或不发声。（3）通电工作模式n通电工作模式中，电控单元完全接通通电工作模式中，电控单元完全接通，MOST总线上总线上有数据交换，用户可使用所有功能。有数据交换，用户可使用所有功能。3. MOST控制原理图5-22MOST总线的环形结构三、 MOST在汽车上的应用n 1. MOST的组成的组成n 2.电话电话图5-23MOST控制原理1计算机
11、及键盘2显示器3、9音响4电视5无线信号收发器6卫星信号接收机7CD-ROM(电子地图等数据)8车载电话10语音控制输入接口11CD(VCD)播放机1. MOST的组成（1）光光信信号号发发射射器器光光信信号号发发射射器器中中装装有有一一个个驱驱动动装装置置，驱驱动动装装置置向向一一个个LED供供电电，LED向向MOST总总线线发发送送650nm红红 色色 可可 见见 光光 信信 号号 ， 重重 复复 频频 率率 为为 44.1MHz。（2）光光信信号号接接收收器器光光信信号号接接收收器器接接收收MOST总总线线的的数数据据，主主要要由由LED、前前功功率率放放大大器器、唤唤醒醒电电路路、将将
12、光光信信号号 转转 换换 为为 电电 信信 号号 的的 接接 口口 等等 组组 成成 。（3）MOST光光缆缆MOST总总线线采采用用塑塑料料光光缆缆，宝宝马马E65轿车轿车MOST总线用绿色作为特征标记，总线用绿色作为特征标记，如图如图5-25所示。所示。24图5-24MOST电控单元之间的连接第三节蓝第三节蓝 牙牙 技技 术术n一、一、 蓝牙技术简介蓝牙技术简介n二、蓝牙技术的特点二、蓝牙技术的特点n三、蓝牙技术在车载免提系统中的应用三、蓝牙技术在车载免提系统中的应用一、 蓝牙技术简介蓝蓝牙牙技技术术(BluetoothTM)是是一一种种无无线线通通信信新新技技术术，其其目目的的是是实实现
13、现最最高高数数据据传传输输速速率率为为1Mbit/s、最最大大传传输输距距离为离为10m的无线通信。的无线通信。二、蓝牙技术的特点表5-2USB与蓝牙技术的比较参数USBBluetooth数据吞吐率较大小反应时间较快慢安全性好差灵活性差很好价格低高多功能性差很好三、蓝牙技术在车载免提系统中的应用n 1.车载免提系统的类型车载免提系统的类型n 2.车载蓝牙免提系统车载蓝牙免提系统1.车载免提系统的类型n（1）车载免提通信系统）车载免提通信系统车载免提通信系统直接安车载免提通信系统直接安装在车上，通话品质高，通话时音响自动静音，代表装在车上，通话品质高，通话时音响自动静音，代表品牌是摩托罗拉车载电
14、话，主要用于高档进口车品牌是摩托罗拉车载电话，主要用于高档进口车(如奔如奔驰、宝马、沃尔沃、奥迪等驰、宝马、沃尔沃、奥迪等)和国产和国产“新蓝鸟新蓝鸟”车上。车上。n（2）车载免提系统车载免提系统车载免提系统与手机配合使用，车载免提系统与手机配合使用，使用时手机必须放在固定支架上，并且与之通过线缆使用时手机必须放在固定支架上，并且与之通过线缆连接，通话时占用收音机固定频率连接，通话时占用收音机固定频率(FM 90MHz或或108MHz)，通话品质差，易受环境噪声干扰。，通话品质差，易受环境噪声干扰。（3）普普通通耳耳机机和和蓝蓝牙牙耳耳机机有有人人认认为为行行车车时时使使用用普普通通耳耳机机或
15、或者者蓝蓝牙牙耳耳机机接接听听电电话话可可以以增增加加行行车车安安全全，但但由由于于现现有有的的耳耳机机不不能能与与音音响响互互动动，尤尤其其是是行行车车时时若若既既听听音音响响又又用用耳耳机机接接听听电电话话，会会对对行行车车安安全全更更加加不不利利，而而且驾驶汽车时戴耳机在交通安全法规中是禁止的。且驾驶汽车时戴耳机在交通安全法规中是禁止的。（4）车车载载蓝蓝牙牙免免提提系系统统此此系系统统为为无无线线连连接接，具具有有蓝蓝牙牙功功能能，适适用用于于全全部部具具有有蓝蓝牙牙功功能能的的手手机机，用用户户只只需需在在初初次次上上车车时时作作初初始始的的识识别别配配对对即即可可，免免提提效效果果
16、同同车车载免提通信系统相同载免提通信系统相同。2.车载蓝牙免提系统n（1）车载蓝牙免提系统的功能）车载蓝牙免提系统的功能 n（2）车载蓝牙免提系统的组成）车载蓝牙免提系统的组成 n（3）车载蓝牙免提系统的连接原理）车载蓝牙免提系统的连接原理（1）车载蓝牙免提系统的功能车车载载蓝蓝牙牙免免提提系系统统是是专专为为行行车车安安全全和和舒舒适适性性而而设设计计的的，能能自自动动辨辨识识移移动动电电话话，不不需需要要电电缆缆或或电电话话托托架架便便可可与与手手机机联联机机；不不需需要要碰碰触触手手机机(双双手手保保持持在在转转向向盘盘上上)便可控制手机，用语音指令控制接听或拨打电话。便可控制手机，用语
17、音指令控制接听或拨打电话。（2）车载蓝牙免提系统的组成图5-26车载蓝牙免提系统表5-3蓝牙系统工作模式状态描述工 作 模 式状 态 描 述Park单元被赋予Park单元地址（PMA），并以一定间隔监听主单元的信息Hold单元停止传送数据，但一旦激活，数据传送立即重新开始Sniff单元降低了从网络收听消息的速率，一会睡，一会醒，如同呼吸一样（3）车载蓝牙免提系统的连接原理图5-27车载蓝牙免提系统的连接原理第四节诊第四节诊 断断 总总 线线n 一、概述一、概述n 二、诊断条件二、诊断条件n 三、诊断总线的地址格式扩展三、诊断总线的地址格式扩展一、概述图5-28诊断接口诊断总线诊断总线用于完成诊
18、断电控单元与车上其他电控单用于完成诊断电控单元与车上其他电控单元之间的数据交换。元之间的数据交换。二、诊断条件表5-4诊断插接器端子功能说明端子功能115号接线柱4搭铁5搭铁6诊断总线CANH7K线14诊断总线CANL15L线1630号接线柱三、诊断总线的地址格式扩展表5-5诊断总线的诊断条件诊断条件说明开始点火开关接通是无法经诊断总线唤醒电控单元点火开关关闭是，但不在休眠模式执行点火开关接通是点火开关关闭是，但无写入功能（如对电控单元编码）结束关闭点火开关并终止诊断否第五节汽车光纤技术第五节汽车光纤技术n 一、光纤的类型和特点一、光纤的类型和特点n 二、光纤多路传输的组成与应用二、光纤多路传
19、输的组成与应用n 三、光源光学星形网络的检测三、光源光学星形网络的检测一、光纤的类型和特点n 1.光纤的类型光纤的类型n 2.光纤传送信息的方法及原理光纤传送信息的方法及原理n 3.无源光纤的优点无源光纤的优点光光纤纤总总线线可可分分为为无无源源和和有有源源两两类类。无无源源光光纤纤总总线线由由光光纤纤和和光光纤纤耦耦合合器器构构成成；有有源源光光纤纤总总线线除除光光纤纤和和光光纤纤耦耦合合器器以以外外，还还增增加加了了光光中中继继器器或或光光放放大大器器，以以增增强强光光信信号号，对对于于光光路路损损耗耗较较大大的的场场合合非非常常必必要要。汽汽车车使使用的主要是无源光纤，它不能放大或产生能
20、量。用的主要是无源光纤，它不能放大或产生能量。1.光纤的类型1.光纤的类型n1）MOST总线总线用于传输车辆中的所有通信和信息系用于传输车辆中的所有通信和信息系统数据。统数据。n 2）Byteflight总线总线是一个双向传输数据的星形总线，是一个双向传输数据的星形总线，说明每个电控单元只有一根光缆线。说明每个电控单元只有一根光缆线。2.光纤传送信息的方法及原理n光光纤纤传传送送信信息息的的方方法法有有时时分分复复用用(OTDM)、波波分分复复用用(WDM)和频分复用和频分复用(FDM)3种方式。种方式。n光纤传送原理光纤传送原理：由电控单元形成的电信号在发射元件：由电控单元形成的电信号在发射
21、元件内被转换成光信号，并发射到光缆内。光纤用于光波内被转换成光信号，并发射到光缆内。光纤用于光波的导向，为了使发射出来的光线不会从光纤中射出，的导向，为了使发射出来的光线不会从光纤中射出，光纤有外包装层，可使光线发生反射，并借此使光线光纤有外包装层，可使光线发生反射，并借此使光线继续传输，穿过光缆，然后通过接收元件重新转换成继续传输，穿过光缆，然后通过接收元件重新转换成电信号。电信号。3.无源光纤的优点1）频带宽度较大，多路，尺寸小，质量轻，能耗低。频带宽度较大，多路，尺寸小，质量轻，能耗低。2）通过效率高，信号功率损失小，与频率的关系减弱。通过效率高，信号功率损失小，与频率的关系减弱。3）超高绝缘，不存在短路和搭铁问题。超高绝缘，不存在短路和搭铁问题。4）耐腐蚀，灵敏度高。耐腐蚀，灵敏度高。5）能够双工传输信息，抗干扰能力强，尤其是对车载电能够双工传输信息，抗干扰能力强，尤其是对车载电路的脉冲干扰。路的脉冲干扰。6）光纤允许有较高的数据传输速率和较高的信噪比光纤允许有较高的数据传输速率和较高的信噪比带宽积，可适用于发动机实时控制、车辆状态监测和通带宽积，可适用于发动机实时控制、车辆状态监测和通断负载的开关控制等要求。断负载的开关控制等要求。
